(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスシステムを介して接続され，専用タイムベースを有する少なくとも２つの加入者間でメッセージ内のデータを交換するデータ交換方法であって，
前記データを含むメッセージは，前記加入者によりバスシステムを介して伝達され，
第１の加入者は，タイミングジェネレータとしての機能において，前記第１の加入者のタイムベースに関するタイム情報を有する基準メッセージを，予め設定された時間間隔でバスを介して繰り返し伝達するように，メッセージを時間制御し，
少なくとも第２の加入者は，前記タイムベースを使用して前記第１の加入者の前記タイム情報に応じて自己のタイム情報を形成し，
前記第１の加入者のタイム情報と前記第２の加入者のタイム情報から補正値を求め，
前記第２の加入者は，前記第２の加入者のタイム情報及び／又はタイムベースを補正値に応じて適合させ、
基準メッセージと、次の基準メッセージまでの後続のタイムウィンドウが、予め設定可能な長さ及び／または予め設定可能な構造の第１のサイクルに統合され、
前記各第１のサイクルは基準メッセージにより開始されるとともに、前記少なくとも第２の加入者は、この基準に対して、自己のローカルタイムベースの間隔を決定し、
このようにして定められた前記少なくとも第２の加入者のタイムベースの２つの間隔の差分に基づいてローカル偏差が計算され、全体タイムと関連付けられることにより、ローカルタイムの補正値が計算されることを特徴とするデータ交換方法。
【請求項２】
前記予め設定された時間間隔は，予め設定可能な長さのタイムウィンドウに分割されていると共に，前記メッセージは，前記タイムウィンドウ内で伝達される，ことを特徴とする請求項１に記載のデータ交換方法。
【請求項３】
前記第１サイクルの前記構造は，前記予め設定された時間間隔において，前記基準メッセージの次のタイムウィンドウの長さ，数及び時間的位置に対応する，
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ交換方法。
【請求項４】
同一構造を有する複数の第１のサイクルは，
前記第１のサイクルの時間的な長さよりも大きい時間間隔のメッセージもタイムウィンドウ内で繰り返し伝達される第２のサイクルに統合される，
ことを特徴とする請求項１から３の内いずれか１項に記載のデータ交換方法。
【請求項５】
前記第１のサイクルあるいは前記第２のサイクルのうち少なくとも一方のタイムウィンドウ内では，周期的なメッセージ伝達は実行されずに，アービトレートメッセージが伝達される，
ことを特徴とする請求項１から４の内のいずれか１項に記載のデータ交換方法。
【請求項６】
バスシステムを介して接続され，専用タイムベースを有する少なくとも２つの加入者間でメッセージ内のデータを交換するデータ交換装置であって，
前記データを含むメッセージが前記加入者によりバスシステムを介して伝達され，かつ第１の加入者はタイミングジェネレータとしての機能において，前記第１の加入者のタイムベースに関するタイム情報を有する基準メッセージを，予め設定された時間間隔でバスを介して繰り返し伝達するように，メッセージを時間制御し，
少なくとも第２の加入者は，前記タイムベースを使用して前記第１の加入者の前記タイム情報に応じて自己のタイム情報を形成し，前記第１の加入者のタイム情報と前記第２の加入者のタイム情報から補正値を求め，前記第２の加入者は，前記第２の加入者のタイム情報及び／又はタイムベースを補正値に応じて適合させ、
基準メッセージと、次の基準メッセージまでの後続のタイムウィンドウが、予め設定可能な長さ及び／または予め設定可能な構造の第１のサイクルに統合され、
前記各第１のサイクルは基準メッセージにより開始されるとともに、前記少なくとも第２の加入者は、この基準に対して、自己のローカルタイムベースの間隔を決定し、
このようにして定められた前記少なくとも第２の加入者のタイムベースの２つの間隔の差分に基づいてローカル偏差が計算され、全体タイムと関連付けられることにより、ローカルタイムの補正値が計算される、ことを特徴とするデータ交換装置。
【請求項７】
前記請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の方法により補正値が求められる，ことを特徴とするデータ交換装置。
【請求項８】
少なくとも２つの加入者間でデータを交換するバスシステムであって，
