(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスターとスレーブとバスを含んだバスシステムにおいて、マスターＭと、バスＢ、Ｂ'を介して前記マスターＭに並列に接続された少なくとも一グループのスレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの間でデータを交換する為の通信方式であり、
ａ）前記グループの各スレーブはそれに少なくとも一つの通信振動数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８を割り当てられるステップと、
ｂ）前記マスターＭは、異なった通信振動数で前記バスＢ、Ｂ'上に様々な送信データをロードする間に送信フェーズを通過するステップと、
ｃ）前記グループの各スレーブは、ステップａ）で前記スレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数に相当する振動数でマスターＭによりバスＢ、Ｂ'上にロードされた送信データを読み込み且つ処理し、そしてその割り当てられた通信振動数の少なくとも一つに相当しない振動数で前記マスターＭにより前記バスＢ、Ｂ'上にロードされた送信データを無視するか又は廃棄するステップと、
ｆ）マスターＭは、少なくとも一つの追加振動数ｆｚで、前記バスＢ、Ｂ'上に追加送信データをロードする間、少なくとも一つの追加送信フェーズを通過するステップと、
ｇ）前記グループの全スレーブは、ステップｆ）において前記追加振動数ｆｚで前記バスＢ、Ｂ'上にマスターＭによりロードされた前記追加送信データを読み込んで処理し、たとえステップａ）が実行されなくても、又は前記スレーブが通信振動数を割り当てられなくても、前記グループの全スレーブは前記追加振動数ｆｚ又は前記追加振動数群で送信された前記追加送信データにより前記マスターによって送られることができるステップと、
から構成される通信方式であって、
ａ１）マスターＭは、ステップｆで前記バスＢ、Ｂ'を介して追加データの中にある識別子を送信することにより前記グループの第一スレーブに送るステップと、
ａ２）マスターＭは、異なる試験振動数で第一スレーブと少なくとも一つの試験通信を行うステップと、
ａ３）各試験通信に対して、関連するＳ／Ｎ比又は関連するビット誤差率が決定されるステップと、
ａ４）ステップａ２）において使用され、しかもスレーブに通信振動数として割り当てられていない全試験振動数の間で、第一スレーブは、ステップａ２において、最高Ｓ／Ｎ比又は最低ビット誤差率に達した通信振動数として割り当てられた試験振動数を有するステップと、
ａ５）ステップａ１）〜ａ４）が、前記グループの残りのスレーブに対し、同様に反復されるステップにより前記ステップａ）が実行されることを特徴とする通信方式。
【請求項２】
前記マスターＭは、送信フェーズの間、同時に又は時間的に重なり合う方法で前記バスＢ、Ｂ'上に送信データをロードし、その結果として、一グループの全スレーブに又は一グループの複数のスレーブに、同時に又は時間的に重なり合う方法で、送信データを転送する請求項１に記載の通信方式。
【請求項３】
ｄ）一グループの各スレーブは、ステップａ）において、前記スレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数に相当する少なくとも一つの振動数で、前記バスＢ、Ｂ'上に出力データの集合をロードする間、出力フェーズを通過するステップと、
ｅ）マスターＭは、ステップｄ）で前記バスＢ、Ｂ'上に一グループのスレーブによりロードされた出力データの前記集合を読み込み、そして、マスターＭは、ステップａ）で前記通信振動数を割り当てられた前記グループのスレーブにその通信振動数により出力データの各集合を割り当てるステップを更に有する請求項１又は２に記載の通信方式。
【請求項４】
前記グループの全スレーブの出力フェーズが時間的に重なるか又は一致し、ここで、前記マスターＭは、ステップｅ）で時間的に重なり合う方法又は同時に、異なる通信振動数で前記グループの異なるスレーブの出力データの集合を受信して読み取り、そして前記グループの特定のスレーブにその通信振動数により読み取られた出力データの各集合を割り当てる請求項３に記載の通信方式。
【請求項５】
マスターは、送信フェーズの間だけ前記バスＢ、Ｂ'上に送信データをロードし、そして受信し、読み込み、出力フェーズの間だけ出力データの集合を処理する請求項１又は３に記載の通信方式。
【請求項６】
前記追加送信データは、各スレーブに少なくとも一つの通信振動数を割り当てる情報を含み、ステップａ）が、ステップｆ）とｇ）の実行と一緒に実行される請求項１〜５のいずれかに記載の通信方式。
【請求項７】
ｈ）マスターＭは、少なくとも一つの特定構成振動数ｆｋで前記バスＢ、Ｂ'上に構成データをロードする間、少なくとも一つの構成送信フェーズを通過するステップと、
ｉ）前記バスＢ、Ｂ'に接続された各スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、ステップｈ）で前記バスＢ、Ｂ'上にマスターによりロードされた構成データを読み込みそして処理し、前記バスＢ、Ｂ'に接続された各スレーブは、前記構成振動数ｆｋ、又は前記構成振動数群で送信された前記構成データを介して前記マスターＭにより送られることができ、前記構成データは、下記の情報ｉ１）及びｉ２）を含むステップと、
ｉ１）もしステップａ）が既に為されたならば、ステップａ）で作成された前記通信振動数と前記グループのスレーブの間の割り当てを解除する情報と、
ｉ２）他のグループの各スレーブに少なくとも一つの専用の通信振動数を割り当てる情報
ｋ）ステップｂ）が引き続き実行されるステップと、
ｌ）前記他のグループの各スレーブは、ステップｉ）において当該スレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数に相当する振動数でマスターＭにより送信された送信データを読み込みそして処理し、そして前記他のグループの別のスレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数に相当する振動数でマスターにより送信された通信データを無視するか又は廃棄し、その結果として、前記他のグループの各スレーブは、当該スレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数でバスＢ、Ｂ'を介してマスターＭにより当該スレーブに転送された送信データを用いてマスターＭにより個々に送られることができ、マスターＭから前記他のグループの各スレーブへの送信データ転送は、ステップｉ）で当該スレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数で生じるステップを有する請求項１〜６のいずれかに記載の通信方式。
【請求項８】
ｍ）前記マスターＭは、少なくとも一つの特定構成振動数ｆｋで前記バスＢ、Ｂ'上に構成データをロードする間、少なくとも一つの構成送信フェーズを通過するステップと、
ｎ）前記バスＢ、Ｂ'に接続された前記スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの夫々は、ステップｍ）において前記バスＢ、Ｂ'上にマスターＭによりロードされた前記構成データを読み込み且つ処理し、前記バスＢ、Ｂ'に接続された前記スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの夫々は、前記少なくとも一つの構成振動数で送信された前記構成データを介して前記マスターＭにより送られることができるステップを有する請求項１〜７のいずれかに記載の通信方式。
【請求項９】
前記構成データは、各スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄをスレーブの一グループに割り当てる情報を含んでいる請求項８に記載の通信方式。
【請求項１０】
ｏ）マスターＭはバスＢ、Ｂ'上に通信データをロードし、少なくとも一つの通信振動数を前記スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの夫々に割り当て、ステップａ）が各グループに対し実行されるステップも実行される請求項８又は９に記載の通信方式。
【請求項１１】
同じ通信振動数は同じグループの任意の２つのスレーブに割り当てられない請求項７〜１０のいずれかに記載の通信方式。
【請求項１２】
ｐ）マスターＭは、前記バスＢ、Ｂ'上に通信データをロードし、前記グループの一つをアクティブに切り換え、前記グループのスレーブは、前記グループのスレーブに割り当てられた前記通信振動数を介して送られることができ、そして、残りのグループを非アクティブに切り換え、前記グループのスレーブは、通信振動数を介して送られることができないステップが実行される請求項７〜１１のいずれかに記載の通信方式。
【請求項１３】
ＡＳ−ｉバスシステム又は他のタイプの２ワイヤーバスシステムは、前記バスシステムとして使用され、前記バスＢ、Ｂ'は、前記マスターＭと前記グループの前記スレーブの間でのデータ交信を送信するのに役立つだけでなく、前記マスターＭと、前記バスＢ、Ｂ'に接続された前記スレーブに電力供給を実行するのにも役立ち、ここで、送信信号に対する直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）又は基本バンド変形離散型マルチトーン送信（ＤＭＴ）を使用することが好ましい請求項１〜１２のいずれかに記載の通信方式。
【請求項１４】
前記グループの各スレーブ、又は少なくとも一つのグループの各スレーブは、少なくとも２つの割り当てられた通信振動数を有し、マスターＭは、前記スレーブに割り当てられた各通信振動数と関連するＳ／Ｎ比又はビット誤差率を決定する為に、特定の時間間隔で、前記スレーブに割り当てられた通信振動数で前記グループの前記スレーブの各々と一つの試験通信を実行し、マスターＭは、それから、最高Ｓ／Ｎ比又は最低ビット誤差率を決定した通信振動数で前記スレーブと通信する請求項１〜１３のいずれかに記載の通信方式。
【請求項１５】
マスターＭとバスＢ、Ｂ'を介して前記マスターＭに並列に接続されたスレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの少なくとも一つのグループを有し、
前記グループの各スレーブは、それに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８を持っているか又は持つことができ、前記マスターＭは、異なる通信振動数で前記バスＢ、Ｂ'上に様々な送信データをロードする間、送信フェーズを通過することができ、
前記グループの各スレーブは、前記スレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数に相当する振動数で、バスＢ、Ｂ'上にマスターＭによりロードされた送信データを読み込みそして処理することができ、そして、前記グループの別のスレーブに割り当てられた通信振動数に相当する振動数で、前記バスＢ、Ｂ'上に前記マスターＭによりロードされた送信データを無視するか又は廃棄するように構成され、
