JP2012049885A - トランシーバ及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】指定の通信装置をウェイクアップさせることが可能な通信システムを実現しつつ、スリープモードにおける消費電力を抑制する。
【解決手段】複数のