(57)【要約】  バスシステムのための回路（１００）が提供され、この回路（１００）は、当該回路（１００）の２つのバス側接続部（１０６、１０８）の間の第１の抵抗値を測定するように構成された測定回路（１０１）と、第１の抵抗値に応じて第２の抵抗値を決定するように構成された決定回路（１０２）と、２つのバス側接続部（１０６、１０８）の間の切換可能な抵抗を第２の抵抗値に設定するように構成された抵抗回路（１０４）とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスシステムのための回路（１００）であって、
前記回路（１００）の２つのバス側接続部（１０６、１０８）の間の第１の抵抗値を測定するように構成された測定回路（１０１）と、
前記第１の抵抗値に応じて第２の抵抗値を決定するように構成された決定回路（１０２）と、
前記２つのバス側接続部（１０６、１０８）の間で切換可能な抵抗を前記第２の抵抗値に設定するように構成された抵抗回路（１０４）と
を備える回路（１００）。
【請求項２】
請求項１に記載の回路（１００）であって、前記決定回路（１０２）は、前記第１の抵抗値が減少したときに前記第２の抵抗値を増加させるように構成されている、回路（１００）。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回路（１００）であって、
前記測定回路（１０１）は、前記２つのバス側接続部（１０６、１０８）を介して受信されたメッセージに応じて、かつ、前記受信されたメッセージに関するあらかじめ既知の位置に応じて、少なくとも１つの時間窓を決定するように構成されており、
前記抵抗回路（１０４）は、前記２つのバス側接続部（１０６、１０８）の間に接続された抵抗を、決定された時間窓内で、最後に決定された第２の抵抗値に設定するように構成されており、
前記測定回路（１０１）は、前記時間窓の開始後に待機期間だけ待機し、該待機期間に続いて、前記時間窓の終了前に、前記測定期間に前記２つのバス側接続部（１０６、１０８）の間の前記第１の抵抗値を測定するように構成されている、回路（１００）。
【請求項４】
請求項３に記載の回路（１００）であって、前記待機期間および／または前記測定期間の長さがビット時間以下である、回路（１００）。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の回路（１００）であって、
前記抵抗回路（１０４）は、前記抵抗を接続するための時間窓を決定し、前記時間窓内に、最後に決定された第２の抵抗値で前記抵抗を接続するように構成されており、
前記測定回路（１０１）は、前記時間窓内に前記第１の抵抗を決定するように構成されている、回路（１００）。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の回路（１００）であって、前記決定回路（１０２）は、前記第１の抵抗値と当該第１の抵抗値のための目標値との比較に応じて、前記第２の抵抗値を決定するように構成されている、回路（１００）。
【請求項７】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の回路（１００）であって、前記決定回路（１０２）は、前記第１の抵抗値に応じてルックアップテーブルによって前記第２の抵抗値を決定するように構成されている、回路（１００）。
【請求項８】
請求項７に記載の回路（１００）であって、
前記バスシステムの加入局の数（２０４）を提供するように構成された構成回路（２０２）と、
前記第１の抵抗値に応じて、および、当該提供される加入局の数（２０４）に応じて、前記ルックアップテーブルにより前記第２の抵抗値を決定するように構成された決定回路（１０２）と
を備える回路（１００）。
【請求項９】
バスシステムの加入局用の送受信機であって、請求項１から８までのいずれか１項に記載の回路（１００）を備える送受信機。
【請求項１０】
バスシステムのための回路（１００）を動作させる方法であって、
前記回路（１００）の２つのバス側接続部（１０６、１０８）の間の第１の抵抗値を測定し（１０１）、
前記第１の抵抗値に応じて第２の抵抗値を決定し（１０２）、
前記２つのバス側接続部の間の切換可能な抵抗を前記第２の抵抗値に設定する（１０４）、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バスシステムのための回路およびバスシステムのための回路を動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バスシステムのバス電圧が、バスシステムの不適切な終了または不適切な接続形態により長期にわたって変動することは、エラーの多いデータ伝送をもたらし得る本質的な要因であることが知られている。この場合、伝送速度の増大に起因するビット時間の短縮が特に課題となる。
