JP2004534488A - 情報を変換する通信制御器及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
[発明の分野]
本発明は、幾つかの通信ユニットを有する通信ネットワーク内で転送された情報を通信プロトコルに従って変換する装置及び方法に関する。
【0002】
[発明の背景]
通信ネットワークにおいて、情報は、少なくとも1つの通信バスにより接続されている幾つかの通信ユニット間で転送される。そのようなチャネルは通常、データ・ストリームがその上で或る通信プロトコルに従って転送される直列通信バスである。特に、自動車産業において今日では、幾つかの異なった直列チャネルが採用されており、それらの一部は、更に同じ通信ユニットに接続されることができる。異なる通信ユニット間で交換されるべき情報は、特別な意味を有する論理ビット及びバイトの形式である。通信ユニットは、その情報にこの意味に関して作用する。他方、通信ネットワーク内で、安全な通信が可能であるように情報ビットを電気形式で表す電気信号が転送される。通信制御器は、時間依存性を有する電気信号を、論理ビットを表す電気状態に変換する装置である。従来技術による通信制御器は、採用されている1つ又は複数の通信プロトコルに関してハードウエア特有である。
【0003】
1つの制御器が異なるチャネル上で異なるプロトコルを用いて通信することになる、自動車産業内におけるような状況においては、半導体製造業者が異なったチャネルのため異なる通信制御器を提供することは1つの負担である。そのような通信制御器はまたマイクロコントローラの一部である可能性があり、そしてこの場合、同じマイクロコントローラ処理ユニット及び異なった通信制御器を備える1組のマイクロコントローラを提供しなければならない。この複数のバージョンがマイクロコントローラを不必要に高価にしている。更に、プロトコルの詳細が極めて頻繁に変わり、そのため実際のプロトコル・バージョンに従ってハードウエアを適合させることが必要になるであろう。
【0004】
多くの既存の又は新しい通信プロトコルにかなうことができ、且つ通信プロトコルの変更に適応することができる通信制御器に対する必要性が存在する。
【0005】
[好適な実施形態の詳細な説明]
本発明の利点は、通信プロトコルからハードウエアの上で独立しており、且つ幾つかの通信プロトコルにかなうようソフトウエアにより修正することができる通信制御器を提供することである。本発明の更なる利点は、本発明に従った通信制御器が将来の通信プロトコルに適合されることができることである。本発明に従った通信制御器を採用するマイクロコントローラ装置は、現在のマイクロコントローラ装置より非常に高い計算能力及び/又はより少ないエネルギ消費を有することができる。それは、より大きな計算仕事量が通信制御器により処理され、且つマイクロコントローラの中央処理装置に対して他のタスクのためより多くの時間を残すからである。本発明の別の利点は、通信制御器の通信ハンドラを、データ・ストリームをビット・レベルで変換するようプログラムすることができることである。
【0006】
本発明の詳細は、自動車産業のCAN通信プロトコル標準に言及した実施形態に関して説明されるであろう。他の通信プロトコルは異なる詳細を有し得るが、しかし当業者は特定の改造を容易に行うことができるであろう。直列通信バスは、データ情報が直列に到着し、そして単線型バス、2線型バス、又は追加の制御ラインを備えるバスのような異なる実現化を含む特徴を有する。
【0007】
図1は、図1Aにおける1つの直列バスのための、又は図1Bにおける幾つかの直列バスのための、本発明に従った非常に単純な通信制御器を示す。図1Aは、データ・ストリームを通信プロトコルに従って転送する直列通信バス12上での通信のための通信制御器10を示す。通信制御器10は通信ハンドラ16を備え、当該通信ハンドラ16は、データ・ストリームを、選択された通信プロトコルに従って変換するのを実行するよう適合されている。より詳細には、通信ハンドラ16は、異なるプロトコルに従って、直列通信バス12のデータ・ストリームを変換するようプログラムされるチャネル・ハンドラ18を備える。チャネル・ハンドラ18は、並列外部バス30に結合されている。チャネル・ハンドラ18は更に命令バス19に結合されており、当該命令バス19は通信制御器10の外部に延長している。
【0008】
通信プロトコルに特有のプログラム命令は、命令バス19を介して外部から直接に通信ハンドラ16のチャネル・ハンドラ18の中に迅速にロードされることができる。プログラム命令は、恒久的又は非恒久的メモリ/レジスタに格納されることができる。
【0009】