前記グループの各スレーブは、前記スレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数で、前記バスＢ、Ｂ'を介して前記スレーブにマスターＭにより転送された送信データによってマスターＭにより個々に送られることができ、前記マスターＭから前記グループの前記スレーブへの送信データの転送は、前記スレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数で生じることを特徴とするバスシステムであって、
前記マスターＭは、少なくとも一つの特定追加振動数ｆｚで前記バスＢ、Ｂ'上に追加送信データをロードする間に、少なくとも一つの追加送信フェーズを通過することができ、前記グループの各スレーブは、前記少なくとも一つの追加振動数ｆｚで前記バスＢ、Ｂ'上にマスターＭによりロードされる前記追加送信データを、個々に読み込みそして処理することができ、たとえ前記スレーブが通信振動数を割り当てられなくても、前記グループの各スレーブは、前記追加振動数ｆｚ又は前記追加振動数群により転送された前記追加送信データを用いて前記マスターＭにより送られることができ、
前記マスターＭは、前記バスＢ、Ｂ'上に追加送信データとしてデータをロードすることにより少なくとも一つの通信振動数を前記グループの各スレーブに割り当てることができ、そして、少なくとも一つの通信振動数を前記グループの各スレーブに割り当てる情報を含むバスシステムであって、
前記グループの各スレーブへの少なくとも一つの専用の通信振動数の前記割り当ては、マスターＭは、前記バスＢ、Ｂ'を介して前記追加送信データに含まれる識別子により前記グループにおける第一スレーブをアドレス指定し、
マスターは、異なる試験振動数で、前記第一スレーブと少なくとも一つの試験通信を実行し、
各試験通信に関連するＳ／Ｎ比又はビット誤差率が決定され、
この方法に使用される全試験振動数の間で、スレーブに対し通信振動数として割り当てられておらず、また最高Ｓ／Ｎ比又は最低ビット誤差率を達成するように仕向けられた試験振動数が、前記スレーブに割り当てられ、従って、この手順が前記グループの他のスレーブに対し反復されることを特徴とするバスシステム。
【請求項１６】
同じ通信振動数は同じグループの２つのスレーブには割り当てられない請求項１５に記載のバスシステム。
【請求項１７】
前記マスターＭは、異なる通信振動数で、同時か又は時間的に重なる方法で前記送信フェーズの間に、前記バスＢ、Ｂ'上に送信データをロードすることができ、そして、同時か又は時間的に重なる方法で前記グループの複数のスレーブに送信データを送信することができる請求項１５又は１６に記載のバスシステム。
【請求項１８】
一グループの各スレーブは、前記スレーブに割り当てられた少なくとも一つの振動数に相当する、少なくとも一つの振動数で、前記バスＢ、Ｂ'上に出力データの集合をロードする間に、出力フェーズを通過でき、そして、マスターＭは、前記スレーブにより前記バス上にロードされた出力データの前記集合を読み取ることができ、
そして前記少なくとも一つの通信振動数を割り当てられた前記グループのスレーブに前記の少なくとも通信振動数により出力データの各集合を割り当てることができる請求項１５〜１７のいずれかに記載のバスシステム。
【請求項１９】
前記グループの全スレーブの出力フェーズは、時間的に重なるか又は一致し、前記グループの異なるスレーブからの出力データの集合は、時間的に重なるか一致する方法において異なる通信振動数で前記バスＢ、Ｂ'にて到着し、
ここで、前記マスターＭは、時間的に重なる方法か、又は同時に、異なる通信振動数で前記グループの異なるスレーブから出力データの集合を、受信して読み込むことができ、そして前記通信振動数により前記グループの特定のスレーブに出力データの各集合を割り当てることができる請求項１８に記載のバスシステム。
【請求項２０】
前記マスターＭは、前記送信フェーズの間だけ送信データを転送し、前記出力フェーズの間だけ出力データの集合を受信し読み込みそして処理する請求項１５又は１８に記載のバスシステム。
【請求項２１】
ｈ）マスターＭが、少なくとも一つの特定構成振動数で前記バスＢ、Ｂ'上に構成データをロードする間、少なくとも一つの構成送信フェーズを通過するステップと、
ｉ）前記バスＢ、Ｂ'に接続された各スレーブは、ステップｈ）で前記バスＢ、Ｂ'上に前記マスターＭによりロードされた前記通信データを読み込み且つ処理し、前記バスＢ、Ｂ'に接続された各スレーブは、前記通信振動数ｆｋ又は通信振動数群で転送された構成データを用いてマスターＭにより送られることができ、前記構成振動数が下記のｉ１）とｉ２）の情報を含むステップと、
ｉ１）もし前記ステップａ）が既に実行されているなら、ステップａ）で作られた前記通信振動数と前記グループのスレーブとの間の割り当てを解除する情報、
ｉ２）異なったグループの各スレーブに少なくとも一つの通信振動数を割り当てる情報
ｋ）ステップｂ）が引き続き実行されるステップと、
ｌ）前記異なったグループの各スレーブは、ステップｉ）において、当該スレーブに割りあてられた前記少なくとも一つの通信振動数に相当する振動数でマスターにより転送された送信データを読み込み且つ処理し、前記異なったグループの別のスレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数に相当する一振動数で前記マスターＭにより転送された送信データを無視するか又は廃棄し、前記異なったグループの各スレーブは、当該スレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数で、前記バスＢ、Ｂ'を介して当該スレーブに前記マスターＭによって転送された送信データにより、前記マスターＭにより個々に送られることができるステップと、
その結果、前記異なったグループの各スレーブのマスターからの送信データの転送は、ステップｉ）において当該スレーブに割り当てられた前記少なくとも一つの通信振動数で実行されるステップを実行する請求項１５〜２０のいずれかに記載のバスシステム。
【請求項２２】
ｍ）前記マスターＭは、少なくとも一つの特定構成振動数ｆｋで前記バスＢ、Ｂ'上に構成データをロードする間、少なくとも一つの構成送信フェーズを通過することができるステップと、
ｎ）前記バスＢ、Ｂ'に接続された各スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、ステップｍで前記バスＢ、Ｂ'上にマスターＭにより、転送された前記構成データを個々に読み込み且つ処理することができ、前記バスＢ、Ｂ'に接続された各スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、前記少なくとも一つの構成振動数で転送された前記構成データを用いて、マスターＭにより送られることができるステップを有する請求項１５〜２１のいずれかに記載のバスシステム。
【請求項２３】
前記構成データは、各スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄをスレーブ群の一グループに割り当てる情報を含む請求項２２に記載のバスシステム。
【請求項２４】
前記マスターＭは、少なくとも一つの通信振動数を各グループの各スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに割り当てる構成データを前記バスＢ、Ｂ'上にロードすることができる請求項２２又は２３に記載のバスシステム。
【請求項２５】
同じ通信振動数は、同じグループの２つのスレーブ群には割り当てられない請求項２１〜２４のいずれかに記載のバスシステム。
【請求項２６】
前記マスターＭは、前記グループの一つをアクティブに切り換える構成データを前記バスＢ、Ｂ'上にロードすることができ、前記グループのスレーブ群は、前記グループのスレーブ群に割り当てられた前記通信振動数を介して送られることができ、そして他のグループを非アクティブに切り換え、前記他のグループのスレーブ群は、通信振動数を介して送られることができない請求項２１〜２５のいずれかに記載のバスシステム。
【請求項２７】
前記バスシステムは、ＡＳ−ｉバスシステム又は異なるタイプの２ワイヤーバスシステムであり、
前記バスＢ、Ｂ'を介して、前記マスターＭと前記スレーブ群の間のデータ交信が実行されるだけでなく、前記バスＢ、Ｂ'に接続された前記マスターＭと前記スレーブへの電力供給も実行され、ここで、信号送信に対してＯＦＤＭキャリア、その基本変形例又はＤＭＴキャリアを提供することが好ましい請求項１５〜２６のいずれかに記載のバスシステム。
【請求項２８】
前記グループの各スレーブ又は少なくとも一つのグループの各スレーブは、それに割り当てられた少なくとも２つの通信振動数を有し、
前記スレーブに割り当てられた各通信振動数と関連するＳ／Ｎ比又はビット誤差率を決定することができるために、マスターＭは前記スレーブに割り当てられた各通信振動数で、前記スレーブと一つの試験通信を実行することができ、
それから前記マスターＭは最高Ｓ／Ｎ比又は最低ビット誤差率が決定された通信振動数で前記スレーブと通信することができる請求項１５〜２７のいずれかに記載のバスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスターと、バスを介して前記マスターに並列に接続される少なくとも一群のスレーブを有するバスシステムに関する。本発明は、また、マスターとバスシステムにおいてバスを介して前記マスターに並列に接続された少なくとも一群のスレーブの間でデータを交換するための通信方式、特に、前記マスターと前記スレーブと前記バスからなるＡＳ−ｉバスシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアクターセンサーインターフェースバスシステム（略称：ＡＳ−ｉバスシステム）において、マスターは２導線バスを介してそれに接続される複数のスレーブを有している。前記バスは、マスターとスレーブの間の通信に対するだけでなく、同じ線を介して前記マスターと前記スレーブに電圧を供給するためにも役立つ。前記スレーブと通信するために、データを送信する間中、マスターは送信フェーズ、所謂ダウンリンクフェーズを通過し、そしてそれ故に受信フェーズ、所謂アップリンクフェーズと同様に、前記スレーブからデータ（メッセージ）を受信している間中、連続サイクルで、前記スレーブに送る。従来のＡＳ−ｉバスシステムにおいて、完全なバスサイクルは、概して5〜10ｍｓである。バスサイクルを完了するために必要な時間は、サイクル周期と称する。
【０００３】
