CN102136979B - 通信从属设备和通信网络系统 - Google Patents
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Abstract
在一种其中主设备(1，31)和多个通信从属设备(2a-2d，21a-21d，32a-32d)通过高电势侧总线(3H)和低电势侧总线(3L)以菊花链的方式耦合的通信网络系统中，通信从属设备(2a-2d，21a-21d，32a-32d)中的每个包括控制电路(10a-10d，25a-25d，34a-34d)、电阻元件(11a-11d)以及电势差检测单元(12a-12d，35a-35d)。控制电路(10a-10d，25a-25d，34a-34d)控制与主设备间的通信。电阻元件(11a-11d)在位于控制电路(10a-10d，25a-25d，34a-34d)与高电势侧总线(3H)的相耦合的点的下游的部分处，插入到高电势侧总线(3H)中。电势差检测单元(12a-12d，35a-35d)检测电阻元件(11a-11d)的上游端子和低电势侧总线(3L)之间的电势差。控制电路(10a-10d，25a-25d，34a-34d)根据电势差检测单元(12a-12d，35a-35d)所检测到的电势差，设置用于与主设备(1，31)进行通信的ID值。
Description
技术领域
本发明涉及在通信网络系统中使用的通信从属设备（slave），该通信网络系统通过将主设备和多个通信从属设备通过一对总线以菊花链的方式耦合来进行配置。本发明还涉及该通信网络系统。
背景技术
包括通过一对总线以菊花链的方式耦合的主设备和多个从属设备的通信网络的协议包括DSI（分布式系统接口）和SbW（线控安全（safe by wire））。所述通信网络需要为每个所述从属设备设置ID，从而所述主设备可以执行与所述从属设备间的串行通信。例如，JP-A-2003-152741（对应于US2003/0034883A1）公开了一种通信装置，在该通信装置中，多个从属设备中的每个都将开关插入到构成总线的电源线中，主设备基于所述多个从属设备的连接顺序和在所述主设备中存储的ID，从靠近所述主设备的从属设备开始，通过所述总线设置所述多个从属设备的ID，并且其ID被设置的从属设备逐一接通所述开关，从而使得下一从属设备与所述总线耦合。
当所述开关插入到所述总线中时，例如晶体管的、用于构成所述开关的元件需要减小导通电阻值。相应地，可以增加所述开关的尺寸，从而增加每个从属设备的尺寸，最终，会增加整个通信网络系统的尺寸。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种通信从属设备以及通信网络系统，该通信网络系统可以合适地设置ID而无需将开关插入到总线中。
根据本发明的一个方面，提供了一种在通信网络系统中使用的通信从属设备，在该通信网络系统中，主设备和多个所述通信从属设备通过高电势侧总线和低电势侧总线以菊花链的方式耦合。所述通信从属设备包括控制电路、电阻元件以及电势差检测单元。所述控制电路控制与所述主设备间的通信。所述电阻元件在位于所述控制电路与所述高电势侧总线的相耦合的点的下游的部分处，插入到所述高电势侧总线中。所述电势差检测单元检测所述电阻元件的上游端子和所述低电势侧总线之间的电势差。所述控制电路根据所述电势差检测单元所检测到的电势差，设置用于与所述主设备进行通信的ID值。
当所述通信从属设备中的控制电路操作时，所述控制电路消耗一定量的电流。因此，从靠近所述主设备的上游侧到远离所述主设备的下游侧，在每个所述通信从属设备处检测到的所述高电势侧总线和所述低电势侧总线之间的电势差降低。因为所述控制电路根据所述电势差设置所述ID值，所以所述控制电路可以设置唯一ID值，而无需将具有低导通电阻的开关插入到所述总线上。
根据本发明的另一方面，一种通信网络系统包括主设备、多个从属设备以及高电势侧总线和低电势侧总线，所述高电势侧总线和低电势侧总线以菊花链的方式耦合所述主设备和所述多个从属设备。所述多个从属设备中的每个包括控制电路、电阻元件、电势差检测单元以及驱动器。所述控制电路控制与所述主设备间的通信。所述电阻元件在位于所述控制电路与所述高电势侧总线的相耦合的点的下游的部分处，插入到所述高电势侧总线中。所述电势差检测单元检测所述电阻元件的上游端子和下游端子之间的电势差，并且基于所检测到的电势差输出电势差数据。所述驱动器耦合在所述电阻元件的上游端子和所述低电势侧总线之间。所述驱动器通过改变流到所述高电势侧总线和所述低电势侧总线的电流的状态，向所述主设备发送信号。