DE102018213218B4

DE102018213218B4 - Kommunikationsvorrichtung und Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE102018213218B4
Application number: DE102018213218.6A
Authority: DE
Inventors: Naoji Kaneko; Takamori OOKAWA
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2023-07-13
Anticipated expiration: 2038-08-08
Also published as: JP6969215B2; DE102018213218A1; US10305672B2; US20190052451A1; JP2019033424A

Abstract

Kommunikationsvorrichtung, die als ein Master-Knoten (3m) eines Kommunikationssystems mit einer Vielzahl von Knoten (3m, 3s) dient, die durch eine Übertragungsleitung (5) verbunden sind, wobei Datenkommunikation zwischen der Vielzahl von Knoten konfiguriert ist, um ein Erster-Pegel-Signal mit einem ersten Pegel zu verwenden und ein Zweiter-Pegel-Signal mit einem zweiten Pegel zu verwenden, wobei ein Leitungscode der Datenkommunikation über die Übertragungsleitung konfiguriert ist, um(i) zwei Arten von Pulsweitenmodulationssignalen (PWM-Signalen) zu verwenden, von denen eines eine längere Zeit des zweiten Pegels als die andere aufweist, wenn eine Signalmodulation als eine Signalpegeländerung des ersten zum zweiten Pegel an einer Bitgrenze und eine Signalpegeländerung des zweiten zum ersten Pegel in der Mitte eines Bits implementiert ist, und(ii) zeitlich gleiche Ausgaben des Erster-Pegel-Signals und des Zweiter-Pegel-Signals von verschiedenen Knoten aufzuweisen, die zu dem Zweiter-Pegel-Signal der Übertragungsleitung zugeteilt sind, wobei der Master-Knoten konfiguriert ist, um entweder ein erstes PWM-Signal mit einer kürzeren Zeit des zweiten Pegels oder ein zweites PWM-Signal mit der längeren Zeit des zweiten Pegels auszugeben, und ein Slave-Knoten (3s) als mindestens ein Knoten unter der Vielzahl von Knoten außer dem Master-Knoten vorgesehen ist und konfiguriert ist, um eine Signalausgabeoperation zum Ausgeben des zweiten PWM-Signals an die Übertragungsleitung zu einem Erfassungszeitpunkt der Signalpegeländerung vom ersten zum zweiten Pegel der Übertragungsleitung aufgrund einer Signalausgabeoperation des Master-Knotens zu starten, wobei die Kommunikationsvorrichtung aufweist:einen Detektor (10m, S120), der zum Erfassen eines Indexwerts konfiguriert ist, der mit einer Zeitkonstante der Übertragungsleitung korreliert; undeinen Zeitänderer (10m, S130 ~ S150), der zum Ändern der Zeit des zweiten Pegels des ersten PWM-Signals, das an die Übertragungsleitung auszugeben ist, gemäß dem durch den Detektor erfassten Indexwert konfiguriert ist, wobeider Zeitänderer die Zeit des zweiten Pegels des ersten PWM-Signals auf eine kürzere Zeitdauer festlegt, wenn der Indexwert einen kleineren als einen vorfestgelegten Zeitkonstantenwert innerhalb eines Spezifikationsbereichs des Zeitkonstantenwerts des Kommunikationssystems angibt, als wenn der Indexwert einen größeren als den vorfestgelegten Zeitkonstantenwert angibt.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Datenkommunikationstechnik, die ein Pulsweitenmodulationssignal verwendet.
Die JP 2014 - 030125 A offenbart ein Kommunikationssystem, in dem zwei oder mehr Knoten, die mit einer Übertragungsleitung verbunden sind, Datenkommunikation unter Verwendung eines Leitungscodes aus Pulsweitenmodulationssignalen (PWM-Signalen) zweier Arten mit jeweils unterschiedliche Zeitdauern (das heißt, Fortführungszeit) während einer Niedrigpegelzeit (das heißt, eine Zeitdauer, in der ein Signal auf einem niedrigen Pegel ist) ausführen. PWM ist eine Abkürzung für Pulsweitenmodulation.
Das Kommunikationssystem der JP 2014 - 030125 A hat die folgenden Anforderungen.
Wenn ein Signal mit hohem Pegel und ein Signal mit niedrigem Pegel gleichzeitig von den verschiedenen Knoten auf der Übertragungsleitung ausgegeben werden, wird der Signalpegel der Übertragungsleitung auf den niedrigen Pegel gesetzt. Das heißt, auf der Übertragungsleitung wird dem Signal mit niedrigem Pegel Vorrang gegenüber dem Signal mit hohem Pegel gegeben.
Das PWM-Signal als ein Leitungscode wechselt von einem hohen Pegel als der erste Pegel zu einem niedrigen Pegel als der zweite Pegel an einer Grenze eines Bits. Das PWM-Signal als ein Leitungscode wechselt ebenfalls von einem niedrigen Pegel zu einem hohen Pegel in der Mitte eines Bits. Ferner unterscheiden sich der „logische Wert 1“ und der „logische Wert 0“ durch eine unterschiedliche Dauer für eine Zeit mit niedrigem Pegel in einem PWM-Signal, das heißt, „Niedrigpegelzeit“. Beispielsweise entspricht von zwei Arten von PWM-Signalen, die jeweils eine unterschiedliche Niedrigpegelzeit aufweisen, ein PWM-Signal mit einer kürzeren Niedrigpegelzeit (das heißt, das erste PWM-Signal) einem „logischen Wert 1“ und ein PWM-Signal mit einer längeren Niedrigpegelzeit (das heißt, das zweite PWM-Signal) entspricht einem „logischen Wert 0“.
Einer von zwei oder mehr Knoten auf der Übertragungsleitung ist ein Master-Knoten, der ein Taktsignal an die anderen Knoten über die Übertragungsleitung liefert. Das von dem Master-Knoten gelieferte Taktsignal ist eine Flanke, bei der sich der Signalpegel der Übertragungsleitung von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel ändert, das heißt, die Flanke, die der Grenze eines Bits entspricht. Daher gibt ein Master-Knoten entweder das erste PWM-Signal oder das zweite PWM-Signal an die Übertragungsleitung aus. Es ist zu beachten, dass selbst in einer Nicht-Daten-Übertragungsperiode ein Master-Knoten weiterhin das erste PWM-Signal an die Übertragungsleitung ausgibt, um ein Taktsignal an andere Knoten zu liefern.
Aus einer Mehrzahl von zwei oder mehr Knoten auf der Übertragungsleitung dienen andere Knoten als der Master-Knoten als Slave-Knoten, denen ein Taktsignal von dem Master-Knoten über die Übertragungsleitung zugeführt wird. Wenn das zweite PWM-Signal an die Übertragungsleitung ausgegeben wird (das heißt, wenn „logischer Wert 0“ übertragen wird), startet der Slave-Knoten eine Signalausgabeoperation des zweiten PWM-Signals, wenn eine Signalpegeländerung von hohem zu niedrigem Pegel der Übertragungsleitung aufgrund einer Signalausgabeoperation des Master-Knotens erfasst wird.
In dem vorstehend beschriebenen Kommunikationssystem kann es Schwierigkeiten geben, die Kommunikationsgeschwindigkeit zu erhöhen. Solche Schwierigkeiten können unter Bezugnahme auf 12A und 12B beschrieben werden.
In der Darstellung von 12A und 12B bezeichnen die Zeit t1 und die Zeit t2 jeweils einen Zeitpunkt der Grenze eines Bits (Bit-Grenzzeitpunkt) oder eher „eine Bitgrenze“.
TXm ist eine Signaleingabe in einen Übertragungspuffer eines Master-Knotens. TXs ist eine Signaleingabe in einen Übertragungspuffer eines Slave-Knotens. In diesem Beispiel führt der Übertragungspuffer eine Signalausgabeoperation durch, um den Signalpegel der Übertragungsleitung von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel zu ändern, während das in den Übertragungspuffer eingegebene Signal auf einem niedrigen Pegel ist (das heißt, bleibt). Ferner ist eine Niedrigpegelzeit Tm1 von TXm eine Niedrigpegelzeit, in der der Master-Knoten das erste PWM-Signal an die Übertragungsleitung ausgibt, und eine Niedrigpegelzeit Ts0 von TXs ist eine Niedrigpegelzeit, in der der Slave-Knoten das zweite PWM-Signal an die Übertragungsleitung ausgibt.
Vth ist ein Schwellenwert, der verwendet wird, um zu bestimmen, ob der Signalpegel der Übertragungsleitung in jedem des Master-Knotens und des Slave-Knotens auf einem hohen Pegel oder auf einem niedrigen Pegel ist.
12A zeigt eine Situation, in der eine Zeitkonstante der Übertragungsleitung einen Minimalwert eines Spezifikationsbereichs einnimmt, das heißt, „ein Spezifikationsminimum“. 12B zeigt eine Situation, in der eine Zeitkonstante der Übertragungsleitung einen maximalen Wert des vorstehend erläuterten Spezifikationsbereichs einnimmt, das heißt, „ein Spezifikationsmaximum“. Die Zeitkonstante der Übertragungsleitung ändert sich mindestens gemäß der Anzahl der Knoten, die mit der Übertragungsleitung verbunden sind.
Wie in 12A und 12B gezeigt ist, wird, nachdem TXm auf einen niedrigen Pegel wechselt, das heißt, nachdem begonnen wird, das erste PWM-Signal vom Master-Knoten mit einem niedrigen Pegel auszugeben, eine bestimmte Zeitverzögerung, die durch die Zeitkonstante der Übertragungsleitung verursacht wird, beobachtet, bis der Signalpegel der Übertragungsleitung auf einen niedrigen Pegel wechselt.
Daher wird die Niedrigpegelzeit Tm1 von TXm als eine Zeitdauer festgelegt, die es ermöglicht, dass der Signalpegel der Übertragungsleitung auf einen niedrigen Pegel geändert wird, selbst wenn die Zeitkonstante der Übertragungsleitung das Spezifikationsmaximum annimmt, wie in 12B gezeigt ist.
Andererseits, wie in 12A und 12B dargestellt ist, wenn sich TXs auf den niedrigen Pegel ändert, das heißt, zu einem Zeitpunkt, zu dem der Slave-Knoten beginnt, das zweite PWM-Signal mit einem niedrigen Pegel auszugeben, fällt der Signalpegel der Übertragungsleitung auf den Schwellenwert Vth aufgrund der Signalausgabeoperation des Master-Knotens.
Ferner wird die Niedrigpegelzeit Ts0 von TXs auf eine längere Dauer festgelegt als eine Zeit Ta, die benötigt wird, damit TXm auf einen hohen Pegel zurückkehrt, nachdem sich TXs auf einen niedrigen Pegel ändert. In solchen Fällen ist die Dauer von Ts0 größer als oder gleich der Summe von Ta und einer vorfestgelegten Spezifikationszeit RT, beispielsweise gilt Ts0 ≧ Ta + RT. Eine solche Festlegung ist erforderlich, weil es notwendig ist, eine Differenz zwischen der Niedrigpegelzeit des ersten PWM-Signals und der Niedrigpegelzeit des zweiten PWM-Signals bereitzustellen, die gleich oder größer als die vorfestgelegte Spezifikationszeit RT sein muss. Es ist zu beachten, dass die Zeit um Ta herum eine Zeit ist, wo sowohl der Master-Knoten als auch der Slave-Knoten die Übertragungsleitung auf einen niedrigen Pegel ändern. Im Folgenden wird die Zeit Ta als eine Duplexausgabezeit Ta bezeichnet. Ferner repräsentiert in 12A und 12B der Signalverlauf der strichpunktierten Linie einen Signalverlauf der Übertragungsleitung, wenn nur der Master-Knoten das erste PWM-Signal ausgibt, das heißt, ohne eine Ausgabe des zweiten PWM-Signals von dem Slave-Knoten.
