JP2001526875A - データ伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、回線システム（13、14）を介して互いに結合されていて、かつ各々が、トランスミッタ（21）と制御ユニット（30）とを有するいくつかのステーション（10、11、12）を有するバスシステムに関する。利用度をより大きくしかつエネルギー消費量を減少させてサブネットワークを作動させることを可能とするために、本発明によると、第一プロンプト信号の受信後で、かつステーション(40)を選択する第二プロンプト信号の受信後、選択されたステーション（40）が通常状態（50）に切り換わるように、ステーション（40）が、アイドル状態（51、52）から待機中の状態（55、56）に切り換わる。

Description

【発明の詳細な説明】 データ伝送システム 技術分野 本発明は、導体のシステムを介して互いに連結されていて、かつ各々がトラン シーバと制御ユニットとを含む複数のステーションを有する、バスシステムに関 する。 背景技術 この種のシステムは、主に車両において使用される。車両は、数週間駐車した ままの後であっても、使用可能でなければならないが、そのためには、休止電流 に対する厳しい条件に対応していなければならない。現行の車両は、モニタ機能 を実行するために、またはドライバのために、事前に、例えば、交通情報を集め るために、車両が駐車している間にも、少なくとも時々駆動される、娯楽や通信 エレクトロニクスに関する増大しつつある情報を扱う。 DE 197 04 862には、信号とスリープ解除レベルの適切な選択によりバスシス テムの多くのステーション間にサブシステムを形成させ、次いで、バスシステム の他のステーションが休止状態にある状態で、いくつかのステーションが互いに 通信することが出来るシステムが記載されている。標準信号レベルとは明らかに 区別されるスリープ解除レベルが与えられると、システム全体が、スリープ解除 される。すなわち、全てのステーションが、休止状態から通常の動作状態に切り 替わる。次いで、サブシステム内の参加ステーションが識別され、関係の無いス テーションは休止状態に戻る。 この解決法は、前述したように、サブシステムの各通信フェーズの初めに少な くとも一度、全てのステーションが通常の動作状態にあるとみなす欠点がある。 従って、特に通信が頻繁で短い場合、消費電力を大きく減少させることは出来な い。これらの参加していないステーションは休止状態にあるので、トランシーバ は必要な休止電圧レベルを準備しない。その結果、システム全体の伝送品質が影 響を受ける。 発明の開示 本発明の目的は、消費電力を減少させ、かつ伝送システムの機能性をマイクロ コントローラの機能性から分離させたサブネットワーク動作モードを実現させる ことである。 この目的は、少なくとも一つのステーションが、第一スリープ解除信号の受信 に応じて、休止状態から待機状態に切り替わるように構成されていて、そして選 択されたステーションが、ステーションを選択する第二スリープ解除信号の受信 に応じて、通常の動作状態に切り換わる、本発明によって達成される。 バスシステムは、複数のステーションを含み、そして個々のステーションは、 異なる機能を実行することができる。しかしながら、サブファンクションの実行 は、バスシステムに接続されている全てのステーションの完全な機能性を必要と しない。ステーションは、導体のシステムを介して互いに接続されていて、かつ トランシーバと制御ユニットを含む。 サブシステムを実現させるために、最初、バスシステムに接続されている全て のステーションが、導体のシステムを介して伝送される第一スリープ解除信号ま たは第一スリープ解除リクエストによって、休止状態から待機状態に切り換わる 。休止モードの場合、ステーションには電流が流れず、そしてそれらの消費電力 は極めて低い。ステーションは、第一スリープ解除信号を受信するのに必要な全 ての機能を有しかつトランシーバ内に収容されているレシーバを含む。第一スリ ープ解除信号の受信後、ステーションは待機状態に切り換わる。