当所述控制电路从所述主设备接收到触发信号时，所述控制电路接通所述驱动器，从而所述电流流到所述高电势侧总线和所述低电势侧总线。在所述电流流动时，所述控制电路接收到从所述电势差检测单元输出的电势差数据，并且随后所述控制电路关断所述驱动器。当所述控制电路下次从所述主设备接收到触发信号时，所述控制电路将基于所述电势差数据确定的ID设置数据发送到所述主设备，同时避免与所述多个从属设备中的其它从属设备进行的发送过程发生冲突。当所述主设备从所有所述多个从属设备接收到所述ID设置数据时，所述主设备基于所述ID设置数据，决定所述多个从属设备中的每个从属设备的ID数据，并且所述主设备将所述ID数据和ID设置命令一起按序发送到所述多个从属设备中的每个从属设备。当从所述主设备发送的ID数据对应于所述电势差数据时，所述控制电路将该ID数据设置为ID值。
根据本发明的另一个方面，一种通信网络系统，包括主设备（31）、多个从属设备（32a-32d）以及高电势侧总线（3H）和低电势侧总线（3L），所述高电势侧总线（3H）和所述低电势侧总线（3L）以菊花链的方式耦合所述主设备（31）和所述多个从属设备（32a-32d），其中所述多个从属设备（32a-32d）中的每个包括：控制电路（34a-34d），其被配置为控制与所述主设备（31）的通信；电阻元件（11a-11d），所述电阻元件（11a-11d）在位于所述控制电路（34a-34d）与所述高电势侧总线（3H）的相耦合的点的下游的部分处，插入到所述高电势侧总线（3H）中；电势差检测单元（35a-35d），其被配置为检测所述电阻元件（11a-11d）的上游端子和下游端子之间的电势差，并且基于所检测到的电势差，输出电势差数据；以及驱动器（9a-9d），其耦合在所述电阻元件（11a-11d）的上游端子和所述低电势侧总线（3L）之间，所述驱动器（9a-9d）被配置为通过改变流到所述高电势侧总线（3H）和所述低电势侧总线（3L）的电流的状态，向所述主设备（31）发送信号，当所述控制电路（34a-34d）从所述主设备（31）接收到触发信号时，所述控制电路（34a-34d）接通所述驱动器（9a-9d），从而电流流到所述高电势侧总线（3H）和所述低电势侧总线（3L），在所述电流流动时，所述控制电路（34a-34d）接收到从所述电势差检测单元（35a-35d）输出的电势差数据，并且所述控制电路（34a-34d）随后关断所述驱动器（9a-9d），当所述控制电路（34a-34d）下次从所述主设备（31）接收到触发信号时，所述控制电路（34a-34d）将基于所述电势差数据确定的ID设置数据发送到所述主设备（31），同时避免与所述多个从属设备（32a-32d）中的其它从属设备进行的发送过程发生冲突，当所述主设备（31）从所有所述多个从属设备（32a-32d）接收到所述ID设置数据时，所述主设备（31）基于所述ID设置数据，决定所述多个从属设备（32a-32d）中的每个从属设备的ID数据，并且所述主设备（31）将所述ID数据和ID设置命令一起按序发送到所述多个从属设备（32a-32d）中的每个从属设备，以及当从所述主设备（31）发送的ID数据对应于所述电势差数据时，所述控制电路（34a-34d）将所述ID数据设置为ID值，其中，所述控制电路（34a-34d）使用所述电势差数据的反转值，作为发送到所述主设备（31）的ID设置数据。
在上述通信网络系统中，所述主设备在算出所有从属设备的ID后，设置每个所述从属设备的ID。因此，可以限制所述主设备和所述多个从属设备之间的设置ID中的不一致性。
附图说明
根据下述与附图一起进行的对优选实施例的详细描述，本发明的其它目的和优点将变得更加显而易见。在附图中：
图1是示出根据本发明的第一实施例的通信网络系统的示图；
图2是示出由根据第一实施例的通信网络系统中的从属设备执行的ID设置过程的流程图；
图3是示出由根据本发明的第二实施例的通信网络系统中的从属设备执行的ID设置过程的流程图；
图4是示出根据本发明的第三实施例的通信网络系统的示图；
图5A到图5G是示出在根据第三实施例的通信网络系统中的从属设备处检测到的总线电压的示例的示图；
图6是示出由根据第三实施例的通信网络系统中的从属设备执行的ID设置过程的流程图；
图7是示出由根据本发明的第四实施例的通信网络系统中的从属设备执行的ID设置过程的流程图；
图8是示出根据本发明的第五实施例的通信网络系统的示图；
图9A是示出由主设备执行的从属设备电压检测过程的流程图，图9B是示出由从属设备执行的电压检测过程的流程图，以及图9C是示出由所述从属设备执行的电压发送过程的流程图；
