CN1578251A - 数据传送装置及数据传送系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的数据传送装置(10)由多台构成环状网络，在该环状网络中根据规定的协议向一个方向传送数据信号，信号判定单元(11)根据该数据信号的振动状态判定有无从连接在上游侧的数据传送装置(10)发送来的数据信号，停止单元在信号判定单元(11)判定为未发送数据信号时，停止向连接在下游侧的数据传送装置(10)发送数据信号。数据信号是在一定频率的电信号的振幅中重叠了信息的信号。这样，可以提供在数据传送装置呈环状连接的数据传送系统中，具有快速检测产生了电源瞬间断开的功能的数据传送装置。

Description

数据传送装置及数据传送系统

技术领域

本发明涉及一种数据传送装置，更具体讲，涉及利用多台构成环状网络，在该环状网络中按照规定的通信协议把电信号传送到一个方向的数据传送装置的发明。

背景技术

近年，在汽车导航系统和ITS(Intellingent TransportSystems)这样的因特网中，或汽车内等空间中传送和图像信息时，要求进行大容量且高速的通信。用于传送这种数字化图像和声音数据或计算机数据等数字数据的通信方式的研究正在普遍展开，即使在汽车内等空间中也能传送数字数据的网络正在被正式导入。该车内网络的目标是，例如以物理拓扑为环，用环形·拓扑连接多个节点，从而形成一个方向的环型LAN，实现将音响设备、导航设备或信息终端设备等综合化的连接。作为在上述环型LAN中使用的信息系统的通信协议，例如有Media Oriented Systems Transport(以下称为MOST)。在该MOST中，不仅通信协议，也涉及到分散系统的构筑方法，MOST网络的数据以帧为基本单位进行传送，对各个节点逐次地向一个方向传送帧。

可是，设在车内等的环型LAN，辐射干扰有时会成为安装在汽车等上的其他电子机器错误动作的原因，另外需要不受来自其他设备的辐射干扰影响地进行准确传送。因此，在以往使用MOST的环型LAN中，通过用光纤电缆连接各个节点，一面防止产生电磁波一面提高耐干扰性。另一方面，也有使用类似双扭绞线或同轴电缆的便宜电缆进行电通信，可以在减少辐射干扰提高耐干扰性的同时，进行超过20Mbps的高速数据传送。

下面，对上述使用便宜电缆连接各个节点的数据传送系统，参照附图进行说明。图10是表示该数据传送系统的结构的方框图。

图10所示的数据传送系统具有：数据传送装置100a～n；连接设备110a～n；和电池120。数据传送装置100a～n中有1台是主要数据传送装置100a，其他是次要数据传送装置100b～n。各数据传送装置100a～n通过金属传输线连接成环状。在各数据传送装置100a～n之间，按照MOST通信协议向箭头方向传送数据。连接设备110a～n是在汽车中使用的电子设备，例如汽车导航装置等。作为一般的硬件形式，各数据传送装置100a～n及连接设备110a～n构成为一体。另外，电池用于向数据传送装置100a～n及连接设备110a～n提供电力。

数据传送装置100a～n包括物理层LSI101、控制器102和CPU103。控制器102把来自连接设备110的数据根据由MOST规定的通信协议进行变换，并作为数字数据输出给物理层LSI101。另外，控制器102把从物理层LSI101输出的数字数据变换为适合所连接的连接设备110的形式，并输出给该连接设备110。CPU103控制控制器102、物理层LSI101及上述连接设备110的动作。

物理层LSI101把从控制器102输出的数字数据变换为电信号，输出给下游连接的数据传送装置100。另外，该物理层LSI101把从上游连接的数据传送装置100输出的电信号变换为数字数据，输出给控制器102。图11是表示物理层LSI101的结构的方框图。该物理层LSI101如图11所示，包括：变换单元200；数字滤波器202；DAC(数字模拟变换器)204；LPF(低通滤波器)206；差分驱动器208；差分接收器210；ADC(模拟数字变换器)214；数字滤波器216；差分检测单元218；判定单元220及时钟再生单元222。

变换(mapping)单元200对从控制器102输出的数据进行向每2位的并行数据的变换，根据时钟进行与8值符号中的任一个的变换。下面，参照图12～图14详细说明变换单元200进行的变换。图12是表示并行数据和应变换的符号值B(k)和该应变换的符号值B(k)前面的符号值B(k-1)的关系表，图13及图14是表示由变换单元200所变换的数字数据经由DAC204变换为模拟信号后的波形图。

首先，向变换单元200输入“00”或“01”等2位并行数据。变换单元200按照图12所示的表把所取得的数据变换为+7、+5、+3、+1、-1、-3、-5、-7这8值中的一个。下面，利用具体示例说明变换方法。

例如，前面的符号值B(k-1)是-1，向变换单元200输入并行数据“00”时，根据图12，此次的符号值B(k)成为+7。另一方面，符号值B(k-1)是+5，向变换单元200输入并行数据“01”时，此次的符号值B(k)成为-1。即，基于本实施方式的变换，根据前面的符号值B(k-1)和所输入的并行数据，求出此次的符号值B(k)。根据这种方法，符号值B(k)被进行正负交替变换。所求出的符号值B(k)通过数字滤波器202被输入到DAC204。

DAC204根据所输出的符号值B(k)，生成图13或图14所示的模拟信号。下面，详细说明图13及图14。

图13是表示前面的符号值B(k-1)为+7、+5、+3或+1，输入了各个并行数据“00”、“01”、“11”、“10”时的符号值B(k)的图。图13表示例如在前面的符号值B(k-1)为+7，输入了并行数据“00”时，生成使此次的符号值B(k)成为-1的模拟信号。

另一方面，图14是表示前面的符号值B(k-1)为-7、-5、-3或-1，输入了各个并行数据“00”、“01”、“11”、“10”时的符号(symbol)值B(k)的图。图14表示例如在前面的符号值B(k-1)为-7，输入了并行数据“00”时，生成使此次的符号值B(k)成为+1的模拟信号。