前記バスシステムにより前記請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の方法が実行される，ことを特徴とするバスシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，データ交換方法，その装置及びデータバスシステムに関し，さらに詳細には，バスシステムを介して少なくとも２人の加入者間でデータを交換するデータ交換方法，その装置及びデータバスシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては，車両ネットワーク技術において，イベントコントロールにより通信が制御されるＣＡＮプロトコルが使用されている。上記方法においては，各種情報を同時に送信する際に極めて大きい負荷が発生する可能性がある。かかるＣＡＮの非破壊的なアービトレーション機構が，全てのメッセージの固有値あるいは識別子の優先順位に応じた連続送信を保証する。ハードなリアルタイムシステムに対して，全体システムのラン時間及びバス負荷を予め分析することにより，安全のために，全てのメッセージデッドラインがピーク負荷のもとでも維持できるようにしなければならない。
【０００３】
すでに，例えばＴＴＰ／Ｃあるいはインターバス−Ｓなどの時間制御処理に基づく通信プロトコルが存在する。かかるシステムの特徴は，送信時点の付与を介して，バスアクセスが予め計画されていることにある。従って，ラン時間中に衝突が発生することはなく，同様に，通信バスのピーク負荷も回避される。しかし，この場合には，バスの負荷が完全に除かれることはない。かかる割り当てられたタイマーで時間制御するシステムにおいては，例えば既知の個々のビットのレベル交代の同期化などの同期化機構が必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記システムにおいては，許容誤差を補償するために各メッセージ間隔が必要となるので，バス負荷の軽減効果が低下する。このように，従来技術では，あらゆる観点から最適な結果を提供することができない。
【０００５】
したがって，本発明の目的は，バス負荷を軽減することが可能な新規かつ改良されたデータ交換方法，その装置及びバスシステムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，請求項１に記載の発明では，バスシステムを介して接続され，専用タイムベースを有する少なくとも２人の加入者間でメッセージ内のデータを交換するデータ交換方法であって，前記データを含むメッセージは，前記加入者によりバスシステムを介して伝達され，第１の加入者は，タイミングジェネレータとしての機能において，前記第１の加入者のタイムベースに関するタイム情報を有する基準メッセージを，予め設定された時間間隔でバスを介して繰り返し伝達するように，メッセージを時間制御し，少なくとも第２の加入者は，前記タイムベースを使用して前記第１の加入者の前記タイム情報に応じて自己のタイム情報を形成し，前記第１の加入者のタイム情報と前記第２の加入者のタイム情報から補正値を求め，前記第２の加入者は，前記第２の加入者のタイム情報及び／又はタイムベースを補正値に応じて適合させる，ことを特徴とするデータ交換方法が提供される。
【０００７】
本項記載の発明では，バス負担を完全に除去し，同時に各メッセージの呼び出し時間を所定値に維持することができる。従って，バス（ＣＡＮ）メッセージを周期的に伝達することができるので，決定論的かつ合成可能な通信システムが得られる。
【０００８】
また，請求項２に記載の発明では，前記予め設定された時間間隔は，予め設定可能な長さのタイムウィンドウに分割されていると共に，前記メッセージは，前記タイムウィンドウ内で伝達される，如く構成するのが好ましい。時間制御される通信の枠内にそのまま維持される本来のバス（ＣＡＮ）プロトコルに対して，従来技術に比べてより高いプロトコル層を有する。したがって，時間制御通信は，バス負担を完全に除去し，同時に各メッセージの呼び出し時間を所定値に維持することができる。従って，バス（ＣＡＮ）メッセージを周期的に伝達することができるので，決定論的かつ合成可能な通信システムが得られる。
【０００９】
また，請求項３に記載の発明のように，基準メッセージと，次の基準メッセージまでの後続のタイムウィンドウが，予め設定可能な長さ及び／又は予め設定可能な構造の第１のサイクルに統合され，前記構造は，前記予め設定された時間間隔において，前記基準メッセージの次のタイムウィンドウの長さ，数及び時間的位置に対応する，如く構成するのが好ましい。