直列通信バス12上で通信制御器10に到着する直列データ・ストリームは典型的には、フランク(flank)上の2つの電圧レベル間で変化する時間依存の電圧信号であり、そこにおいてフランク同士間の時間間隔は、情報を符号化された形式で実際の通信プロトコルに従って含む。フランク同士間の時間間隔はただ大まかに定義される。それは、それらの時間間隔が、通信プロトコル標準により与えられる境界内で異なるのを許されている個々の内部クロックを有する異なる通信ユニットにより発生されるからである。チャネル・ハンドラ18は、時間依存の電圧信号を走査し、そして情報の論理ビットを、実際の通信プロトコルに特有のプログラム命令に従って識別する。チャネル・ハンドラ18は更に、データ・ビット、通常バイトの論理的に関連するグループを識別し、そしてこれらを並列外部バス30に転送する。
【0010】
並列外部チャネル30上の通信制御器10に到着する並列データ・ストリームは、チャネル・ハンドラ18により転送される。このチャネル・ハンドラ18は、実際の通信プロトコルに特有のプログラム命令に従ってデータ・ストリームから時間依存の電圧信号を発生し且つそれを直列通信バス12に印加する。従って、直列通信バス12上に置かれた信号は、実際の通信プロトコルに準拠している。
【0011】
図1Bは、データ・ストリームを通信プロトコルに従って転送する、直列通信バス12、14のそれぞれの上での通信のための通信制御器20を示す。通信制御器10は通信ハンドラ17を備え、当該通信ハンドラ17は、選択された通信プロトコルに従ってデータ・ストリームの変換を実行するためプログラム可能であるよう適合されている。より詳細には、通信ハンドラ17は、異なるプロトコルに従って直列通信バス12、14のそれぞれのデータ・ストリームを変換するようプログラムされているチャネル・ハンドラ22、24を備える。通信制御器10は更に、チャネル・ハンドラ22、24に内部バス28により結合され且つ並列外部バス30に結合されているデータI/Oインターフェース26を有する。
【0012】
同一の参照番号12及び30を有するバスは、図1A及び図1Bの両方で同一である。通信ハンドラ16と通信ハンドラ17との間の1つの相違は、後者が直列通信バス12、14それぞれの上でデータを同時に転送することができる2つのチャネル・ハンドラ22、24を有することである。データI/Oインターフェース26は、内部バス28へのアクセスを直列通信バス12、14のうちの1つに一時に許可し、それにより並列外部バス30上のデータは、直列通信バス12、14のうちの正しい方に対して、データの流れの任意の方向で割り当てられる。データは、必要ならば一時的にバッファされることができる。通信ハンドラ16と通信ハンドラ17との間の別の相違は、通信ハンドラ17がその命令を並列外部バス30からデータI/Oインターフェース26及び内部バス28を介して獲得することである。
【0013】
図2は、本発明に従った典型的な通信制御器に採用されているチャネル・ハンドラ40を概略的に示す。チャネル・ハンドラ40は、受信セクションにおいて、外部直列バス・ラインRxに結合されたビット受信機42、当該ビット受信機42に結合された復号器44、当該復号器44及び内部並列バス48に結合されたビット・エンジンRx46、及びビット受信機42、復号器44及びビット・エンジンRx46に結合されたパターン検出器50を備える。チャネル・ハンドラ40は、送信セクションにおいて、内部並列バス48及びビット・エンジンRx46に結合されたビット・エンジンTx52、当該ビット・エンジンTx52に結合された符号器54、及び当該符号器54及び外部直列バス・ラインTxに結合されたビット送信機56を含む。チャネル・ハンドラ40は更に、ビット受信機42及びビット送信機56に結合された比較ユニット58を備える。更なる制御ラインは単純化の理由で省略されている。
【0014】
チャネル・ハンドラ40は次のように動作する。通信バス上の直列データ・ストリームは、外部直列バス・ラインRxに到着する。通信バスと外部直列バス・ラインRxとの間に、通常、到来データを送出データから分離して、通信制御器10を高電圧ピークから保護するライン・インターフェース(図示せず)が存在する。そのようなライン・インターフェースはまた、光バスを用いる場合光信号と電気信号との間での変換を実行することができる。Rxに到着する直列データ・ストリームは典型的には、フランク上で2つの電圧レベル間で変化する時間依存の電圧信号である。チャネル・ハンドラ40のビット受信機42は、プログラム可能であり、そしてRxにおける時間依存の電圧信号を走査して、実際の通信プロトコルに特有のプログラム命令に従って情報の論理ビットを識別する。ビット受信機42は、ライン・インターフェースからのビットをサンプリングすることができる単純な非同期/同期受信機である。これは、内部ボー・レート発生器又は専用クロック・ライン(図示せず)を用いることにより行われることができる。非同期モードにおいて、装置はまた、データ・ライン遷移に関してハード又はソフトの同期化を行うことができる。どの遷移において同期化するかの判断は、ビット受信機42の代わりにビット・エンジンRx46により行われることができる。ビット受信機42の出力は、サンプリングされたビットを含むクロックされた直列ビット・ストリームである。矢印は情報の流れを示す。