Wie es aus einem Vergleich zwischen 12A und 12B ersichtlich ist, ist, je kleiner die Zeitkonstante der Übertragungsleitung ist, desto kürzer eine Zeit Tb, wobei Tb die Zeit ist, ab der TXm beginnt, von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel zu fallen, wenn TXs beginnt, auf einen niedrigen Pegel zu fallen. Die Verringerung der Dauer von Tb erhöht die Dauer der Duplexausgabezeit Ta. Daher wird die Niedrigpegelzeit Ts0 von TXs als eine Dauer festgelegt, die gleich oder länger ist als die Duplexausgabezeit Ta, wenn die Zeitkonstante der Übertragungsleitung das Spezifikationsminimum annimmt, wie in 12A gezeigt ist. Es ist zu beachten, dass in 12A und 12B die Niedrigpegelzeit Tm1 von TXm die gleiche Dauer hat und die Niedrigpegelzeit Ts0 von TXs die gleiche Dauer hat.
Jedoch, wie in 12B dargestellt ist, wird im Vergleich zu einer Zeit, wenn die Zeitkonstante der Übertragungsleitung auf das Spezifikationsmaximum ansteigt, die Duplexausgabezeit Ta kürzer, wenn die Zeitkonstante der Übertragungsleitung auf das Spezifikationsminimum festgelegt ist. Als solches, wie in 12B dargestellt ist, ist die Differenz zwischen der Niedrigpegelzeit Tm1 des ersten PWM-Signals und der Niedrigpegelzeit Ts0 des zweiten PWM-Signals größer als die vorfestgelegte Spezifikationszeit RT, was bedeutet, dass der Betrag der Niedrigpegelzeit Ts0 überhöht ist.
Wenn daher eine Übertragungsgeschwindigkeit zunimmt und sich eine Bitlänge verkürzt, kann ein Bitfehler, beispielsweise eine Bit-„Spreizung“ oder ein Bit-„Defizit“ (engl. bit straddling, bit shortfall),auftreten, wie in 12B gezeigt ist, wo der Signalpegel der Übertragungsleitung bis zur Zeit t2 nicht auf einen hohen Pegel zurückkehrt, das heißt, vor einem Bit-Grenzzeitpunkt (Zeitpunkt einer Bitgrenze) des nächsten Bits, was die Datenkommunikation verfälschen und/oder zusätzliche Kommunikationsfehler verursachen kann. Solch ein Problem kann auffälliger sein, wenn das Signal auf der Übertragungsleitung von einem Niedrigpotentialpegel auf einen Hochpotentialpegel ansteigt.
Es wird ferner auf die DE 10 2014 216 519 A1 und die US 9 705 697 B1 verwiesen, die als Stand der Technik ermittelt wurden. Die DE 10 2014 216 519 A1 beschreibt ein Kommunikationssystem, das einen Pulsbreitenmodulationscode (PWM-Code) als einen Sendecode verwendet. Die US 9 705 697 B1 beschreibt einen Sendeempfänger zur Kommunikation und ein Verfahren zum Steuern einer Kommunikation.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Technik bereitzustellen, die eine Erhöhung der Kommunikationsgeschwindigkeit für Datenkommunikation unter Verwendung eines PWM-Signals ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 4. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Kommunikationssystem eine erste Kommunikationsvorrichtung (3m), die als ein Master-Knoten dient, und eine zweite Kommunikationsvorrichtung (3s) aufweisen, die als ein Slave-Knoten dient. Das Kommunikationssystem (1) kann ferner eine Übertragungsleitung (5) beinhalten, mit der mehrere Knoten (3m, 3s) verbunden sind, beispielsweise die erste Kommunikationsvorrichtung (3m) und die zweite Kommunikationsvorrichtung (3s). Die Übertragungsleitung (5) kann konfiguriert sein, um den Signalpegel der Übertragungsleitung auf einen zweiten Pegel festzulegen, wenn ein Signal auf einem ersten Pegel und ein Signal auf dem zweiten Pegel gleichzeitig von den verschiedenen Knoten der Übertragungsleitung ausgegeben werden.
Die Datenkommunikation, die von dem Kommunikationssystem zwischen den verschiedenen Knoten durchgeführt wird, kann unter Verwendung eines Leitungscodes durchgeführt werden. Der Leitungscode kann zwei verschiedene Arten von Pulsweitenmodulationssignalen verwenden. Die erste Art von PWM-Signal kann so konfiguriert sein, dass es die Signalpegel zum Bit-Grenzzeitpunkt zwischen dem ersten Pegel und dem zweiten Pegel ändert. Die zweite Art von PWM-Signal kann konfiguriert sein, um die Mitte eines Bits von dem zweiten Pegel zu dem ersten Pegel zu unterschiedlichen Zeiten des zweiten Pegels zu ändern, das heißt, zu einer Fortführungszeit des zweiten Pegels oder einer Dauer des zweiten Pegels, die sich von der Zeit des zweiten Pegel der ersten Art des PWM-Signals unterscheidet.
Einer der Mehrzahl von Knoten in dem Kommunikationssystem kann die erste Kommunikationsvorrichtung (3m) sein, die als der Master-Knoten (3m) dient. Der Master-Knoten kann konfiguriert sein, um eine der beiden Arten von Pulsweitenmodulationssignalen an die Übertragungsleitung auszugeben, das heißt, entweder ein erstes PWM-Signal mit einer kürzeren Zeit des zweiten Pegels oder ein zweites PWM-Signal mit einer längeren Zeit des zweiten Pegels.
Der Rest der Mehrzahl von Knoten in dem Kommunikationssystem kann eine oder mehrere zweite Kommunikationsvorrichtungen (3s) sein, die als Slave-Knoten dienen. Wenn das zweite PWM-Signal an die Übertragungsleitung ausgegeben wird, kann der Slave-Knoten eine Signalausgabeoperation starten, um das zweite PWM-Signal auszugeben, wenn der Slave-Knoten eine Signalpegeländerung der Übertragungsleitung von dem ersten Pegel zu dem zweiten Pegel aufgrund einer Signalausgabeoperation des Master-Knotens erfasst. Mit anderen Worten kann der Slave-Knoten das zweite PWM-Signal ausgehend von einer Erfassung eines Triggers durch den Master-Knoten ausgeben.
Die Kommunikationsvorrichtung, die als der Master-Knoten des Kommunikationssystems dient, kann beinhalten: einen Signalprozessor (10m), der konfiguriert ist, um als ein Detektor (10m, S120) und ein Zeitänderer (10m, S130 ~ S150) zu funktionieren.
Der Detektor kann einen Indexwert erfassen, der mit einer Zeitkonstante der Übertragungsleitung korreliert.
Der Zeitänderer kann die Zeit des zweiten Pegels des ersten PWM-Signals, das von der Kommunikationsvorrichtung, die als ein Master-Knoten dient, zu der Übertragungsleitung ausgegeben wird, basierend auf dem von dem Detektor erfassten Indexwert ändern. Der Zeitänderer kann die Zeit des zweiten Pegels des ersten PWM-Signals auf eine kürzere Dauer, wenn ein Indexwert erfasst wird, der einen kleineren Wert als die vorfestgelegte Zeitkonstante angibt (das heißt, ein vorfestgelegten Zeitkonstantenwert, der innerhalb eines Spezifikationsbereichs des Kommunikationssystems festgelegt ist), festlegen als, wenn ein Indexwert erfasst wird, der einen größeren Wert als die vorfestgelegte Zeitkonstante angibt. Wenn somit der Zeitkonstantenwert der Übertragungsleitung kleiner als der vorfestgelegte Zeitkonstantenwert ist, kann die Zeit des zweiten Pegels des ersten PWM-Signals, das von der als Master-Knoten dienenden ersten Kommunikationsvorrichtung an die Übertragungsleitung ausgegeben wird, im Vergleich dazu kürzer sein, wenn der Zeitkonstantenwert der Übertragungsleitung größer als der vorfestgelegte Zeitkonstantenwert ist.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Kommunikationsvorrichtung sind, selbst wenn die Zeit des zweiten Pegels des zweiten PWM-Signals, das von einem Slave-Knoten zu der Übertragungsleitung ausgegeben wird, verkürzt wird, eine solche verkürzte Zeit des zweiten Pegels des zweiten PWM-Signals und die Zeit des zweiten Pegels des ersten PWM-Signals, das von der ersten Kommunikationsvorrichtung (das heißt, dem Master-Knoten) an die Übertragungsleitung ausgegeben wird, immer noch leicht voneinander unterscheidbar. Ferner kann, da die Zeit des zweiten Pegels des zweiten PWM-Signals von dem Slave-Knoten verkürzt werden kann, ein Bitfehler, das heißt, die vorstehend beschriebene Bit-Spreizung oder das Bit-Defizit, wo der Signalpegel der Übertragungsleitung nicht zu dem ersten Pegel vor der Bitgrenze des nächsten Bits zurückkehrt, verhindert oder reduziert werden. Das heißt, die vorstehend beschriebene Kommunikationsvorrichtung kann gleichzeitig (i) eine ausreichende Differenzierung zwischen der Zeit des zweiten Pegels des ersten PWM-Signals, das von dem Master-Knoten ausgegeben wird, und der Zeit des zweiten Pegels des zweiten PWM-Signals, das von dem Slave-Knoten ausgegeben wird, und (ii) eine Verhinderung/Begrenzung der Bit-Spreizungs-Fehler oder Bit-Defizit-Fehler, ohne Kompromisse bei der Kommunikationsgeschwindigkeit erreichen. Somit kann die Kommunikationsgeschwindigkeit des Kommunikationssystems einfach erhöht werden.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das vorstehend beschriebene Kommunikationssystem einen Master-Knoten (3m), der einen Signalprozessor (10m) beinhaltet, der konfiguriert ist, um als der Detektor (10m, S120) zu funktionieren, und einen Slave-Knoten (3s) beinhalten, der einen Signalprozessor (10s) beinhaltet, der konfiguriert ist, um als ein Erlanger (10s, S220) und ein Zeitkontroller (10m, S230 ~ S250) zu funktionieren.
Der Detektor in dem Master-Knoten kann einen Indexwert erfassen, der mit der Zeitkonstante der Übertragungsleitung korreliert.
Der Erlanger in dem Slave-Knoten kann von dem Master-Knoten Informationen bezüglich des von dem Detektor erfassten Indexwertes erhalten. Der Zeitkontroller kann dann die Zeit des zweiten Pegels des zweiten PWM-Signals, das von dem Slave-Knoten an die Übertragungsleitung ausgegeben wird, basierend auf den Informationen ändern, die durch den Erlanger erlangt werden. Der Zeitkontroller kann die Zeit des zweiten Pegels des zweiten PWM-Signals auf eine kürzere Dauer festlegen, wenn die erlangten Informationen einen Wert größer als den vorfestgelegten Zeitkonstantenwert angeben (das heißt, einen vorfestgelegten konstanten Wert, der innerhalb eines Spezifikationsbereichs gemäß dem Kommunikationssystem festgelegt ist) als wenn die erlangten Informationen einen kleineren als vorfestgelegten Zeitkonstantenwert angeben. Wenn somit die Zeitkonstante der Übertragungsleitung größer als die vorfestgelegte Zeitkonstante ist, kann die Zeit des zweiten Pegels des zweiten PWM-Signals, das von dem Slave-Knoten an die Übertragungsleitung ausgegeben wird, kürzer verglichen damit sein, wenn die Zeitkonstante der Übertragungsleitung kleiner als die vorfestgelegte Zeitkonstante ist.