【００１０】
また，請求項４に記載の発明のように，同一構造を有する複数の第１のサイクルは，前記第１のサイクルの時間的な長さよりも大きい時間間隔のメッセージもタイムウィンドウ内で繰り返し伝達される第２のサイクルに統合される，如く構成するのが，さらに好ましい。
【００１１】
また，請求項５に記載の発明のように，前記各第１のサイクルは基準メッセージにより開始されるとと共に，前記少なくとも第２の加入者は，前記第１の加入者のタイムベースに対するタイムベース間隔を求める，如く構成するのが好ましい。
【００１２】
また，請求項６に記載の発明のように，少なくとも２人の加入者のタイムベースの２つの間隔の差分に基づいて補正値が求められる，如く構成すれば，ＴＴＣＡＮシステム内に分配されたローカル時計の精度を校正することができるので，送信時点及び受信時点を従来よりも正確に同期させることができる。さらに，各ステーションの時計は，同期化インターバルの間の精度がより大きい誤差が許容される（より安価な例えば発振器などの構成素子）ので効果的である。なお，第１のサイクル又はベースサイクル（２つの基準通知間の間隔）をより大きくすれば，バス負担の除去効率が向上する。さらに，ベースサイクルの長さは各時計の許容誤差により制限されないので，許容誤差を補償するための各通知間の間隔（いわゆるインターフレームギャップ）を省略することができる。
【００１３】
また，請求項７に記載の発明のように，前記第１のサイクルあるいは前記第２のサイクルのうち少なくとも一方のタイムウィンドウ内では，周期的なメッセージ伝達は実行されずに，アービトレートメッセージが伝達される，如く構成すれば，最初は空いているタイムウィンドウ内で，アービトレートメッセージを周期的に伝達する必要はなく，例えば所定のシーケンス終了の際に提供されるメッセージを伝達することができる。
【００１４】
また，上記課題を解決するため，請求項８に記載の発明では，バスシステムを介して接続され，専用タイムベースを有する少なくとも２人の加入者間でメッセージ内のデータを交換するデータ交換装置であって，前記データを含むメッセージが前記加入者によりバスシステムを介して伝達され，かつ第１の加入者はタイミングジェネレータとしての機能において，前記第１の加入者のタイムベースに関するタイム情報を有する基準メッセージを，予め設定された時間間隔でバスを介して繰り返し伝達するように，メッセージを時間制御し，少なくとも第２の加入者は，前記タイムベースを使用して前記第１の加入者の前記タイム情報に応じて自己のタイム情報を形成し，前記第１の加入者のタイム情報と前記第２の加入者のタイム情報から補正値を求め，前記第２の加入者は，前記第２の加入者のタイム情報及び／又はタイムベースを補正値に応じて適合させる，ことを特徴とするデータ交換装置が提供される。
【００１５】
本項記載の発明では，バス負担を完全に除去し，同時に各メッセージの呼び出し時間を所定値に維持することができる。従って，バス（ＣＡＮ）メッセージを周期的に伝達することができるので，決定論的かつ合成可能な通信システムが得られる。
【００１６】
上記課題を解決するため，請求項９に記載の発明では，前記請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の方法により補正値が求められる，ことを特徴とするデータ交換装置が提供される。
【００１７】
本項記載の発明では，バス負担を完全に除去し，同時に各メッセージの呼び出し時間を所定値に維持することができる。従って，バス（ＣＡＮ）メッセージを周期的に伝達することができるので，決定論的かつ合成可能な通信システムが得られる。
【００１８】
また，上記課題を解決するため，請求項１０に記載の発明では，少なくとも２人の加入者間でデータを交換するバスシステムであって，前記バスシステムにより前記請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の方法が実行される，ことを特徴とするバスシステムが提供される。
【００１９】