【0015】
復号器44は、ここでは、NRZIマーク又はビット・スタッフ化のような様々な普及しているコーディング・スキームを復号するようプログラムされることができるプログラム可能なモジュールである。当該プログラム可能なモジュールの入力及び出力は、クロックされた直列ビット・ストリームであり、そして出力は、復号された直列ビット・ストリームである。
【0016】
パターン検出器50は、プリアンブル又はフレーム開始検出器であることができ、そしてフレーム・プリアンブル又はフレーム開始マーカを検出することを担当している。
ビット・エンジンRx46は、クロックされた直列ビット・ストリームを、プロトコルにより定義された位置における、事前定義された論理的意味のデータ・フィールドに変換することを担当している。そのビット・エンジンRx46は、情報ライン60を介して与えられるパターン検出器50のプリアンブル又はフレーム開始情報を用いる。ビット・エンジンRx46はまた、ある一定のバス条件及びエラーに反応する。データ・フィールドは、通信制御器の内部並列バス48上に出力される。
【0017】
並列データは、内部並列バス48上でビット・エンジンTx52に到着する。ビット・エンジンTx52は、並列データをクロックされた直列ビット・ストリームに変換する。
符号器54は、ここでは、NRZIマーク又はビット・スタッフ化のような普及しているコーディング・スキームを用いて、クロックされた直列ビット・ストリームを符号化するようプログラムされることができる。上記モジュールの入力は、クロックされた直列ビット・ストリームであり、その出力は、符号化された直列ビット・ストリームである。
【0018】
ビット送信機56は、ビット受信機42の相手方であり、そして符号器54から到来するクロックされた直列ビット・ストリームを、ライン・インターフェース(図示せず)のための非同期又は同期Tx信号に通信プロトコルに従って変換しなければならない。そのビット送信機56は、それ自身のボー・レート発生器を有することができるが、しかしそれは、ビット受信機により発生されたボー・レートを用いることもできる。
【0019】
比較ユニット58は、送出されるデータと到来するデータを比較することを担当している。このタスクは、全てのノードがCANにおけるような共通バスを使用中である場合プロトコルのため非常に多くの場合必要とされる。比較ユニットを用いることにより、バス故障、アービトレーション損失等々を検出することが可能である。
【0020】
制御ライン62は、確認応答のため用いられることができ、そして例えばCANにより必要に応じて非常に早い応答を送ることを許可する。
この実施形態においては、全ての構成要素は、各構成要素がプログラム可能であることにより達成される柔軟性の利点を示すためプログラム可能であるよう説明されてきた。しかしながら、当業者は、どの構成要素もプログラム可能であることが必ずしも必要でないことを理解するであろう。本発明は、そのような構成要素の少なくとも1つがプログラム可能であるならば有効である。これにより、通信制御器の製作後にプロトコル特有のデータ変換の実行が可能になる。通信ハンドラは、イベント・トリガされた又は時間トリガされたプロトコルをサポートするために適しており、そこにおいて通信制御器は、必要なタイミング情報にアクセス又はそれを与えることができる。
【0021】
図3は、データ・ストリームを通信プロトコルに従って転送する直列通信バス72a…72eそれぞれの上での通信のための本発明に従った通信制御器70を示す。通信制御器70は、命令メモリ75及び通信ハンドラ76に結合された制御ユニット74を備える。通信ハンドラ76は、データ・ストリームの変換を、選択された通信プロトコルに従って実行するためプログラム可能であるよう適合されている。より詳細には、通信ハンドラ76は、直列通信バス72a…72eそれぞれのデータ・ストリームを異なるプロトコルに従って変換するようプログラムされているチャネル・ハンドラ78a…78eを備える。通信制御器70はまた、RAM82に結合されたDMA制御器80、タイマ84、外部デバッグ・インターフェース87に結合されたデバッグ・ユニット85、及び外部アドレス−データ・バス89に結合されたアドレス−データI/Oインターフェース86を備える。内部アドレス−データ・バス88は、制御ユニット74、通信ハンドラ76のチャネル・ハンドラ78a…78e、DMA制御器80、タイマ84、デバッグ・ユニット85及びアドレス−データI/Oインターフェース86を相互に結合する。
【0022】
通信プロトコルに特有のプログラム命令は、外部アドレス−データ・バス89を介してRAM82にロードされることができ、そしてそこから又は直接外部から通信ハンドラ76のチャネル・ハンドラにロードされることができる。