待機状態の消費 電力は、休止状態のそれよりわずかに高い。ステーションは、少なくとも他のス テーションによる無制限の通信を可能にするために必要な全てのデューティ(dut ies)を実行する。消費電力は、通常の動作状態のそれよりはるかに少ない。さら に、この待機状態において、ステーションは、自身のステーションに対する第二 スリープ解除信号またはスリープ解除リクエストを正確に検出することができる 。第二スリープ解除信号の識別の後、制御ユニットは、選択されたステーション を通常の動作状態に設定する。通常、いくつかの各ステーションは、サブファン クシ ョンを実行するために互いに通信するので、第二スリープ解除信号は、サブファ ンクションの実行を必要とする全てのステーションに送られる。この第二スリー プ解除信号と選択されたステーションが通常の動作状態にスイッチングされるこ とにより、サブシステムが、サブファンクションの実行のために確立される。こ のサブファンクションの実行に必要とされないステーションは、待機状態のまま である。 ステーションの制御ユニットは、マイクロコントローラおよびプロトコルコン トローラを含む。マイクロコントローラが、用途特化タスクを実行し、プロトコ ルコントローラが、指定された伝送プロトコルを実行する。 トランシーバを、第一スリープ解除信号と第二スリープ解除信号とを受信する ように構成することが有利であることが判明している。第一スリープ解除信号を 受信するために、トランシーバは、休止状態において第一スリープ解除リクエス トを検知することもできるレシーバを含む。この第一スリープ解除信号の受信後 、トランシーバは、ステーションを休止状態から待機状態に切り換える。この待 機状態において、トランシーバは、このステーションを選ぶように当該ステーシ ョンに直接加えられる第二スリープ解除信号を認識することができる。トランシ ーバは、このステーションが選ばれたことを認識した時のみ、それを制御ユニッ トに通知し、制御ユニットは、そのステーション全体をその通常の動作状態に切 り換える。そのサブファンクションに必要でない他のステーションは、待機状態 のままである。通常の動作状態におけるステーション間の通信が終了すると、そ れらの各制御ユニットは、これらのステーションを待機状態に切り換える。トラ ンシーバは、通常の動作状態にあったステーションと、待機状態の通信の間待機 状態にあったステーションとを、例えば、バスシステム全体で予め定められた期 間通信が行われなかった状態に至るまで、それらの状態に保つ。これは、パワー の最適な節約をもたらす。トランシーバと制御ユニットとの機能を分離すること は、同時に、バスシステム全体の利用度を高める。制御ユニットが正しく動作し ていない場合でさえ、トランシーバは、他の全てのステーションによる正常な通 信が行われるために必要な全ての動作デューティを実行するので、例えば、ソフ トウェアエラーにより制御ユニット内に障害が発生しているステーションが、バ スシ ステム全体の通信および利用度に影響することは有り得ない。 本発明の別の実施例の場合、第一スリープ解除信号は、例えば、局所的にスリ ープ解除されたステーションにより生成される。個々のステーションが異なる機 能を実行するので、それらも異なるコンポーネントを有する。例えば、車両の予 熱の目的のため環境温度を測定するために、内部クロックによりあるステーショ ンを局所的にスリープ解除させることが出来る。さらに、交通情報を受信するた めに、あるステーションを、受信された交通無線送信シンボルによって、局所的 にスリープ解除させることも出来る。この受信された交通情報は、運転が開始さ れると、ルートに応じた特有な態様でドライバに提供される。 あるステーションがこのような外部からの指示によってスリープ解除されると 、このステーションは、その制御ユニットによってその通常の動作状態に直接切 り換えられる。この状態では、このステーションはバスシステムを介して全ての ステーションに第一スリープ解除信号を送ることができる。これに応じて、全て のステーションは、それらのトランシーバによって待機状態に設定される。