图10是示出在执行图9A到图9C中示出的过程时，主设备和所述从属设备中的信号变化的示例的时序图；和
图11A是示出由所述主设备执行的ID发送过程的流程图，以及图11B是示出由所述从属设备执行的ID设置过程的流程图。
具体实施方式
（第一实施例）
将参照图1和图2描述根据本发明的第一实施例的通信网络系统。所述通信网络系统包括主设备1、从属设备2a-2d、通信总线3H和通信总线3L。从属设备2a-2d中的每个可以作为通信从属设备进行操作。通信总线3H可以作为高电势侧总线进行操作。通信总线3L可以作为低电势侧总线进行操作。从属设备2a-2d通过通信总线3H和3L，以菊花链的方式与主设备1耦合。从属设备2a-2d按照从靠近主设备1的上游侧到远离主设备1的下游侧的顺序耦合。主设备1包括开关4。通过开关4向通信总线3H施加电源电压VB。向通信总线3L施加地电势。关于通信总线3L，利用虚线示出了仅仅一部分，而其它部分在图1中没有示出。
主设备1还包括驱动器5、接收器6和控制电路7。驱动器5通过通信总线3H和3L向从属设备2a-2d发送信号。接收器6通过通信总线3H和3L接收来自从属设备2a-2d的响应信号。控制电路7控制开关4、驱动器5和接收器6。控制电路7包括微计算机。控制电路7控制驱动器5，从而改变通信总线3H和3L之间的电势差，并且由此从主设备1发送所述信号。利用接收器6接收的响应信号被输入到控制电路7。
从属设备2a-2d分别包括接收器8a-8d、驱动器9a-9d、控制电路10a-10d、分流电阻11a-11d以及A/D变换电路（AD）12a-12d。分流电阻11a-11d中的每个可以作为电阻元件进行操作。A/D变换电路12a-12d中的每个可以作为电势差检测单元进行操作。因为从属设备2a-2d具有彼此相似的配置，所以将描述从属设备2a的配置，作为从属设备2a-2d的代表。接收器8a接收从主设备1发送的信号。驱动器9a将响应信号发送到主设备1。控制电路10a控制接收器8a和驱动器9a。控制电路10a包括微计算机。驱动器9a包括耦合在通信总线3H和3L之间的电流源。驱动器9a在位于A/D变换电路12a和通信总线3H的相耦合的点的下游的点处，与通信总线3H耦合。控制电路10a控制电流源的接通-关断状态，从而改变流到通信总线3H和3L的电流，并且由此向主设备1发送响应信号。换言之，控制电路10a控制与主设备1间的通信。
在穿过从属设备2a的通信总线3H中，分流电阻11a插入在驱动器9a与通信总线3H的相耦合的点和从属设备2b之间。另外，分流电阻11a在位于控制电路10a和通信总线3H的相耦合的点的下游的点处，插入到通信总线3H中。分流电阻11a具有例如从几Ω到大约10Ω的电阻。为了保持通信总线3H和3L的阻抗平衡，还将具有相同电阻的分流电阻（未示出）插入到通信总线3L中。
A/D变换电路12a在位于接收器8a与通信总线3H的相耦合的点和驱动器9a与通信总线3H的相耦合的点之间的点处，与通信总线3H耦合。A/D变换电路12a可以作为电势差检测单元进行操作。A/D变换电路12a将通信总线3H和3L之间的电势从模拟变换到数字，并且将数字数据输出到控制电路10a。通过利用通信总线3H和3L供应电能，启动从属设备2a-2d中的每个。例如，作为DSI，可以交替地切换供电阶段和通信阶段。
将参照图2描述根据本实施例的通信网络系统的ID设置过程。当将电源电压VB施加到通信总线3H上时，从属设备2a-2d中的每个通过图2中示出的过程设置ID值。当主设备1接通开关4并且电源电压VB被施加到通信总线3H上时，这对应于S1中的“是”，从属设备2a-2d中的每个通过接收器8a-8d中的对应接收器检测电压变化。另外，A/D变换电路12a-12d中的每个检测通信总线3H和3L之间的电势差，并且将该电势差的模拟数据变换为数字数据。该电势差的数字数据被称为总线电压。在S2到S9，从属设备2a-2d中的每个根据所述总线电压设置ID值。
在从属设备2a-2d的每个中，电流被包括控制电路10a-10d中的对应控制电路的电路消耗。因此，在位于上游侧的从属设备2a-2d中的分流电阻11a-11d处发生电压降。因此，从上游侧到下游侧，A/D变换电路12a-12d所检测到的总线电压减小。A/D变换电路12a-12d所检测到的总线电压取决于电源电压VB、分流电阻11a-11d的电阻值、通信总线3H和3L的长度和阻抗。