本項記載の発明では，バス負担を完全に除去し，同時に各メッセージの呼び出し時間を所定値に維持することができる。従って，バス（ＣＡＮ）メッセージを周期的に伝達することができるので，決定論的かつ合成可能な通信システムが得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好適な実施の形態について，添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚，以下の説明及び添付図面において，同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付することにより，重複説明を省略する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
まず，図１を参照しながら，第１の実施の形態にかかるバスシステムついて説明する。図１は，第１の実施の形態にかかるバスシステムの構成を示すブロック図である。
【００２２】
まず，図１に示すように，本実施形態にかかるバスシステム１００においては，複数のバス加入者１０１，１０２，１０３，１０４，１０５を有する。各加入者１０１，１０２，１０３，１０４，１０５は，専用タイムベース１０６，１０７，１０８，１０９，１１０を有しており，時計，カウンタ，クロックジェネレータなどの内部手段又は外部手段により各加入者に伝達される。
【００２３】
各ローカルタイムベースｌＺ１，１Ｚ２，１Ｚ３，ｌＺ４は，例えば１６ビットでカウントアップするカウンタであり，単にＨＷリセットによってのみ影響を受けることができる。上記ローカルタイムベースは，本実施形態においては，各ノードあるいは加入者１０１，１０２，１０３，１０４，１０５内に実装されている。
【００２４】
グローバルタイムベース１０６においてグローバルタイムｇＺで示さている，加入者（タイミングジェネレータ）１０１のタイムベースは，タイミングジェネレータ１０１に実装されるか，あるいは外部からタイミングジェネレータに伝達される。グローバルタイムｇＺは，原理的には各ノードにおいてローカルタイムベース１０７，１０８，１０９，１１０あるいはローカルタイムｌＺ（ｌＺ１〜ｌＺ４）とオフセットＯＳ１〜ＯＳ４から形成される。タイミングジェネレータ１０１のオフセットＯｓｇは，通常はゼロに等しい（Ｏｓｇ＝０）。
【００２５】
他の全てのノードは，自らのグローバルタイムｇＺに対するサイトをローカルタイムｌＺ（ｌＺ１〜ｌＺ４）とローカルオフセットＯＳ１〜ＯＳ４及びＯＳｇ（ＯＳｇ≠０の場合）から形成される。
【００２６】
ＯＳｇがゼロとならないのは，例えばグローバルタイムｇＺが外部からタイミングジェネレータ１０１に伝達され，かつタイミングジェネレータが専用タイムベース１０６を有している場合である。このとき，タイミングジェネレータもグローバルタイムｇＺに校正され，かつグローバルタイムｇＺとタイムベース１０６とは必ずしも一致しない。ローカルオフセットは，基準メッセージの送信時点（ＳＯＦ，Ｓｔａｒｔ  ｏｆ  Ｆｒａｍｅ）でのローカルタイムと，基準メッセージ内でタイミングジェネレータにより伝達されるグローバルタイムとの差分である。
【００２７】
ローカルタイムベースとグローバルタイム
【００２８】
ローカルタイムベース：ローカルタイムベースは，例えば１６ビットでカウントアップするカウンタであって，ＨＷリセットによってのみ影響を受けることができる。ローカルタイムベースは，各ノードに実装されている。
【００２９】
基準マーク  中間レジスタ：各々仮定される基準メッセージの送信時点ＳＯＦにおいて，中間レジスタはローカルタイムベースによりロードされる。
【００３０】
基準マーカ：実際のメッセージが基準メッセージとして認識された際に，値がローカル基準マークとして中間レジスタから基準マーカへ引き継がれる。基準マーカは，例えば１６ビットレジスタとして設計される。
【００３１】
タイミングジェネレータ−基準マーク：時計係が受信する基準メッセージ内のタイミングジェネレータの基準マークである。
【００３２】
グローバルタイムに対するローカルオフセット：グローバルタイムに対するローカルオフセットは，中間レジスタ内の基準マークと，基準メッセージ内で受信されるグローバルタイムマークとの間の差分である。これは，ローカルタイムからグローバルタイムを計算するために使用される。タイミングジェネレータ自体のオフセットは，一定のままである。基準メッセージ内でタイミングジェネレータは，ローカル基準マークプラスローカルオフセットを送信する。
【００３３】
したがって，上記タイミングジェネレータ１０１は，タイム基準メッセージ１１１（あるいは比較的短い基準メッセージＲＮ）を送出する，ノードあるいは加入者でもある。矢印１１２は，基準メッセージＲＮ１１１が，残りの加入者１０２〜１０５に，同時に送信されることを示している。
【００３４】