【0023】
この実施形態においては、図1の別個の命令バス19及びデータ・ライン28の代わりに命令とデータの両方のための共通の内部アドレス−データ・バス88が存在する。チャネル・ハンドラ78a…78eは、原理的に前述したように動作する。チャネル・ハンドラ78a…78eは、時間依存の電圧信号を受信し、そして実際の通信プロトコルに特有のプログラム命令に従って、データ・フィールドをそれから内部アドレス−データ・バス88へそしてその逆へ与える。
【0024】
制御ユニット74、ここでは、RISCプロセッサは、通信ハンドラ76のプログラミング及び作業を制御する。更に、制御ユニット74は、データ・ストリームのデータを変換する。特に、制御ユニット74は、通信ハンドラ76により与えられるデータ・フィールドと、通信されたメッセージを表すデータ・フレームとの間の変換を両方向のデータの流れに対して実行する。
【0025】
結合されたデバッグ・ユニット85は、外部デバッグ・インターフェース87を介して外部から挿入されたプログラムを直接デバッグするのを可能にする。なお、当該プログラムには、チャネル・ハンドラのためのプログラム及びRISCプロセッサのためのプログラムが含まれる。
【0026】
通信制御器は、ビット・レベルでプログラム可能であり、そしてハードウエアを変更すること無しに既存システムにおける通信プロトコルの更新/変更を可能にする。それは更に、幾つかのバス/通信プロトコルに対して1つの種類の通信制御器を用いることを可能にする。
【0027】
DMA制御器及びRAMは、情報の中間格納を可能にする。通常、内部アドレス−データ・バス88上でのデータ処理及びデータ転送は、直列データ・バス上におけるより非常に速い。これにより、異なるデータ・ストリーム及び異なる通信プロトコルを有する異なる通信チャネルを同時に動作させることが可能になる。
【0028】
図4は、CPU92、入力/出力ユニット94、フラッシュ・メモリ96、RAM97、EEPROM98、及びデータ・ストリームを通信プロトコルに従って転送する直列通信バス102a…102eそれぞれの上での通信のための通信制御器100を備えるマイクロコントローラ装置90を示す。通信制御器100は、通信ハンドラ106に結合された制御ユニット104を備える。通信ハンドラ106は、データ・ストリームを、選択された通信プロトコルに従って変換するのを実行するためプログラム可能であるよう適合されている。より詳細には、通信ハンドラ106は、直列通信バス102a…102eそれぞれのデータ・ストリームを異なるプロトコルに従って変換するようプログラムされているチャネル・ハンドラ108a…108eを備える。通信制御器100はまた、マイクロコントローラ・アドレス−データ・バス110に結合されたアドレス−データI/Oインターフェース107を備える。内部アドレス−データ・バス112は、制御ユニット104、通信ハンドラ106のチャネル・ハンドラ108a…108e、及びアドレス−データI/Oインターフェース107を相互に結合する。
【0029】
通信プロトコルに特有のプログラム命令は、マイクロコントローラ・アドレス−データ・バス110及びアドレス−データI/Oインターフェース107を介して、通信ハンドラ106のチャネル・ハンドラ108a…108eのうちの任意のもの又は制御ユニット104の中にロードされることができる。制御ユニット104、ここではRISCプロセッサは、通信ハンドラ106のプログラミング及び作業を制御する。更に、制御ユニット104は、データ・ストリームのデータを変換する。特に、制御ユニット104は、通信ハンドラ106により与えられたデータ・フィールドと、通信されたメッセージを表すデータ・フレームとの間での変換を両方向のデータの流れに対して実行する。通信制御器100はまた、情報の中間格納を可能にするメモリ(図示せず)を有する。通信ハンドラ106及び制御ユニット104によるデータ処理、及びまた内部アドレス−データ・バス112上でのデータ転送は、直列データ・バス上におけるより非常に速い。これにより、異なるデータ・ストリーム及び異なる通信プロトコルを有する異なる通信チャネルを同時に動作させるのが可能になる。
【0030】
ここでは、信号と送出データから別個の到来データとの間の変換を実行する光/電気直列通信バス102a…102eのライン・インターフェース114a…114eが示されている。チャネル・ハンドラ108a…108eは、原理的に前述したように動作する。
【0031】