在本实施例中，设置具有关系VB>Va>Vb>Vc>Vd的阈值Va-Vd。另外，设置容许测量值“k”。例如，容许测量值“k”为大约0.1V。当总线电压=Va±kV时，这对应于S2中的“是”，在S6将ID值设置为1。当总线电压=Vb±kV时，这对应于S3中的“是”，在S7将ID值设置为2。当总线电压=Vc±kV时，这对应于S4中的“是”，在S8将ID值设置为3。当总线电压=Vd±kV时，这对应于S5中的“是”，在S9将ID值设置为4。在本示例中，按序将从属设备2a设置为具有ID值1，将从属设备2b设置为具有ID值2，将从属设备2c设置为具有ID值3以及将从属设备2d设置为具有ID值4。
如上所述，在穿过从属设备2a-2d的通信总线3H中，将分流电阻11a-11d的每个插入到位于控制电路10a-10d中的对应控制电路和通信总线3H的相耦合的点的下游的部分中。控制电路10a-10d中的每个根据A/D变换电路12a-12d中的对应A/D变换电路所检测到的通信总线3H和3L之间的电势差，设置用于与主设备1进行通信的所述ID值。分流电阻11a-11d的每个的尺寸可以小于具有相同导通电阻的晶体管的尺寸。例如，具有5Ω的导通电阻的晶体管所具有的尺寸为大约0.265mm2，以及具有5Ω的电阻的分流电阻所具有的尺寸为大约0.0146mm2。因此，所需面积为大约1/12。
当控制电路10a-10d操作时，控制电路10a-10d消耗一定量的电流。因为从上游侧到下游侧，在从属设备2a-2d的每个处检测到的通信总线3H和3L之间的电势差降低，所以从属设备2a-2d的每个可以设置唯一ID值。因此，不必将具有低导通电阻的开关（晶体管）插入到通信总线3H和3L中，所以可以减小从属设备2a-2d的尺寸，并且最终可以减小通信网络系统的尺寸。当通过通信总线3H施加电源电压VB时，控制电路10a-10d设置ID值。因此，在初始状态下，即使从属设备2a-2d没有从主设备1接收到控制命令，也可以自动地设置ID值。因为控制电路10a-10d根据所检测到的总线电压的降低，按照升序设置ID值，所以更加远离主设备1的从属设备2a-2d可以具有更大的ID值。
（第二实施例）
将参照图3描述根据本发明的第二实施例的通信网络系统的ID设置过程。当从属设备2a-2d的控制电路10a-10d中的每个确定出电源电压VB被施加到通信总线3H上时，这对应于S1中的“是”，在S10，控制电路10a-10d中的每个接通驱动器9a-9d中的对应驱动器。驱动器9a-9d中的每个作为电流消耗电路进行操作。换言之，控制电路10a-10d中的每个启动电流源，从而恒定电流将流动，并且消耗电流。在S2x到S5x，控制电路10a-10d中的每个将总线电压与阈值Vax-Vdx进行比较，而不是与阈值Va-Vd进行比较，并且在S6到S9，按照与第一实施例类似的方式设置ID值。在设置ID值后，在S11，控制电路10a-10d中的每个关断驱动器9a-9d中的对应驱动器，并且结束该ID设置过程。
在本实施例中，当控制电路10a-10d中的每个设置ID值时，控制电路10a-10d中的每个启动驱动器9a-9d中的对应驱动器。因此，即使在控制电路10a-10d中的消耗电流较低时，从属设备2a-2d处检测到的总线电压也可以彼此不同，并且插入到通信总线3H和3L中的分流电阻11a-11d中的每个的电阻值可以减小。此外，因为根据在从属设备2a-2d中提供的驱动器9a-9d对主设备1进行响应，电流消耗状态改变，所以不需要额外的电流消耗。
（第三实施例）
将参照图4到图6描述根据本发明的第三实施例的通信网络系统。根据本实施例的通信网络系统包括主设备1以及多个从属设备21a-21d。从属设备21a-21d中的每个可以作为通信从属设备进行操作。分别通过将电流消耗电路22a-22d添加到第一实施例的从属设备2a-2d上来配置从属设备21a-21d。电流消耗电路22a-22d分别包括串联耦合的开关23a-23d以及负载电阻24a-24d。负载电阻24a-24d中的每个可以作为电阻元件进行操作。电流消耗电路22a-22d分别耦合在分流电阻11a-11d的下游端子和大地之间。开关23a-23d中的每个在通常情况下处于断开状态。开关23a-23d的每个可以例如由晶体管构成。开关23a-23d中的每个由控制电路25a-25d中的对应控制电路接通和关断。当开关23a-23d中的每个被接通时，负载电阻24a-24d中的对应负载电阻耦合在通信总线3H和3L之间。
在图5A到图5G中示出的示例中，电源电压VB是10V，分流电阻11a-11d中的每个的电阻值是10Ω，负载电阻24a-24d中的每个的电阻值是500Ω。当从属设备21a-21d中的A/D变换电路12a-12d的每个被接通时，从属设备21a-21d中的A/D变换电路12a-12d的每个检测总线电压，如图5A到图5G中所示。当从下游侧检测组合电阻值时，从属设备21d处的组合电阻值为510Ω和500Ω的并联值，即252.4752Ω，如图5C中所示。从属设备21c处的组合电阻值为262.4752Ω和500Ω的并联值，即172.1205Ω，如图5E中所示。从属设备21b处的组合电阻值为182.1205Ω和500Ω的并联值，即133.4958Ω，如图5G中所示。