基準メッセージＲＮは，ＴＴＣＡＮの時間制御される周期的な駆動ベースである。これは，特殊なアイデンティファイア（特殊な識別子）により一義的に特徴づけられており，全てのノード１０２〜１０５によりタイミングジェネレータとして受信される。これは，タイミングジェネレータ１０１から，原理的に周期的に送信される。基準メッセージには，実際のベースサイクルの番号ＢＺｎ，グローバルタイム内のタイミングジェネレータの基準マーク，などのデータが含まれる。
【００３５】
基準マークは，タイミングジェネレータの基準メッセージを受信する際に，ＳＯＦ−ビットの時点で内部カウンタ状態が引き継がれることにより発生する。したがって，基準マークは，基準メッセージの受信時点でのローカルタイムベースのスナップショットである。加入者内で実施可能な相対時間ＲＺ１〜ＲＺ４及びＲＺｇは，ローカルタイムベースと最後の基準マークとの間の差分である。使用されるタイムマークに関する全ての定義は，各加入者の相対時間に関する。それは，例えばゲートを介して２つのレジスタ値を結合することにより，例えば信号として永久に存在する。基準マークは，ＴＴＣＡＮ−バスにおける全てのノードの相対時間を定める。
【００３６】
同様に，ウォッチドッグＷｇ，Ｗ１〜Ｗ４は，特殊な相対時点である。各ノード内でかかる相対時点（ウォッチドッグ）が定められ，遅くともその相対時点で新しい基準メッセージ及び基準マークが予測される。このように，ウォッチドッグは，特殊なタイムマークを表す。かかるウォッチドッグは，例えば初期化と再初期化において，通信の成立を監視するために使用される。このとき，ウォッチドッグは，常に，基準メッセージ間の間隔よりも大きくなければならない。
【００３７】
タイムマークは，相対時間と元のバス（ＣＡＮ）コントローラ内のアクションとの関係を形成する相対的な時点である。タイムマークは，レジスタとして示され，コントローラは複数のタイムマークを管理することができる。メッセージに，複数のタイムマークを対応づけることが「できる」。これは，後述する図４で示すように，送信グループＡはタイムウィンドウＺＦ１ａ内でも，タイムウィンドウＺＦ４ａ内でも生じる。
【００３８】
アプリケーションについては，例えばアプリケーションウォッチドッグが操作される。このウォッチドッグは，ＴＴＣＡＮコントローラに規則的な駆動を信号伝達するために，アプリケーションにより規則的に操作されなければならない。このウォッチドッグが操作される場合にのみ，ＣＡＮコントローラからメッセージが送信される。
【００３９】
ＴＴＣＡＮは，タイミングジェネレータ（ノード，加入者）によりタイム基準メッセージ又は短い基準メッセージＲＮを使用してクロックされる周期的な時間制御通信に基づいている。
【００４０】
次の基準メッセージＲＮまでの周期は，ベースサイクルと称され，ｎ個のタイムウィンドウに分割される。各タイムウィンドウは，異なる長さの周期的なメッセージの排他的な送信を許可する。かかる周期的なメッセージは，ＴＴＣＡＮコントローラにおいて，論理的な相対時間の経過と結びついた，タイムマークを使用することにより送信される。
【００４１】
しかし，ＴＴＣＡＮは，空いているタイムウィンドウを考慮することもできる。かかるタイムウィンドウは，いわゆる自発的メッセージに利用され，このタイムウィンドウ内部でバスにアクセスすることは，ＣＡＮのアービトレーションスキーマを介して利用される（アービトレートメッセージ）。タイミングジェネレータ時計（グローバルタイムｇＺ）と各ノード内部のローカルタイムｌＺ１〜ｌＺ４との同期化が考慮されて，効果的に変換される。
【００４２】
次に，図２に基づいて，本実施形態にかかる時間制御される周期メッセージあるいはデータ伝達の経時変化を説明する。図２は，時間制御される周期メッセージあるいはデータ伝達の経時変化を示す説明図である。
【００４３】
このメッセージ伝達は，タイミングジェネレータにより基準メッセージを使用してクロックされる。このとき，期間ｔ０〜ｔ６は，ベースサイクルＢＺで示され，ｋ個のタイムウィンドウ（ｋ∈Ｎ）に分割される。期間ｔ０〜ｔ１，ｔ６〜ｔ７，ｔ１２〜ｔ１３（即ち，タイムウィンドウＺＦＲＮ内）で，各ベースサイクルＢＺ０〜ＢＺ３の基準メッセージＲＮが伝達される。
【００４４】
基準メッセージＲＮの後段のタイムウィンドウＺＦ１〜ＺＦ５の構造（即ち，Δｔｓ＝ｔｓｂ−ｔｓａの長さのセグメントＳ，セグメント数及びセグメントの時間的配置）は，適宜設定することができる。このことにより，同一構造の複数のベースサイクルから，全体サイクルＧＺ１が形成される。全体サイクルＧＺ１は，ｔ０で開始されｔ２４で終了して，新たなサイクルが実行される。