各受信フェーズの間、マスターは前記バスを介して各々の個々のスレーブに送る。ここで、スレーブは個々の識別子、即ちマスターによって送信されるスレーブアドレスにより次々と送られる。コマンドやパラメータからなる各識別子に続くデータが読み込まれ、そして前記識別子によって特定されたスレーブにより処理され、他方、前記識別子で指定されない全ての他のスレーブは前記データを無視するか、前記データに応答しないか、又は前記データを廃棄する。即ち、各スレーブは実際に送られたか送られていないかを前記識別子から認識する。従って、各スレーブは受信フェーズの間、前記バスを介してデータを受信し、そのデータは具体的に意図されており、そして前記スレーブの識別子により先行されている。前記識別子によって、送られたスレーブは、次のデータが前記スレーブを対象とすることを認識する。その後、マスターは次のスレーブに対し次の識別子を送信し、前記バスを介して、そのスレーブに対してデータなどが追従する。
【０００４】
このような方法で、全てのスレーブはバスを介して前記マスターに並列に接続されているけれども、マスターは夫々のスレーブにデータを送り且つ提供する。各送信フェーズの間、各スレーブは一度正確に送られる。この原理によれば、マスターは前記送信フェーズの間、一時に複数のスレーブに決して送らないが、複数のスレーブに送らないだけでなく、時間的に重複する方法においても送らない。
【０００５】
前記受信フェーズの間、マスターは個々のスレーブの応答を受け取る。各受信フェーズの間、各スレーブはマスターに１つのメッセージを応答する為に送る。前記メッセージは、前記スレーブの個々の識別子と、前記特定のスレーブに接続されるるセンサーにより測定された状況メッセージまたはデータから構成されるデータから成る。この場合に、個々のスレーブのメッセージは個々のメッセージが重ならないように各受信フェーズの間継続して提供される。この原理によれば、マスターは受信フェーズの間一時には複数のスレーブの応答を決して受け取らず、しかし複数のスレーブのメッセージだけでなく、時間的に重なり合う方法においても決して受信しない。
【０００６】
つまり、各スレーブのメッセージは、受信フェーズの１部のみを占める。即ち、前記部分は、対応するスレーブの「出力フェーズ」と称される。前記スレーブにより送信されたデータは、「データの出力セット」と称される。
【０００７】
従来技術のＡＳ−ｉバスシステムは、非特許文献１として例えば表題「ＡＳＩ：オートメーションの為のアクターセンサー インターフェース」（編集 W. Kreisel及びO. Maｄelung、出版 Ｃarl Hanser ミュンヘン・ウィーン、1994、ISＢN 3-446-17825-2）の教科書に記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「ＡＳＩ：オートメーションの為のアクターセンサー インターフェース」（編集 W. Kreisel及びO. Maｄelung、出版 Ｃarl Hanser ミュンヘン・ウィーン、1994、ISＢN 3-446-17825-2）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来技術で確立された通常の通信原理の不利な点は、前記マスターと通信している各スレーブに対する受信フェーズと同様に送信フェーズの間比較的短時間の枠が提供されるだけであり、スレーブは受信フェーズ同様、送信フェーズを分け合っているからである。即ち、典型的には最も高い可能な数として６２個のスレーブを有するバスシステムにおいて、各々のスレーブは、夫々のバスサイクルにおける一分割の時間だけを備えている。その結果として、各バスサイクルの間にマスターとスレーブの間で交換されるデータ量は、比較的少ないデータ量に限定され、そしてそれは、しばしばネガティブな効果を有しており、従って、望ましくはない。例えば、語長は４ビットに制限される。
【００１０】
もし送信フェーズと受信フェーズなら、この課題のみが対処されることができ、それゆえバスサイクル周期が延長される。しかし、これは、１つのスレーブの２つのメッセージ間の時間間隔が延長されるという不利な点を有し、従って、前記バスシステムの応答時間が、例えば、前記スレーブの1つが警告メッセージを出す場合には、より長くなる。実際には、バスシステムの短い反応時間を有することがしばしば重要になる。これは特に、スレーブによってモニターされる時間決定性のある安全装置が影響を受けるかどうかという場合である。これらの例において、上記不利な点は非常に重大で、しばしばサイクル周期の延長を考慮しない。他方、バスシステムの応答間隔の縮小が要求される多くのケースがある。
【００１１】
更に、バスサイクル周期の延長は、また1秒当たりのバスサイクル数の更なる減少を意味し、従って通信データの量は、バスサイクル当たりに増加されるが、単位時間当たりには増加されない。従来のＡＳ−ｉバスシステムの他の不利な点は、既に述べたように、スレーブの数の制限であり、その中で６２の数まで実現される。
【００１２】
従って、本発明の基礎をなしている課題は、マスター及び一群のスレーブを有するバスシステム、及びこの種のバスシステムにおけるデータを交換するための通信方式を提供することであり、そしてかなり大きなデータ量が、前記マスターと前記スレーブの間で交換される事を可能にし、及び／又は前記バスシステムのかなり短い反応時間を可能にし、及び／又は６２を越えるスレーブ数、例えば１２８スレーブの実現を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題は、本発明に係る請求項１〜３４に記載する通信方式、バスシステム及びバスシステムに接続される装置により解決される。
【発明の効果】
【００１４】
［Ａ１］本発明によれば、上記課題は、一つのマスターと、バスシステムにおけるバスを介して前記マスターに並列に接続された少なくとも一群のスレーブとの間で、データを交換する通信方式によって解決され、前記マスター、前記スレーブ及び前記バスから構成されるバスシステムは、以下のステップにより特徴付けられる。
ａ）各スレーブは、少なくとも一つの通信振動数を割り当てられている。
ｂ）マスターは、異なる通信振動数で前記バス上に種々の送信データをロードする間中、送信フェーズを通過する。
ｃ）前記グループの各スレーブは、ステップａ）において前記スレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数に対応する一つの振動数で前記バス上に前記マスターによりロードされた送信データを読み込みそして処理をし、その割り当てられた通信振動数のうちの少なくとも1つと対応しない振動数では前記バス上に前記マスターによりロードされた送信データを無視するかまたは廃棄する。従って、全てのスレーブは並列に且つ同時に送られることができる。反応時間は短縮される。
その結果として、前記グループの各スレーブはマスターによって個々に送られることができ、それ故に前記マスターは、前記バスを介して前記スレーブに割り当てられた少なくとも一つの前記通信振動数で前記スレーブ上に送信データを送信する。従って、全スレーブは並列に且つ同時に送られることができる。その反応時間は短縮される。
【００１５】
［Ａ１７］その課題は、マスターと、バスを介して前記マスターに接続された２以上から成る一群のスレーブを有するバスシステムによって更に解決される。  ここにおいて、少なくとも一つの通信振動数が、前記群（グループ）の各スレーブに割り当てられるか又は割り当てられることができ、前記マスターは、異なる通信振動数で前記バス上に種々の送信データをロードする間中、送信フェーズを通過することができる。前記グループの各スレーブは、前記スレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数に対応する一つの振動数で前記マスターが前記バス上にロードする送信データを読み込み、そして処理する事ができる。そして、その割り当てられた通信振動数のうちの少なくとも1つに対応しない振動数で、前記マスターが前記バス上にロードする送信データを無視するか又は廃棄する。
その結果として、前記グループの各スレーブは、前記マスターによって個々に送られることができる。これは他の全てのスレーブとの場合にも同様であるから、語長は例えば６４ビットまで増加されることができる。
【００１６】
詳細には、夫々のスレーブがそのスレーブに対して意図されない送信データを読むことが可能であるが、例えば、そのものを処理する代わりに、メモリーからそれを消去することにより、それを無視するか又は直ちにそれを廃棄することができる。
【００１７】
スレーブのグループは、前記バスに接続された全てのスレーブ、又は前記バスに接続された前記スレーブの一部分のみから構成されることができる。特に、スレーブの２つ以上のグループが、前記バスに接続されることができ、その場合には、ステップａ）、ｂ）及びｃ）は各々のグループに対し別々に実行される。この場合、グループは、例えば夫々のグループ識別子によって継続的に送られることができる。ステップａ）において実行される割り当ては、夫々の次のグループに進行する前にキャンセルされることができる。
【００１８】
好ましくは、どの２個のスレーブも、同じ通信振動数を割り当てられない。即ち、前記グループにおいて任意の他のスレープに前記グループのスレープに割り当てられた通信振動数を割り当てない事が望ましい。
【００１９】
［Ａ１８］本発明によるバスシステムにおいて、いかなる２個のスレーブに対しても、１つの通信振動数を割り当てない事が好ましい。
【００２０】
送信データは送信データの集合を形成する。送信データの各々の集合は、特定の通信振動数で前記バス上へマスターによりロードされ、個々の特定のスレーブを対象とする。スレーブは、前記バス上にロードされたデータの集合の通信振動数を決定する。スレーブは、そのスレーブを対象とする集合として前記通信振動数によってスレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数を介して到着する送信データの集合を認識する。そして、そのものを読み取って処理する。これに反して、バス上を他の一つのスレーブに割り当てられた通信振動数で送信データ集合が到着すると、その通信振動数により前記スレーブは自分に対しては決められていないものとして認識する。そして、それを無視するか、又はそれを廃棄する。即ち、スレーブはスレーブに割り当てられない送信データの命令には反応しない。
【００２１】
本発明によれば、各スレーブは、送信データがそのスレーブを対象としているかどうかを前記送信データが前記バスに到着する通信振動数によって認識する。従って、通信振動数は前記バス上にロードされた送信データが対象とするスレーブの識別子として作用する。それ故に、前記送信データの受信側識別子として、デジタルスレーブアドレスから成る識別子を含む事は必要でなく、その結果として、システム能力は、データ転送の間、固定されることはない。
【００２２】
［Ａ１９］本発明のバスシステムの一実施例によれば、マスターは、同時に又は時間って記に重なった方法で、前記バス上に異なった通信振動数で送信データをロードすることができる。従って、送信データを、1つのグループの全てのスレーブ、又は１つのグループの複数のスレーブに同時に又は時間的に重複する方法で、送信データを送信することができる。