Die vorstehend beschriebene Konfiguration kann gleichzeitig sowohl (i) eine ausreichende Differenzierung zwischen der Zeit des zweiten Pegels des ersten PWM-Signals, das von dem Master-Knoten ausgegeben wird, und der Zeit des zweiten Pegels des zweiten PWM-Signals, das von dem Slave-Knoten ausgegeben wird, als auch (ii) eine Verhinderung/Begrenzung der Bit-Spreizung-Fehler/Bit-Defizit-Fehler, ohne die Kommunikationsgeschwindigkeit zu beeinträchtigen, erreichen. Somit kann die Kommunikationsgeschwindigkeit des Kommunikationssystems einfach erhöht werden.
Es ist zu beachten, dass die vorstehenden Bezugszeichen und die Bezugszeichen in den Ansprüchen ein Beispiel von Beziehungen zwischen konkreten Komponenten und Anspruchselementen zeigen, ohne den Umfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise zu beschränken.
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren ersichtlicher.
Es zeigen:

1 ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines Kommunikationssystems in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 einen Leitungscode, der von dem Kommunikationssystem verwendet wird;
3 eine Übertragungsoperation eines Master-Knotens;
4 eine Übertragungsoperation eines Slave-Knotens;
5 ein Ablaufdiagramm einer Zeitänderungsverarbeitung, die von dem Master-Knoten in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgeführt wird;
6 eine Wirkung der Zeitänderungsverarbeitung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
7 ein Sequenzdiagramm einer Operation zum Ändern einer Niedrigpegelzeit eines Übertragungsdatensignals;
8A Operationswirkungen in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
8B Operationswirkungen in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
9 ein Ablaufdiagramm einer Erfassungsverarbeitung, die von dem Master-Knoten in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgeführt wird;
10 ein Ablaufdiagramm einer Zeitänderungsverarbeitung, die von dem Slave-Knoten in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgeführt wird;
11A Operationswirkungen in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
11B Operationswirkungen in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
12A Wirkungen im Stand der Technik; und
12B Wirkungen im Stand der Technik.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
[1. Erste Ausführungsform]
[1-1. Konfiguration des Kommunikationssystems]
Wie in 1 dargestellt ist, kann ein Kommunikationssystem 1 der ersten Ausführungsform ein Kommunikationssystem sein, das in einem Fahrzeug angeordnet ist. Das Kommunikationssystem beinhaltet eine erste Kommunikationsvorrichtung 3m, die als ein Master-Knoten 3m dient, und mindestens eine zweite Kommunikationsvorrichtung, die als ein Slave-Knoten 3s dient. Das heißt, das Kommunikationssystem kann eine Mehrzahl bzw. Vielzahl (das heißt, zwei oder mehr) von Kommunikationsvorrichtungen aufweisen. Wie hierin verwendet, kann die erste Kommunikationsvorrichtung 3m als der Master-Knoten 3m bezeichnet werden und die eine oder die mehreren zweiten Kommunikationsvorrichtungen 3s können als die Slave-Knoten 3s bezeichnet werden. Der Master-Knoten 3m und mindestens ein Slave-Knoten 3s sind über eine busartige Übertragungsleitung 5 miteinander verbunden. Obwohl in 1 zwei Slave-Knoten 3s dargestellt sind, kann die Anzahl der Slave-Knoten 3s drei oder mehr betragen oder kann nur eine sein. Im Folgenden wird ein Slave-Knoten 3s als ein repräsentatives Beispiel der Mehrzahl von Slave-Knoten 3s beschrieben.
Der Master-Knoten 3m ist ein Knoten, der dem Slave-Knoten 3s über die Übertragungsleitung 5 einen Takt zuführt. Der Slave-Knoten 3s ist ein Knoten, der eine Kommunikation synchron mit dem über die Übertragungsleitung 5 zugeführten Takt durchführt.
Der Master-Knoten 3m kann beispielsweise eine elektronische Steuereinheit (ECU) sein, die eine Messgerätvorrichtung bzw. Instrumentenvorrichtung oder dergleichen steuert. Der Slave-Knoten 3s kann auch eine ECU sein, die beispielsweise einen Sitz, einen Spiegel, eine Position eines Lenkrads oder andere Komponenten in dem Fahrzeug steuern kann. Es ist zu beachten, dass der Master-Knoten 3m und der Slave-Knoten 3s kollektiv als ein Knoten 3 bezeichnet werden können, wenn nicht zwischen dem Master-Knoten 3m und dem Slave-Knoten 3s unterschieden wird.
[1-2. Übertragungsleitung]
Wenn ein Signal mit dem ersten Pegel und ein Signal mit dem zweiten Pegel gleichzeitig von verschiedenen Knoten 3 ausgegeben werden, ist die Übertragungsleitung 5 so konfiguriert, dass sich der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 auf den zweiten Pegel ändert. Die Busarbitrierung kann unter Verwendung einer solchen Konfiguration der Übertragungsleitung 5 realisiert werden (das heißt, Wechseln auf den zweiten Pegel während simultaner Signalpegelausgaben). Der vorstehend erläuterte Bus gibt die Übertragungsleitung 5 an. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein hoher Pegel als der erste Pegel und ein niedriger Pegel als der zweite Pegel bezeichnet, was in anderen Ausführungsformen umgekehrt sein kann.
Auf der Übertragungsleitung 5, wie in 2 dargestellt ist, wird ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM-Signal) als ein Leitungscode verwendet, der einen sich ändernden Signalpegel aufweist. Das PWM-Signal kann sich an einer Bitgrenze von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel ändern, wie beispielsweise zu Beginn des ersten PWM-Signals und des zweiten PWM-Signals gezeigt ist, und kann sich in der Mitte eines Bits von einem niedrigen Pegel zu einem hohen Pegel ändern.
Ferner werden zwei PWM-Signale mit unterschiedlichen Tastverhältnissen verwendet, um einen „logischen Wert 1“ und einen „logischen Wert 0“ auf der Übertragungsleitung 5 darzustellen. Zwei PWM-Signale mit unterschiedlichen Tastverhältnissen bedeuten, dass die beiden PWM-Signale unterschiedliche Niedrigpegelzeiten haben.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht für die zwei Arten von PWM-Signalen mit unterschiedlichen Tastverhältnissen ein PWM-Signal (das heißt, das erste PWM-Signal) mit kürzerer Niedrigpegelzeit einem „logischen Wert 1“ und ein PWM-Signal (das heißt, das zweite PWM-Signal) mit längerer Niedrigpegelzeit entspricht einem „logischen Wert 0“.
Beispielsweise wird das erste PWM-Signal zwischen dem hohen Pegel und dem niedrigen Pegel geteilt, so dass ungefähr ein Drittel eines Bits auf dem niedrigen Pegel und der Rest des einen Bits auf dem hohen Pegel ist. Das zweite PWM-Signal hat ungefähr zwei Drittel eines Bits auf dem niedrigen Pegel und den Rest des einen Bits auf dem hohen Pegel. Die Ein-Drittel-zwei-Drittel-Unterteilung des vorstehend beschriebenen einen Bits sind kein einschränkendes Beispiel dafür, wie das eine Bit geteilt werden kann, wobei das eine Bit kann auch auf verschiedene Arten unterteilt sein kann. Wenn das erste PWM-Signal (das heißt, der logische Wert 1) und das zweite PWM-Signal (das heißt, der logische Wert 0) auf der Übertragungsleitung 5 kollidieren, gewinnt das zweite PWM-Signal die Aribitrierung (Zuteilung). Es ist zu beachten, dass das erste PWM-Signal einem „logischen Wert 0“ entsprechen kann und das zweite PWM-Signal einem „logischen Wert 1“ entsprechen kann.
Wenn die Übertragungsleitung 5 eine aufeinanderfolgende Reihe von ersten PWM-Signalen aufweist, die gleich oder größer als ein vorfestgelegter Wert ist (beispielsweise gleich oder mehr als 20 Bits), kann die Übertragungsleitung 5 als in einem Leerlaufzustand befindlich betrachtet werden. In diesem Beispiel können 20 oder mehr aufeinanderfolgende erste PWM-Signale auf der Übertragungsleitung 5 kennzeichnen, dass die Übertragungsleitung 5 in einem Leerlaufzustand ist. Wenn sich die Übertragungsleitung 5 in einem Leerlaufzustand befindet, ist jeder Knoten 3 konfiguriert, um eine Signalübertragung durchzuführen. Das Kommunikationssystem 1 kann eine Zugriffssteuerung, wie zum Beispiel CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance; zu Deutsch: Mehrfachzugriff mit Trägerprüfung und Kollisionsvermeidung) verwenden, bei der ein Knoten 3, der einen Verlust der Arbitrierung nach dem Start der Übertragung erfasst, die Übertragung sofort stoppt, und ein Knoten 3, der einen Gewinn der Arbitrierung erfasst, die Übertragung fortführt. Ein Knoten 3 erkennt einen Verlust der Arbitrierung, wenn er Daten empfängt, die einen „logischen Wert 0“ haben, obwohl er Kommunikationsdaten mit einem „logischen Wert 1“ übertragen hat.
Ferner ist ein Rahmen, der für die Kommunikation zwischen den Knoten 3 verwendet wird, mit einer Kopfzeile bzw. einem Header zum Spezifizieren von übertragbaren Daten und einer Antwort mit variabler Länge zum Übertragen der durch den Header spezifizierten übertragbaren Daten versehen. Der Header beinhaltet eine ID, die Identifizierer der übertragbaren Daten ist. Ein Gewinn und ein Verlust der Busarbitrierung eines bestimmten Rahmens kann durch den Wert der ID in dem Header entschieden werden. Andererseits können in der Antwort Größeninformationen, die eine Datengröße der Antwort angeben, und ein CRC-Code zum Prüfen von Fehlern beinhaltet sein.
[1-3. Knoten]
Der Master-Knoten 3m gibt entweder das erste PWM-Signal oder das zweite PWM-Signal an die Übertragungsleitung 5 aus. Der Slave-Knoten 3s führt keine Operation zum Ausgeben des ersten PWM-Signals an die Übertragungsleitung 5 durch. Wenn ferner das zweite PWM-Signal an die Übertragungsleitung 5 ausgegeben wird, startet der Slave-Knoten 3s die Signalausgabeoperation des zweiten PWM-Signals, wenn der Slave-Knoten 3s eine Signalpegeländerung der Übertragungsleitung 5 von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel aufgrund der Signalausgabeoperation des Master-Knotens 3m erfasst.
[1-3-1. Master-Knoten]
Wie in 1 dargestellt ist, kann der Master-Knoten 3m einen Signalprozessor 10m, einen Kodierer 11m, einen Gleichrichter 12m, einen Übertragungspuffer 13m, einen Empfangspuffer 14m und einen Dekodierer 15m aufweisen.
Der Signalprozessor 10m führt basierend auf Informationen, die durch Kommunikation mit den Slave-Knoten 3s über die Übertragungsleitung 5 erhalten werden, verschiedene Verarbeitungen durch, die dem Master-Knoten 3m zugewiesen sind. Beispielsweise kann der Signalprozessor 10m konfiguriert sein, um die Funktionen eines Detektors und eines Zeitänderers auszuführen. Gemäß 5 ist die durch den Signalprozessor bei S120 durchgeführte Erfassungsverarbeitung die Verarbeitung, die durch den Signalprozessor 10m ausgeführt wird, der als der Detektor funktioniert. Die Zeitänderungsverarbeitungen, die durch S130 bis S150 von 5 beschrieben werden, sind die Verarbeitung, die von dem Signalprozessor 10m ausgeführt wird, der als Zeitänderer funktioniert.