【００４５】
タイムウィンドウは，例えば各々３２ビット時間を有する例えば２〜５のセグメントを有することができる。タイムウィンドウの数は，例えば２〜１６とするのが好ましいが，１つのタイムウィンドウのみ，あるいは，１６以上のタイムウィンドウとすることもできる。また，全体サイクルＧＺＡ内のベースサイクルの数は，例えば，２ｍ（但し，ｍ≦４）とするのが好ましい。
【００４６】
ｔｚｆｆ１とｔｚｆｆ２は，例えば２つの送信許可インターバルあるいはタイムウィンドウ許可インターバルであり，例えば１６から３２ビット時間連続し，かつ，その内部でベースサイクルに関するメッセージの送信を開始するタイムフレームを示す。
【００４７】
各タイムウィンドウは，異なる長さを有する周期的なメッセージを排他的に送信することができる。図３には，異なる長さの２つのメッセージとタイムウィンドウ内の対応が例示されている。ブロック３００で示すメッセージ１（Ｎ１）は，例えば１３０ビットを有し，ブロック３０１で示すメッセージ（Ｎ２）は，例えば４７ビットを有する。
【００４８】
上記説明したように，最大タイムウィンドウ及び最小タイムウィンドウは，メッセージ長さに応じて設定することができる。本実施形態においては，タイムウィンドウあたり例えば２〜５セグメントを有する。
【００４９】
ブロック３０２で示す最大タイムウィンドウＺＦｍａｘ（各々３２ビット時間を有する５セグメント（Ｓ１〜Ｓ５）を有する）と，ブロック３０３で示す最小タイムウィンドウＺＦｍｉｎ（各々２ビット時間を有する２セグメント（Ｓ１及びＳ２）を有する）が設定される。
【００５０】
これらの内部で，メッセージＮ１，Ｎ２が伝達され，メッセージがタイムウィンドウを完全に満たす必要はなく，タイムウィンドウの大きさはメッセージ長さに応じて設定される。
【００５１】
したがって，最大タイムウィンドウＺＦｍａｘは，最長可能なメッセージ（例えば１３０ビットあるいはビット時間）の十分な時間あるいはスペースを提供できなければならず，最小タイムウィンドウＺＦｍｉｎは，最短可能なメッセージ（例えば４７ビット）に適合させることができる。
【００５２】
タイムウィンドウは，図３に示すように，一般的に，所定のメッセージに提供されるタイムフレームである。メッセージのタイムウィンドウは，送信許可が印加されることにより開放され，ウィンドウの開始は定められたタイムマークと一致する。
【００５３】
タイムウィンドウの長さは，ブロック３０４ａに示すように，例えば３２ビット時間を有するｉ個のセグメントに基づいて定められる。このとき，３２ビット時間のセグメントとすることは，ＨＷになじみやすい大きさを表している。
【００５４】
タイムウィンドウは，タイムウィンドウ内で発生する最長メッセージよりも短くてはならない。ビット時間は，例えば名目的なＣＡＮビット時間である。
【００５５】
送信許可インターバル又はタイムウィンドウ許可インターバルは，内部でメッセージの送信開始を許可するタイムフレームを示す。送信許可インターバルはタイムウィンドウの一部であるので，許可はインターバル内でタイムマークとタイムマークプラスデルタを印加する。値デルタは，タイムウィンドウの長さよりも明確に短い（例えばＺＦＦ１又はＺＦＦ２について１６又は３２ビット時間）。開始が送信許可インターバル内部に存在しないメッセージは，送信してはならない。
【００５６】
次に，図４に基づいて，本実施形態にかかる全体サイクル（送信マトリクス）ＧＺ２について説明する。なお，図４は，全体サイクル（送信マトリクス）ＧＺ２を示すブロック図である。
【００５７】
まず，図４に示すように，全体サイクル（送信マトリクス）は，全ての加入者の全てのメッセージ（ＲＮ，Ａ〜Ｆとアービトレート）により構成される。
【００５８】
送信マトリクスは，各ベースサイクルＢＺ０ａ〜ＢＺ７ａからなる。全体サイクルＧＺ２の全てのベースサイクルは，同一構造を有する。かかるベースサイクルは，選択的に排他的な構成要素（Ａ〜Ｆ）とアービトレート構成要素から構成することができる。行数（即ち，ベースサイクルＢＺ０ａ〜ＢＺ７ａ）は，本実施形態においては，８である（２ｍ，但しｍ＝３）。
【００５９】
ベースサイクル（送信マトリクスの行）は，基準メッセージＲＮ内の基準マークで始まり，複数（ｉ）の互いに連続する，定められた長さのタイムウィンドウからなる（最初のタイムウィンドウＺＦ０，あるいはＲＮのＺＦＲＮ）。ベースサイクル内部のメッセージの配置は，自由に定めることができる。タイムウィンドウは，排他的な構成要素については，ＣＡＮメッセージオブジェクトと結合される。