【０００３】
電圧の変動を補償するために、ドイツ特許出願公開第１０２０１５２２２３３４号明細書により、データ受信時のバス振動が選択的にマスクされることが知られている。監視結果が、優勢状態から劣勢状態へのバス信号の遷移後のバス信号の差である変動が少なくとも１つの所定のしきい値を超えたことを示す場合には、所定のマスキング時間にわたってバス信号の変動をマスキングするためのマスキング素子が設けられている。
【発明の概要】
【０００４】
従来技術の課題は、請求項１に記載の回路および独立請求項に記載の方法によって解決される。有利な構成が従属請求項に明記されており、例示的な実施形態の以下の説明に示されている。
【０００５】
この明細書の第１の態様によれば、バスシステムのための回路が提供される。この回路は、当該回路の２つのバス側接続部の間の第１の抵抗値を測定するように構成された測定回路と、第１の抵抗値に応じて第２の抵抗値を決定するように構成された決定回路と、２つのバス側接続部の間の切換可能な抵抗を第２の抵抗値に設定するように構成された抵抗回路とを備える。好ましくは、当該抵抗を第２の抵抗値に設定することによって、バス側の接続部で測定された第１の抵抗値は、抵抗回路の抵抗を第２の抵抗値によって動作させることを前提として、バスシステムを介した通信が維持される範囲内にあることが達成される。特に、当該抵抗の抵抗値を調整することによって、例えば５０オームという第１の抵抗値のための最小値未満とならないことが達成される。
【０００６】
有利な実施形態は、決定回路が、第１の抵抗値が減少したときに第２の抵抗値を増加させるように構成されることにより優れたものとなる。好ましくは、第２の抵抗値をこのように増加させることにより第１の抵抗値が安定化し、バスシステムを介した通信のロバスト性が改善される。
【０００７】
有利な実施形態では、測定回路が、２つのバス側接続部を介して受信されたメッセージに応じて、かつ受信されたメッセージに関するあらかじめ既知の位置に応じて、少なくとも１つの時間窓を決定するように構成されており、抵抗回路が、決定された時間窓内で２つのバス側接続部の間に接続された抵抗を、最後に決定された第２の抵抗値に設定するように構成されており、測定回路が、時間窓の開始後に待機期間だけ待機し、待機期間に続いて、さらに時間窓の終了前に、測定期間に２つのバス側接続部の間で第１の抵抗値を測定するように構成されていることにより優れている。有利には、メッセージ内のあらかじめ既知の位置により、通信に対する悪影響が防止される。
【０００８】
有利な実施形態は、待機期間および／または測定期間の長さがビット時間以下であることにより優れたものとなる。正しく構成されたバスシステムでは、信号伝搬時間はビット時間よりも短いと仮定することができる。有利には、測定期間および待機期間のためのビット時間が最小に設定されていることにより、バスシステムにおける長い信号伝播時間に起因する第１の抵抗の測定に対する悪影響が低減される。
【０００９】
有利な実施形態は、抵抗回路が、抵抗を接続するための時間窓を決定し、時間窓内で最後に決定された第２の抵抗値で抵抗を接続するように構成されており、測定回路が時間窓内に１の抵抗を決定するように構成されることにより優れている。有利には、実際の変動減衰時に測定され、これにより、第２の抵抗値は、実際の動作もしくは実際の接続に依存して変動減衰のために決定される。したがって、第２の抵抗値を、所望の減衰効果により正確に調整することができる。
【００１０】
有利な実施形態は、決定回路が、第１の抵抗値と当該第１の抵抗値のための目標値との比較に応じて第２の抵抗値を決定するように構成されることにより優れたものとなる。有利には、リンギング抑制を実行するために、バスシステムが全ての抵抗のための１つの値を独立して見つけることを保証する制御ループが形成される。
【００１１】
有利な実施形態は、決定回路が、ルックアップテーブルによって第１の抵抗値に応じて第２の抵抗値を決定するように構成されることにより優れたものとなる。ルックアップテーブルによって適切な第２の抵抗値を見つけることが簡単な方法で解決される。
【００１２】
有利な実施形態は、回路が、バスシステムの加入局の数を提供するように構成された構成回路と、第１の抵抗値に応じて、および提供された加入局の数に応じて、ルックアップテーブルによって第２の抵抗値を決定するように構成された決定回路とを備えることによって優れたものとなる。加入局の数を考慮することによって、第２の抵抗値は実際のバス構成に適合される。特に、これにより、第１の抵抗値が、特に５０オームという限界未満となる急激な降下を示す危機的な動作状態を防止する。