根据以上所述，作为一个示例，表示最初的符号值B(n)为+1，按照“00”、“01”、“11”、“01”的顺序依次输入并行数据时生成的模拟信号。图15是表示在上述情况下，从差分驱动器208输出的模拟信号的状态图。

首先，最初的符号值B(n)为+1，所以被变换到+1位置。然后，输入并行数据“00”时，根据图13中最右侧的波，被变换为-7。之后，输入并行数据“00”时，根据图14中最左侧的波，被变换为+1。再之后，输入并行数据“11”时，根据图13中最右侧的波，被变换为-3。最后，输入并行数据“01”时，根据图14中右起第2个波，被变换为+7。通过以上处理，生成图15所示模拟信号。

数字滤波器202是用于抑制将要发送的电信号的频带限制及符号间干扰的波形整形滤波器。在该数字滤波器202中，例如使用取样频率为符号率的6倍、对转出(rolloff)率100％进行了路径分配的、分支数为45分支、及位数为10位的FIR滤波器。

DAC204把用数字滤波器202进行了频带限制的信号变换为模拟信号。LPF206根据DAC204的输出信号使比信号频带高的频带频率衰减。差分驱动器208把从LPF206输出的模拟信号的强度放大，并变换为差分信号发送到传送路径。差分驱动器208对具有传送路径的2根为1组的导线，把将要发送的电信号发送到传送路径的一方(正侧)导线，把正负与该电信号相反的信号发送到传送路径的另一方(负侧)。这样，在传送路径中，正侧和负侧的电信号作为一对被传送，所以能够减轻来自传送路径的辐射干扰。

然后，差分接收器210把从传送路径输入的差分信号变换为电信号输出给ADC214。如上所述，对具有传送路径的2根为1组的导线，正侧和负侧的电信号作为一对被传送，所以差分接收器210根据正侧和负侧之差判断信号，排除来自外部的电气影响。LPF212根据来自差分接收器210的输出信号使比信号频带高的频率衰减。ADC214按照时钟把从差分接收器210输出的信号变换为数字信号。

时钟再生单元222通过再生从ADC214输出的信号中固定包含的12.5MHz时钟成分，进行时钟再生。经由该时钟再生单元222再生后的时钟，被作为数字滤波器216、差分检测单元218及判定单元220的时钟使用。

然后，数字滤波器216是清除从ADC214输出的数字信号中的干扰的波形整形用FIR滤波器，例如使用符号(symbol)率的20倍的FIR滤波器。与上述的发送侧的数字滤波器202相结合，实现无符号间干扰的转出特性。

差分检测单元218把从由数字滤波器216输出的数字数据值中减去前一个符号的数字数据值所得的差分值，输出到判定单元220。例如，图15所示波形信号输入到物理层LSI101时，从数字滤波器216按照+1、-7、+1、-3、+7的顺序输出数字数据值。此时，差分检测单元218首先从-7减去+1，把-8输出给判定单元220。然后，差分检测单元218从+1减去-7，输出+8，从-3减去+1，输出-4，从+7减去-3，输出+10。

判定单元220判定从差分检测单元218输出的差分值的大小，把通过判定所得到的数据值变换为2位并行数据。以下，使用图16及图17详细说明该判定单元220进行的判定处理。图16是表示判定单元220进行差分值的大小判定时使用的判定电平的图。具体而言，图16表示具有箭头宽度间强度的差分值的信号电平被判定为+14。图17是把判定单元220所判定的判定电平变换为并行数据时使用的表。具体而言，图17表示在差分值被判定为+8或-8时，该差分值被变换为并行数据“00”。图17所示的表是根据图12所示的表生成的。

如图16所示，在判定单元220设定信号电平的判定电平。此时，判定单元220使用该图16所示的判定电平决定通过减算所求得的差分值的信号电平。判定单元220根据图17所示的表，把所决定的信号电平变换为并行数据，再变换为串行数据进行输出。以下，举例说明该判定单元220的动作。

例如，向物理层LSI101输入了图15所示的波形信号时，如上所述，从差分检测单元218输出-8、+8、-4、+10的差分值。判定单元220使用图16所示的判定电平判定所输出的差分值的信号电平。具体而言，判定单元220根据图17所示的表，把差分值的信号电平变换为并行数据00、00、11、01，再变换为串行数据输出给控制器102。

对具有上述构成的现有数据传送系统开始数据通信前进行的初始化动作进行简单说明。

首先，在上述初始化动作中，具有同步处理和判定电平训练(training)处理两种动作。同步处理是根据从主要数据传送装置100a输出的时钟信号，使次要数据传送装置100b～n获取时钟同步的处理。判定电平训练处理是对上述判定单元220的信号判定电平在各自的数据传送装置100a～n之间进行调整的处理。具体而言，主要数据传送装置100a发送用于设定信号判定电平的预先规定的训练信号，次要数据传送装置100b～n根据该训练信号，在判定单元220设定各数据传送装置100a～n的公用信号的判定电平。经过这些处理，各数据传送装置100a～n可以在数据传送系统内进行数据通信。

可是，在上述的数据传送系统中，如图10所示，通过公用电池120对各数据传送装置100a～n提供电力。该电池120的电压，例如通过使连接数据传送装置100a～n的设备动作，有时会仅在瞬间出现急剧下降。如果电池120的电压产生这种急剧降低，在数据传送系统中的一部分数据传送装置100中，有时会产生动作复位(以下，把这种复位称为电源瞬间断开)。

如上所述，在数据传送系统中，数据传送装置100a～n在获取相互同步或用于判定信号电平的准备等的同时进行动作。因此，如上所述，如果在一部分数据传送装置100产生复位，则产生了复位的数据传送装置100脱离了与其他数据传送装置100的同步，所设定的判定电平被复位。结果，使得其他未产生复位的数据传送装置100也不能进行通信。