【００６０】
タイムウィンドウは，空けておいてもよく（４０９，４２１，４４１，４１７，４４５），あるいはアービトレート構成要素のために利用することもできる（４０３，４２７）。
【００６１】
送信グループ（送信マトリクスの列Ａ〜Ｆ）は，常に同一のタイムウィンドウ内で，かつ異なるベースサイクルで送信されるメッセージを形成するので，周期が形成される（例えばＺＦ１ａとＺＦ４ａ内のＡ：４０１，４０７，４１３，４１９，４２５，４３１，４３７，４４３と４０４，４１０，４１６，４２２，４２８，４３４，４４０，４４６）。
【００６２】
１つの送信グループ内部で，タイムウィンドウのメッセージオブジェクトを複数回送信することができる。送信グループ内部のメッセージの周期は，２ｍ（但し，ｌ≦ｍ）である。
【００６３】
メッセージオブジェクトあるいはメッセージは，例えばＣＡＮ内のバスのメッセージオブジェクトに相当し，アイデンティファイアあるいは識別子，及びデータを有する。ＴＴＣＡＮ内では，メッセージオブジェクトは送信マトリクス内で，タイムウィンドウ，ベースマーク，繰り返しレートのうち少なくとも１つ，好ましくは３つ全てが補正される。
【００６４】
タイムウィンドウは，ベースサイクル（ＢＺｎ，送信マトリクスの行）内の位置（ＺＦ０，ＺＦ１ａ〜ＺＦ５ａ）である。タイムウィンドウの開始は，所定のタイムマークに到達したことにより決定される。
【００６５】
ベースマークは，全体サイクル内においてメッセージが最初に送信されるベースサイクル（ＢＺ０ａ〜ＢＺ７ａ）を表示する。繰り返しレートは，幾つのベースサイクルの後にかかる伝達を繰り返すかを定める。
【００６６】
ＣＡＮコントローラに対してメッセージオブジェクトが有効であることを特徴づけるために，オブジェクトの永久許可を意味する「永久送信リクエスト」（排他的構成要素について，以下を参照）と，オブジェクトの１回だけの有効性を意味する「個別送信リクエスト」（アービトレート構成要素について，以下を参照）が付与される。
【００６７】
ＣＡＮの自動リトランスミッションは，ＴＴＣＡＮ内のメッセージに対してオフにされるのが好ましい。
【００６８】
以下に，ベースサイクルあるいは全体サイクル内の，メッセージ伝達−周期的メッセージと自発的メッセージを，特にアプリケーションに関して説明する。ここでも排他的メッセージ（即ち，周期的メッセージ）とアービトレートメッセージ（即ち，自発的メッセージ）とが区別される。
【００６９】
排他的メッセージオブジェクト（周期的メッセージ）：
【００７０】
排他的メッセージオブジェクトは，アプリケーションウォッチドッグがセットされており，アプリケーションの「永久送信要請」がＣＡＮコントローラにセットされており，かつ従属するタイムウィンドウの送信許可インターバルが開放している場合に送信される。このとき，メッセージオブジェクトのためのタイムマークは相対時間と一致する。永久送信要請は，アプリケーションによりリセットされるまでの間セットされた状態にある。
【００７１】
アービトレートメッセージオブジェクト（自発メッセージ）：
【００７２】
アービトレートメッセージオブジェクトは，アプリケーションウォッチドッグがセットされており，アプリケーションから「個別送信要請」がＣＡＮコントローラにセットされ，かつ決定している次のタイムウィンドウの送信許可インターバルが開放している場合に，送信される。このとき，かかるタイムウィンドウのタイムマークは，相対時間と一致する。送信要請は，送信が成功した後にＣＡＮコントローラによりリセットされる。様々な自発的メッセージの同時のアクセスは，ＣＡＮのビットアービトレーションにより制御される。このタイムウィンドウ内において，ある自発的メッセージが他の自発的メッセージに敗れた場合には，定められている次のタイムウィンドウでバスアクセスを，再度，争うことができる。
【００７３】
全送信マトリクスあるいは全体サイクルが実行された場合には，時間制御されるメッセージが周期的に伝達される。時間制御されることは，所定時点に到達した場合に，各アクションが開始されることを意味する（タイムマークと相対時間を参照）。全体サイクルが完全に実行された場合（即ち，全てのベースサイクルが一度処理された場合）には，再び送信マトリクスの第１のベースサイクルから開始される。伝達に時間的な隙間は発生しない。
【００７４】