Der Signalprozessor 10m kann unter Verwendung einer oder mehrerer Hardwarekomponenten realisiert werden. Wenn der Signalprozessor 10m durch eine elektronische Schaltung realisiert wird, kann die elektronische Schaltung eine digitale Schaltung, eine analoge Schaltung oder eine Kombination aus beiden zusätzlich zu vielen logischen Schaltungen sein. Der Signalprozessor 10m kann eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC) oder feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA) beinhalten, wobei diese Elemente so konfiguriert sind, dass sie eine spezifische Verarbeitung ausführen. Beispielsweise kann der Signalprozessor 10m eine dedizierte elektronische Schaltung, um die Funktionen und Verarbeitungen bezüglich des Detektors auszuführen, und eine dedizierte elektronische Schaltung aufweisen, um die Funktionen und Verarbeitungen bezüglich des Zeitänderers auszuführen. Ferner kann der Signalprozessor 10m als ein Mikrocomputer und periphere Vorrichtungen einschließlich einer CPU und eines Halbleiterspeichers (das heißt, „Speicher“), wie zum Beispiel ein ROM, RAM und/oder ein Flash-Speicher, realisiert sein. In diesem Fall werden verschiedene Funktionen des Signalprozessors 10m realisiert, wenn die CPU ein Programm ausführt, das in einem nichtflüchtigen, materiellen Aufzeichnungsmedium gespeichert ist. In diesem Beispiel entspricht ein Speicher einem nichtflüchtigen, materiellen Aufzeichnungsmedium zum Speichern eines Programms.
In dem Master-Knoten 3m werden Übertragungsdaten TXDm mit einem Non-Return-to-Zero-Code (das heißt, mit einem NRZ-Code codiert) in den Kodierer 11m von dem Signalprozessor 10m eingegeben.
Wenn eine Eingabe der Übertragungsdaten TXDm ein „logischer Wert 1“ ist, gibt der Kodierer 11m das erste PWM-Signal als ein Übertragungsdatensignal TXm an den Gleichrichter 12m aus. Ferner wenn eine Eingabe der Übertragungsdaten TXDm ein „logischer Wert 0“ ist, gibt der Kodierer 11m das zweite PWM-Signal als ein Übertragungsdatensignal TXm an den Gleichrichter 12m aus.
Es ist zu beachten, dass, wenn die Übertragungsdaten TXDm nicht von dem Signalprozessor 10m ausgegeben werden (das heißt, wenn der Signalprozessor 10m keine Daten überträgt), der Kodierer 11m konfiguriert ist, eine Eingabe „logischer Wert 1“ zu empfangen. Wenn daher die Übertragungsdaten TXDm nicht von dem Signalprozessor 10m ausgegeben werden, gibt der Kodierer 11m weiterhin das erste PWM-Signal aus, das von den Slave-Knoten 3s als Taktsignal verwendet wird. Ferner kann in einem solchen Fall die Übertragungsleitung 5 durch die aufeinanderfolgende Ausgabe des ersten PWM-Signals von dem Kodierer 11m in einen Leerlaufzustand versetzt werden.
Der Gleichrichter 12m richtet einen Signalverlauf des von dem Kodierer 11m ausgegebenen Übertragungsdatensignals TXm gleich, das heißt, formt einen Signalverlauf des ersten PWM-Signals oder des zweiten PWM-Signals, um in einer rauschgesteuerten Form zu sein. Beispielsweise kann der Gleichrichter 12m eine Pegelumkehr des Übertragungsdatensignals TXm zusammen mit einer Flankensteilheitsminderung des pegelumgekehrten Signalverlauf des Übertragungsdatensignals TXm ausführen und dann das gleichgerichtete Signal an den Übertragungspuffer 13m ausgeben.
Der Übertragungspuffer 13m ist mit einem Schaltelement 16 mit offenen Kollektor versehen, um eine Arbitrierung (das heißt, Busarbitrierung) des Signals auf der Übertragungsleitung 5 zu ermöglichen. Ferner wird in dem Übertragungspuffer 13m das gleichgerichtete Signal von dem Gleichrichter 12m als ein hoch-aktives Ansteuersignal des Schaltelements 16 verwendet. Das heißt, der Übertragungspuffer 13m gibt das Übertragungsdatensignal TXm von dem Kodierer 11m an die Übertragungsleitung 5 aus, indem das vorstehend erläuterte Schaltelement 16 entsprechend dem gleichgerichteten Signal ein- und ausgeschaltet wird.
Insbesondere schaltet in dem Übertragungspuffer 13m, wenn sich das Übertragungsdatensignal TXm von einem hohen Pegel auf einem niedrigen Pegel ändert und sich das gleichgerichtete Signal von einem niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel ändert, das Schaltelement 16 EIN und setzt den Signalpegel der Übertragungsleitung 5 auf einen niedrigen Pegel. Wenn sich ferner das Übertragungsdatensignal TXm von einem niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel ändert und sich das gleichgerichtete Signal von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel ändert, schaltet das Schaltelement 16 AUS. Es ist zu beachten, dass der Slave-Knoten 3s auch mit dem Schaltelement 16 versehen sein kann. Wenn des Weiteren das Schaltelement 16 in dem Master-Knoten 3m AUS schaltet, wird in Fällen, in denen das/die Schaltelement(e) 16 in dem/den anderen Slave-Knoten 3s ausgeschaltet ist/sind, ändert sich der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 von einem niedrigen auf einen hohen Pegel.
Der Empfangspuffer 14m richtet das Signal auf der Übertragungsleitung 5 auf ein rechteckiges PWM-Signal gleich und gibt das gleichgerichtete PWM-Signal als ein Empfangsdatensignal RXm aus.
Beispielsweise kann der Empfangspuffer 14m eine Komparatorschaltung mit einer Hysterese sein. Somit kann der Empfangspuffer 14m das Empfangsdatensignal RXm auf einen niedrigen Pegel setzen, wenn der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 kleiner als ein vorbestimmter niedrigseitiger Schwellenwert VthL ist, und kann das Empfangsdatensignal RXm auf einen hohen Pegel festlegen, wenn der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 höher als ein vorbestimmter oberer Schwellenwert VthH ist. Der untere Schwellenwert VthL und der obere Schwellenwert VthH werden jeweils auf einen Spannungswert zwischen einem hohen Pegel und einem niedrigen Pegel der Übertragungsleitung 5 festgelegt. Ferner ist der obere Schwellenwert VthH höher als der untere Schwellenwert VthL. Das heißt, der Empfangspuffer 14m bestimmt durch Vergleichen der zwei Schwellenwerte VthL und VthH mit dem Signalpegel der Übertragungsleitung 5, ob der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 auf einem hohen Pegel oder einem niedrigen Pegel ist. Daher kann der Empfangspuffer 14m hierin auch als „Bestimmer“ bezeichnet werden. Es ist zu beachten, dass der untere Schwellenwert VthL und der obere Schwellenwert VthH den gleichen Wert haben können. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass der untere Schwellenwert VthL und der obere Schwellenwert VthH der gleiche Schwellenwert Vth sind.
Der Dekodierer 15m kann beispielsweise ein PWM-codierte Empfangsdatensignal RXm, das von dem Empfangspuffer 14m ausgegeben wird, in eine NRZ-Codierung dekodieren und gibt mit einem NRZ-Code codierte Empfangsdaten RXDm an den Signalprozessor 10m aus.
Der Dekodierer 15m liest den Signalpegel des Empfangsdatensignals RXm beispielsweise nach Ablauf einer vorfestgelegten Abtastzeit nach Erfassen des Abfalls des Empfangsdatensignals RXm. Der Abfall des Signals bedeutet eine Änderung des Signalpegels von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel. Wenn ferner der von dem Dekodierer 15m gelesene Signalpegel auf einem hohen Pegel ist, bestimmt der Dekodierer 15m, dass das Empfangsdatensignal RXm das erste PWM-Signal (das heißt, der logische Wert 1) ist, und setzt die Empfangsdaten RXDm mit einer NRZ-Codierung auf einen hohen Pegel für einen Zeitraum von einem Bit. Wenn der von dem Dekodierer 15m gelesene Signalpegel auf einem niedrigen Pegel ist, bestimmt der Dekodierer 15m, dass das Empfangsdatensignal RXm das zweite PWM-Signal (das heißt, der logische Wert 0) ist, und setzt die Empfangsdaten RXDm mit einer NRZ-Codierung auf einen niedrigen Pegel für einen Zeitraum von einem Bit.
Es ist zu beachten, dass, wenn die Übertragungsleitung 5 basierend auf der fortlaufenden Ausgabe des ersten PWM-Signals in einem Leerlaufzustand ist, der Dekodierer 15m basierend auf einer Messung der Niedrigpegelzeit des Empfangsdatensignals RXm konfiguriert ist, eine Abtastzeit als eine Dauer durch Addieren einer vorfestgelegten Zeit α zu der gemessenen Niedrigpegelzeit festzulegen. Ein Kommunikationsprotokoll des Kommunikationssystems 1 kann definieren, dass eine Spezifikationszeit RT oder mehr als eine Differenz zwischen der Niedrigpegelzeit des ersten PWM-Signals und der Niedrigpegelzeit des zweiten PWM-Signals auf der Übertragungsleitung 5 festgelegt wird. Daher kann die vorstehend erläuterte vorfestgelegte Zeit α eine Dauer sein, die gleich oder geringfügig kürzer als die Spezifikationszeit RT ist.
Der Signalprozessor 10m vergleicht bitweise jede der Übertragungsdaten TXDm und jede der entsprechenden Empfangsdaten RXDm und bestimmt eine Kollision von TXDm und RXDm auf der Übertragungsleitung 5, wenn der Signalpegel (das heißt, der logische Wert) der Daten TXDm und der Signalpegel (das heißt, der logische Wert) von RXDm nicht übereinstimmen. Wenn ferner bestimmt wird, dass die Daten kollidiert sind, stoppt der Signalprozessor 10m eine Ausgabe der Übertragungsdaten TXDm an den Kodierer 11m. Es ist zu beachten, dass, wenn die Ausgabe der Übertragungsdaten TXDm von dem Signalprozessor 10m stoppt, eine Eingabe an den Kodierer 11m auf einem „logischen Wert 1“ ist und das erste PWM-Signal weiter an die Übertragungsleitung 5 von dem Master-Knoten 3m ausgegeben wird.
Der Kodierer 11m ist zum Ändern einer Niedrigpegelzeit Tm1 des ersten PWM-Signals, das ein Teil des Übertragungsdatensignals TXm ist, basierend auf einer Anweisung von dem Signalprozessor 10m konfiguriert. Die Niedrigpegelzeit Tm1 entspricht der Niedrigpegelzeit des ersten PWM-Signals, das von dem Master-Knoten 3m zu der Übertragungsleitung 5 ausgegeben wird.
Ferner ist der Kodierer 11m konfiguriert, um auch eine Niedrigpegelzeit Tm0 des zweiten PWM-Signals, das ein Teil des Übertragungsdatensignals TXm ist, basierend auf der Niedrigpegelzeit Tm1 zu ändern. Die Niedrigpegelzeit Tm0 entspricht der Niedrigpegelzeit des zweiten PWM-Signals, das von dem Master-Knoten 3m zu der Übertragungsleitung 5 ausgegeben wird. Beispielsweise legt der Kodierer 11m die Niedrigpegelzeit Tm0 auf eine Dauer einer vorfestgelegten Zeit β (das heißt, eine Zeit gleich oder größer als RT) und der Niedrigpegelzeit Tm1 fest (das heißt, eine Dauer β + Tm1).
Es ist zu beachten, dass der Kodierer 11m und der Dekodierer 15m beispielsweise durch eine elektronische Schaltung realisiert werden können, die als eine Hardwarekomponente vorgesehen ist, oder als ein Mikrocomputer realisiert werden können.