局所 的にスリープ解除されたステーションは、次いで、第二スリープ解除信号を現在 のサブファンクションを実行するために必要となる全てのステーションに加える 。この局所的なスリープ解除機能およびスリープ解除信号の自発的な送信は、サ ブファンクションの実行と、サブシステムの形成に対しバスシステムを分散させ た構成を可能にする。その結果、かなりの量のエネルギーが節約される。 バスシステムの好適な別の実施例の場合、ステーションは、制御電源がスイッ チオンされた休止状態にあるように構成される。ステーションが局所的サブファ ンクションを実行するときまたはデータの受信を待つとき、ステーションは、制 御電源がスイッチオンされたこの休止状態にあることができる。このような状況 で、トランシーバは、第一スリープ解除信号を受信すると、ステーションを、制 御電源がスイッチオンされた待機状態に切り換える。第二スリープ解除信号の受 信後、トランシーバは、割り込みを制御ユニットに加えるウォームスタートを始 動させる。制御ユニットは、ステーションを通常の動作状態に切り替える。 消費電力をさらに低減させるために、ステーションは、制御電源がスイッチオ フされた休止状態において作動するように構成される。このために、各ステーシ ョンのトランシーバは、レシーバを非制御電圧で作動出来る準備状態に保つ。こ のレシーバは、第一スリープ解除信号、またはスイッチ信号または制御信号によ って始動される局所的スリープ解除信号のみを受信するように構成されている。 このようなスリープ解除信号を受信すると、トランシーバは、ステーションを、 制御電源がスイッチオフされた待機状態に切り換える。その後、ステーションは 、非制御電圧で作動する。次いで、ステーションが第二スリープ解除信号によっ て選択されると、トランシーバは、制御信号により制御電源をスイッチオンさせ 、ステーションを通常の動作状態に切り換える。この方法は、電力をさらに節約 することを可能にする。 さらに、本発明の目的は、第一スリープ解除信号の受信後、トランシーバが、 ステーションを休止状態から待機状態に切り替わり、そしてステーションが選択 される第二スリープ解除信号の受信後、ステーションが、制御ユニットによって 通常の動作状態に切り換えられるように構成されるている、トランシーバと制御 ユニットとを有するバスシステム内のステーションによっても達成される。 図面の簡単な説明 本発明の実施例を、図面を参照して、以下に詳細に記述する。 第1図は、概略的にバスシステムの構成を示す。 第2図は、概略的にステーションの構成を示す。 第3図は、状態遷移図を示す。 発明を実施するための最良の形態 第1図は、本発明のバスシステム（例えば、自動車エレクトロニクスに使用さ れる種類のバスシステム）を示す。ステーション10、11、12は、導体13および14 のシステムとして表示される微分バスを介して、所定のプロトコルに従って通信 する。しかしながら、より多数の導体を有するシステムも、また、実行可能であ る。データは、導体13および14を介して、ステーション10、11、12の間で伝送さ れる。ステーション10、11、12は、例えば、車両内に収容されていて、多種多様 な機能を実行する。 第2図は、第1図の参照番号10、11、12によって示されるステーション40の構成 を示す。各ステーション40は、導体13および14のシステムを介して、信号を送受 信するトランシーバ21を含む。このトランシーバは、第一スリープ解除信号を受 信するレシーバ31を含む。各ステーション40は、指定された伝送プロトコル（例 えば、CAN（コントローラエリアネットワーク））を実行するプロトコルコント ローラ22を有する制御ユニット30と、用途特化タスクを実行するマイクロコント ローラ23も含む。ステーション40は、制御電圧源24 VCCも含む。非制御バッテリ 電圧29は、制御電圧源24とトランシーバ21とに加えられる。 第3図は、ステーション40が取り得る状態を示す。状態51および52は、ステー ション40の休止状態を示す。この休止状態においては、消費電力は非常に低く、 第一スリープ解除信号によってのみスリープ解除が可能である。