次に，図５に基づいて，ローカル時間ベースあるいは時間情報の補正を説明する。なお，図５は，ローカル時間ベースあるいは時間情報の補正を説明するための説明図である。
【００７５】
まず，図５に示すように，時点ｔｎから始まるベースサイクルｎにおいて，ローカルタイムあるいはタイムベースのタイムドリフトが定められる。ｔｎ＋１で開始されるベースサイクルｎ＋１においては，ドリフト補正が行われる。次いで，ｔｎ＋２で開始されるベースサイクルｎ＋２においては，タイムあるいはタイムベースが補正される。
【００７６】
次に，図６に基づいて，本実施形態にかかるドリフト補正について詳細に説明する。なお，図６は，本実施形態にかかるドリフト補正について説明するためのブロック回路図である。
【００７７】
まず，図６に示すように，本実施形態にかかる各ノード（ＴＴＣＡＮコントローラ）は，カウンタと共にローカルタイムを表示するローカル発振器，基準通知を受信する際のローカルタイムがその中に一時的に記憶される基準マーカ（好ましくは２倍ＦＩＦＯとして設計されている。），ローカル基準マークとタイミングジェネレータ基準マークとの間の差分を有するローカルオフセットレジスタ（２倍ＦＩＦＯ），最後の２つのオフセットの差分を有するオフセット差分レジスタ，補正値を使用してローカルタイミングジェネレータを再補正するドリフト補正値レジスタ，補正周期レジスタなどから構成される。
【００７８】
ＴＴＣＡＮシステムにおいては，各ベースサイクルは基準通知により開始され，時間関係が決定され，かつ各ノードは基準に対するローカルタイム間隔を決定する。２つのベースサイクル間隔の差分に基づいてローカル偏差が計算され，全体タイムと関連づけられることにより，ローカルタイムの基本補正値が計算される。かかる基本補正値は，各ベースサイクル毎にローカル偏差の差分を補正に一緒に使用することにより，精度を上げることができる。
【００７９】
アルゴリズムをハードウェア又はソフトウェアに簡単に変換するために，補正周期（ベースサイクル）の間に，通常必要とされる商形成を，補正周期内に補正値がどの程度含まれているかを調べることで代用することができる。これは，例えば好適なレジスタ内で，残りの値が減数より小さくなるまで，補正周期から補正値を繰り返し引き算することにより行われる。続いて，各補正値変化の符号に応じて，付加的な計数パルスが付加あるいは除去される。残数値に，最後の２つのローカル基準マーク間の差分が加算される。したがって，システムが定まった場合には，ベースサイクルにわたって±１ビット時間の同期が可能である。なお，タイム基準メッセージ，基準メッセージ，基準通知及びタイム基準通知は，同様の概念を意味する。
【００８０】
以上，本発明に係る好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術思想の範囲内において，各種の修正例および変更例を想定し得るものであり，それらの修正例および変更例についても本発明の技術範囲に包含されるものと了解される。
【００８１】
【発明の効果】
バス負担を完全に除去し，同時に各メッセージの呼び出し時間を所定値に維持することができる。従って，バス（ＣＡＮ）メッセージを周期的に伝達することができるので，決定論的かつ合成可能な通信システムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態にかかるバスシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】時間制御される周期メッセージあるいはデータ伝達の経時変化を示す説明図である。
【図３】本実施形態にかかるメッセージとタイムウィンドウの一例を示すブロック図である。
【図４】全体サイクル（送信マトリクス）ＧＺ２を示すブロック図である。
【図５】ローカル時間ベースあるいは時間情報の補正を説明するための説明図である。
【図６】本実施形態にかかるドリフト補正について説明するためのブロック回路図である。
【符号の説明】
１００  バスシステム
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５  バス加入者
１０６，１０７，１０８，１０９，１１０  専用タイムベース
１１１  タイム基準メッセージ
【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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