Der Signalprozessor 10m führt eine später beschriebene Zeitänderungsverarbeitung durch, um den Kodierer 11m anzuweisen, eine der zwei Niedrigpegelzeiten (das heißt, unterschiedliche Dauer) auszuwählen, die als Niedrigpegelzeit Tm1 verwendet werden sollten.
[1-3-2. Slave-Knoten]
Der Slave-Knoten 3s kann ähnlich wie der Master-Knoten 3m einen Signalprozessor 10s, einen Kodierer 11s, einen Gleichrichter 12s, einen Übertragungspuffer 13s, einen Empfangspuffer 14s und einen Dekodierer 15s als seine Komponenten aufweisen.
Von den vorstehend erläuterten Komponenten des Slave-Knotens 3s spielen die gleichen Komponenten mit den gleichen Komponentennamen wie die im Master-Knoten 3m die gleiche Rolle im Slave-Knoten 3s wie die Komponenten im Master-Knoten 3m. Es ist zu beachten, dass in den Zeichnungen und der folgenden Beschreibung „TXDs“ Übertragungsdaten einer NRZ-codierten Eingabe von dem Signalprozessor 10s in den Kodierer 11s sind. „TXs“ ist ein Übertragungsdatensignal, das durch den Kodierer 11m in das PWM-Signal umgewandelt wird. „RXs“ ist ein Empfangsdatensignal als ein PWM-Signal, das von dem Empfangspuffer 14s ausgegeben wird. „RXDs“ sind Empfangsdaten, die durch den Dekodierer 15s in eine NRZ-Codierung decodiert werden.
Der Operationsinhalt des Kodierers 11s in dem Slave-Knoten 3s unterscheidet sich jedoch von demjenigen des Kodierers 11m in dem Master-Knoten 3m. Der Signalprozessor 10s führt nicht wie der Signalprozessor 10m des Master-Knotens 3m die Zeitänderungsverarbeitung durch.
Wenn die Übertragungsdaten TXDs von dem Signalprozessor 10s ein „logischer Wert 0“ sind, gibt der Kodierer 11s das zweite PWM-Signal als das Übertragungsdatensignal TXs an den Gleichrichter 12s ausgehend von einer Erfassung eines Abfallens des Empfangsdatensignals RXs aus, was mit der Signalpegeländerung der Übertragungsleitung 5 auf einen niedrigen Pegel einhergeht. Insbesondere, wenn ein Abfall der Empfangsdaten RX erfasst wird, gibt der Kodierer 11s das Übertragungsdatensignal TXs des zweiten PWM-Signals durch Festlegen des Ausgangspegels des Übertragungsdatensignals TXs auf einen niedrigen Pegel für eine vorfestgelegte Niedrigpegelzeit Ts0 aus. Die Niedrigpegelzeit Ts0 entspricht der Niedrigpegelzeit des zweiten PWM-Signals, das von dem Slave-Knoten 3s an die Übertragungsleitung 5 ausgegeben wird. Die Niedrigpegelzeit Ts0 wird festgelegt, um länger zu sein als die Niedrigpegelzeit Tm1 des Master-Knotens 3m.
Wenn die Übertragungsdaten TXDs von dem Signalprozessor 10s ein „logischer Wert 1“ sind, legt der Kodierer 11s den Ausgangspegel des Übertragungsdatensignals TXs für die gesamte Zeitdauer eines Bits fest. Wenn daher die Übertragungsdaten TXDs ein „logischer Wert 1“ sind, wird die Operation zum Festlegen der Übertragungsleitung 5 auf den niedrigen Pegel nicht in dem Slave-Knoten 3s durchgeführt. Das heißt, der Slave-Knoten 3s führt in einem solchen Fall keine Signalausgabeoperation durch, um ein Signal an die Übertragungsleitung 5 auszugeben. Somit ändert sich der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 auf einen Signalpegel, der durch den Master-Knoten 3m ausgegeben wird.
[1-4. Übertragungsoperation des Master-Knotens]
Die Übertragungsoperation des Master-Knotens 3m, die durch die Konfiguration des vorstehend erläuterten Master-Knotens 3m realisiert wird, wird gemäß 3 beschrieben. 3. In FIG. In 3 ist jeder Zeitpunkt t11, t12 und t13 ein Bit-Grenzzeitpunkt (Zeitpunkt der Grenze eines Bits) des Master-Knotens 3m. Ferner ist die Periode von dem Zeitpunkt t11 bis zu dem Zeitpunkt t12 eine Ein-Bit-Periode, während der der Master-Knoten 3m das erste PWM-Signal, das dem „logischen Wert 1“ entspricht, an die Übertragungsleitung 5 ausgibt. Die vom Zeitpunkt t12 bis zum Zeitpunkt t13 ist eine Ein-Bit-Periode, während der der Master-Knoten 3m das zweite PWM-Signal, das dem „logischen Wert 0“ entspricht, an die Übertragungsleitung 5 ausgibt.
Wie es durch die Zeitperiode t11 bis t12 in 3 dargestellt ist, wenn die Übertragungsdaten TXDm ein „logischer Wert 1“ sind (das heißt, wenn ein „logischer Wert 1“ übertragen wird), ändert sich das Übertragungsdatensignal TXm auf einen niedrigen Pegel während der Niedrigpegelzeit Tm1 ausgehend von einer Startzeit einer Ein-Bit-Periode in dem Master-Knoten 3m. Wenn sich das Übertragungsdatensignal TXm auf einen niedrigen Pegel ändert, schaltet das Schaltelement 16 des Übertragungspuffers 13m EIN und der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 ändert sich auf einen niedrigen Pegel. Während der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 niedriger als der Schwellenwert Vth ist, ändert sich ferner das Empfangsdatensignal RXm auf einen niedrigen Pegel. Während der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 niedriger als der Schwellenwert Vth ist, ändert sich das Empfangsdatensignal RXs in dem Slave-Knoten 3s auf einen niedrigen Pegel.
Wie durch die Periode t12 bis t13 in 3 dargestellt ist, wenn die Übertragungsdaten TXDm ein „logischer Wert 0“ sind (das heißt, wenn ein „logischer Wert 0“ übertragen wird), ändert sich das Übertragungsdatensignal TXm während der Niedrigpegelzeit Tm0 ausgehend der Ein-Bit-Periode in dem Masterknoten 3m auf den niedrigen Pegel. Daher ist eine Zeit „unter dem Schwellenwert“, während der der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 niedriger ist als der Schwellenwert Vth, verglichen mit der Übertragung eines „logischen Werts 1“ länger.
[1-5. Übertragungsoperation des Slave-Knotens]
Die Übertragungsoperation des Slave-Knotens 3s ist durch die vorstehend beschriebene Konfiguration des Slave-Knotens 3s realisiert und wird gemäß 4 beschrieben. In 4 ist jeder der Zeitpunkte t21, t22 und t23 ein Bit-Grenzzeitpunkt des Master-Knotens 3m. Ferner sind die Periode vom Zeitpunkt t21 bis zum Zeitpunkt t22 und die Periode vom Zeitpunkt t22 bis zum Zeitpunkt t23 eine Ein-Bit-Periode, während der der Master-Knoten 3m das erste PWM-Signal entsprechend dem „logischen Wert 1“ an die Übertragungsleitung 5 ausgibt. 4 illustriert eine beispielhafte Situation, in der der Slave-Knoten 3s einen „logischen Wert 0“ in einer Periode ausgibt, wenn der Master-Knoten 3m einen „logischen Wert 1“ ausgibt.
Wie in 4 dargestellt ist, wenn das Empfangsdatensignal RXs aufgrund der Signalausgabeoperation des Master-Knotens 3m abfällt, ändert sich das Übertragungsdatensignal TXs in dem Slave-Knoten 3s auf einen niedrigen Pegel während der Niedrigpegelzeit Ts0, die länger als die Niedrigpegelzeit Tm1 ist. Selbst nachdem das Übertragungsdatensignal TXm in dem Master-Knoten 3m auf einen hohen Pegel zurückkehrt, während das Übertragungsdatensignal TXs in dem Slave-Knoten 3s auf einem niedrigen Pegel ist, wird der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 durch den Übertragungspuffer 13s des Slave-Knotens 3s weiterhin auf einem niedrigen Pegel gehalten. Danach, wenn sich das Übertragungsdatensignal TXs auf einen hohen Pegel ändert, kehrt der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 auf einen hohen Pegel zurück. Das heißt, das erste PWM-Signal, das von dem Master-Knoten 3m an die Übertragungsleitung 5 ausgegeben wird, wird durch den Slave-Knoten 3s zu dem zweiten PWM-Signal geändert, das an die Übertragungsleitung 5 ausgegeben wird.
Es ist zu beachten, dass die Periode von dem Zeitpunkt, wenn sich das Übertragungsdatensignal TXm in dem Master-Knoten 3m auf einen niedrigen Pegel ändert, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sich das Übertragungsdatensignal TXs in dem Slave-Knoten 3s auf einen niedrigen Pegel ändert, hier als „erster Term“ bezeichnet, eine Periode ist, in der nur der Master-Knoten 3m die Übertragungsleitung 5 auf einen niedrigen Pegel festlegt. Die Dauer dieses ersten Terms wird als Zeit Tb dargestellt.
Ferner ist eine Periode von, wenn sich das Übertragungsdatensignal TXs in dem Slave-Knoten 3s auf einen niedrigen Pegel ändert, bis, wenn sich das Übertragungsdatensignal TXm in dem Master-Knoten 3m auf einen hohen Pegel ändert, hier als „ein zweiter Term“ bezeichnet, eine Periode, in der sowohl der Master-Knoten 3m als auch der Slave-Knoten 3s die Übertragungsleitung 5 auf einen niedrigen Pegel setzen. Die Dauer dieses zweiten Terms entspricht der Duplexausgabezeit und wird als Zeit Ta dargestellt.
Ferner ist eine Periode von, wenn sich das Übertragungsdatensignal TXm in dem Master-Knoten 3m auf einen hohen Pegel ändert, bis, wenn sich das Übertragungsdatensignal TXs in dem Slave-Knoten 3s auf einen hohen Pegel ändert, hier als „dritter Term“ bezeichnet, eine Periode, in der nur der Slave-Knoten 3s die Übertragungsleitung 5 auf einen niedrigen Pegel setzt. Die Niedrigpegelzeit Ts0 ist so festgelegt, dass sie eine Dauer aufweist, so dass eine Dauer des dritten Terms gleich oder größer als die Spezifikationszeit RT ist, die durch das Kommunikationsprotokoll definiert ist.
[1-6. Zeitänderungsverarbeitung]
Die Zeitänderungsverarbeitung, die von dem Signalprozessor 10m des Master-Knotens 3m durchgeführt wird, wird mit Bezug auf 5 beschrieben.
Die Zeitänderungsverarbeitung, die in 5 dargestellt ist, wird beispielsweise in der Periode, von, wenn die Operation des Master-Knotens 3m gestartet wird, bis zu einer ersten Ausgabe des Übertragungsdatensignals TXm von dem Kodierer 11m gestartet.
Die erste Ausgabe des vorstehend erläuterten Übertragungsdatensignals TXm ist das erste PWM-Signal, um die Übertragungsleitung 5 in einen Leerlaufzustand zu versetzen. Es ist zu beachten, dass nicht nur das PWM-Signal, das Daten darstellt, sondern auch das erste PWM-Signal zum Versetzen der Übertragungsleitung 5 in einen Leerlaufzustand als ein PWM-Signal für die Kommunikation in dem Kommunikationssystem 1 betrachtet wird.