为了解决上述问题，必须把数据传送系统内的所有数据传送装置100a～n复位，进行再启动动作(即，同步处理和信号电平训练处理)。为了自动进行这种再启动，数据传送系统内的所有数据传送装置100a～n必须检测在数据传送系统内产生了电源瞬间断开。

因此，以往，数据传送装置100的CPU103通过监视控制器102的状态，检测在数据传送系统内产生了电源瞬间断开。关于该电源瞬间断开的检测，下面使用图11进行详细说明。

首先，从产生了电源瞬间断开的数据传送装置100不能输出信号。这样，如果从产生了电源瞬间断开的数据传送装置100不能输出信号，则电信号不能输入到位于该数据传送装置100下游的数据传送装置100的物理层LSI101。这样，在不能输入电信号的情况下，物理层LSI101的ADC214持续输出大体一定的数字值。差分检测单元218根据ADC214的输出，求出差分值并输出到判定单元220。此时，输出的差分值大体为0。判定单元220判定所输出的差分值的信号电平，并变换为并行数据进行输出。所输出的并行数据是“01”和“10”。这是因为在差分值的信号电平大体为0时，该差分值的信号电平如图16所示，被判定为+2或-2。当差分值的信号电平被判定为+2或-2时，如图17所示，并行数据取“01”或“10”。

此时，监视从控制器102、物理层LSI101进行串行变换并输出的数据。当数据值反复“01”和“10”一定时间以上时，该控制器102和CPU103检测到从上位的数据传送装置100未输出规定格式的信号，即产生了电源瞬间断开等故障。然后，检测到电源瞬间断开的控制器102和CPU103停止对连接下位的数据传送装置100的信号输出，同时使自己设备的物理层LSI101的动作复位。这样，信号不会输入到连接在检测到产生了电源瞬间断开的数据传送装置100的下游的数据传送装置100。因此，该数据传送装置100的控制器102和CPU103进行和上述处理相同的处理，检测产生了电源瞬间断开。该数据传送装置100的控制器102和CPU103停止向下游连接的数据传送装置100的信号输出，同时使自己设备的物理层LSI101的动作复位。以后，在下游中连接的数据传送装置100也反复相同动作，从而使数据传送系统内的所有数据传送装置100检测产生了电源瞬间断开。这样，数据传送系统内的所有数据传送装置100a～n进行复位动作，并可以进行再启动动作(同步和信号电平判定用的准备)。

可是，控制器102或CPU103在检测到从物理层LSI101输出的数据“01”和“10”的反复进行了规定时间以上(例如约100msec)时，则检测为产生了电源瞬间断开。这是因为即使在数据传送系统进行正常数据通信时，也存在“01”和“10”的反复的情况，如果“01”和“10”仅反复1次或2次时，控制器102或CPU103就检测电源瞬间断开，有可能会产生多次错误检测。因此，以往是在约100msec期间连续有故障时，CPU103判定为产生了因电源瞬间断开等造成的故障。

但是，1台数据传送装置100为检测电源瞬间断开需要100msec时，例如，64台数据传送装置100全部检测电源瞬间断开所需要的时间有可能达到6.4sec。所以，以往的电源瞬间断开检测方法，从产生电源瞬间断开后到进行再启动动作期间，需要等待非常长的时间(例如，参照国际公开第02/30078号公报)。

发明内容

本发明的目的是提供一种数据传送装置，在数据传送装置呈环状连接的数据传送系统中，具有快速检测产生了电源瞬间断开的功能。

本发明涉及的数据传送装置由多台构成环状网络，在该环状网络中根据规定的通信协议向一个方向传送数据信号。具体而言，信号判定单元根据该数据信号的振幅状态判定有无从连接在上游侧的数据传送装置发送来的数据信号，数据判定单元判定从连接在上游侧的数据传送装置发送来的数据信号，处理单元对数据判定单元的判定结果，根据所述规定的通信协议实施处理，判定停止单元在所述信号判定单元判定为未发送数据信号时，停止从所述数据判定单元向所述处理单元输出判定结果。另外，权利要求中的信号判定单元表示实施方式中的传送路径信号检测单元。其中的数据判定单元表示实施方式中的判定单元。处理单元表示实施方式中的CPU。

发送单元把数据信号发送到连接在下游侧的数据传送装置，发送停止单元在信号判定单元判定为未发送数据信号时，使发送单元停止向连接在下游侧的数据传送装置发送数据信号。

信号提取单元提取一定频率的电信号，信号判定单元也可以包括：阈值强度存储单元，存储成为阈值的信号强度；和强度比较单元，比较信号提取单元所提取的信号强度和阈值强度存储单元存储的信号强度，判定有无所述数据信号。

读出单元是把在一定频率的电信号中重叠了信息的信号作为数字数据值进行读出的读出单元，差分值检测单元从读出单元所读出的数字数据值中减去该读出单元此前读出数字数据值，检测差分值，信号判定单元也可以根据差分值检测单元所检测的差分值，判定有无数据信号。

信号判定单元也可以包括：差分值存储单元，存储成为阈值的差分值；和差分比较单元，比较差分值检测单元所检测的差分值和差分存储单元存储的差分值，判定有无数据信号。

另外，复位单元也可以在信号判定单元判定为未发送数据信号时，使数据信号的收发动作停止一定时间。

此外，复位单元也可以在启动环状网络时对自己设备中的设定进行复位的情况下，停止数据信号的收发动作，停止时间大于等于向位于环状网络内的数据传送装置的数目减1后的数目，乘以从信号判定单元不接收数据信号到停止单元停止数据信号发送的期间所花费时间而得的时间。