【００１３】
本明細書の別の態様は、バスシステムの加入局用の送受信機に関し、送受信機は、第１の態様による回路を備える。
【００１４】
本明細書のさらなる態様は、バスシステムのための回路を動作させる方法に関し、この方法は、当該回路の２つのバス側接続部の間の第１の抵抗値を測定し、第１の抵抗値に応じて第２の抵抗値を決定し、２つのバス側接続部の間切換可能な抵抗を第２の抵抗値に設定するというものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】回路を示す概略図である。
【図２】図２ａおよび図２ｂは、それぞれ回路を示す概略図である。
【図３】概略的なプロトコル図である。
【図４】図４ａおよび４ｂはそれぞれ概略的なブロック線図である。
【図５】バスシステムを例示する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、バスシステムのための回路１００を示す。回路１００は、測定回路１０１、決定回路１０２、および抵抗回路１０４を備え、測定回路１０１と抵抗回路１０４とは、回路１００の２つのバス側接続部１０６および１０８の間に互いに並列に配置されている。接続部１０６を介して、回路１００は第１のバスラインＣＡＮ＿Ｈに接続される。接続部１０８を介して、回路１００は第２のバスラインＣＡＮ＿Ｌに接続される。電圧Ｖ＿ＤＩＦＦは、２つの接続部１０６および１０８の間で降下する。
【００１７】
測定回路１０１、決定回路１０２、および抵抗回路１０４は、例えば、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡまたはディスクリート回路として構成されている。さらに、測定回路１０１、決定回路１０２、および抵抗回路１０４は、例えば、ソフトウェアを含んでこのソフトウェアにより定められたそれぞれの機能を実行するプロセッサを備える。もちろん、物理回路と、ソフトウェアを実行するプロセッサとを含むハイブリッド形態も可能である。ソフトウェアは、対応するメモリ素子に格納されている。回路１００は、例えば、バスシステムの加入局用の送受信機の一部である。別の実施形態では、回路１００は、既存の送受信機に対して付加的に構成されている。
【００１８】
概略的に示されるように、抵抗回路１０４は、スイッチ１１０と、スイッチ１１０に直列に配置された抵抗１１２とを備える。もちろん、抵抗回路１０４は、これとは異なるように構成することもでき、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴを含んでいてもよい。この場合、抵抗１１２は、例えば、電圧Ｖ＿ＤＩＦＦの絶対値の第１の状態（例えば、優勢）から第２の状態（例えば、劣勢）への状態の遷移が、例えば、決定された時間窓内で生じたときに、２つのバス側接続部１０６、１０８の間に接続される。抵抗回路１０４は、Ｖ＿ＤＩＦＦの変動を抑制または減衰する役割を果たす。
【００１９】
測定回路１０１は、２つのバス側接続部１０６および１０８の間の第１の抵抗値Ｒ１を決定する。第１抵抗値Ｒ１は、例えば規則的な間隔をおいて決定される。例えば、決定は、データフレーム毎に、または毎分１回だけ行うことができる。この第１の抵抗値Ｒ１は、例えばバス抵抗Ｒｂと抵抗１１２との並列接続により生じる、２つの接続部１０６および１０８の間に接続された全ての抵抗を反映する。決定回路１０２は、供給された第１の抵抗値Ｒ１に応じて、抵抗回路１０４の抵抗１１２の第２の抵抗値Ｒ２を決定する。回路の始動時には、第２の抵抗値Ｒ２のための所定値が使用される。第２の抵抗値Ｒ２は、抵抗１１２を第２の抵抗値Ｒ２に設定するために抵抗回路１０４に供給される。抵抗回路１０４は、外部からの要求に応じて、または独立して、２つの接続部１０６および１０８との間の抵抗１１２の切り換えを実行し、抵抗１１２は、最後に決定された抵抗値Ｒ２に設定される。
【００２０】
図２ａは回路１００を示し、測定回路１０１は信号Ｓ１によって抵抗回路１０４を動作させ、続いて行う測定では、２つの接続部１０６、１０８の間に接続された抵抗も測定される。測定回路１０１は、バスを介して受信されるメッセージまたはバスを介して送信されるメッセージに応じて、およびメッセージに関する既知の位置に応じて、少なくとも１つの時間窓を決定する。このために、プロトコルに関する知識が利用され、特に、電圧Ｖ＿ＤＩＦＦに応じてメッセージの存在およびメッセージの時間位置が決定される。次に、抵抗回路１００が信号Ｓ１によって動作し、接続部１０６、１０８の間に接続された抵抗の第２の抵抗値Ｒ２が、決定された期間内に設定される。抵抗が接続された後、待機期間だけ待機した後、第１の抵抗値が測定期間内に測定回路１０１によって測定される。測定期間内に第１の抵抗値の波形が決定され、この波形の最小値が第１の抵抗値として出力される。例えば、公称ビット時間は、必ず待機する必要がある往復時間の約７０％からなるので、待機時間および測定時間はいずれも公称ビット時間の長さである。別の例では、待機期間および測定時間は公称ビット時間よりも短い。