Wie in 5 dargestellt ist, wenn die Zeitänderungsverarbeitung gestartet wird, wartet der Signalprozessor 10m in S110 auf die erste Ausgabe des Übertragungsdatensignals TXm von dem Kodierer 11m. Insbesondere wartet der Signalprozessor 10m, bis das Übertragungsdatensignal TXm abfällt. Der Abfall des Übertragungsdatensignals TXm entspricht einer der Anweisungen, die an den Gleichrichter 12m und den Übertragungspuffer 13m gegeben werden, was eine Signalpegeländerung der Übertragungsleitung 5 von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel anweist.
Nach der ersten Ausgabe des Übertragungsdatensignals TXm von dem Kodierer 11m erfasst der Signalprozessor 10m in S120 eine Zeitverzögerung TD von einem Abfall des Übertragungsdatensignals TXm bis zu einem Abfall des Empfangsdatensignals RXm, wie in 6 gezeigt ist. Die Zeit des Abfallens des Empfangsdatensignals RXm entspricht einer Zeit, wenn der Empfangspuffer 14m die Signalpegeländerung der Übertragungsleitung 5 von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel bestimmt. Die Zeitverzögerung TD entspricht einem Indexwert, der mit der Zeitkonstanten „τ“ der Übertragungsleitung 5 korreliert. Die Zeitverzögerung TD wird länger, wenn τ größer wird. Die Abfallzeit (das heißt, wenn der Abfall auftritt) des Empfangsdatensignals RXm, das zum Erfassen der Zeitverzögerung TD verwendet wird, kann als eine Bestimmung (das heißt, eine Erfassungszeit) der Signalpegeländerung der Übertragungsleitung 5 von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel bezeichnet werden. Der hohe Pegel kann in diesem Fall als ein „Voränderungspegel“ bezeichnet werden und der niedrige Pegel kann als ein „Nachänderungspegel“ bezeichnet werden.
Der Signalprozessor 10m bestimmt in S130, ob die in S120 erfasste Zeitverzögerung TD gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert Tth ist. Der Spezifikationsbereich von τ, der für das Kommunikationssystem 1 definiert ist, kann beispielsweise „1 bis 5“ sein. Der vorbestimmte Wert Tth ist als ein Wert (beispielsweise 5 Mikrosekunden) der Zeitverzögerung TD festgelegt, falls τ ein Median des Spezifikationsbereiches ist, das heißt, „ein Spezifikationsmedian“, das heißt, der Spezifikationsmedian kann sich auf die vorbestimmte Zeitkonstante im Spezifikationsbereich beziehen.
Wenn in S130 bestimmt wird, dass die Zeitverzögerung TD nicht gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert Tth ist, beispielsweise wenn τ größer als der Spezifikationsmedian ist, fährt die Verarbeitung mit S140 fort. In S140 weist der Signalprozessor 10m den Kodierer 11m an, eine erste Zeit L1 als die Niedrigpegelzeit Tm1 festzulegen, und beendet die Zeitänderungsverarbeitung nach S140.
Der Signalprozessor 10m fährt mit S150 fort, wenn in S130 bestimmt wird, dass die Zeitverzögerung TD gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert Tth ist (beispielsweise wenn τ der Übertragungsleitung 5 gleich oder kleiner als der Spezifikationsmedian ist). In S150 weist der Signalprozessor 10m den Kodierer 11 m an, eine zweite Zeit L2 festzulegen, die kürzer als die erste Zeit L1 ist, und beendet die Zeitänderungsverarbeitung nach S150.
Es ist zu beachten, dass in dem Kodierer 11m die erste Zeit L1 als ein Standardwert der Niedrigpegelzeit Tm1 festgelegt werden kann. In Fällen, in denen der Kodierer 11m in S150 Anweisungen zum Festlegen der zweiten Zeit L2 empfängt, ist der Kodierer 11m so konfiguriert, dass er die in der Anweisung spezifizierte zweite Zeit L2 festlegt, und die Änderung in die zweite Zeit L2 wird in dem nächsten Übertragungsdatensignal TXm oder danach reflektiert.
Durch Ausführen des vorstehend erläuterten Zeitänderungsverarbeitung wird, wenn die Zeitverzögerung TD gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert Tth ist, die Niedrigpegelzeit Tm1 des Übertragungsdatensignals TXm als das erste PWM-Signal, das von dem Kodierer 11m ausgegeben wird, in die zweite Zeit L2 geändert, die kürzer ist als die erste Zeit L1, wie in 6 gezeigt ist. Es ist zu beachten, dass in 6 jeder Zeitpunkt t31, t32 und t33 eine Bit-Grenzzeit in dem Master-Knoten 3m ist. Ferner ist jede Periode vom Zeitpunkt t31 bis zum Zeitpunkt t32 und vom Zeitpunkt t32 bis zum Zeitpunkt t33 eine Ein-Bit-Periode, in der der Master-Knoten 3m das erste PWM-Signal an die Übertragungsleitung 5 ausgibt. Ferner wird ein Sequenzdiagramm in 7 verwendet, um eine Operation zum Realisieren der Änderung der Niedrigpegelzeit Tm1 zu illustrieren, die in 6 gezeigt ist. Der Ausgabeabschnitt, auf den in 7 Bezug genommen wird, kann den Gleichrichter 12m und den Übertragungspuffer 13m beinhalten, das heißt, der Gleichrichter 12m und der Übertragungspuffer 13m können als ein „Ausgabeabschnitt“ zum Ausgeben eines PWM-Signals an die Übertragungsleitung 5 bezeichnet werden. Der Abfall des Übertragungsdatensignals TXm, das zum Erfassen der Zeitverzögerung TD verwendet wird, kann als ein Anweisung an den Ausgabeabschnitt betrachtet werden, um eine Signalpegeländerung der Übertragungsleitung 5 von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel zu bewirken. Das heißt, die Anweisung an den Ausgabeabschnitt kann Anweisungen zum Ausgeben von entweder dem ersten PWM-Signal oder dem zweiten PWM-Signal von der Kommunikationsvorrichtung an die Übertragungsleitung für die Kommunikation beinhalten.
Der Signalprozessor 10m, der als der Detektor funktioniert, kann den Indexwert als die Zeitverzögerung TD von der Zeit des Gebens der Anweisung (das heißt, Anweisungszeitpunkt) an den Ausgabeabschnitt für die Signalpegeländerung der Übertragungsleitung von dem Voränderungspegel zu dem Nachänderungspegel bis zu dem Erfassungszeitpunkt der Signalpegeländerung der Übertragungsleitung von dem Voränderungspegel zu dem Nachänderungspegel erfassen.
[1-7. Operative Wirkungen]
In dem Master-Knoten 3m wird die Niedrigpegelzeit Tm1 des Übertragungsdatensignals TXm als das erste PWM-Signal, das von dem Kodierer 11m ausgegeben wird, gemäß τ der Übertragungsleitung 5 geändert.
Wenn τ der Übertragungsleitung 5 größer als der Spezifikationsmedian (beispielsweise 3) ist, wie in 8B dargestellt ist, ändert sich die Niedrigpegelzeit Tm1 des Übertragungsdatensignals TXm als das erste PWM-Signal, das von dem Kodierer 11m ausgegeben wird, in die erste Zeit L1. Die erste Zeit L1 wird als eine Zeit festgelegt, die es ermöglicht, dass der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 auf einen niedrigen Pegel geändert wird, selbst wenn τ das Spezifikationsmaximum (beispielsweise 5) ist. Es ist zu beachten, dass in 8A und 8B die Zeit t1 und die Zeit t2 Bit-Grenzzeitpunkte sind.
Wenn τ der Übertragungsleitung 5 gleich oder kleiner als der Spezifikationsmedian ist, wie in 8A dargestellt ist, ist die Niedrigpegelzeit Tm1 des Übertragungsdatensignals TXm als das erste PWM-Signal, das von dem Kodierer 11m ausgegeben wird, die zweite Zeit L2, die kürzer als die erste Zeit L1 ist. Die zweite Zeit L2 kann als eine Dauer festgelegt werden, die es ermöglicht, dass der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 auf einen niedrigen Pegel geändert wird, selbst wenn τ der Spezifikationsmedian ist. Daher kann die zweite Zeit L2 kürzer sein als die erste Zeit L1.
Andererseits kann die Niedrigpegelzeit Ts0 des Übertragungsdatensignals TXs als das zweite PWM-Signal, das von dem Kodierer 11s des Slave-Knotens 3s ausgegeben wird, festgelegt werden, um beide der folgenden Bedingungen zu erfüllen.
Als eine Bedingung ist die Dauer der Niedrigpegelzeit Ts0 um einen Betrag länger, der gleich oder größer als die Spezifikationszeit RT und die Duplexausgabezeit Ta ist, wenn (i) τ das Spezifikationsminimum ist (beispielsweise 1), und (ii) die Niedrigpegelzeit Tm1 des Übertragungsdatensignals TXm ist zweite Zeit L2t.
Als eine weitere Bedingung ist die Dauer der Niedrigpegelzeit Ts0 um einen Betrag länger, der gleich oder größer als die Spezifikationszeit RT und die Duplexausgabezeit Ta ist, wenn (i) τ der Spezifikationsmedian ist und (ii) die Niedrigpegelzeit Tm1 des Übertragungsdatensignals TXm die erste Zeit L1 ist.
Die Niedrigpegelzeit Ts0, die beide der vorstehenden Bedingungen für die vorliegende Ausführungsform erfüllt, die gemäß 8A und 8B beschrieben ist, kann kürzer sein als die Niedrigpegelzeit Ts0 von TXs des Stands der Technik, der in 12A und 12B dargestellt ist. Im Stand der Technik ist die Niedrigpegelzeit Ts0 von TXs in 12A und 12B die Niedrigpegelzeit Ts0, die für TXs erforderlich ist, wenn die Niedrigpegelzeit Tm1 des Master-Knotens 3m als ein fester Wert festgelegt ist. Als ein Vergleichsbeispiel zwischen der vorliegenden Ausführungsform und dem Stand der Technik sei angemerkt, dass der Signalverlauf mit der gepunkteten Linie in 8A und 8B den Signalverlauf mit der durchgezogenen Linie des Stands der Technik repräsentiert, der in 12A und 12B dargestellt ist, das heißt, der Signalverlauf des Festlegens der Niedrigpegelzeit Tm1 als einen festen Wert, anstatt Tm1 als einen variablen Wert festzulegen, wie durch die vorliegende Ausführungsform in Betracht gezogen wird.
Das heißt, der Master-Knoten 3m der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht auf einfache Weise eine Differenz zwischen der Niedrigpegelzeit des ersten PWM-Signals, das von dem Master-Knoten 3m ausgegeben wird, und der Niedrigpegelzeit des zweiten PWM-Signals, das von dem Slave-Knoten 3s ausgegeben wird, um einen Betrag gleich oder größer als die Spezifikationszeit RT, selbst wenn die Niedrigpegelzeit Ts0 des Slave-Knotens 3s verkürzt ist. Ferner werden, da es eine kürzere Niedrigpegelzeit Ts0 des Slave-Knoten 3s Slave ermöglicht, Bitfehler wie Bit-Spreizung-Fehler und Bit-Defizit-Fehler, beispielsweise Situationen, in denen der Signalpegel der Übertragungsleitung 5 nicht vor der Bitgrenze des nächsten Bits auf den hohen Pegel zurückzukehrt, wenn τ der Übertragungsleitung 5 ein großer Wert ist, begrenzt oder verhindert. Daher kann sowohl (i) eine ausreichende Differenz zwischen der Niedrigpegelzeit des ersten PWM-Signals, das von dem Master-Knoten 3m ausgegeben wird, und der Niedrigpegelzeit des zweiten PWM-Signals, das von dem Slave-Knoten 3s ausgegeben wird, um einen Betrag gleich oder größer als die Spezifikationszeit RT, und (ii) die Begrenzung/Verhinderung von Bitfehlern einfach gleichzeitig ohne Kompromiss erreicht werden. Somit kann die Kommunikationsgeschwindigkeit des Kommunikationssystems 1 leicht erhöht werden.