在从属设备21a中的点P1处检测到的总线电压是10V，以及在点P1处流动的电流是154.2682mA。在从属设备21b中的点P2处检测到的总线电压是10×133.4958/(10+133.4958)≈9.3031V，以及在点P2处流动的电流是9.3031/133.4958≈69.6884mA。当按照相同的方式计算时，在从属设备21c中的点P3处检测到的总线电压是8.7923V，以及在点P3处流动的电流是51.0822mA，在从属设备21d中的点P4处检测到的总线电压是8.4573V，以及在点P4处流动的电流是33.4976mA。
将参照图6描述根据本实施例的ID设置过程。当控制电路25a-25d中的每个确定出电源电压VB被施加到通信总线3H上时，这对应于S1中的“是”，在S12，控制电路25a-25d中的每个接通电流消耗电路22a-22d中的开关23a-23d中的对应开关，从而负载电阻24a-24d中的对应负载电阻耦合在通信总线3H和3L之间。在S13到S16，基于图5中示出的总线电压，将阈值Va-Vd设置为特定值。
当总线电压=10±0.1V时，这对应于S13中的“是”，在S6将ID值设置为1。当总线电压=9.3±0.1V时，这对应于S14中的“是”，在S7将ID值设置为2。当总线电压=8.8±0.1V时，这对应于S15中的“是”，在S8将ID值设置为3。当总线电压=8.4±0.1V时，这对应于S16中的“是”，在S9将ID值设置为4。在本示例中，按序将从属设备21a设置为具有ID值1，将从属设备21b设置为具有ID值2，将从属设备21c设置为具有ID值3以及将从属设备21d设置为具有ID值4。在设置所述ID值后，在S17，控制电路25a-25d中的每个关断开关23a-23d中的对应开关。如上所述，在本实施例中，电流消耗电路22分别包括串联耦合的开关23a-23d和负载电阻24a-24d。因此，通过接通开关23a-23d，电流在负载电阻24a-24d中流动，并且电流消耗状态可以改变。
（第四实施例）
将参照图7描述根据本发明的第四实施例的ID设置过程。根据本实施例的通信网络系统的配置与根据第三实施例的通信网络系统的配置相似。在执行图6中示出的ID设置过程且设置从属设备21a-21d的ID值后，执行图7中示出的ID设置过程。当从属设备21a-21d中的每个从主设备1接收到ID确认命令时，这对应于S18中的“是”，在S12，接通电流消耗电路22a-22d中的开关23a-23d中的每个。
当从属设备21a-21d中的每个从主设备1接收到初始化命令时，这对应于S19中的“是”，从属设备21a-21d中的控制电路25a-25d的每个按照与第三实施例相似的方式，执行后续过程。在本实施例中，当从属设备21a-21d中的每个从主设备1接收到ID确认命令和初始化命令时，控制电路25a-25d中的每个设置ID值。因此，在主设备1发送所述命令时，从属设备21a-21d中的每个可以在任何时候设置ID值。
（第五实施例）
将参照图8到图11B描述根据本发明的第五实施例的通信网络系统。根据本实施例的通信网络系统包括主设备31以及按照菊花链的方式与主设备31耦合的多个从属设备32a-32d。主设备31包括控制电路33，而不是控制电路7。从属设备32a-32b分别包括控制电路34a-34d，而不是控制电路10a-10d，以及分别包括A/D变换电路35a-35d（电势差检测单元），而不是A/D变换电路12a-12d。A/D变换电路35a-35d中的每个可以作为电势差检测单元进行操作。A/D变换电路35a-35d中的每个检测分流电阻11a-11d中的对应分流电阻的上游端子和下游端子的电势，从而检测该上游端子和下游端子之间的电势差。用于检测所述上游端子和下游端子之间的电势差的过程也可以由控制电路34a-34d执行。
将参照图9A描述由主设备31执行的从属设备电压接收过程。在S21，主设备31中的控制电路33改变通信总线3H的电压电平，并且发送触发信号。在S22，主设备31发送由从属设备32a-32d使用来发送数据的同步信号。当主设备31从从属设备32a-32d接收到所述数据时，这对应于S23中的“是”，在S24，主设备31将该数据存储在例如存储器中。主设备重复S22到S24的过程，直到主设备31停止从从属设备32a-32d接收数据，这对应于S23中的“否”。