直列通信バス102a…102e上で光/電気信号の形式で到着する到来メッセージは、ライン・インターフェース114a…114eによりバス・セクション116a…116e上の時間依存の電圧信号に変換される。チャネル・ハンドラ108a…108eは、これらの時間依存の電圧信号を受信し、そして実際の通信プロトコルに特有のプログラム命令に従ってデータ・フィールドを制御ユニット104に並列内部アドレス−データ・バス112を介して与える。制御ユニット104は、データ・フィールドを変換し、そしてそれから、通信されたメッセージを表すデータ・フレームを発生する。制御ユニット104はそのデータ・フレームをアドレス−データI/Oインターフェース107を介してCPU92に転送する。CPU92は、上記のメッセージを用いて、それを実行する。
【0032】
直列通信バス102a…102eのうちの選択された1つの直列通信バスのための送出メッセージは、CPU92によりデータ・フレームの形式で発生される。CPU92は、データ・フレームをアドレス−データI/Oインターフェース107を介して制御ユニット104に転送する。制御ユニット104は、データ・フィールドをデータ・フレームから分離し、そして直列通信バス102a…102eのうちの上記選択された1つの直列通信バスと関連したチャネル・ハンドラ108a…108eの各1つへ上記データ・フィールドを転送する。チャネル・ハンドラ108a…108eは、実際の通信プロトコルに特有のプログラム命令に従ってデータ・フィールドを時間依存の電圧信号に変換する。選択されたバス上のライン・インターフェース114a…114eは、時間依存の電圧信号を光/電気信号に変換し、そしてこれらを上記選択されたバス上で送信する。こうして、送出メッセージが送信される。
【0033】
CPU92が、通信制御器100による大量の通信関連の計算から解放されることが明らかである。これにより、より遅いクロック・レートによるエネルギ節約と、及び/又はもはや通信関連の計算にとって必要でない追加のCPU計算能力を用いることによるより高い性能との両方が可能になる。
【0034】
当業者は、本発明が極めて多様な実現形態を有することを知るであろう。通信バスの数及び種類は変わることができ(光式、電気式、1ワイヤ式、2ワイヤ式)、当該バスは相互に独立である。メッセージは、通信制御器又はマイクロコントローラにより、1つのバス上で受信され、そして別のバス上で送信される。様々な種類の内部バスを用いることができる。マイクロコントローラは、制御ユニットが付かないプログラム可能通信制御器を備えてもよい。
【0035】
図5は、CANプロトコルに従った直列バス上のデータのデータ表示の一例を与える。通信バスを用いて、指定された情報コンテンツを電子装置間で転送する。指定された情報コンテンツはデータ・ユニット、即ちメッセージの中に符号化され、それはバス上を通信プロトコルに従って転送される。メッセージは、通信プロトコルで指定されるように異なる指定された長さの論理コンテンツを備えた異なるフィールドを有する。これらは、交換されるべき情報コンテンツの全体又は一部を含むデータ・フィールド、及び正しいデータ転送を与えるための幾つかの転送特有のデータ・フィールドである。通信制御器は、通信の転送特有のタスクを処理する管理を行う。
【0036】
データ・ストリーム・セクション120により表されるデータ・ストリームは、時間軸122に沿って進む。図5の上側部分において、データ・ストリーム・セクション120が、指定された情報コンテンツを備える部分を有するメッセージであって、データ・フレーム124において符号化されたメッセージとして示されている。そのようなメッセージは、電子装置間で交換されるべきコンテンツ情報、及び通信プロトコルに従った追加の処理情報を含む。図5の下側部分において、時間依存の電圧信号140は、単一のデータ・ビットを表す電圧信号から成る。データ・ストリームの各情報ビットは、電圧信号のセクションのようなものとして転送される。そのような電圧信号は、ライン・インターフェースから受信され、又はそれへ送信される。
【0037】
電圧信号とメッセージとの間の関係は、ライン・インターフェースから到来する典型的な時間依存の電圧信号でもって開始する到来メッセージにより説明される。電圧は、フランク上の2つの電圧レベル間で変化し、そこにおいて、フランク間の時間的間隔が、情報を実際の通信プロトコルに従った符号化された形式で含む。この時間は、タイム・クォンタムと呼ばれる単位でばらばらにされる(dissect)。図5での一例においては、各ビットは、18タイム・クォンタムの長さである電圧信号の1ビット・セクション142に符号化される。1ビット・セクション142は、幾つかのセグメント、即ち、1タイム・クォンタム長の同期化用同期化セグメント144、1タイム・クォンタム長であるプロップ(Prop)・セグメント146、及びデータ・セグメントを備える。なお、このデータ・セグメントは、8タイム・クォンタム長であるフェーズ1・セグメント148、及び8タイム・クォンタム長であるフェーズ2・セグメント148から成る。情報ビットは、データ・セグメントのサンプル点152でサンプリングされる。なお、そのサンプル点152は、フェーズ1・セグメントとフェーズ2・セグメントとの間のデータ・セグメントの中間にある。電圧は、データ・セグメントにわたり一定であるべきである。