この休止状態は 、制御電圧源VCC（RMV）がスイッチオンされた状態51に細分割される。状態51の 場合、ステーション40は局所的サブファンクションを実行することができる。そ の際、レシーバ31は、制御電圧を受信する。制御ユニット30は、省パワー休止状 態にある。ステーション40が、制御電源VCC（ROV）がスイッチオフされた状態52 において作動すると、省エネルギーがより有効に行われる。状態52では、レシー バ31は非制御電圧29（VBAT）で作動する。ステーション内の他の全てのコンポー ネントは、省電力休止状態にある。レシーバ31は、休止状態51および52の両方で 第一スリープ解除信号を受信することができる。第一スリープ解除信号を受信す ると、トランシーバ21は、トランシーバ21内のレシーバ31により、ステーション 40を待機状態55または56の何れかに設定する。 待機状態は、VCC（BMV）がスイッチオンされた状態55と、VCC（BOV）がスイッ チオフされた状態56とに細分割される。待機状態の場合、消費電力は低いが、選 択されたステーション40をスリープ解除する第二スリープ解除信号は検知するこ とができる。さらに、トランシーバ21は、バスシステムの他のステーション40の 間の通信を可能にするために必要な全ての休止電圧レベルとインピーダンスとを 提供する。VCC（BMV）がスイッチオンされた状態55の場合、第二スリープ解除信 号の受信後、トランシーバ21は、リード線26上に割り込みを開始させる。この割 り込みは、ステーション40のウォームスタートINT 54を始動させる。リード線26 上の割り込みを受信すると、制御ユニット30は、ステーション40を通常の動作状 態50に切り換える。 VCC（BOV）がスイッチオフされた状態56の場合、トランシーバ21は、そのステ ーション40に対する第二スリープ解除信号を受信すると、リード線25上の制御信 号により、ステーション40のコールドスタートINH 53を開始する。それは、制御 電圧源VCC 24を直接スイッチオンし、その結果、ステーション40は制御ユニット 30内のマイクロコントローラ23の制御の下に、通常作動状態50に切り換わる。 通常の動作状態50の場合、消費電力は減少せず、制限されない通信が可能とな る。ステーション40は、制御ユニット30内のマイクロコントローラ23の制御の下 のみで、通常の動作状態50に至る。ステーション40は、マイクロコントローラ23 によって用途特化態様で通常の動作状態50から待機状態55または56に切り換えら れる。 待機状態と休止状態との間の遷移は、トランシーバ21のみによって制御される 。このように、バス上で通信が行われている限り、ステーション40は、待機状態 のままであるので、バスシステム全体の確実な伝送信頼性を達成することが出来 る。例えば、一定期間経過まで通信が行われないなどの、所定の基準が満たされ た後のみ、ステーション40は、それらのトランシーバ21によって省パワー休止状 態に切り換えられる。 マイクロコントローラ23とトランシーバ21の機能と電力供給の分離により、さ らに利点が得られる。バスシステム全体の利用度は、このようにして高められる 。トランシーバ21は、マイクロコントローラ23が、作動しているかまたはそれに 正しく電力が供給されているか否かに拘わらず、独立してバスシステムの利用度 を確実にすることができる。マイクロコントローラ23がリード線27を介して適切 にトランシーバ21を駆動しない場合、トランシーバ21は、バスの必要条件に従っ て、待機または休止状態を維持するので、通信は制限されず、最適な省パワーが 得られる。したがって、二段階方式しか使われない場合（従って、第二スリープ 解除信号による選択的なスリープ解除がない場合）でも、バス全体の利用度は、 すでに高い。 消費電力の低減を、単純な具体例を基に説明する。30のステーションを有する バスシステムの場合、車両が駐車している間、100ミリ秒のルーチンが、5分ごと に実行されなければならない。ステーションごとの通常の消費電力は、現状では 、VCCのない休止状態で50pAで、通常の動作状態で約100mAである。