锁定信号输出单元也可以在由复位单元进行的收发动作停止被解除后，对下游中连接的数据传送装置发送用于确立时钟同步的锁定信号。

训练信号输出单元也可以在锁定信号输出单元发送锁定信号后，发送用于在各个数据传送装置之间调节信号强度的判定电平的训练信号。

规定的通信协议优选MOST(Media Oriented SystemsTransport)。

另外，本发明不仅适合数据传送装置，也适合使用了该数据传送装置的数据传送系统。

根据本发明涉及的数据传送装置，有无从数据传送装置发送来的数据信号是根据该数据信号的振动状态来判定。该数据信号在时常振动，所以该数据传送装置通过监视振动状态，可以容易且瞬时地判断有无数据信号。结果，可以在瞬时内识别数据信号因电源瞬间断开未能传送过来。

通过使各个数据传送装置的动作停止规定时间以上，在识别系统中包含的所有数据传送装置未能传送数据信号之前，各个数据传送装置不会擅自动作。规定时间优选为向位于环状网络内的数据传送装置的数目减1后的数目，乘以从信号判定单元不接收数据信号到停止单元停止数据信号发送的期间所花费时间而得的时间。此时，可以识别数据传送系统内的所有数据传送装置未发送数据信号。

主要数据传送装置在由复位单元进行的动作停止被解除后，发送锁定信号，从而可以在系统内获取时钟同步。另外，主要数据传送装置在发送锁定信号后，发送训练信号，从而可以在系统内设定信号强度判定电平。

本发明的这些内容及其他目的、特征、效果，参照附图及以下详细说明将更加明确。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式涉及的数据传送系统的结构的方框图。

图2是表示本发明的一实施方式涉及的物理层LSI的结构的方框图。

图3是表示时钟再生单元的结构的方框图。

图4是表示传送路径信号检测单元的结构的方框图。

图5是表示本发明的一实施方式涉及的数据传送系统的概略方框图。

图6是表示本发明的一实施方式涉及的数据传送系统的动作的时序图。

图7是表示本发明的一实施方式涉及的数据传送系统的动作的时序图。

图8是表示本发明涉及的数据传送装置的物理层LSI的其他结构的方框图。

图9是表示传送路径信号检测单元的结构的方框图。

图10是表示以往的数据传送系统的结构的方框图。

图11是表示以往的物理层LSI结构的方框图。

图12是表示并行数据、应变换的符号值B(k)、和该应变换的符号值B(k)前面的符号值B(k-1)的关系的表。

图13是表示由变换单元变换后的数字数据通过DAC被变换为模拟信号的波形图。

图14是表示由变换单元变换后的数字数据通过DAC被变换为模拟信号的波形图。

图15是表示从差分驱动器输出的模拟信号的状态图。

图16是表示判定单元进行差分值的大小判定时使用的判定电平的图。

图17是表示用于把判定单元所判定的判定电平变换为并行数据的表。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一实施方式涉及的数据传送装置及使用了该数据传送装置的数据传送系统。图1是表示使用了本实施方式涉及的数据传送装置的数据传送系统的整体结构的方框图。

在图1中，数据传送系统把物理拓扑作成环形，用环形拓扑连接多个节点，从而形成一个方向的环形LAN。以下作为该数据传送系统的一例，说明利用数据传送装置10a～n构成各节点，分别通过传送线连接成环状，将要传送的数据通过传送线向一个方向进行传送的系统。在各数据传送装置10a～n分别连接有连接设备9a～n(例如，音响设备、导航设备、或信息终端设备)，分别根据所传送的数据对数据传送系统进行处理，将其结果输出给数据传送系统。作为一般的硬件形式，各数据传送装置10a～n及连接设备9a～n构成为一体。另外，从公用电池8向数据传送装置10a～n提供电力。

作为在上述数据传送系统中使用的信息系统的通信协议，例如有Media Oriented Systems Transport(以下称为MOST)。以MOST为通信协议进行传送的数据以帧为基本单位进行传送，在各个数据传送装置10之间逐次地向一个方向传送帧。即，数据传送装置10a通过传送线向数据传送装置10b输出数据。数据传送装置10b通过传送线向数据传送装置10c输出数据。数据传送装置10c～n进行与数据传送装置10b相同的动作，向下一数据传送装置输出数据。从数据传送装置10n输出的数据输入到数据传送装置10a。传送线使用类似双扭绞线或同轴电缆那样的便宜电缆，数据传送装置10信号使用电信号进行通信。在该数据传送系统接通电源时，数据传送装置10a是利用装置自身的时钟发送数据的主要装置，其他数据传送装置10b～n是与由主要装置生成的时钟同步动作的次要装置。

下面，参照图1说明数据传送装置10的结构。该数据传送装置10a包括物理层LSI11、控制器12和CPU13。控制器12把来自所连接的连接设备9的数据根据例如由MOST规定的通信协议进行变换，并作为串行数据输出给物理层LSI11。另外，控制器12把从物理层LSI11输出的并行数据变换为适合所连接的连接设备9的形式，并输出给该连接设备9。CPU13控制控制器12、物理层LSI11及上述连接设备9的动作。

物理层LSI11把从控制器12输出的串行数据变换为电信号，输出给下游连接的数据传送装置10。另外，该物理层LSI11判定从上游连接的数据传送装置10输出的电信号并输出给控制器12。图2是表示物理层LSI11的构成的方框图。该物理层LSI11如图2所示，包括：变换(mapping)单元20；数字滤波器22；DAC(数字模拟变换器)24；LPF(低通滤波器)26；差分驱动器28；差分接收器30；ADC(模拟数字变换器)34；数字滤波器36；差分检测单元38；判定单元40及时钟再生单元42及传送路径信号检测单元48。变换单元20、数字滤波器22、DAC24、LPF26及差分驱动器28是发送数据的单元，所以统称为发送单元。

变换单元20对从控制器12输出的数据进行并行变换，根据时钟变换为8值符号中的任一个。下面，参照图12～图14详细说明变换单元20进行的变换。图12是表示并行数据和应变换的符号值B(k)和该应变换的符号值B(k)前面的符号值B(k-1)的关系表，图13及图14是表示由变换单元20所变换的数字数据经由DAC24变换为模拟信号后的波形图。