【００２３】
［Ａ２］送信フェーズの間中、マスターは、好ましくは、送信データを異なった通信振動数で前記バス上に同時に又は時間的に重なり合う方法でロードする。従って、送信データを一群（グループ）の全てのスレーブに又は一群（グループ）の複数のスレーブに同時に又は時間的に重なり合う方法で送信する。
【００２４】
それは、一グループのスレーブが、好ましくは送信データを前記マスターから受信し、従来技術のように連続的ではなく、同時に又は少なくとも時間的に重なり合う方法で受信することを意味する。従って、本発明によれば、マスターは、並列に送信データを一グループの各スレーブに送信することができる。しかしながら、そのデータは特定のスレーブの為だけに目的とされ、そして、前記特定のスレーブのみによって読み取られるか、又は処理され、しかし、前記グループの他のスレーブによって無視されるか又は廃棄される。
【００２５】
その結果として、そして、従来の技術水準とは逆に、各スレーブは送信フェーズ又はダウンリンクフェーズの夫々の一部で、マスターからスレーブへ通信するデータに対して関連するのではなく、本発明に基いて、一グループの各スレーブは非時間分割方法で、全送信フェーズ又は全ダウンリンクフェーズの夫々を用いることができる。送信フェーズの断片でなく、通信振動数は、個々のスレーブに分配される。都合よく、バスサイクル当たりマスターから一グループの各スレーブに送信されることができる送信データの量は、例えば４ビットの語長から６４ビットの語長へと、技術の水準に関連して増加する。
【００２６】
あるいは、ダウンリンクフェーズの持続時間は、バスサイクル当たりのマスターからスレーブへ送信される送信データの量を減らすことなく従来技術の持続時間の一部にまで、減少されることができ、そしてそれはかなりの利点を有する。この方法において、バスサイクル周期の持続時間、従って、バスシステムの反応時間は、バスサイクル当たりの送信データ能力の損失なしに従来技術に比較して短縮されることができるからである。
【００２７】
本発明は上記の改良を実現することができ、本発明によれば、一グループの各スレーブは、ステップａ）においてスレーブに割当てられた少なくとも一つの通信振動数を通して送られ、そして、前記グループのどのスレーブも他のスレーブに割当てられた通信振動数でマスターからバス上にロードされた送信データを処理することはなく、その結果、一グループの前記スレーブと前記マスターの並列通信を可能にするからである。
【００２８】
更に増加したスレーブ当たりの送信データ転送能力を有する本発明の変更態様によれば、一グループの各スレーブは、ステップａ）においてそれに割り当てられた２以上の通信振動数を有し、マスターは上記スレーブに割り当てられた前記２つ以上の通信振動数で並列に送信データを送信し、マスターから前記グループの各スレーブへの送信データの転送が、２以上の並列チャネル上に起こり、各チャネルは、ステップａ）において前記スレーブに割り当てられた一つの通信振動数によって特徴づけられる。
【００２９】
上記の副変形例によると、同じ送信データが一つのスレーブに通じているこれらのチャネルを介して転送され、そうすると、前記スレーブへの送信データ移動は２本以上のチャネルを介して重複して起こり、その結果として、干渉抵抗と送信データ転送の信頼性が強化される。
【００３０】
他の副変形例によれば、異なる送信データは、スレーブに通じているこれらのチャネルを介して送信され、そしてその結果として、マスターからスレーブへの送信データ転送のビット率又はデータ送信率は夫々に増加する。
【００３１】
[Ａ２０]本発明によるバスシステムは、グループの各々のスレーブが、前記スレーブに割り当てられた前記少なくとも一つの通信振動数に対応する少なくとも一つの振動数で、バス上に出力データの集合をロードする間、出力フェーズを通過することができるように構成されることが可能である。そして、マスターは、前記スレーブによりバス上にロードされた前記出力データの集合を読み取ることができ、そして、この少なくとも一つの通信振動数で割り当てられたグループのスレーブに、その少なくとも一つの通信振動数を介して各出力データ集合を割り当てることができる。
【００３２】
[Ａ３]本発明による通信方式の非常に有利な変形例によれば、更なるステップが追加的に実行される：
ｄ）ステップａ）において、前記スレーブに割り当てられる少なくとも一つの通信振動数に対応する少なくとも一つのそのような振動数で前記バス上に出力データの集合をロードするときに、一グループの各スレーブは出力フェーズを通過する。
ｅ）マスターはステップｄ）において前記スレーブにより前記バス上にロードされた出力データの集合を読み取り、そして、マスターはこの通信振動数によりステップａ）において通信振動数を割り当てられた前記グループのスレーブに、出力データの各集合を割り当てる。
【００３３】
従って、本発明によれば、マスターは、前記出力データがバスに到達する通信振動数により出力データがどのスレーブに起因するかを認識する。これは、この変形例によれば、通信振動数がスレーブの識別子として役立つことを意味し、この場合、それは、スレーブからマスターへのデータ送信においてさえ、出力データの各集合を送り出すスレーブを識別することである。従って、出力データの前記集合における送信者識別として、デジタルスレーブアドレスからなる識別子を含むことは必要ではなく、そしてその結果として、システム能力は制限を解除される。
【００３４】
好ましくは、送信フェーズと出力フェーズ又は受信フェーズはそれぞれに時間的に重ならない。この場合、同じ通信振動数が、送信フェーズと受信フェーズで使用されることができる。ダウンリンクとアップリンクにおいて通信し合う当事者同士の異なった振動数の場合には、送信フェーズと出力フェーズは、重複することさえ可能である。
【００３５】
［Ａ５］本発明による方法の好ましい変形例によれば、マスターは、送信フェーズの間だけ送信データをバス上にロードし、そして受信し、読み込み、そして場合によって受信フェーズの間だけ、出力データの集合を処理する。従って、データ集合は固定されたフレーム構造を有する。
【００３６】
［Ａ２２］本発明によるバスシステムの好ましい実施例は、マスターは送信データを送信フェーズの間だけ送信し、そして受信し、読み込み、場合によって出力フェーズの間だけ出力データの集合を処理する、という事実によって特徴づけられる。
【００３７】
［Ａ２１］バスシステムの好ましい変形例は、グループの全てのスレーブの出力フェーズは重なるか、又は時間的に一致する。そして、その結果として、一グループの異なったスレーブの出力データの集合が、時間的に重なり合うか又は一致している方法でバス上にロードされ、従って、マスターに時間的に重なり合うか又は一致している方法で到達するという事実によって特徴づけられる。マスターは受信し、読み込み、時に一グループの異なったスレーブからの出力データの集合を時間的に重なり合うか又は一致している方法で、異なる通信振動数で処理し、出力データの各読み込まれた集合を前記グループの特定のスレーブに出力データの各集合の通信振動数によって割り当て、そして解釈し、その結果それを処理することができる。
【００３８】
［Ａ４］具体的には、グループの全てのスレーブの出力フェーズは、時間的に重なるか又は一致することができる。そうすると、異なる通信振動数でグループの異なるスレーブからの出力データの集合が時間的に重なり合うか又は一致している方法でバス上にロードされる。従って、時間的に重なり合うか又は一致している方法でマスターに到着する。ここで、前記マスターは、時間的に重なり合うか一致している方法において異なる通信振動数で、グループの各スレーブから出力データの集合を受信し、それらを読み取り、そして通信振動数によってグループの特定のスレーブに出力データの各集合を割り当てる。
【００３９】
それは、一グループのスレーブが、好ましくは従来技術のように交互ではなく、同時に又は少なくとも時間的に重なり合う方法でマスターに記録されることを意味する。それ故に、本発明によれば、マスターは出力データを一グループの各スレーブから並列に受信することができる。
【００４０】
その有利な結果として、各スレーブは、従来技術におけるように、アップリンクフェーズの一部分だけでスレーブからマスターへの送信データに対し提供されるのではなく、その代わりに、全てのアップリンクフェーズが非時間分割方法で一グループの各スレーブからマスターへの送信データに対し利用可能にされる。この方法において、一グループの各スレーブからマスターへと送信される送信データの量は増大される。
【００４１】
あるいは、アップリンクフェーズの接続期間は、バスサイクル当たり送信される出力データの同量の為に、従来技術に関し、一断片に減少されることができ、それは、再びバスシステムの応答時間が更にかなり短縮されることができるという有利な結果を有する。
【００４２】
この際立った進歩は本発明により可能であり、本発明によれば、一グループの各スレーブは、ステップａ）において割り当てられた通信振動数で、マスターに出力データの集合を送信し、そして、出力データの前記集合が到着する前記通信振動数によって、マスターは出力データの全ての集合の送信者を認識するからである。
【００４３】
本発明によれば、ダウンリンクフェーズ及びアップリンクフェーズ、従って、バスサイクル周期の長さ、及び特に、バスシステムの応答時間も、転送されるべき送信データの量を失うことなく劇的に短縮でき、また転送されるべき送信データの量の増加においてさえ、それは、本発明の本質的な利点である。
【００４４】
本発明では、例えば1ｍｓ以下のバスサイクル周期が、従来のＡＳ−ｉバスシステムの5〜10ｍｓと比較して、実現されることができる。これは、本発明のバスシステムの応答時間を意味し、例えば従来技術に関して5〜10分の１だけ短縮される。
【００４５】
本発明の変形例によれば、更に増加した送信データ転送能力を有し、一グループの各スレーブがステップａ）でそれに割り当てられた２以上の通信振動数を有し、各スレーブは前記スレーブに割り当てられた前記２以上の通信振動数で出力データ集合を並列に送信するマスターに送信する。マスターへの出力データ集合への転送は、２以上の並列チャネルにおいてそれぞれ生じ、そのそれぞれは、ステップａ）で前記スレーブに割り当てられた一つの通信振動数によって特徴付けられる。換言すれば、各バスサイクルにおいて、通信の大枠構造は、チャンネル又は振動数が、それぞれ、マスター及びスレーブ間で取り決められている学習振動数を含む。
【００４６】
上記の副変形例によれば、出力データの同じ集合が、スレーブからマスターへ導く前記並列チャネルの夫々を介して転送され、そしてその結果として、出力データ転送の干渉抵抗及び信頼性が増加する。
【００４７】
他の副変形例によれば、異なる送信データは、スレーブに導くこれらの並列チャネルを介して送信され、その結果として、マスターからスレーブへの送信データ転送のビット率又はデータ送信率が夫々に増加される。