【００２１】
構成回路２０２は、バスシステムの加入局の数２０４を提供する。この数２０４は、あらかじめ設定することもできるし、構成回路が加入局の数２０４を独立して決定することもできる。数２０４を独立して決定するために、構成回路２０２は他のバスユーザとメッセージを交換する。決定回路１０２は、第２の抵抗値Ｒ２を、例えば、数２０４が減少したときよりも数２０４が増加したときの方が小さな値となるように決定することができる。
【００２２】
図２ｂは回路１００を示す。図２ａとは異なり、信号Ｓ２が抵抗回路１０４から測定回路１０１へ伝送される。抵抗回路１０４は、抵抗を接続するための時間窓を自動的に決定する。時間窓の決定は、抵抗回路を動作させるための基本的な機能とみなすことができる。信号Ｓ２を介して、抵抗が接続されていることが測定回路１０１に通知される。すなわち、時間窓が測定回路１０１に伝送される。信号Ｓ２が抵抗の接続を通知する限り、測定回路は第１の抵抗の測定を行う。
【００２３】
図３は、ＣＡＮメッセージの構造と、第１の抵抗値の測定の時系列な配列とを示す。図示されるメッセージは、フレーム開始（ＳＯＦ）、メッセージ識別子（ＭＩＤ：Ｍｅｓｓａｇｅ  ＩＤ）、遠隔送信要求（ＲＴＲ）、制御フィールド（ＣＯＮＴＲＯＬ）、データフィールド（ＤＡＴＡ）、ＣＲＣフィールド（ＣＲＣ）、肯定応答フィールド（ＡＣＫ）、およびフレーム終了（ＥＯＦ）というフィールドを含む。例えば、第３のビットＢ３の開始時に抵抗回路１０４の抵抗が接続され、後続の第４のビットＢ４で第１の抵抗値の測定を行う。代替的または付加的に、抵抗回路の抵抗の接続および第１の抵抗値の測定が、フレーム終了ＥＯＦとフレーム開始ＳＯＦとの間に設けられた中断フィールド内で行われる。第３および第４のビットＢ３、Ｂ４と中断フィールドとは、バスレベルが劣勢であることにより、抵抗回路１０４の抵抗を接続するために特によく適している。
【００２４】
図４ａは、決定回路１０２の概略断面図を示す。ブロック４０２では目標値Ｒ１ｓが生成され、加算点４０４に供給される。測定された第１の抵抗値Ｒ１は加算点４０４で設定値Ｒ１ｓから減算されて、制御誤差ｄが決定される。コントローラ４０６は、この場合には操作量として機能する第２の抵抗値Ｒ２を制御誤差ｄに応じて決定する。コントローラ４０６は、例えば、ＰＩＤコントローラまたは他の構成のコントローラであってもよい。
【００２５】
図４ｂは、決定回路１０２の概略断面図を示す。構成回路２０２は、ブロック４１０にバスユーザの数２０４を提供する。ブロック４１０は、その数２０４に応じて、かつ第１の抵抗値Ｒ１に応じて、第２の抵抗値Ｒ２を決定するルックアップテーブルを含む。ルックアップテーブルはメモリ素子に格納されている。さらに単純な変形例も可能であり、抵抗Ｒ２は、ルックアップテーブルを含むブロック４１０によって、抵抗Ｒ１に応じて決定される。
【００２６】
図５は、２つの加入局５０２、５０４を含む一例として構成されたバスシステムを示す。それぞれの加入局５０２、５０４は、第１の接続部１０６によって第１のバスラインＣＡＮ＿Ｈに接続され、第２の接続部１０８によって第２のバスラインＣＡＮ＿Ｌに接続された回路１００，１００をそれぞれ含む。バスラインＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌは、それぞれの終端抵抗Ｒｂ１およびＲｂ２を介して端部で互いに接続されている。バス側接続部１０６、１０８の間の抵抗を接続したり切断したりすることによって、加入局５０２、５０４それぞれの回路１００，１００は、状態が優勢から劣勢に変化するときに変動を減衰させ、ひいては低減させるという効果を奏する。例示的な実施形態によれば、バスシステム５００は、ＩＳ０１１８９８などのＣＡＮ規格にしたがって動作する。しかしながら、回路１００および回路の動作を、他のバスシステムに容易に移行させることもできる。他のバス接続形態も可能である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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