現状のバスシ ステムによる平均消費電力は、全体として約2.5mAに達するのに対し、サブネッ ト動作の場合、それはほぼ1.568mAになる（待機状態は、ステーションにつき約2 00pAを必要とする）。これは、いずれにせよ供給されなければならない1.5mAの 休止状態電流よりわずかしか高くない。今日では多くのルーチンが要求されこと から、消費電力が、50mAより大きな値に増加する場合でも、休止電流の範囲を、 適切なサブネット形成により数艷に保つことができる。このことは、車両が何週 間も駐車していた後の、スタータ・バッテリの充電のために（従って、車両の利 用度のために）非常に重要である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．導体のシステムを介して互いに連結されていて、かつ各々がトランシーバと 制御ユニットとを含む複数のステーションを有するバスシステムにおいて、少 なくとも一つのステーションが、第一スリープ解除信号の受信に応じて、休止 状態から待機状態に切り替わるように構成されていて、そして選択されたステ ーションが、ステーションを選択する第二スリープ解除信号の受信に応じて、 通常の動作状態に切り換わる、ことを特徴とするバスシステム。 ２．前記トランシーバが、前記ステーションの前記第一および第二スリープ解除 信号を受信するように構成されていて、そのトランシーバは、前記第二スリー プ解除信号が前記ステーションを選択するときのみを前記制御ユニットに知ら せ、かつ前記制御ユニットが、前記ステーションを前記待機状態から通常の動 作状態に切り換える、ことを特徴とする請求項1に記載のバスシステム。 ３．前記トランシーバが、前記休止状態のスリープ解除信号を受信するレシーバ を含み、そして前記休止状態から前記待機状態への切り替えを制御する、こと を特徴とする請求項1に記載のバスシステム。 ４．前記通常の動作状態から前記休止状態への切り換えに応じて、前記制御ユニ ットが、前記ステーションを前記待機状態に切り換え、そして前記トランシー バが、選択可能な条件が満たされたあと、前記ステーションを休止状態に切り 替える、ことを特徴とする請求項1に記載のバスシステム。 ５．局所的にスリープ解除されたステーションの場合に、スリープ解除信号を他 のステーションに加えるために、前記制御ユニットが前記ステーションを前記 通常の動作状態に直接切り換える、ことを特徴とする請求項1に記載のバスシ ステム。 ６．前記トランシーバが、前記ステーションを、制御電源がスイッチオンされた 休止状態から制御電源がスイッチオンされた待機状態に切り換え、前記第二ス リープ解除信号の受信後、前記トランシーバが、前記ステーションのウォーム スタートを開始し、それが、前記ステーションを前記通常の動作状態に切り換 えるために前記制御ユニットにリード線を介して割り込みを送る、ことを特徴 とする請求項1に記載のバスシステム。 ７．前記トランシーバが、前記ステーションを制御電源がスイッチオフされた休 止状態から前記制御電源がスイッチオフされた待機状態に切り換える第二スリ ープ解除信号の受信後、前記トランシーバが前記ステーションのコールドスタ ートを開始させ、それが、前記リード線上の制御信号によって前記制御電源を スイッチオンさせ、そして前記ステーションを前記通常の動作状態に切り換え る、ことを特徴とする請求項1に記載のバスシステム。 ８．前記トランシーバが、制御電源がスイッチオフされた休止状態で非制御電圧 により作動する、ことを特徴とする請求項1に記載のバスシステム。 ９．前記制御ユニットが、アプリケーションにより制御されたマイクロコントロ ーラおよびプロトコルコントローラを含む、ことを特徴とする請求項1に記載 のバスシステム。 10．トランシーバおよび制御ユニットを有するバスシステム内のステーションに おいて、前記トランシーバが、第一スリープ解除信号の受信の後、前記ステー ションを前記休止状態から前記待機状態に切り替えるように構成されていて、 そして前記ステーションが、前記ステーションの選択のための第二スリープ解 除信号の受信に応じて、制御ユニットによって、通常の動作状態に切り換えら れるステーション。