Ferner erfasst der Signalprozessor 10m des Master-Knotens 3m die Zeitverzögerung TD von dem Zeitpunkt an, zu dem das Übertragungsdatensignal TXm abfällt, bis zu einem Zeitpunkt, wenn das Empfangsdatensignal RXm abfällt, als einen Indexwert, der mit τ der Übertragungsleitung 5 korreliert. Daher kann in der vorliegenden Ausführungsform ein Indexwert durch einfache Verarbeitung erlangt werden.
Ferner ist in dem Master-Knoten 3m ein Abfall des Übertragungsdatensignals TXm, der zum Erfassen der Zeitverzögerung TD verwendet wird, der Abfall des Übertragungsdatensignals TXm, das dem Gleichrichter 12m von dem Kodierer 11m für eine Ausgabe des ersten PWM-Signals für die Kommunikation über die Übertragungsleitung 5 gegeben wird. Daher muss bei der vorliegenden Ausführungsform kein zusätzliches dediziertes Signal zum Erfassen der Zeitverzögerung TD erzeugt werden.
Als eine Modifikation der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann die Zeitverzögerung TD in S120 von 5 als eine Zeitdauer von einem Anstieg des Übertragungsdatensignals TXm bis zu einem Anstieg des Empfangsdatensignals RXm erfasst werden. Ein Anstieg des Signals bedeutet eine Änderung des Signalpegels von einem niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel. Ferner kann das Übertragungsdatensignal TXm, das zum Erfassen der Zeitverzögerung TD verwendet wird, das Übertragungsdatensignal TXm des zweiten PWM-Signals sein. Diese Modifikationen können ähnlich auf andere hier beschriebene Ausführungsformen angewendet werden.
[2. Zweite Ausführungsform]
[2-1. Unterschied zur ersten Ausführungsform]
Da die Konfiguration der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen die gleiche wie die der ersten Ausführungsform ist, konzentriert sich die folgende Beschreibung auf den Unterschied zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform. Die Bezugszeichen für Merkmale und Elemente der ersten Ausführungsform werden verwendet, um sich auf die entsprechenden Merkmale und Elemente der zweiten Ausführungsform zu beziehen. Wiederholte Beschreibungen derartiger entsprechender Merkmale und Elemente wurden der Kürze halber weggelassen.
In dem Kommunikationssystem 1 der zweiten Ausführungsform kann die Niedrigpegelzeit Tm1 des Übertragungsdatensignals TXm, das von dem Kodierer 11m des Master-Knotens 3m als das erste PWM-Signal ausgegeben wird, auf die vorstehend beschriebene erste Zeit L1 festgelegt werden. Daher kann die Niedrigpegelzeit Tm0 des Übertragungsdatensignals TXm, das von dem Kodierer 11m als das zweite PWM-Signal ausgegeben wird, auch von einer festen Dauer sein.
Der Signalprozessor 10m des Master-Knotens 3m kann eine Erfassungsverarbeitung, wie in 9 gezeigt, durchführen, anstatt die Zeitänderungsverarbeitung von 5 durchzuführen.
Wie es durch den gestrichelten Pfeil angedeutet ist, der sich von dem Signalprozessor 10s des Slave-Knotens 3s in 1 erstreckt, ist der Kodierer 11s des Slave-Knotens 3s konfiguriert, um die Niedrigpegelzeit Ts0 des Übertragungsdatensignals TXs zu ändern. Das Übertragungsdatensignal TXs wird dann als das zweite PWM-Signal basierend auf einer Anweisung von dem Signalprozessor 10s ausgegeben.
Ferner kann der Signalprozessor 10s des Slave-Knotens 3s die in 10 gezeigte Zeitänderungsverarbeitung durchführen. 10, um dem Kodierer 11s Anweisungen für die Niedrigpegelzeit Ts0 bereitzustellen.
[2-2. Erfassungsverarbeitung]
Wie in 9 dargestellt ist, weist, verglichen mit der Zeitänderungsverarbeitung von 5, die von dem Signalprozessor 10m des Master-Knotens 3m durchgeführt wird, die Erfassungsverarbeitung S200 anstelle von S130 bis S150 auf.
In S200 führt der Signalprozessor 10m eine TD-Übertragungsverarbeitung zum Übertragen der in S120 erfassten Zeitverzögerung TD an den Slave-Knoten 3s durch. Insbesondere erzeugt der Signalprozessor 10m einen Übertragungsrahmen, der Erfassungsergebnisdaten beinhaltet, die ein Erfassungsergebnis der Zeitverzögerung TD darstellen, und gibt ein Bitstring des erzeugten Übertragungsrahmen an den Kodierer 11 M aus, um den Übertragungsrahmen an die Übertragungsleitung 5 zu übertragen. Dann beendet der Signalprozessor 10m die Erfassungsverarbeitung von 9.
[2-3. Zeitänderungsverarbeitung]
Der Signalprozessor 10s des Slave-Knotens 3s führt eine Zeitänderungsverarbeitung von 10 durch, wenn er den Übertragungsrahmen einschließlich der vorstehend beschriebenen Erfassungsergebnisdaten empfängt.
Wie in 10 dargestellt ist, extrahiert der Signalprozessor 10s ausgehend vom Start der Zeitänderungsverarbeitung die Erfassungsergebnisdaten aus dem empfangenen Rahmen in S220 und erlangt diese. Durch Erlangen der Erfassungsergebnisdaten erlangt der Signalprozessor 10s die Zeitverzögerung TD, die von dem Master-Knoten 3m erfasst wird.
In S230 bestimmt der Signalprozessor 10s, ob die in S220 erlangte Zeitverzögerung TD gleich oder größer als der vorstehend beschriebene vorbestimmte Wert Tth ist.
Wenn der Signalprozessor 10s in S230 bestimmt, dass die Zeitverzögerung TD nicht gleich oder größer als der vorbestimmte Wert Tth ist, das heißt, „NEIN“ in S230 gilt, fährt der Signalprozessor 10s mit S240 fort. Das heißt, wenn τ der Übertragungsleitung 5 kleiner als der Spezifikationsmedian ist, fährt die Verarbeitung mit S240 fort. In S240 weist der Signalprozessor 10s den Kodierer 11s an, eine erste Zeit La auf die Niedrigpegelzeit Ts0 festzulegen, und beendet die Zeitänderungsverarbeitung nach S240.
Der Signalprozessor 10s fährt mit S250 fort, wenn der Signalprozessor 10s in S230 bestimmt, dass die Zeitverzögerung TD gleich oder größer als der vorbestimmte Wert Tth ist, das heißt, JA bei S230 gilt, wenn τ der Übertragungsleitung 5 gleich oder größer ist als der Spezifikationsmedian. In S250 weist der Signalprozessor 10s den Kodierer 11s an, eine zweite Zeit Lb, die kürzer als die erste Zeit La ist, auf die Niedrigpegelzeit Ts0 festzulegen, und beendet die Zeitänderung nach S250.
In dem Kodierer 11s kann die erste Zeit La als ein Standardwert der Niedrigpegelzeit Ts0 festgelegt werden. Wenn die zweite Zeit Lb in S250 angewiesen wird, ist der Kodierer 11s so konfiguriert, dass er die zweite Zeit Lb auf das Übertragungsdatensignal TXs reflektiert, das bei der nächsten Übertragung zu übertragen ist.
[2-4. Operative Wirkungen]
In dem Slave-Knoten 3s wird die Niedrigpegelzeit Ts0 des Übertragungsdatensignals TXs, das von dem Kodierer 11s als das zweite PWM-Signal ausgegeben wird, gemäß τ der Übertragungsleitung 5 geändert.
Wenn τ der Übertragungsleitung 5 kleiner als der Spezifikationsmedian ist, wie in 11A gezeigt ist, ändert sich die Niedrigpegelzeit Ts0 des Übertragungsdatensignals TXs, das von dem Kodierer 11s als das zweite PWM-Signal ausgegeben wird, in die erste Zeit La. Die erste Zeit La ist als eine längere Dauer festgelegt, um einen Betrag gleich oder größer ist als die Spezifikationszeit RT und die Duplexausgabezeit Ta, in Fällen, in denen τ das Spezifikationsminimum ist. In 11A und 11B ist jede von der Zeit t1 und der Zeit t2 eine Bit-Grenzzeit.
Wenn τ der Übertragungsleitung 5 gleich oder größer als der Spezifikationsmedian ist, wie in 11B dargestellt ist, ändert sich die Niedrigpegelzeit Ts0 des Übertragungsdatensignals TXs, das von dem Kodierer 11s als das zweite PWM-Signal ausgegeben wird, auf die zweite Zeit Lb, die kürzer als die erste Zeit La ist.
Die Dauer der zweiten Zeit Lb kann um einen Betrag länger sein, der gleich oder größer als die Spezifikationszeit RT und die Duplexausgabezeit Ta ist, in Fällen, in denen τ der Spezifikationsmedian ist. Daher kann die zweite Zeit Lb kürzer sein als die erste Zeit La. Wenn τ ein großer Wert ist, wird verhindert, dass die Niedrigpegelzeit Ts0 einen überhöhten Wert annimmt, wodurch ein Bitfehler wie etwa Bit-Spreizung oder ein Bit-Defizit begrenzt wird. Der gepunktete Signalverlauf, der in 11B dargestellt ist, illustriert als ein Vergleichsbeispiel den Signalverlauf des Stands der Technik, der durch den durchgezogenen Signalverlauf in 12B illustriert ist. Der gepunktete Signalverlauf in 11B zeigt ein Übertragungsleitungssignal, das im Stand der Technik auftritt, indem die Niedrigpegelzeit Ts0 als ein fester Wert festgelegt wird, anstatt dass Ts0 wie in der vorliegenden Ausführungsform als variabler Wert festgelegt wird.
Gemäß der zweiten Ausführungsform sind sowohl (i) Bereitstellen einer ausreichenden Differenz zwischen der Niedrigpegelzeit des ersten PWM-Signals, das von dem Master-Knoten 3m ausgegeben wird, und der Niedrigpegelzeit des zweiten PWM-Signals, das von dem Slave-Knoten 3s ausgeben wird, um einen Betrag gleich oder größer als die Spezifikationszeit RT als auch (ii) Begrenzen/Verhindern der Bitfehler (beispielsweise Bit-Spreizung, Bit-Defizit) einfach gleichzeitig erreichbar. Daher kann die Kommunikationsgeschwindigkeit des Kommunikationssystems 1 einfach erhöht werden.
In der zweiten Ausführungsform wird ähnlich wie in der ersten Ausführungsform die Zeitverzögerung TD als ein Indexwert erfasst, der mit τ korreliert, und als solches wird der Indexwert durch einfache Verarbeitung erhältlich. Somit ist es nicht notwendig, ein zusätzliches dediziertes Signal ausschließlich für die Erfassung der Zeitverzögerung TD zu erzeugen.
In der zweiten Ausführungsform kann der Signalprozessor 10m des Master-Knotens 3m die Funktionen eines Detektors ausführen, wobei die Verarbeitung von S120 in 9 den Funktionen und der Verarbeitung entspricht, die von dem Detektor durchgeführt werden. Die Erfassungsergebnisdaten, die von dem Master-Knoten 3m an den Slave-Knoten 3s übertragen werden, entsprechen den Informationen, die ein Erfassungsergebnis eines Indexwerts angeben. Der Signalprozessor 10s des Slave-Knotens 3s kann die Funktionen sowohl eines Erlangers als auch eines Zeitkontrollers ausführen. Der Verarbeitung von S220 in 10 ist die Verarbeitung, die von dem Signalprozessor 10s ausgeführt wird, der als ein Erlanger fungiert. Die Verarbeitungen von S230-S250 in 10 sind die Verarbeitung, die von dem Signalprozessor 10s durchgeführt wird, der als ein Zeitkontroller funktioniert.