【0038】
従って、図2に関して、ビット受信機42は、一連の電圧レベルを正しいサンプル点でサンプリングし、そしてこれらを、クロックされた直列ビット・ストリームとして出力する。復号器44は、この直列ビット・ストリームを復号し、そしてクロックされた直列ビット・ストリームとして出力する。パターン検出器50は、プリアンブル又はフレーム開始マーカを指示する事前定義されたパターンを監視(ウオッチ)する。ビット・エンジンRx46は、符号化されたビットを収集し、データ・フィールドを識別し、そしてこれらを並列バス上に与える。
【0039】
図5に戻ると、データ・フィールドは、SOF(Start−Of−Frame)(フレーム開始)フィールド126、アービトレーション・フィールド128、制御フィールド130、コンテンツ・データ・フィールド132、CRC(巡回冗長検査)フィールド134、ACKフィールド136、及びEOF(End−Of−Frame)(フレームの終わり)フィールド137である。SOFフィールド126を用いて、メッセージの始めを識別する。アービトレーション・フィールド128を用いて、通信バスのためアービトレーションを行う。制御フィールド130は幾らかの制御を許可する。コンテンツ・データ・フィールド132は、交換されるべき情報を含む。CRCフィールド134及びACKフィールド136を用いて、正しいデータ転送を検査する。EOFフィールド137を用いて、メッセージの終わりを識別する。フレーム同士の間にフレーム間スペース138があってよく、そしてフレームの直後、139において、フレーム間スペース又はオーバロード・フレームがあってもよい。オーバロード・フレームは、コンテンツ・データが1個のコンテンツ・データ・フィールドの中に収まらない場合用いられる。
【0040】
従って、図2に関して、データ・フィールドは、直接出力されることができ、又は制御ユニット74又は制御ユニット104のような制御ユニットにより1個のフレームにグループ化されることができる。
【0041】
図6は、各通信バスがデータ・ストリームを通信プロトコルに従って転送する、少なくとも1つの通信バス上での通信のための通信制御器であって、上記少なくとも1つの通信バスに結合されて、データ・ストリームの変換を実行するためプログラム可能であるよう適合された通信ハンドラを備える上記通信制御器を用いる方法のフロー図160を示す。メッセージは、既に識別されている通信バス上を転送されることになる。この方法は162で開始し、ステップ164では、識別された通信バス上での通信のため通信プロトコルを選択する。次いで、ステップ166における、通信ハンドラを、データ・ストリームの変換を上記選択された通信プロトコルに従って実行するための命令を用いてプログラミングするステップが続く。次ぎに、ステップ168において、データ・ストリームのデータを表す電気信号を受信する。これは、両方向の情報の流れ、即ち、直列バス上で受信された時間依存の電圧信号と、直列バス上に送信されるべき並列バス上の信号とを含むという広い意味において理解されるものである。次いで、ステップ170において、通信ハンドラにより電気信号を上記のプログラムされた命令に従って変換する。
【0042】
本発明の好適な実施形態に従って、上記方法は更に、ステップ172において、再選択された通信プロトコルに従ってデータ・ストリームの変換を通信ハンドラが実行するのを可能にするための命令を用いて通信ハンドラを再プログラミングするステップを備える。なお、上記再選択された通信プロトコルは、前に選択された通信プロトコル、即ちステップ164で選択された通信プロトコルとは異なる。次いで、ステップ174において、データ・ストリームのデータを表す電気信号を受信すること、及びステップ176において、通信ハンドラにより電気信号を、プログラムされた命令に従って変換することが、実行されることができる。通信ハンドラを再プログラミングすることにより、既存のシステムが、修正されたプロトコルへ更新され、又は異なるプロトコルへ変えられることすら可能になる。
【0043】
図7において、フロー図180は、直列バス上の到来データに関して本発明の一実施形態に従った方法を詳細に示す。この方法は、図6のフロー図160と同様に182で開始し、ステップ184において、識別された通信バス上での通信のための通信プロトコルを選択する。次いで、ステップ186における、上記選択された通信プロトコルに従ってデータ・ストリームの変換を実行するための命令を用いて通信ハンドラをプログラミングすることが続く。次ぎに、ステップ188において、データ・ストリームのデータを表す電気信号を受信する。次いで、ステップ190において、通信ハンドラにより、電気信号を上記プログラムされた命令に従って変換する。この電気信号を変換するステップは、
ステップ192における、論理ビットを表す電気信号を、通信バス上で受信された電圧レベル間の遷移を有する電圧信号から通信プロトコルに従って発生するサブステップと、