【００４８】
本発明の変形例によれば、一グループの各スレーブは、それ自身の割り当てられた通信振動数で送信された送信データにより送られることができるだけである。本発明の他の変形例によれば、一グループの各スレーブは、一つ以上の特定の追加振動数で送信される送信データにより、送信されることもできる。
【００４９】
［Ａ２３］バスシステムの有利な変形例によれば、マスターは、それが、少なくとも一つの特定の追加振動数で、バス上に追加的な送信データをロードする間に、少なくとも一つの追加的な送信フェーズを通過することができる。ここで、一グループの全てのスレーブは、少なくとも一つの追加振動数でバス上にマスターによってロードされる追加データを読み込み、そして処理することができ、たとえ前記スレーブが割り当てられているか又はまだ割り当てられていない通信振動数を有さない場合であっても、グループの全てのスレーブが、前記マスターにより、一つ以上の追加振動数で送信される通信データにより送られることができる。
【００５０】
［Ａ６］本発明の非常に有利な変形例によれば、以下の処理ステップが実行される：
ｆ）マスターは、バス上に少なくとも一つの特定追加振動数で追加的な送信データをロードする間に、少なくとも一つの追加的な送信フェーズを通過する。
ｇ）ステップｆ）において、一つ又は複数の追加振動数でバス上にマスターによってロードされる追加的な送信データがグループの全てのスレーブにより読み込まれ且つ処理され、たとえステップａ）が実行されないか又は前記スレーブがそれに割り当てられた通信振動数を持っていなくても、グループの全てのスレーブは、前記一つの又は複数の前記追加振動数で送信される追加送信データによって、マスターに送られることができる。
好ましくは、追加的な送信フェーズは、時間的に加算された操作フェーズではなく、少なくとも送信フェーズ及び／又は少なくとも出力フェーズの上に重畳されている。
【００５１】
［Ａ２４］マスターは、好ましくは、バス上の追加的な送信データとしてデータをロードすることによりグループの各スレーブに通信振動数を割り当てることが可能であり、そのデータは、少なくとも一つの通信振動数をグループの各スレーブに割り当てる情報を含んでいる。
【００５２】
［Ａ７］好ましくは、前記追加的送信データは少なくとも一つの通信振動数をグループの各スレーブに割り当てる情報を含み、そうすると、ステップａ）はステップｆ）及びｇ）の実行と一緒に実行される。
【００５３】
追加的な送信フェーズは、”放送送信フェーズ”とも以下に称され、好ましくは通信振動数を同じものに割り当てる前にグループのスレーブにデータを供給するのに役立ち、そして特に通信振動数をスレーブに割り当て、そしてこのような方法でステップａ）を実行するのに役立つことができる。このために、追加的な送信データは、特定の通信振動数を各個別のスレーブに割り当てることに用いられ、及び／又は特定のデータ容量を個別に特定のスレーブに送るために用いられるスレーブ識別子又はスレーブアドレスを含むことができる。即ち、追加的な送信データは、単一のスレーブ、又は必要に応じて同時に一グループの全てのスレーブに集合的に指向されることができる。
【００５４】
追加的な送信フェーズ又は放送フェーズは、それぞれ、さらにスレーブへの現存する通信振動数の割り当てを除去、即ち削除するために用いられることができ、例えば、更なる放送送信フェーズにおいてステップａ）により、前記スレーブに他の変わった通信振動数割り当てを指示することができるためである。
【００５５】
追加的な送信フェーズ又は放送送信フェーズは、特に送信フェーズ中又は受信フェーズ中に配置されることができ、或いは、送信又は受信フェーズと部分的に重なってもよい。即ち、追加的な送信フェーズは、送信又は受信フェーズのそれぞれに並列的に配置されることができる。
【００５６】
好ましい変形例によれば、追加的な送信データは、２つ以上の追加振動数に並列してスレーブに送信され、そしてステップｆ）及びｇ）において、前記スレーブにより読み込まれる。このような方法で、より早いスピード及び／又は大量、更に送信エラーのより低い可能性が、追加的な送信データを送信するときに達成されることができる。もし、接続の質がモニターされる場合には、通信振動数は、より良い接続を達成するために自動的に変更されてもよい。
【００５７】
好ましくは、全てのバスサイクルが、追加的な送信フェーズを含むというわけではない。同様に、放送受信フェーズ、又は放送出力フェーズともみなされる、一つ以上の追加的な受信フェーズ、又は追加的な出力フェーズは、スレーブがデータを前記通信振動数の外側にあるマスターに送信できる間に、提供されることができる。バスシステムの他の有利な変形例によれば、一グループのスレーブは、それ故に、放送出力データの集合を少なくとも一つの放送振動数でマスターに送信している間、放送出力フェーズともみなされる少なくとも一つの追加的な出力フェーズを通過することが可能である。特に、放送出力データの集合は、放送通信フェーズの間、スレーブがマスターから受信した指令にスレーブ応答を受信することができる。本発明の好ましい変形例によれば、出力データの集合が送信される放送振動数は、追加的な送信データが送信される追加振動数に一致し、この場合、放送送信フェーズ及び放送出力フェーズとは重なっていない。
【００５８】
追加的な送信フェーズと追加的な出力フェーズは、マスター及びスレーブとの間に、少なくとも一つの追加的な通信チャンネル又は放送チャンネルを提供し、そしてそれは通信振動数を介するデータ交換から独立している。
【００５９】
好ましくは、マスターによってそうするように促される場合には、スレーブは放送出力データの集合を出すだけである。好ましくは、全てのバスサイクルが放送出力フェーズを含むというわけではない。各放送送信フェーズの間、又は各放送出力フェーズの間、単一又は複数の放送チャンネルを介してデータを送信することは必要ではない。
【００６０】
放送送信フェーズと放送出力フェーズは、特に制御データを交換し、バスシステムを起動し又はその動作を継続させ、そしてステップａ）を実行するために使用されることができる。このチャネルを介して通信同期を行うことも利点である。
【００６１】
［Ａ２５］バスシステムの変形例によれば、一グループの各スレーブに対する少なくとも一つの通信振動数の割り当ては、下記のように実行されることができる：
マスターは、追加的な送信データに含まれた識別子をバスに送信することにより、グループの中に第１スレーブをアドレス指定する。
マスターは、異なる試験振動数で第１スレーブに少なくとも一つの試験通信を実行する。
関連するＳ／Ｎ比、又は関連するビット誤差率が、各試験通信のために決定する。
その全ての試験振動数は通信振動数としてまだスレーブに割り当てられず、最も高いＳ／Ｎ比または最も低いビット誤差率を提供する試験振動数が第１スレーブへの通信振動数として割り当てられ、従って、この手続がグループの他のスレーブに対して繰り返される。
換言すれば、チャンネルは、学習振動数を通じて、このような方法で上手く決められる。
【００６２】
［Ａ８］本発明の好ましい変形例によれば、ステップａ）は、下記のように実行される：
ａ１）ステップｆ）で、マスターは、バスを越える追加データに含まれる識別子を送信することによってグループの第１スレーブをアドレス指定する。
ａ２）マスターが、複数の試験振動数のそれぞれで第１スレーブと少なくとも一つの試験通信を実行する。
ａ３）各試験通信と関連するＳ／Ｎ比またはビット誤差率が決定される。
ａ４）ステップａ２）で用いられる全ての試験振動数は、通信振動数としてスレーブに割り当てられず、ステップａ２）において最も高いＳ／Ｎ比またはビット誤差率を達成した試験振動数が第１スレーブに通信振動数として割り当てられる。
ａ５）従って、ステップａ１）〜ａ４）がグループの他のスレーブに対して繰り返される。
故に、ステップａ１）〜ａ５）が通信振動数の最適化を含むことになる。この方法で決定されたチャンネルは、最小の誤差限界を提供する。
【００６３】
しかしながら、データ送信中の条件は、例えば外部温度の変化によって、また変化しやすいで電磁的干渉場へのバスシステムの曝露によって、時間と共にしばしば変化する。非定常スレーブ、例えば可動ロボットに装填されたスレーブ或いはフレキシブルケーブルにより可動ロボットに接続されたスレーブ、又はピックアップシューを使用して軽く叩いている金属レールに沿って移動するスレーブの場合には、送信条件はラインの幾何学的配列を変えることによりまた変化することができる。
【００６４】
しかし、変更された送信条件は、Ｓ／Ｎ比やビット誤差率に悪く影響するかもしれない。従って、もし最適化が、通信振動数とスレーブの間の割り当てを解除し、且つ規則的な時間間隔でステップａ１）〜ａ５）を反復することにより、送信条件を追跡することが好ましい。他の変形例によれば、少なくとも一つのスレーブを伴った通信のＳ／Ｎ比が特定の臨界値以下に落ちた場合に、通信振動数及びスレーブ間の割り当てが解除され、そしてステップａ１）〜ａ５）が反復される。このように、可変な送信条件が、補償する方法で応答されることができる。
【００６５】
1つの変形例によれば、バスシステムは一つだけでなく、２以上のスレーブのグループを含み、ここで、上記した発明方法は、まず、前記グループの第一番目に対して実行され、それから前記グループの第二番目に対してなどと実行されてゆく。特に、ステップａ）〜ｃ）は、各グループに対し継続的に分離して実行されることができる。ここで、任意の時点で２以上のスレーブへの同じ通信振動数の割り当てを防止するために、任意のステップａ）が一つのグループに対して実行される前に、スレーブ及び通信振動数の間の全ての早期の割り当て、即ち先行するステップａ）の間になされたことを解除することが好ましい。
【００６６】
この変形例によれば、多くてもスレーブの一グループが任意の時点でマスターと通信するとすれば、それがこの時点で”アクティブ”となるグループである。スレーブの他のグループがこの時点で”非アクティブ”であるなら、それはそのスレーブのどれもが割り当てられた通信振動数を持っていないということであり、そして非アクティブグループのスレーブは任意の送信データを読み込まず、又は非アクティブグループのスレーブは前記送信データを無視するか廃棄する。
【００６７】
更に、割り当てられた通信振動数を有さないなら、即ち非アクティブグループに属するなら、スレーブがいかなる出力データもバス上にロードしないようにプログラムされることが好ましい。このように、送信データの送信者の唯一性と同様に、送信データの受信者の唯一性は、スレーブの複数のグループの場合にさえ保証されることができる。
【００６８】
本発明の変形例によれば、一グループの各スレーブは、それ自身の割り当てられた通信振動数で送信される送信データにより、送られることができる。本発明の他の変形例によれば、一グループの各スレーブはまた一つ以上の特定構成の振動数で送信される送信データにより送られることができる。本発明の他の変形例によれば、一グループの各スレーブはまた、一つ以上の追加振動数で送信される送信データにより送られることができる。