首先，向变换单元20输入“00”或“01”等2位并行数据。此处，变换单元20按照图12所示的表把所取得的数据变换为+7、+5、+3、+1、-1、-3、-5、-7这8值中的任一个。下面，利用具体示例说明变换方法。

例如，前面的符号值B(k-1)是-1，向变换单元20输入并行数据“00”时，根据图12，此次的符号值B(k)成为+7。另一方面，符号值B(k-1)是+5，向变换单元20输入并行数据“01”时，此次的符号值B(k)成为-1。即，基于本实施方式的变换，根据前面的符号值B(k-1)和所输入的并行数据，求出此次的符号值B(k)。根据这种方法，符号值B(k)被变换为正负交替。所求出的符号值B(k)通过数字滤波器22被输入到DAC24。

DAC24根据所输出的符号值B(k)，生成图13或图14所示的模拟信号。下面，详细说明图13及图14。

图13是表示前面的符号值B(k-1)为+7、+5、+3或+1，输入了各个并行数据“00”、“01”、“11”、“10”时的符号值B(k)的图。图13表示例如在前面的符号值B(k-1)为+7，输入了并行数据“00”时，生成使此次的符号值B(k)成为-1的模拟信号。

另一方面，图14是表示前面的符号值B(k-1)为-7、-5、-3或-1，输入了各个并行数据“00”、“01”、“11”、“10”时的符号值B(k)的图。图14表示例如在前面的符号值B(k-1)为-7，输入了并行数据“00”时，生成使此次的符号值B(k)成为+1的模拟信号。

根据以上所述，作为一个示例，表示最初的符号值B(n)为+1，按照“00”、“01”、“11”、“01”的顺序依次输入并行数据时生成的模拟信号。图15是表示在上述情况下，从差分驱动器28输出的模拟信号的状态图。

首先，最初的符号值B(n)为+1，所以被变换到+1位置。然后，输入并行数据“00”时，根据图13中最右侧的波，被变换为-7。之后，输入并行数据“00”时，根据图14中最左侧的波，被变换为+1。再之后，输入并行数据“11”时，根据图13中最右侧的波，被变换为-3。最后，输入并行数据“01”时，根据图14中右起第2个波，被变换为+7。通过以上处理，生成图15所示模拟信号。

数字滤波器22是用于抑制将要发送的电信号的频带限制及符号间干扰的波形整形滤波器。在该数字滤波器22中，例如使用取样频率为符号率的6倍、对转出率100％进行了路径分配的、分支数为45分支、及位数为10位的FIR滤波器。

DAC24把用数字滤波器22进行了频带限制的信号变换为模拟信号。LPF26根据DAC24的输出信号使比信号频带高的频带频率衰减。差分驱动器28把从LPF26输出的模拟信号的强度放大，并变换为差分信号发送到传送路径。差分驱动器28对具有传送路径的2根为1组的导线，把将要发送的电信号发送到传送路径的一方(正侧)导线，把正负与该电信号相反的信号发送到传送路径的另一方(负侧)。这样，在传送路径中，正侧和负侧的电信号作为一对被传送，所以能够减轻来自传送路径的辐射干扰。

然后，差分接收器30把从传送路径输入的差分信号变换为电压信号输出给ADC34。如上所述，对具有传送路径的2根为1组的导线，正侧和负侧的电信号作为一对被传送，所以差分接收器30根据正侧和负侧之差判断信号，排除来自外部的电气影响。ADC34按照时钟把从差分接收器30输出的信号变换为数字信号。

时钟再生单元42通过再生从ADC34输出的信号中固定包含的规定频率(例如12.5MHz)的信号，进行时钟再生。以下，参照附图详细说明时钟再生单元42的结构。图3是表示该时钟再生单元42的详细结构的方框图。

如图3所示，时钟再生单元42包括带通滤波器50和零交叉检测单元52。带通滤波器50提取从ADC34输出的信号中固定包含的规定频率的信号。零交叉检测单元52检测规定频率的信号强度变为零的瞬间(以下称为零交叉点)时间，生成在该零交叉点产生脉冲信号的时钟信号。该时钟信号被用作数字滤波器36、差分检测单元38和判定单元40的时钟。

然后，数字滤波器36是清除从ADC34输出的数字信号中的干扰的波形整形用FIR滤波器，例如使用符号率的20倍的FIR滤波器。与上述的发送侧的数字滤波器22相结合，实现无符号间干扰的衰减特性。

差分检测单元38把从由数字滤波器36输出的数字数据值中减去前一个符号的数字数据值所得的差分值，输出到判定单元40。例如，图15所示波形信号输入到物理层LSI11时，从数字滤波器36按照+1、-7、+1、-3、+7的顺序输出数字数据值。此时，差分检测单元38首先从-7减去+1，把-8输出给判定单元40。然后，差分检测单元38从+1减去-7，输出+8，从-3减去+1，输出-4，从+7减去-3，输出+10。

判定单元40判定从差分检测单元38输出的差分值的大小，把通过判定所得到的数据值变换为2位并行数据。以下，使用图16及图17详细说明该判定单元40进行的判定处理。图16是表示判定单元40进行差分值的大小判定时使用的判定电平的图。具体而言，图16表示具有箭头宽度间的强度的差分值的信号电平被判定为+14。图17是把判定单元40所判定的判定电平变换为并行数据时使用的表。具体而言，图17表示在差分值被判定为+8或-8时，该差分值被变换为并行数据“00”。图17所示的表是根据图12所示的表生成的。

如图16所示，在判定单元40设定信号电平的判定电平。此时，判定单元40使用该图16所示的判定电平决定通过减算所求得的差分值的信号电平。判定单元40根据图17所示的表，把所决定的信号电平变换为并行数据。以下，举例说明该判定单元40的动作。