从主设备31发送的同步信号是例如数据值为0的序列。从属设备32a-32d中的每个与例如具有数据值为0的电压信号的下降沿同步地逐比特发送所述数据。当主设备31停止从从属设备32a-32d接收所述数据时，这对应于S23中的“否”，在S25，主设备1对所存储的数据进行排序，并且在S26，为从属设备32a-32d中的每个分配ID数据。
在主设备31执行图9A中示出的从属设备电压接收过程的同时，从属设备32a-32d中的每个执行图9B中示出的电压检测过程。当从属设备32a-32d中的每个接收到从主设备1发送的触发信号时，这对应于S31中的“是”，在S32，控制电路34a-34d中的每个接通驱动器9a-9d中的对应驱动器，从而电流流到通信总线3H和3L。当在接通驱动器9a-9d中的每个后经过预定时间Tx时，这对应于S33中的“是”，在S34，A/D变换电路35a-35d中的每个检测分流电阻11a-11d中的对应分流电阻的上游端子和下游端子之间的电势差，并且在S35，A/D变换电路35a-35d中的每个将电势差的模拟数据变换为数字数据。该变换后的数字数据被称为电势差数据。在S36，控制电路34a-34d中的每个将该电势差数据存储在存储器中。该电势差数据例如是8比特。随后，在S37，控制电路34a-34d中的每个关断驱动器9a-9d中的对应驱动器，并且结束该电压检测过程。
在执行图9B中示出的电压检测过程后，从属设备32a-32d中的每个执行如图9C中示出的数据发送过程。当在S21的下一步，控制电路34a-34d中的每个接收到从主设备1发送的触发信号时，这对应于S41中的“是”，在S42，控制电路34a-34d中的每个与该信号的下降沿同步地从第一比特开始发送基于电势差数据确定的ID设置数据，例如首先发送最高位（MSB）。例如，ID设置数据是电势差数据的反转值（inverted value）。
恰好在发送第一比特后，控制电路34a-34d中的每个检测分流电阻11a-11d中的对应分流电阻的上游端子和下游端子之间的电势差，即分流电阻电压，并且在S43，确定该分流电阻电压是否为0。当控制电路34a-34d中的每个确定该分流电阻电压是0V时，这对应于S43中的“是”，它意味着在控制电路34a-34d中的该控制电路下游不存在从属设备。当控制电路34a-34d中的每个确定该分流电阻电压不是0V时，这对应于S43中的“否”，它意味着在控制电路34a-34d中的该控制电路下游存在从属设备。在这种情况下，所述过程返回到S41，并且控制电路34a-34d中的该控制电路将发送权限转移到下游从属设备。当在由于下游从属设备的影响而导致从属设备32a-32d不能驱动通信总线3H和3L时，电压不是非常精确地等于0V的情况下，可以设置小于1V的阈值，并且当分流电压小于该阈值时，确定结果可以是“否”。从S44到S57，在确认分流电阻电压为0V时，从属设备32a-32d中的一个逐比特地从第二比特到第八比特发送所述数据。当在S57从属设备32a-32d中的该从属设备确定所述分流电阻电压为0V时，结束该电压发送过程。
在执行图9A-9C中示出的过程时，主设备31和从属设备32a-32d中的信号例如如图10中所示改变。在时间段Pa，在S21，主设备1发送触发信号。在时间段Pb，在S32，从属设备32a-32d同时接通驱动器9a-9d。此时，从属设备32d处的分流电阻电压为0V。流到分流电阻11a-11d的电流量朝向上游侧增加，即按照从属设备32c、从属设备32b和从属设备32a的顺序增加。因此，分流电阻电压按照从属设备32c、从属设备32b和从属设备32a的顺序增加。
在时间段Pc（其是通信阶段）开始时，所有从属设备32a-32d发送所述数据的第一比特。因为仅仅是从属设备32d的分流电阻电压为0V，所以从属设备32d继续发送ID设置数据的第二比特到第八比特。恰好在当从属设备32d完成发送所述数据后主设备1发送触发信号时，从属设备32d不会重新开始发送ID设置数据。
在由主设备1进行的供电阶段结束后，响应于所述触发信号，从属设备32a-32c中的每个在时间段Pd开始时发送ID设置数据的第一比特。因为仅仅是从属设备32c的分流电阻电压为0V，所以从属设备32c继续发送ID设置数据的第二比特到第八比特。按照类似的方式，从属设备32b在时间段Pe中发送ID设置数据，以及从属设备32a在时间段Pf中发送ID设置数据。在时间段Pg，没有从属设备发送数据。因此，主设备1不会从从属设备32a-32d接收到数据，这对应于S23中的“否”，并且结束从属设备电压接收过程，如图9A中所示。图10中示出了电势差的A/D变换数据（AD数据），即从属设备32a-32d的电势差数据，以及该电势差数据的反转值。