Als eine Modifikation der vorliegenden Ausführungsform kann in dem Master-Knoten 3m die Zeitverzögerung TD, die in S120 von 9 erfasst wird, in τ umgewandelt werden, und die Daten, welche das umgewandelte τ angeben, können von dem Master-Knoten 3 M an die Slave-Knoten 3s als Erfassungsergebnisdaten übertragen werden. In so einem Fall erlangt in S220 von 10 der Signalprozessor 10s des Slave-Knotens 3s den Wert von τ als die Informationen, die das Erfassungsergebnis des Indexwerts angeben. Daher kann der Signalprozessor 10s in S230 von 10 bestimmen, ob der Wert von τ, der bei S220 erlangt wird, gleich oder größer als der Spezifikationsmedian ist.
Ferner können die Erfassungsergebnisdaten von dem Master-Knoten 3m an den Slave-Knoten 3s über eine andere Route als die Übertragungsleitung 5 übertragen (das heißt, bereitgestellt) werden.
Die zweite Ausführungsform kann entweder teilweise oder als Ganzes mit der ersten Ausführungsform kombiniert werden.
[3. Weitere Ausführungsformen]
Obwohl vorstehend verschiedene Ausführungsformen und Modifikationen offenbart sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht notwendigerweise auf das Vorstehende beschränkt.
Beispielsweise kann der Indexwert, der mit τ der Übertragungsleitung 5 korreliert, ein anderer Wert als die vorstehend erläuterte Zeitverzögerung TD sein. Das heißt, ein Spannungswert der Übertragungsleitung 5 nach einer vorfestgelegten abgelaufenen Zeit seit der Änderung des Übertragungsdatensignals TXm entweder auf einen hohen Pegel oder auf einen niedrigen Pegel kann als ein Indexwert erfasst werden.
Ferner können die Niedrigpegelzeit Tm1 in der ersten Ausführungsform und die Niedrigpegelzeit Ts0 in der zweiten Ausführungsform gemäß dem Erfassungsergebnis des Indexwerts auf drei oder mehr Werte geändert werden oder sie können gemäß dem Erfassungsergebnis des Indexwertes linear geändert werden.
Solche Änderungen, Modifikationen und zusammengefassten Schemata sind so zu verstehen, dass sie innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung liegen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Kommunikationsvorrichtung, die als ein Master-Knoten (3m) eines Kommunikationssystems mit einer Vielzahl von Knoten (3m, 3s) dient, die durch eine Übertragungsleitung (5) verbunden sind, wobei Datenkommunikation zwischen der Vielzahl von Knoten konfiguriert ist, um ein Erster-Pegel-Signal mit einem ersten Pegel zu verwenden und ein Zweiter-Pegel-Signal mit einem zweiten Pegel zu verwenden, wobei ein Leitungscode der Datenkommunikation über die Übertragungsleitung konfiguriert ist, um (i) zwei Arten von Pulsweitenmodulationssignalen (PWM-Signalen) zu verwenden, von denen eines eine längere Zeit des zweiten Pegels als die andere aufweist, wenn eine Signalmodulation als eine Signalpegeländerung des ersten zum zweiten Pegel an einer Bitgrenze und eine Signalpegeländerung des zweiten zum ersten Pegel in der Mitte eines Bits implementiert ist, und (ii) zeitlich gleiche Ausgaben des Erster-Pegel-Signals und des Zweiter-Pegel-Signals von verschiedenen Knoten aufzuweisen, die zu dem Zweiter-Pegel-Signal der Übertragungsleitung zugeteilt sind, wobei der Master-Knoten konfiguriert ist, um entweder ein erstes PWM-Signal mit einer kürzeren Zeit des zweiten Pegels oder ein zweites PWM-Signal mit der längeren Zeit des zweiten Pegels auszugeben, und ein Slave-Knoten (3s) als mindestens ein Knoten unter der Vielzahl von Knoten außer dem Master-Knoten vorgesehen ist und konfiguriert ist, um eine Signalausgabeoperation zum Ausgeben des zweiten PWM-Signals an die Übertragungsleitung zu einem Erfassungszeitpunkt der Signalpegeländerung vom ersten zum zweiten Pegel der Übertragungsleitung aufgrund einer Signalausgabeoperation des Master-Knotens zu starten, wobei die Kommunikationsvorrichtung aufweist: einen Detektor (10m, S120), der zum Erfassen eines Indexwerts konfiguriert ist, der mit einer Zeitkonstante der Übertragungsleitung korreliert; und einen Zeitänderer (10m, S130 ~ S150), der zum Ändern der Zeit des zweiten Pegels des ersten PWM-Signals, das an die Übertragungsleitung auszugeben ist, gemäß dem durch den Detektor erfassten Indexwert konfiguriert ist, wobei der Zeitänderer die Zeit des zweiten Pegels des ersten PWM-Signals auf eine kürzere Zeitdauer festlegt, wenn der Indexwert einen kleineren als einen vorfestgelegten Zeitkonstantenwert innerhalb eines Spezifikationsbereichs des Zeitkonstantenwerts des Kommunikationssystems angibt, als wenn der Indexwert einen größeren als den vorfestgelegten Zeitkonstantenwert angibt.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Ausgabeabschnitt (12m, 13m), der zum Ausgeben des ersten PWM-Signals und des zweiten PWM-Signals an die Übertragungsleitung konfiguriert ist; und einen Bestimmer (14m), der zum Bestimmen konfiguriert ist, ob ein Signalpegel der Übertragungsleitung der erste Pegel oder der zweite Pegel ist, durch Vergleichen des Signalpegels der Übertragungsleitung mit mindestens einem Schwellenwert, der als ein Potential zwischen dem ersten Pegel und dem zweiten Pegel festgelegt ist, wobei der Detektor den Indexwert als eine Zeitverzögerung (TD) von einem Anweisungszeitpunkt eines Gebens einer Anweisung an den Ausgabeabschnitt für die Signalpegeländerung der Übertragungsleitung von einem Voränderungspegel zu einem Nachänderungspegel, wobei der Voränderungspegel einer des ersten Pegels und des zweiten Pegels ist und der Nachänderungspegel ein anderer des ersten Pegels und des zweiten Pegels ist, bis zu dem Erfassungszeitpunkt der Signalpegeländerung der Übertragungsleitung von dem Voränderungspegel zu dem Nachänderungspegel.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Anweisung, die zum Erfassen der Zeitverzögerung verwendet wird, den Ausgabeabschnitt zum Ausgeben eines des ersten PWM-Signals und des zweiten PWM-Signals von der Kommunikationsvorrichtung an die Übertragungsleitung für die Kommunikation anweist.
Kommunikationssystem, das als ein Master-Knoten (3m) eines Kommunikationssystems mit einer Vielzahl von Knoten (3m, 3s) dient, die mit einer Übertragungsleitung (5) verbunden sind, wobei Datenkommunikation zwischen der Vielzahl von Knoten konfiguriert ist, um ein Erster-Pegel-Signal mit einem ersten Pegel zu verwenden und ein Zweiter-Pegel-Signal mit einem zweiten Pegel zu verwenden, wobei ein Leitungscode der Datenkommunikation über die Übertragungsleitung konfiguriert ist, um (i) zwei Arten von Pulsweitenmodulationssignalen (PWM-Signalen) zu verwenden, von denen eines eine längere Zeit des zweiten Pegels als die andere aufweist, wenn eine Signalmodulation als eine Signalpegeländerung des ersten zum zweiten Pegel an einer Bitgrenze und eine Signalpegeländerung des zweiten zum ersten Pegel in der Mitte eines Bits implementiert ist, und (ii) zeitlich gleiche Ausgaben des Erster-Pegel-Signals und des Zweiter-Pegel-Signals von verschiedenen Knoten aufzuweisen, die zu dem Zweiter-Pegel-Signal der Übertragungsleitung zugeteilt sind, wobei der Master-Knoten konfiguriert ist, um entweder ein erstes PWM-Signal mit einer kürzeren Zeit des zweiten Pegels oder ein zweites PWM-Signal mit der längeren Zeit des zweiten Pegels auszugeben, und ein Slave-Knoten (3s) als mindestens ein Knoten unter der Vielzahl von Knoten vorgesehen ist und konfiguriert ist, um eine Signalausgabeoperation zum Ausgeben des zweiten PWM-Signals an die Übertragungsleitung zu einem Erfassungszeitpunkt der Signalpegeländerung vom ersten zum zweiten Pegel der Übertragungsleitung aufgrund einer Signalausgabeoperation des Master-Knotens zu starten, wobei die Kommunikationsvorrichtung aufweist: einen Detektor (10m, S120), der zum Erfassen eines Indexwerts konfiguriert ist, der mit einer Zeitkonstante der Übertragungsleitung korreliert; einen Erlanger (10s, S220) in dem Slave-Knoten, der zum Erlangen von Information konfiguriert ist, die ein Erfassungsergebnis des Indexwerts von dem Master-Knoten angeben; und einen Zeitkontroller (10s, S230 ~ S250) in dem Slave-Knoten, der zum Ändern der Zeit des zweiten Pegels des zweiten PWM-Signals, das von dem Slave-Knoten an die Übertragungsleitung auszugeben ist, gemäß der von dem Erlanger erlangten Informationen konfiguriert ist, wobei der Zeitkontroller die Zeit des zweiten Pegels des zweiten PWM-Signals auf eine kürzere Zeitdauer festlegt, wenn die Informationen einen kleineren als einen vorfestgelegten Zeitkonstantenwert innerhalb eines Spezifikationsbereichs des Zeitkonstantenwerts des Kommunikationssystems angeben, als wenn die Informationen einen größeren als den vorfestgelegten Zeitkonstantenwert angeben.
Kommunikationssystem nach Anspruch 4, wobei der Master-Knoten ferner beinhaltet: einen Ausgabeabschnitt (12m, 13m), der zum Ausgeben des PWM-Signals an die Übertragungsleitung konfiguriert ist; und einen Bestimmer (14m), der zum Bestimmen konfiguriert ist, ob ein Signalpegel der Übertragungsleitung der erste Pegel oder der zweite Pegel ist, durch Vergleichen des Signalpegels der Übertragungsleitung mit mindestens einem Schwellenwert, der als ein Potential zwischen dem ersten Pegel und dem zweiten Pegel festgelegt ist, wobei der Detektor den Indexwert als eine Zeitverzögerung (TD) von einem Anweisungszeitpunkt eines Gebens einer Anweisung an den Ausgabeabschnitt für die Signalpegeländerung der Übertragungsleitung von einem Voränderungspegel zu einem Nachänderungspegel, wobei der Voränderungspegel einer des ersten Pegels und des zweiten Pegels ist und der Nachänderungspegel ein anderer des ersten Pegels und des zweiten Pegels ist, bis zu dem Erfassungszeitpunkt der Signalpegeländerung der Übertragungsleitung von dem Voränderungspegel zu dem Nachänderungspegel.
Kommunikationssystem nach Anspruch 5, wobei die Anweisung, die zum Erfassen der Zeitverzögerung verwendet wird, den Ausgabeabschnitt zum Ausgeben eines des ersten PWM-Signals und des zweiten PWM-Signals von dem Master-Knoten an die Übertragungsleitung für die Kommunikation anweist.