例如，向物理层LSI11输入了图15所示的波形信号时，如上所述，从差分检测单元38输出-8、+8、-4、+10的差分值。判定单元40使用图16所示的判定电平判定所输出的差分值的信号电平。具体而言，判定单元40根据图17所示的表，把差分值的信号电平变换为并行数据00、00、11、01，再变换为串行数据输出给控制器12。

下面，参照附图详细说明作为本实施方式的数据传送装置的特征部分的传送路径信号检测单元48。该传送路径信号检测单元48根据从时钟再生单元42的带通滤波器50输出的信号强度，判定是否从与上游连接的数据传送装置100输出电信号。图4是表示传送路径信号检测单元48的详细结构的方框图。

如图4所示，该传送路径信号检测单元48包括阈值存储单元54、强度判定单元56、CPU通知单元57、判定停止单元58和发送停止单元59。阈值存储单元54存储用于判定从带通滤波器50输出的信号强度的阈值。强度判定单元56比较存储在阈值存储单元54的阈值和从带通滤波器50输出的信号强度，将该比较结果输出给CPU通知单元57、判定停止单元58和发送停止单元59。

CPU通知单元57把强度判定单元56的判定结果通知CPU13。具体而言，CPU通知单元57在判定为存储在阈值存储单元54的阈值大于从带通滤波器50输出的信号强度时，向CPU13输出高电压，该高电压表示从与上游连接的数据传送装置100输出电信号。另一方面，CPU通知单元57在判定为存储在阈值存储单元54的阈值小于从带通滤波器50输出的信号强度时，向CPU13输出低电压，该低电压表示从与上游连接的数据传送装置100未输出电信号。

判定停止单元58在判定为存储在阈值存储单元54的阈值大于从带通滤波器50输出的信号强度时，使判定单元40进行正常动作。另一方面，判定停止单元58在判定为存储在阈值存储单元54的阈值小于从带通滤波器50输出的信号强度时，停止该判定动作。此时，从判定单元40持续输出“0“数据。

发送停止单元59在判定为存储在阈值存储单元54的阈值大于从带通滤波器50输出的信号强度时，使发送单元进行正常动作。另一方面，发送停止单元59在判定为存储在阈值存储单元54的阈值小于从带通滤波器50输出的信号强度时，使停止发送单元的动作。即，停止从数据传送装置10向下游的数据传送装置输出数据。

在如上构成的数据传送装置及数据传送系统中，参照附图说明以下动作。图5是本实施方式涉及的数据传送系统的简单方框图。图6及图7是表示本实施方式涉及的数据传送装置的动作时序图。此处，为了简略说明，数据传送装置10采用5台，其中的数据传送装置10a是主要装置，其他数据传送装置10b～e是次要装置。在图5中为了简略，省略了连接设备9等。

首先，本实施方式涉及的数据传送系统从沿图5箭头方向正常传送含有数据的电信号的状态开始(以下，把该状态称为正常动作)。此时，由于数据传送系统内的连接设备9动作等，电池8的电压仅在瞬间急剧下降，数据传送装置10c的电源瞬间断开。在这种情况下，该数据传送装置10c停止正常动作。具体而言，该数据传送装置10c停止向下游连接的数据传送装置10d输出电信号(步骤S1)。然后，该数据传送装置10c进行规定时间的硬件复位。具体而言，数据传送装置10c控制物理层LSI11，使物理层LSI11仅在上述规定时间停止电信号的收发。

在上述步骤S1，数据传送装置10c停止向数据传送装置10d输出电信号时，在数据传送装置10d没有电信号输入。因此，该数据传送装置10d检测到未输出电信号，停止向下游连接的数据传送装置10e输出电信号(步骤S2)。然后，数据传送装置10d进行规定时间的硬件复位。具体而言，数据传送装置10d控制物理层LSI11，使其仅在上述规定时间停止电信号的收发。以下，使用图2～4说明在步骤S2数据传送装置10d进行的动作。

首先，当从数据传送装置10c未输入电信号时，差分接收器30、LPF32及ADC34没有电信号输入。ADC34由于没有输入电信号，所以把大致为“0“的数据值输出给数字滤波器36及时钟再生单元42。图3所示的时钟再生单元42的带通滤波器50提取从ADC输出的数据值中包含的特定频率(在本实施方式中为12.5MHz)的信号，输出给零交叉检测单元52和传送路径信号检测单元48。

图4所示传送路径信号检测单元48的强度判定单元56比较输出的数据值和存储在阈值存储单元54的阈值的大小。ADC34把大体一定的数据值输出给数字滤波器36。因此，从带通滤波器50到强度判定单元56的输出也成为具有强度大致为“0“的信号。所以，强度判定单元56判定为所输出的数据值小于上述阈值，并将该结果通知CPU通知单元57、判定停止单元58和发送停止单元59。CPU通知单元57把输出给CPU13的电压从高变换为低。判定停止单元58使判定单元40停止判定动作。发送停止单元59使发送单元停止输出电信号。

因此，判定单元40停止判定动作。这样，该判定单元40持续输出数据“0”。在正常状态下持续“0”，不会向MOST控制器12输出，所以MOST控制器12由此识别到从上位的数据传送装置10c未发送数据。另外，发送单元根据发送停止单元59的控制停止数据发送动作。CPU13检测电压从高变为低的瞬间边缘，识别到来自与上游连接的数据传送装置10c的电信号的输出消失。因此，该CPU13对数据传送装置10d进行硬件复位，使该数据传送装置10d的动作停止规定时间。

再次返回图6所示数据传送系统的动作说明。来自数据传送装置10d的电信号输出停止，不再向与该数据传送装置10d的下游连接的数据传送装置10e输入电信号。因此，该数据传送装置10e进行与上述数据传送装置10d相同的动作，停止对下游连接的数据传送装置10a的电信号输出，同时进行硬件复位(步骤S3)。该处理和步骤S2相同，所以省略上述详细说明。