在上述过程中，在时间段Pb期间在从属设备32a-32d处检测到的分流电阻电压的A/D变换数据，即从属设备32a-32d的电势差数据，例如分别是00000000B、00000100B、00100000B和100000000B。在通过通信总线3H和3L从从属设备32a-32d发送的ID设置数据中，在驱动状态（显性（dominant））下发送为1的数据值，以及在非驱动状态（隐性（recessive））下发送为0的数据值。如上所述，当从属设备32a-32d中的每个发送ID设置数据的第一比特时，从属设备32a-32d中的每个基于分流电阻电压是否为0（非驱动状态），确定位于它的下游的从属设备是否开始发送ID设置数据。
因此，如果从下游从属设备发送的MSB的数据值为0，则上游从属设备可能不能识别出下游从属设备开始发送数据，并且可能发生冲突。因此，在时间段Pb内检测到更低的分流电阻电压的下游从属设备发送A/D变换数据的反转值，从而所发送的数据的MSB变为1，并且可以在从属设备32a-32d之间平稳地执行发送权限的转移。在为从属设备32a-32d中的每个设置ID值后，主设备1进行通信来指定目标从属设备的ID值。因此，不需要上述转移。
当主设备1执行图9A中示出的从属设备电压检测过程后，主设备1执行图11A中示出的ID发送过程，以及从属设备32a-32d中的每个执行图11B中示出的ID设置过程。在S61，主设备1将用于计数发送时间的计数值CNT设置为0。在S62，主设备1发送从属设备32a的ID数据（Sa）以及ID设置命令。该为Sa的ID数据是从从属设备32a发送到主设备1的ID设置数据的反转值，也就是，与分流电阻电压的A/D变换数据相同的值，也就是，分流电阻11a的上游端子和下游端子之间的电势差数据。
在S63，主设备1按照与S22类似的方式，发送用于接收数据的同步信号。在S64，主设备1确认来自从属设备32a的应答信号。该应答信号指示ID值被设置给从属设备32a。当主设备1接收到该应答信号时，这对应于S64中的“是”，所述过程进行到S67。当主设备1没有接收到该应答信号时，这对应于S64中的“否”，在S65，主设备1将计数值CNT增加1，并且在S66，确定计数值CNT是否是2。当计数值CNT小于2时，这对应于S66中的“否”，所述过程返回到S62，并且主设备1再次发送所述ID数据。当计数值CNT是2时，这对应于S65中的“是”，所述ID设置过程作为错误结束而结束。在S67到S73，主设备1执行与从属设备32b（Sb）类似的过程。在S74到S78，主设备1执行与从属设备32c（Sc）类似的过程。在S79到S84，主设备1执行与从属设备32d（Sd）类似的过程。
在图11B中示出的ID设置过程中，当从属设备32a-32d中的每个接收到从主设备31发送的ID设置命令时，这对应于S91中的“是”，从属设备32a-32d中的每个接收在该ID设置命令之后发送的ID数据。在S92，从属设备32a-32中的每个确定所述ID数据是否对应于所述A/D变换数据，也就是，在S36存储的电势差数据。当从属设备32a-32d中的每个确定所述ID数据对应于所述A/D变换数据时，这对应于S92中的“是”，从属设备32a-32d中的每个将所述ID数据设置为ID值。当从属设备32a-32d中的每个确定所述ID数据不对应于所述A/D变换数据时，这对应于S92中的“否”，所述过程返回到S91。从属设备32a-32d中的每个通过上述过程设置所述ID值。此后，主设备31发送所述ID数据和用于指定目标从属设备的命令，并且仅仅与该ID数据对应的从属设备对主设备31进行响应。
在根据第五实施例的通信网络系统中，从属设备32a-32d中的控制电路34a-34d的每个从主设备31接收到触发信号，从属设备32a-32d中的每个接通驱动器9a-9d中的对应驱动器，从而电流在通信总线3H和3L中流动。在电流流到通信总线3H和3L时，控制电路34a-34d的每个从A/D变换电路35a-35d中的对应A/D变换电路接收电势差数据，即分流电阻电压的A/D变换数据。随后，控制电路34a-34d的每个关断驱动器9a-9d中的对应驱动器。当控制电路34a-34d的每个下次从主设备31接收到触发信号时，控制电路中的每个将基于所述电势差数据确定的ID设置数据发送到主设备31，同时避免与其它从属设备所执行的发送过程冲突。