ステップ194における、データ・ストリームのデータを復号するサブステップと、
サブステップ196における、データ・ストリームのデータの中の事前定義されたパターンを検出するサブステップと、
ステップ198における、通信バス上で直列に受信された論理ビットのデータ・フィールドを識別して与え、及び/又は並列データとして与えられる論理ビットのグループを直列バス上に直列に送信するサブステップと、
ステップ200における、メッセージを表すデータ・フレームを、論理ビットのデータ・フィールドから識別して与え、及び/又は論理ビットのフィールドを、メッセージを表すデータ・フレームから識別して与えるサブステップと
を備える。
【0044】
ステップ192、194、196、198、200は、前述したような図2の観点から分かることができるように、本発明に従った方法の独立した改善である。ステップ192、194、196、及び小さいデータ・フィールドのためのステップ198は、通信ハンドラにより実行されるのが好ましい。大きなデータ・フィールドのためのサブステップ198、及びステップ200は、通信ハンドラの外側で実行されるのが好ましい。
【0045】
図8は、直列バス上の送出データに関して本発明の一実施形態に従った方法のフロー図210を詳細に示す。この方法は、図6のフロー図160と同様に212で開始し、ステップ214において、識別された通信バス上での通信のための通信プロトコルを選択する。次いで、ステップ216における、上記の選択された通信プロトコルに従ってデータ・ストリームの変換を実行するための命令を用いて、通信ハンドラをプログラミングするステップが続く。次ぎに、ステップ218において、データ・ストリームのデータ・フレームを表す電気信号を受信する。次いで、ステップ220において、通信ハンドラにより電気信号を上記のプログラムされた命令に従って変換する。この電気信号の変換は、
ステップ222における、論理ビット及び関連のフォーマット・データのグループを表す電気信号を発生するサブステップと、
ステップ224における、データ・ストリームのデータを符号化するサブステップと、
ステップ226における、論理ビットを表す電気信号から発生された通信バス上の電圧レベル間の遷移を有する電圧信号を送信するサブステップと
を備える。
【0046】
ステップ222、224、226は、前述したような図2の観点から分かることができるように本発明に従った方法の独立した改善である。ステップ218から226の実際の意味は、物理的実行に依存する。即ち、通信制御器が図3の制御ユニット74又は図4の制御ユニット104のような制御ユニットを有する場合、通信制御器は、ステップ218においてデータ・フレームを受信し、そしてステップ220においてそれを複数のフィールドに分離することができるのに対し、一方通信制御器が図1の通信制御器10又は20のように制御ユニットを持たない場合、通信制御器は、ステップ218においてデータ・フィールドを受信することができる。図2及び図5に関して、方法のステップ222は、ビット・エンジンTx52がSOFフィールド126、CRCフィールド134、ACKフィールド136及びEOFフィールド137を発生するのに対し、一方フィールド128、130及び132が通信ハンドラの外側から与えられることを含むことができる。
【0047】
前述した複数の方法のいずれもがマイクロコントローラ内の通信制御器により実行されることが有利である。
好適な実施形態の前述の詳細な説明においては添付図面を参照している。なお、その添付図面は、本明細書の一部を形成し、そこにおいては、本発明を実施することができる例示的な特定の実施形態により示されている。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施するのを可能にするに十分に詳細に説明された。他の実施形態を利用することができ、そして論理的、機械的及び電気的変更を、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなしに行うことができる。従って、前述の詳細な説明は、限定の意味で取るべきでなく、本発明の特許範囲は特許請求の範囲のみにより定義される。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】図1は、本発明に従った通信制御器の単純化された概略図であり、図1Aは1つの直列バスの場合を、図1Bは幾つかの直列バスの場合を示す。
【図2】図2は、本発明に従った通信制御器に採用されている通信ハンドラの単純化された概略図である。
【図3】図3は、本発明の別の実施形態に従った通信制御器の単純化された概略図である。
【図4】図4は、本発明の一実施形態に従った通信制御器を採用するマイクロコントローラ装置の単純化された概略図である。