来自数据传送装置10e的电信号的输出停止，不向连接在该数据传送装置10e下游的数据传送装置10a输入电信号。因此，该数据传送装置10a进行与上述数据传送装置10d相同的动作，停止对与下游连接的数据传送装置10b的电信号输出，同时进行硬件复位(步骤S4)。该处理和步骤S2相同，所以省略上述详细说明。

来自数据传送装置10a的电信号的输出停止，不向连接在该数据传送装置10a下游的时间传送装置10b输入电信号。因此，该数据传送装置10b进行与上述数据传送装置10d相同的动作，停止对与下游连接的数据传送装置10c的电信号输出，同时进行硬件复位(步骤S5)。该处理和步骤S2相同，所以省略上述详细说明。以上经过步骤S1～S5的动作，数据传送系统内的所有数据传送装置10a～e可以识别到在数据传送系统内的一部分数据传送装置10c产生了电源瞬间断开。

然后，如图6所示，数据传送装置10c、d及e的硬件复位被解除(步骤S6～S8)。即，数据传送装置10c、d及e可以再次进行动作。之后，数据传送装置10a的硬件复位被解除。随后，在本实施方式涉及的数据传送系统中再次开始启动动作。以下，说明该再启动动作。

首先，该数据传送装置10a发送用于获取与数据传送系统中的其他数据传送装置10b～e时钟同步的锁定信号(步骤S9)。在步骤S10，被解除硬件复位的数据传送装置10b接收从数据传送装置10a输出的锁定信号，进行锁定检测，同时把所接收的锁定信号输出给数据传送装置10c(步骤S11)。

数据传送装置10c接收从数据传送装置10b输出的锁定信号，进行锁定检测，同时把所接收的锁定信号输出给数据传送装置10d(步骤S12)。数据传送装置10d接收从数据传送装置10c输出的锁定信号，进行锁定检测，同时把所接收的锁定信号输出给数据传送装置10e(步骤S13)。数据传送装置10e接收从数据传送装置10d输出的锁定信号，进行锁定检测，同时把所接收的锁定信号输出给数据传送装置10a(步骤S14)。数据传送装置10a接收锁定信号，进行锁定检测。这样，在数据传送系统中的所有数据传送装置10a～e之间，可以确立时钟同步。

然后，数据传送装置10a为了设定各个数据传送装置10a～e中包含的判定单元40的判定电平，把训练信号输出给数据传送装置10b(步骤S15)。数据传送装置10b接收训练信号，根据该训练信号设定判定单元40的信号判定电平。之后，该数据传送装置10b向下游连接的数据传送装置10c发送训练信号(步骤S16)。

数据传送装置10c接收训练信号，根据该训练信号设定判定单元40的信号判定电平。之后，该数据传送装置10c向与下游连接的数据传送装置10d发送训练信号(步骤S17)。

数据传送装置10d接收训练信号，根据该训练信号设定判定单元40的信号判定电平。之后，该数据传送装置10d向与下游连接的数据传送装置10e发送训练信号(步骤S18)。

数据传送装置10e接收训练信号，根据该训练信号设定判定单元40的信号判定电平。之后，该数据传送装置10e向与下游连接的数据传送装置10a发送训练信号(步骤S19)。

数据传送装置10a接收训练信号。然后，数据传送装置10a～e转入所谓正常动作(步骤S20～24)。

如上所述，根据本实施方式涉及的数据传送装置及数据传送系统，系统中的各个数据传送装置可以比以往的系统更快速地识别到产生了电源瞬间断开。结果，可以缩短再次启动该数据传送系统整体、再次开始正常动作所需要的时间。以下将进行详细说明。

首先，以往根据从判定单元40输出的数据，CPU13判定有无电信号。此时，即使电信号消失，数据也不是全部为“00”，而输出“01”和“10”。这样的“01”和“10”是正常动作时也能输出的数据。因此，这种并行数据连续输出1次或2次时，CPU识别为产生了因在瞬间电信号消失(即产生了电源瞬间断开)等造成的故障，会多次发生有无电信号的错误检测。因此，在以往的数据传送装置中，CPU监视数据错误，在“01”和“10”这样的数据连续出现规定时间以上(例如约100msec)时，就识别为产生了因电信号消失等造成的故障。

此时在MOST中，输入到数据传送装置的电信号具有即使其中包含的数据值全部为“0”，强度也呈周期性变化的性质。因此，在输入了电信号时，例如即使该电信号中包含的数据值全部为“0”，从数据传送装置的ADC输出的数据值也成为周期性变化的值。另一方面，在未输入电信号时，从数据传送装置的ADC输出的数据值大体一定。即，根据电信号强度来判定有无该电信号的方法，其判定基准比根据数据来判定有无该电信号时更明确。因此，与在CPU中监视数据并判定有无电信号的情况相比，如本实施方式所示，在物理层LSI判定有无电信号的方法，可以在短时间内判定有无电信号。具体而言，利用物理层LSI的传送路径信号检测单元判定有无电信号，可以在约100μsec内进行判定。结果，在产生了电源瞬间断开后，缩短数据传送系统再启动所需时间。

另外，在本实施方式中，为了判定有无电信号，而使用从时钟再生单元输出的规定频率的信号强度，但该电信号的有无判定不限于此。例如，也可以根据数据传送装置内的差分检测单元的输出，判定有无电信号。以下将参照附图进行说明。图8是表示该情况时的数据传送装置10的物理层LSI11的内部结构的方框图。图9是表示传送路径信号检测单元60的内部结构的方框图。

首先，图8所示的物理层LSI11包括：变换单元20、数字滤波器22、DAC24、LPF26、差分驱动器28、差分接收器30、ADC34、数字滤波器36、差分检测单元38、判定单元40、时钟再生单元42和传送路径信号检测单元60。其中，对和图2完全相同的部分赋予相同参考标号。另外，对和图2完全相同的变换单元20、数字滤波器22、DAC24、LPF26、差分驱动器28、差分接收器30、ADC34、数字滤波器36、差分检测单元38、判定单元40、时钟再生单元42，省略其说明。