【００６９】
［Ａ２６］本発明のバスシステムの変形例によれば、次のステップが実行されることができる：
ｈ）それがバス上に、少なくとも一つの特定構成振動数の構成データをロードしている間、マスターは少なくとも一つの構成送信フェーズを通過する。
ｉ）バスに接続している全てのスレーブはステップｈ）においてマスターによりバス上にロードされた通信データを読み込み且つ処理し、バスに接続している各スレーブは１又は複数の構成振動数で送信された構成データによりマスターによって送信されることができ、ここで前記構成データは以下の情報を含む。
ｉ１）もしステップａ）が既に実行されているなら、ステップａ）でなされたグループのスレーブと通信振動数の間の割り当てを解除する。
ｉ２）スレーブの他のグループの各スレーブに少なくとも一つの通信振動数を割り当てる。
ｋ）ステップｂ）が、引き続き実行される。
ｌ）他のグループの各スレーブは、振動数でマスターににより送信される送信データを読み込んで処理し、ステップｉ）でそのスレーブに割り当てらえた少なくとも一つの通信振動数に対応する。そして他のグループの別のスレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数の一つに対応する振動数でマスターにより送信された送信データを無視し又は廃棄する。
他のグループの各スレーブは、バスを介して後者に割り当てられた少なくとも一つの通信振動数でマスターがスレーブに送信データを送信する方法で、マスターにより個々に送信されることができる。
【００７０】
このように、マスターから他のグループの各スレーブへの送信データの送信は、ステップｉ）で前記スレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数で生じる。
【００７１】
［Ａ９］本発明の一つの変形例によれば、以下の処理ステップが実行される：
ｈ）マスターは、バス上に少なくとも一つの特定構振動数で構成データをロードする間、少なくとも一つの構成送信フェーズを通過する。
ｉ）バスに接続している全てのスレーブは、ステップｈ）でマスターによりバス上にロードされた構成データを読み込みそして処理し、バスに接続された各スレーブは一つ又は複数の構成振動数で構成された構成データにより送られることができ、ここで構成振動数は以下のデータを含む。
ｉ１）もしステップ(ａ）が既に実行されている場合には、前記グループのスレーブとスエップａ)で作成され通信振動数の間の割り当てを解除する。
ｉ２）スレーブの他のグループの各スレーブに少なくとも一つの通信振動数を割り当てる。
ｋ）ステップｂ）が、続いて実行される。
ｌ）他のグループの各スレーブは、振動数でマスターにより送信される送信データを読み込み処理し、そして、他のグループの別のスレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数の一つに対応する振動数でマスターにより送信される送信データを無視し又は廃棄する。ステップｉ）でそのスレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数に対応する。
このように、他のグループの各スレーブが、バスを介して後者に割り当てられた通信振動数の少なくとも一つで、マスターがスレーブに通信データを送信するような方法で、マスターにより個々に送られることができる。
【００７２】
そして、マスターから他のグループの各スレーブへの送信データの送信がステップｉ）において前記スレーブに割り当てられた少なくとも一つの通信振動数で生じる。
【００７３】
ステップｉ１）は、スレーブの一つのグループに向かって既に実施された場合、ステップａ）が元に戻り、前記グループを非アクティブにすることを意味する。もし、ステップａ）がまだ実施されず、そしてスレーブと通信振動数の間に割り当てが存在しないなら、ステップｉ１）は不必要であり、従って、それは好ましくは省略される。
【００７４】
ステップｉ２）は、それからステップａ）がスレーブの他のグループに対して実行され、前記他のグループをアクティブにすることを意味する。
【００７５】
［Ａ２７］バスシステムの好ましい実施例によれば、
ｍ）マスターは、バス上に少なくとも一つの特定構成振動数で構成データをロードする間、少なくとも一つの構成送信フェーズを通過することが可能である。
ｎ）全てのスレーブは、ステップｍ）においてマスターによりバス上にロードされた構成データを読み取り処理できるように、バスに接続されており、そしてバスに接続された各スレーブは、構成振動数で送信された構成データによってマスターにより送られることができる。
【００７６】
［Ａ１０］発明方法の変形例によれば、次のステップが実行されることができる：
ｍ）マスターは、バス上に少なくとも一つの特定構成振動数で構成データをロードする間、少なくとも一つの構成送信フェーズを通過する。
ｎ）バスに接続されている全てのスレーブは、ステップｍ）においてマスターによりバス上にロードされた構成データを読み込んで処理し、そしてバスに接続された各スレーブは、少なくとも一つの構成振動数で送信された構成データによりマスターから送られることができる。
【００７７】
［Ａ１１ａ２８］構成データは、特にスレーブの一つのグループへ各スレーブを割り当てる情報を含むことができる。
【００７８】
［Ａ２９］マスターは、好ましくは、一グループの各スレーブに少なくとも一つの通信振動数を割り当てるバス上に構成データをロードすることができる。    
【００７９】
［Ａ１２］後述する更なる方法ステップが、特に実行されることができる：
ｏ）マスターはバス上に構成データをロードし、そして各グループの各スレーブに少なくとも一つの通信振動数を割り当て、そうして、ステップａ）がこのように全てのグループに対して実行される。
【００８０】
［Ａ１３］好ましくは、同じグループの任意の２つのスレーブも、同じ通信振動数を割り当てられず、即ち前記グループの一つのスレーブに割り当てられた通信振動数を、前記グループの他のどのスレーブにも割り当てないことが望ましい。
【００８１】
［Ａ３０］好ましくは、同じグループのいかなる２つのスレーブも、同じ通信振動数を割り当てられない。
【００８２】
［Ａ３１］本発明のバスシステムの好ましい実施例によれば、マスターは前記グループの一つをアクティブに切り換える構成データをバス上にロードすることができ、そして前記グループのスレーブは前記グループのスレーブに割り当てられた通信振動数で送られることができ、また他のグループを非アクティブに切り換えて、前記グループは通信振動数では送信不能にする。
【００８３】
［Ａ１４］本発明方法の好ましい変形例によれば、以下の方法ステップが実行される：
ｐ）マスターは前記グループの一つをアクティブに切り換える構成データをバス上にロードし、そして前記グループのスレーブは前記グループのスレーブに割り当てられた通信振動数で送られることができ、また他のグループを非アクティブに切り換えて、前記グループは通信振動数では送信不能になる。
構成データは、スレーブの各グループに専用の追加振動数を割り当てる情報を含むことができる。
【００８４】
［Ａ１５］本発明の変形例によれば、ＡＳ−ｉバスシステム又は他の２導線バスシステムが、バスシステムとして使用され、そしてマスターと一グループのスレーブの間のデータ交信が送信され、前記バスに接続されたマスターとスレーブへの電源が前記バスを介して有効になる。
【００８５】
［Ａ３２］好ましくは、バスシステムはＡＳ−Ｉバスシステム又は他の２導線バスシステムであり、バスに接続されたマスターとスレーブへの電源と同様に、マスターとスレーブの間のデータ交信が前記バス上に生じる。好ましくは、ＯＦＤＭ又はその基本的な変形ＤＭＴが、信号送信のために使用される。差動の変調により、多くの通信チャンネルが同時に完成されることができる。
【００８６】
［Ａ１６］本発明による通信方式の非常に有利な変形例によれば、少なくとも２つの通信振動数が一つのグループの各スレーブに又は少なくとも一つのグループの各スレーブに割り当てられ、ここでマスターは特定の時間間隔でグループの各スレーブと試験通信を実行し、スレーブに割り当てられた各通信振動数と関連したＳＮ比又はビット誤差率を決定し、そしてマスターは最高ＳＮ比又は最低ビット誤差率を有すると見られる通信振動数でスレーブと通信する。
【００８７】
既に上記概説されたように、通信振動数で通信の間に与えられた送信データの質は、例えば変化する環境条件により時間的に変動する。本発明方法の後者の変形例は、マスターとスレーブ間の通信中に異なった通信振動数の間の切り換えを可能にし、しかも各スレーブに割り当てられたどの通信振動数が最良のデータ送信の質を保証するかに依存している。
【００８８】
［Ａ３３］バスシステムの非常に有利な実施例によれば、一つのグループの各スレーブ又は少なくとも一つのグループの各スレーブは、少なくとも二つの通信チャンネルを割り当てられ、ここでスレーブに割り当てられた各通信振動数と関連するＳ／Ｎ比又はビット誤差率を決定するために、マスターは特定の時間間隔で一グループの各スレーブと一つの試験通信を実行する事ができる。
【００８９】
［Ａ３４］本発明の目的は、バスを介してマスターに並列に接続されたスレーブの少なくとも一グループとマスターを有するバスシステムに連結するための装置、特にマスター、スレーブ、アクチュエータ、又はモニターによって最終的に達成される。そしてそれは振動数領域から時間領域へバス信号を変換する少なくとも一つのモジュールを有し、時間領域から振動数領域へ信号を逆変換するためのモジュールを有し、チャンネル接続の送信の質、特にＳ／Ｎ比を決定するモジュールを有し、スクランブラ、デスクランブラ、チャンネルエンコーダ、チャンネルデコーダ、微分変調器及び差動復調器を有している。本発明では、これらの装置は並列に且つ同時に他の各装置と通信することができ、データ送信は長い語長にも拘わらずより早く遂行されることができる。従来のオートメーション作業において、かなり多くの装置を共有バスに接続することが可能である。これらの装置は、また、従来のバスに接続されることができ、相互に妨げること無く従来装置と混在されることができる。
【００９０】
図面の簡単な説明は、本発明の実施例を概略的に図示している。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】図１は、伝達信号の時間的構造を示す。
【図２】図２は、マスターの単純化した機能ブロック図を示す。
【図３】図３は、スレーブの単純化した機能ブロック図を示す。
【図４】図４は、本発明の通信方式によって動作するバスシステムを示す。
【図５】図５は、通信振動数のスペクトル分布の実施例を示し、ここではまた追加振動数がプロットされている。
【図６】図６は、図４に関連して拡張されたバスシステムを示す。
【図７】図７は、図６の通信振動数のスペクトル分布を示し、ここでは追加的な構成振動数がプロットされている。
【発明を実施するための形態】
【００９２】