当主设备31从所有从属设备32a-32d接收到ID设置数据时，主设备31基于ID设置数据，决定要设置给从属设备32a-32d中的每个的ID数据。然后，主设备31按照顺序与ID设置命令一起向从属设备32a-32d发送ID数据。当从属设备32a-32d中的控制电路34a-34d的每个确定与所述ID设置命令一起发送的ID数据对应于所述电势差数据时，控制电路34a-34d中的每个将所述ID数据设置为ID值。因为所述主设备31在算出所有从属设备的ID后设置所述从属设备32a-32d的ID，所以可以限制所述主设备31和所述多个从属设备32a-32d之间的设置ID中的不一致性。此外，因为从属设备32a-32d中的控制电路34a-34d的每个使用所述A/D变换数据的反转值作为发送到主设备31的ID设置数据，所以在驱动器9a-9d中的每个的关断状态被设置成数据值为0的协议中，可以限制发生冲突，并且可以提高通信效率。
（其它实施例）
尽管已经参照附图并结合本发明的优选实施例已经全面地描述了本发明，但是要注意的是，对于本领域技术人员，各种变化和修改将变得显而易见。
例如，还可以根据所检测到的总线电压的降低，按照降序设置从属设备的ID值。在这种情况下，首先设置的ID值可以是大于在说明书中确定的最大连接值的值。所述ID值不总是需要按照升序或降序设置。可以设置所述ID值，从而使得可以识别所述从属设备中的至少每个。分流电阻11a-11d和负载电阻24a-24d的电阻值可以合适地改变。所述电势差检测单元可以包括比较器。
当没有通过通信总线3L与从属设备的较低参考电势（例如，大地）耦合，并且所述较低参考电势分别与电势参考点耦合时，分流电阻不需要插入到较低电势侧。驱动器9a-9d中的每个不限于电流驱动类型，并且也可以是电压驱动类型。通信总线3H和3L的驱动状态和非驱动状态与数据值1和0之间的对应性可以反转。根据上述实施例的通信网络系统的应用不限于比如DSI的通信协议。根据上述实施例的通信网络系统可以应用于包括通过一对总线以菊花链的方式耦合的主设备和多个从属设备并且动态地设置每个所述从属设备的ID值的任何通信网络系统。
Claims (1)
1.一种通信网络系统，包括主设备（31）、多个从属设备（32a-32d）以及高电势侧总线（3H）和低电势侧总线（3L），所述高电势侧总线（3H）和所述低电势侧总线（3L）以菊花链的方式耦合所述主设备（31）和所述多个从属设备（32a-32d），其中
所述多个从属设备（32a-32d）中的每个包括：
控制电路（34a-34d），其被配置为控制与所述主设备（31）的通信；
电阻元件（11a-11d），所述电阻元件（11a-11d）在位于所述控制电路（34a-34d）与所述高电势侧总线（3H）的相耦合的点的下游的部分处，插入到所述高电势侧总线（3H）中；
电势差检测单元（35a-35d），其被配置为检测所述电阻元件（11a-11d）的上游端子和下游端子之间的电势差，并且基于所检测到的电势差，输出电势差数据；以及
驱动器（9a-9d），其耦合在所述电阻元件（11a-11d）的上游端子和所述低电势侧总线（3L）之间，所述驱动器（9a-9d）被配置为通过改变流到所述高电势侧总线（3H）和所述低电势侧总线（3L）的电流的状态，向所述主设备（31）发送信号，
当所述控制电路（34a-34d）从所述主设备（31）接收到触发信号时，所述控制电路（34a-34d）接通所述驱动器（9a-9d），从而电流流到所述高电势侧总线（3H）和所述低电势侧总线（3L），在所述电流流动时，所述控制电路（34a-34d）接收到从所述电势差检测单元（35a-35d）输出的电势差数据，并且所述控制电路（34a-34d）随后关断所述驱动器（9a-9d），
当所述控制电路（34a-34d）下次从所述主设备（31）接收到触发信号时，所述控制电路（34a-34d）将基于所述电势差数据确定的ID设置数据发送到所述主设备（31），同时避免与所述多个从属设备（32a-32d）中的其它从属设备进行的发送过程发生冲突，
当所述主设备（31）从所有所述多个从属设备（32a-32d）接收到所述ID设置数据时，所述主设备（31）基于所述ID设置数据，决定所述多个从属设备（32a-32d）中的每个从属设备的ID数据，并且所述主设备（31）将所述ID数据和ID设置命令一起按序发送到所述多个从属设备（32a-32d）中的每个从属设备，以及
当从所述主设备（31）发送的ID数据对应于所述电势差数据时，所述控制电路（34a-34d）将所述ID数据设置为ID值，
其中，
所述控制电路（34a-34d）使用所述电势差数据的反转值，作为发送到所述主设备（31）的ID设置数据。
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