【図5】図5は、通信バス上のデータ表示を視覚化して示す概略図である。
【図6】図6は、本発明の一実施形態に従った方法のフロー図である。
【図7】図7は、直列データを通信バス上で受信する、本発明の一実施形態に従った方法のフロー図である。
【図8】図8は、直列データを通信バス上で送信する、本発明の一実施形態に従った方法のフロー図である。
Claims (20)
- 各通信バスがデータ・ストリームを通信プロトコルに従って転送する、少なくとも1つの通信バス上での通信のための通信制御器において、
少なくとも1つの通信バスに結合されて、データ・ストリームの変換を実行するためプログラム可能であるよう適合されている通信ハンドラを備える通信制御器。 - 前記通信ハンドラがプログラム可能な復号器及び/又は符号器を備える請求項1記載の通信制御器。
- 前記通信ハンドラが少なくとも1つのプログラム可能なビット・エンジンを備える請求項1記載の通信制御器。
- 前記通信ハンドラがプログラム可能なビット受信機及び/又はプログラム可能なビット送信機を備える請求項1記載の通信制御器。
- 前記通信ハンドラがプログラム可能なパターン検出器を備える請求項1記載の通信制御器。
- 前記通信ハンドラが、ビット・レベルでのデータ・ストリームの変換を実行するためプログラム可能であるよう適合されている請求項1記載の通信制御器。
- 前記通信ハンドラを制御する通信制御ユニットを備える請求項1から6のいずれか一項に記載の通信制御器。
- 幾つかの通信プロトコルに従ってデータ・ストリームの変換を実行するための命令を格納するメモリを備える請求項1から7のいずれか一項に記載の通信制御器。
- デバッグ・ユニットを備える請求項1から8のいずれか一項に記載の通信制御器。
- カスタム・プロトコルに従ってデータ・ストリームの変換を実行するための命令を迅速にローディングするための周辺チャネル接続を備える請求項1から9のいずれか一項に記載の通信制御器。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載の通信制御器を備えるマイクロコントローラ装置。
- 各通信バスがデータ・ストリームをそれぞれの通信プロトコルに従って転送する、幾つかの通信バス上で同時に通信するよう適合されている請求項11記載のマイクロコントローラ装置。
- 各通信バスがデータ・ストリームを通信プロトコルに従って転送する、少なくとも1つの通信バス上での通信のための通信制御器であって、前記少なくとも1つの通信バスに結合されて、データ・ストリームの変換を実行するためプログラム可能であるよう適合されている通信ハンドラを備える前記通信制御器を用いる方法において、
a. 通信プロトコルを選択するステップと、
b. データ・ストリームの変換を前記の選択された通信プロトコルに従って実行するための命令を用いて前記通信ハンドラをプログラムするステップと、
c. データ・ストリームのデータを表す電気信号を受信するステップと、
d. 前記データ・ストリームのデータを表す電気信号を前記通信ハンドラにより前記のプログラムされた命令に従って変換するステップと
を備える方法。 - 前記通信ハンドラが前に選択された通信プロトコルと異なる再選択された通信プロトコルに従ってデータ・ストリームの変換を実行するのを可能にするための命令を用いて前記通信ハンドラを再プログラムするステップを更に備える請求項13記載の方法。
- 前記通信バス上で受信された電圧レベル間の遷移を有する電圧信号から論理ビットを表す電気信号を発生し、及び/又は論理ビットを表す電気信号から発生された電圧レベル間の遷移を有する電圧信号を前記通信バス上で前記通信プロトコルに従って送るステップを更に備える請求項13又は14記載の方法。
- 前記データ・ストリームのデータを復号/符号化するステップを更に備える請求項13から15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記データ・ストリームのデータの中の事前定義されたパターンを検出するステップを更に備える請求項13から16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記通信バス上で直列に受信された論理ビットのデータ・フィールドを識別し且つ並列データとして与え、及び/又は並列データとして与えられた論理ビットのグループを前記通信バス上で直列に送るステップを更に備える請求項13から17のいずれか一項に記載の方法。
- 論理ビットのデータ・フィールドからメッセージを表すデータ・フレームを識別して与え、及び/又はメッセージを表すデータ・フレームから論理ビットのフィールドを識別して与えるステップを更に備える請求項18記載の方法。
- マイクロコントローラ内の通信制御器により実行される請求項13から19のいずれか一項に記載の方法。
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