オートメーション技術のための通信システムは、スイッチボード、マスターＭ及び複数の参加者とスレーブ１、２、３に基づいている。このシステムの送信信号の時間的構造は、図１に従って構成されている。バスサイクルＢＺから生じる通信時間フレームは、典型的には１ｍｓの長さＴＲを有した送信フレームＲＢで決定される。それは、マスターによって同期されて設定される。それは、ダウンリンクフレームＤＲ及びアップリンクフレームＵＲに分割される。各送信フレームはチャンネルに同期して交信する学習振動数ＴＳから始まり、そしてデータ送信を知らせるための参照シンボルＲＳが続く。参照シンボルＲＳには、送信されたデータシンボルＤＳが続く。ダウンリンクフレームＤＲとアップリンクフレームＵＲの間に仕切りを作るために、ゼロシンボルＮＳが送信される。継続するダウンリンクフレームＤＲは、参照シンボルＲＳで再び始まり、データシンボルＤＳを送信した後ゼロシンボルＮＳで終了し、そして送信フレームＲＢも完成させる。その後、他の送信フレームＲＢが、図１に示される様に、学習振動数ＴＳで始まる。
【００９３】
ダウンリンクフェーズＤＰの間、マスターＭは、個々のデータによって全てのスレーブに並列に送り、そして全てのスレーブは、個々のデータと共にアップリンクフェーズＵＰの間、順番に並列に応答する。全てのスレーブへそして全てのスレーブからの一点対多点接続のデータ送信のために、直交多重方式（ＯＦＤＭ、即ち直交周波数分割多重方式）又はその基本バンド変形離散型マルチトーン送信（ＤＭＴ）が変調方法として使用される。ここで、振動数領域は、部分的に重なったスペクトルを有するサブキャリアに分割され、しかしながら、それらは直交し、且つ互いに非干渉である。各スレーブは、マスターと通信するための一つ以上のサブキャリアを割り当てられ、そしてその結果として、マスターは全てのスレーブに個々に送ることができ、そしてスレーブは、同時にそして個々に応答することもできる。
【００９４】
図２は、マスターの物理的階層の簡略された機能ブロック図を示す。送信部の中のデータフローは上側に示され、受信部の中のデータフローが下側に示されている。左側では、物理的階層はバスケーブルＫによって定義され、そして右側では、それは装置の特定部分により定義されている。
【００９５】
右から左に、ペイロードＮＤの上側信号フローは、送信信号ＳＳがケーブルＢに到着する前に、以下のブロック、即ちスクランブラＳＣ、チャンネルエンコーダＫＣ、微分変調ＤＭ、逆高速フーリエ変換ＩＦＦＴ、そして送信フレームＲＢを通過する。送信フレームＲＢを形成するためのブロックは、また学習シーケンスを形成するためのブロックＴＳのシグナルによって入力される。即ち、学習シーケンスは送信フレームで最初にマスターに加えられ、そうすると、スレーブは一フレームの開始を検出することができる。他のブロックＲＳは、微分変調ブロックＤＭに導入する信号経路を有する参照シンボルＲＳを形成するのに役立つ。従って、この信号フローはダウンリンクフレームを決定する。
【００９６】
アップリンクフェーズＵＰの間、受信信号ＥＳの信号フローは、ブロックウィンドウＦＢ、高速フーリエ変換ＦＦＴ、微分復調ＤＤＭ、チャンネルデコーダＫＤＣ、デスクランブラＤＳＣを通過し、ケーブルＢからペイロードＮＤ上を通過できる為に、左から右へと出発する。微分復調の後、信号フローは、上述するように、チャンネル割り当てのために処理されるＳＮＲ評価のためのブロックＳＮＲＣに分岐する。
【００９７】
図３によるスレーブの構造は、マスターのそれとほとんど同一である。スレーブにおいて、学習シーケンスを形成するためのブロックは、省略される。その上、フレーム識別子ブロックＲＥは、フレームを検出して、サンプリングクロック補正を実行するためにスレーブに対して要求される。フレームの始まりが検出された場合、受信信号ＥＳはブロックＦＦＴにおいて実行される高速フーリエ変換によって振動数領域に変換される。サブキャリアの受信雑音データは、ブロックＤＤＭにおいて微分変調され、ブロックＫＤＣにおいてチャンネルデコードにより割り当てられる。同時に、各サブキャリアのＳＮ比ＳＮＲは、ブロックＳＮＲＳにより連続的に評価され、そしてその結果、前記サブキャリアがまだ使われることができるか、又は新しいものが取り決められなければならないかどうかを認識することが可能である。受信部において、全てのサブキャリアのエンコードされたビット列がブロックＤＭにおいて微分変調（ＤＱＰＳＫ）され、ＩＦＦＴにより時間領域へ変換され、そして、対応する時間枠において送信される。
【００９８】
ＯＦＤＭ方式は、命令環境、要求される超低残留エラー、即ち認識されないビット誤差の個数や厳格なリアルタイム要求の故に、オートメーション技術の分野においては使われることがなかった。一方、選ばれたフレーム構造や効果的なエラー防止機構は、これらの要求を満足することを可能にした。上記学習シーケンスは、いつでもマスターによって設定された時間間隔へスレーブの同期化を保証する。微分変調は、精巧で遅いチャネル評価を省略させ、そしてシステムが即座に、例えば動作中に新規なスレーブの接続によるチャネル条件の変化に応答する。復調された信号はデコードされ、そして同時にクオリティ指標が一つの測定基準により算出され、そしてその指標は、デコードされたビット列が正しい確率を示す。
【００９９】
図４は、本発明の通信方式によって作動されることができるバスシステムを示し、それはバスＢ、マスターＭ、電源Ｎ及び一グループのスレーブを有している。バスＢは、分岐を有する２導線バスである。電源Ｎ、マスターＭ及びスレーブ１ａ、１ｂ、１ｃは、並列にバスＢに接続している。バスＢを介して、マスターＭ及びスレーブ１ａ、１ｂ、１ｃは、電源Ｎにより供給される作動電圧を印加され、そしてバスＢに供給される。バスＢも、マスターＭとスレーブ１ａ、１ｂ、１ｃの間のデータ通信を確立する為に役に立つ。図１に記載されている本発明の通信方式の変形例は、マスターＭとスレーブ１ａ、１ｂ、１ｃのグループの間のデータを交換するのに役立つ。この構造は、従来のＡＳ−ｉバスシステムにも対応する。
【０１００】
図４と図６の回路は、この構造に関して本発明の通信方式のフローを図示する。この構造は、取り入れられ、又は既存の従来のバスシステムと協働され、また組み合わされることができ、本発明によって作動されることもできる。
【０１０１】
本実施例では、スレーブのグループの各スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃは、少なくとも２つの通信振動数を割り当てている。ここで、前記グループの各スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃは、異なる通信振動数を割り当て、即ちどんな通信シーケンスも同時には、２つのの異なるスレーブに割り当てられない。
【０１０２】
マスターＭは送信フェーズを通過し、その間異なった通信振動数で前記バスＢに様々な送信データをロードする。
【０１０３】
前記グループの各スレーブは、前記スレーブに割り当てられた前記通信振動数の一つに相当する振動数でバスＢ上にマスターによりロードされた送信データを読み込み、そして処理する。
【０１０４】
他方、一グループの各スレーブは、前記グループの他のスレーブに割り当てられた通信振動数に相当する振動数でバス上にマスターによりロードされた送信データを無視するか廃棄する。
【０１０５】
送信データは、特にコマンドを含む事ができ、そのため、各スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃは、前記スレーブに割り当てられた前記通信振動数の一つに相当する振動数でバスＢ上にマスターによりロードされたコマンドを実行することになる。そして、前記グループの他のスレーブに割り当てられた振動数に相当する振動数で、バスＢ上にマスターによりロードされたコマンドを実行しないことになる。
【０１０６】
このように、マスターＭが前記割り当てられた通信振動数の少なくとも一つでバスＢを介して前記スレーブに送信データを送信するので、一グループの各スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃは、マスターＭにより個々に送られることができ、その結果、マスターＭから前記グループのスレーブ１ａ、１ｂ、１ｃの夫々に、送信データの送信が、前記スレーブに割り当てられた前記通信振動数の少なくとも一つで実行されることができる。
【０１０７】
一グループのスレーブ１ａ、１ｂ、１ｃと、通信振動数の間の割り当ては、例えば、同じものがバスＢに接続される前に、スレープ１ａ、１ｂ、１ｃの対応するプログラムにより実行されることができる。
【０１０８】
他の好ましい変形例によると、マスターＭは一グループのスレーブ１ａ、１ｂ、１ｃと通信振動数の間の割り当てを行う為に、少なくとも一つの追加的な送信フェーズを通過し、マスターが、特定の追加振動数でバスＢ上に追加送信データをロードするフェーズの間に、前記追加送信データは前記グループの全スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃにより読み込まれて処理される。そして、たとえ前記スレーブが通信振動数をまだ割り当てられていないとしても、前記グループの全スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃは前記追加振動数で送信された前記追加送信データにより前記マスターによって送られることができる。本実施例では、前記追加送信データは、前記グループの各スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃを少なくとも二つの専用の通信振動数に割り当てる情報を含み、即ちスレーブ１ａは通信振動数ｆ１とｆ２を有し、スレーブ１ｂは通信振動数ｆ３とｆ４を有し、そしてスレーブ１ｃは通信振動数ｆ５とｆ６(図５)を有する。例えば、前記振動数は、ＭＨｚのオーダーであることができる。交信振動数は、図とスレーブのユニークな割り当てを保持するために、ルックアップテーブル（表１を参照）においてマスターにより維持される。例えば、我々の表の夫々は、新しく決められることができる。
【０１０９】
図５は、上記方法におけるスレーブ１ａ、１ｂ、１ｃに割り当てられた通信振動数ｆ１−ｆ６のスペクトル分布の実施例を示す。更に、図４に関して上に例示された追加振動数は、図２から振動数スペクトル上にプロットされる。
表１は、スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃと通信振動数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６の間の割り当てを示す：
【０１１０】
【表１】
0005805219.tif 000002
【０１１１】