传送路径信号检测单元60连接差分检测单元39和判定单元40及CPU13，如图9所示，包括：差分阈值存储单元62、差分值判定单元64、CPU通知单元57、判定停止单元58和发送停止单元59。差分阈值存储单元62存储成为预先设定的阈值的差分值。差分值判定单元64比较从差分检测单元38输出的差分值和存储在差分阈值存储单元62的差分值。此时，在电信号未输入到数据传送装置中时，ADC34向数字滤波器36输出大体一定的数据值。因此，从数字滤波器36向差分检测单元38输出的也是具有强度大致为“0”的信号。结果，从差分检测单元38向差分值判定单元64输出的差分值也是大致为“0”的一定值。所以，该差分值判定单元64在这种情况下，判定为电信号未输出给数据传送装置，并将该结果通知CPU通知单元57、判定停止单元58和发送停止单元59。之后，判定单元40、发送单元及CPU13进行的动作和已经说明的实施方式相同，所以省略说明。这样，在物理层LSI中，使用差分值从电信号读出并行数据，所以可以根据该差分值的变动来检测有无电信号。

CPU用于在硬件复位时使物理层LSI的动作停止规定时间，以下说明该规定时间。该规定时间优选大于等于向从位于数据传送系统中的数据传送装置的数目减1后的数目，乘以从物理层LSI不接收电信号到所述CPU停止发送电信号的期间所花费时间而得的时间。通过这样设定规定时间，在数据传送系统中的所有数据传送装置识别到电源瞬间断开后，硬件复位即被解除。结果，在所有数据传送装置识别到电源瞬间断开之前，数据传送装置不会动作，可以防止该数据传送装置的错误动作。

以上对本发明做了详细说明，但上述说明在各个方面只不过是本发明的示例，不应用来限定其范围。当然，不脱离本发明的范围的各种改良和变形都是可行的。

Claims (11)

1.一种数据传送装置，由多台构成环状网络，在该环状网络中根据规定的协议向一个方向传送数据信号，

所述数据信号是在一定频率的电信号中重叠了信息的信号，

该数据传送装置具有：

信号判定单元，根据该数据信号的振幅状态判定有无从连接在上游侧的所述数据传送装置发送来的数据信号；

数据判定单元，判定从连接在上游侧的所述数据传送装置发送来的数据信号的数据值；

处理单元，对所述数据判定单元的判定结果，根据所述规定的协议实施处理；和

判定停止单元，在所述信号判定单元判定为未发送来所述数据信号时，停止从所述数据判定单元向所述处理单元输出判定结果。

2.根据权利要求1所述的数据传送装置，还具有：发送单元，把数据信号发送到连接在下游侧的数据传送装置；和发送停止单元，在所述信号判定单元判定为未发送来所述数据信号时，使所述发送单元停止向连接在下游侧的数据传送装置发送数据信号。

3.根据权利要求1所述的数据传送装置，还具有信号提取单元，提取所述一定频率的电信号，

所述信号判定单元包括：

阈值强度存储单元，存储作为阈值的信号强度；和

强度比较单元，比较所述信号提取单元所提取的信号强度和所述阈值强度存储单元存储的信号强度，判定有无所述数据信号。

4.根据权利要求1所述的数据传送装置，其特征在于，还具有：

读出单元，把在所述一定频率的电信号中重叠了信息的信号作为数字数据值读出；和

差分值检测单元，从所述读出单元所读出的数字数据值中减去该读出单元紧前面读出的数字数据值，检测差分值，

所述信号判定单元根据所述差分值检测单元所检测的差分值，判定有无所述数据信号。

5.根据权利要求4所述的数据传送装置，所述信号判定单元包括：

差分值存储单元，存储成为阈值的差分值；和

差分比较单元，比较所述差分值检测单元所检测的差分值和所述差分值存储单元存储的差分值，判定有无所述数据信号。

6.根据权利要求1所述的数据传送装置，还具有复位单元，在所述信号判定单元判定为未发送来所述数据信号时，使所述数据信号的收发动作停止一定时间。

7.根据权利要求6所述的数据传送装置，其特征在于，所述复位单元在启动所述环状网络时对自己设备中的设定进行复位的情况下，停止所述数据信号的收发动作，停止时间大于等于向位于所述环状网络内的所述数据传送装置的数目减1后的数目，乘以从所述信号判定单元不接收数据信号到所述发送停止单元停止发送所述数据信号的期间所花费时间而得的时间。

8.根据权利要求6所述的数据传送装置，其特征在于，还具有锁定信号输出单元，在由所述复位单元进行的收发动作的停止被解除后，对连接在下游的所述数据传送装置发送用于确立时钟同步的锁定信号。

9.根据权利要求8所述的数据传送装置，其特征在于，还具有训练信号输出单元，在所述锁定信号输出单元发送所述锁定信号后，发送用于在各个数据传送装置之间调节信号强度的判定电平的训练信号。

10.根据权利要求1所述的数据传送装置，其特征在于，所述规定的协议是MOST(Media Oriented Systems Transport)。

11.一种数据传送系统，在多台数据传送装置连接成环状的环状网络中，根据规定的协议向一个方向传送数据信号，

所述数据信号是在一定频率的电信号中重叠了信息的信号，

各个所述数据传送装置具有：

信号判定单元，根据该数据信号的振幅状态判定有无从连接在上游侧的所述数据传送装置发送来的数据信号；

数据判定单元，判定从连接在上游侧的所述数据传送装置发送来的数据信号的数据值；

处理单元，对所述数据判定单元的判定结果，根据所述规定的通信协议实施处理；和

判定停止单元，在所述信号判定单元判定为未发送来所述数据信号时，停止从所述数据判定单元向所述处理单元输出判定结果。

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