好ましくは、手順は以下の通りである。マスターは、特定の時間間隔で、通信振動数ｆ１、ｆ２の夫々で、第１スレーブ１ａと1つの試験通信を実行する。関連するＳ／Ｎ比または関連するビット誤差率は、各試験通信に対して決定される。その後、マスターは、最高のＳ／Ｎ比または最低のビット誤差率を確立する為に役立つ通信振動数ｆ１、ｆ２の一つで、スレーブ１ａと通信する。即ち、Ｓ／Ｎ比またはビット誤差率を変更する場合に、もし必要なら、マスターＭからスレーブ１ａへのデータ交信のために、振動数ｆ１とｆ２の間の切り換えが行われる。この手順は、前記グループの他のスレーブ１ｂ、１ｃと、夫々に割り当てられた通信振動数ｆ３、ｆ４又はｆ５、ｆ６に対しても実行される。
【０１１２】
図６は、図１に関してスレーブ２ａ、２ｂ、２ｃ及び３a、３ｂ、３ｃ、３ｄの２つの追加グループにより拡張されたバスシステムを示す。図３におけるバスシステムのバスＢ'は、図１のバスＢに関して、スレーブ２ａ、２ｂ、２ｃ、３a、３ｂ、３ｃにラインを加えることにより拡張される。
【０１１３】
図６の実施例において、”第１グループ”と称するスレーブ１ａ、１ｂ、１ｃのグループは、アクティブであり、一方、”第２グループ”と称されるスレーブ２ａ、２ｂ、２ｃ、及び”第３グループ”と称されるスレーブ３a、３ｂ、３ｃ、３ｄのグループは、どちらも非アクティブである。
【０１１４】
ここで、前記グループのスレーブが、少なくとも一つの通信振動数でマスターにより送られることができる場合には、一グループは”アクティブ”と称され、そして前記グループのスレーブが、任意の通信振動数でマスターにより送られることができない場合には、一グループは”非アクティブ”と称される。
【０１１５】
本発明の通信方式の好ましい変形例によれば、マスターＭは、特定の構成振動数でバス上に構成データをロードする間、少なくとも一つの構成送信フェーズを通過する。構成データは、バスＢ'に接続された全てのスレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３a、３ｂ、３ｃ、３ｄにより読み取られ、そして処理される。即ち、全グループの全スレーブは、アクティブグループか又は非アクティブグループに属しているかどうかとは独立であり、バスＢ'に接続された各スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、通信振動数で送信された通信データを介してマスターにより送られることができる。ここにおいて、通信データは、スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃを第一グループに、スレーブ２ａ、２ｂ、２ｃを第二グループに、そしてスレーブ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを第三グループに割り当てる情報を含む。
【０１１６】
バスＢ'上にマスターＭによりロードされた構成データは、更に少なくとも２つの通信振動数で各グループの各スレーブを割り当てる情報を含む。ここで、スレーブ１ａ、２ａ、３aの夫々は２つの通信振動数ｆ１とｆ２に割り当てられ、スレーブ１ｂ、２ｂ、３ｂの夫々は２つの通信振動数ｆ３とｆ４に割り当てられ、スレーブ１ｃ、２ｃ、３ｃの夫々は、２つの通信振動数ｆ５とｆ６に割り当てられ、そしてスレーブ３ｄは通信振動数ｆ６とｆ８に割り当てられる。
【０１１７】
表２は、スレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと通信振動数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８の間の割り当てを示している。
【０１１８】
【表２】
0005805219.tif 000003
【０１１９】
ここで、一グループのスレーブ間で、前記グループの各スレーブは異なった通信振動数を割り当てられ、即ち同じグループのスレーブ間では、通信振動数は同時に二つの異なったスレーブに割り当てられることはない。従って、通信振動数は、一グループ内で二回以上、存在することはない。しかしながら、スレーブ１ａ、２ａ、３ａの夫々は、同じ通信振動数ｆ１とｆ２を割り当てられる。スレーブ１ｂ、２ｂ、３ｂも、同じ通信振動数ｆ３とｆ４を割り当てられ、そして、スレーブ１ｃ、２ｃ、３ｃも、同じ通信振動数ｆ５とｆ６を割り当てられている。従って、各通信振動数は、各グループにおいてに厳密に一度現れる（表２）。
【０１２０】
通信振動数ｆ７、ｆ８は、スレーブ３ｄにのみ割り当てられ、任意の他のグループのスレーブには割り当てられない。
【０１２１】
更に、構成データは、一グループをアクティブに切り換える更なる情報を含んでいる。そうすると、前記グループのスレーブは、前記グループのスレーブに割り当てられた通信振動数で送られることができ、そして他のグループを非アクティブに切り換え、その結果、前記グループは通信振動数で送信可能ではない。
【０１２２】
アクティブグループの各スレーブは、前記スレーブに割り当てられた前記通信振動数の一つに相当する一振動数でバス上にマスターＭによりロードされた送信データを読み取り、処理する。他方、アクティブグループの各スレーブは、前記グループの他のスレーブに割り当てられた通信振動数に相当する一振動数でバス上にマスターＭによりロードされた送信データを無視するか又は廃棄する。同様に、各非アクティブグループの各スレーブは、任意の通信振動数でバスＢ'上にマスターＭによってロードされた全ての送信データを無視するか又は廃棄する。
【０１２３】
アクティブグループは、好ましくは図１と図２を参照しながら上述されたように取り扱われ、特に、要求されるならば、通信振動数の間で切り換えが実行される。
【０１２４】
図７は、上記の方法で、図３のスレーブ１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに割り当てられた通信振動数ｆ１−ｆ８のスペクトル分布の一例を示す。更に、図６について上記に図示された構成振動数ｆｋも、図７の振動数スペクトル上にプロットされている。
【０１２５】
本発明の変形例によれば、図１と図２に関して上記に図示された追加振動数ｆｚも、図６のバスシステムを作動するために使われる。この変形例によれば、構成データは、スレーブの一グループ、例えばアクティブグループのスレーブが追加振動数でバスＢ'上にマスターＭによりロードされたデータを読み取り、且つ処理を可能にする更なる情報を含み、そして全ての他のグループ、例えば全ての非アクティブグループに影響する情報を含む。その結果、これらのスレーブは、前記追加振動数でバスＢ'上にマスターＭによってロードされた全データを無視するか又は廃棄する。このように、前記追加振動数で送信されたデータは、グループごとにスレーブに送るのに役立つことができる。
【０１２６】
他の変形例によれば、追加振動数と構成振動数は、互いに一致しており、全グループの全スレーブは前記振動数で送信されたデータにより送られることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、例えばプロセスオートメーション、工場オートメーション、制御及び施設やロボット工学のモニタリングの分野において産業上の利用可能性を有している。Ａｓバスシステムの従来技術の４ビット語への制限が克服される。本発明によると、語長は６４のビットであることができる。１つのキャリアは、４倍のグループの３２個のスレーブに次々と送ることができる。
【０１２８】
２０個のキャリアは放送する為に利用でき、それは５倍の容量であり、そして６４個のキャリアは、一グループのスレーブ、即ちスレーブ当たり２倍の容量に対し利用できる。これは、十分な容量がオートメーション目的の為に、信頼し得る通信を可能にすることを保証する。その通信は、１〜７ＭＨｚの振動数で実行される。より高い振動数では、損失及び混信が増加する。１ＭＨｚ以下の振動数に対しては、従来のＡＳ−ｉバスシステムが使用される。
【符号の説明】
【０１２９】
１ａ、１ｂ、１ｃ          スレーブ
２ａ、２ｂ、２ｃ          スレーブ
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ    スレーブ
Ｂ                        バス
Ｂ'                       バス
ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４    通信振動数
ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８    通信振動数
ｆｋ                      構成振動数
ｆｚ                      追加振動数
ＡＴＫ                    サンプリングクロック補正
ＢＺ                      バスサイクル
ＤＤＭ                    微分復調
ＤＭ                      微分変調
ＤＰ                      ダウンリンクフェーズ
ＤＲ                      ダウンリンクフレーム
ＤＳ                      データシンボル
ＤＳＣ                    デスクランブラ
ＥＳ                      受信信号
ＦＢ                      ウィンドーイング
ＦＦＴ                    高速フーリエ変換
ＩＦＦＴ                  逆高速フーリエ変換
Ｋ                        ケーブル
ＫＣ                      チャンネルエンコーダ
ＫＤＣ                    チャンネルデコーダ
Ｍ                        マスター
Ｎ                        電源
ＮＤ                      ペイロード
ＮＳ                      ゼロシンボル
ＲＢ                      送信フレーム
ＲＥ                      フレーム検出
ＲＳ                      参照シンボル
ＳＣ                      スクランブラ
ＳＮＲ                    Ｓ／Ｎ比
ＳＮＲＳ                  評価
ＳＳ                      送信信号
ＴＲ                      持続時間
ＴＳ                      学習シーケンス
ＵＰ                      アップリンクフェーズ
ＵＲ                      アップリンクフレーム
【図１】
0005805219.tif 000004
【図２】
0005805219.tif 000005
【図３】
0005805219.tif 000006
【図４】
0005805219.tif 000007
【図５】
0005805219.tif 000008
【図６】
0005805219.tif 000009
【図７】
0005805219.tif 000010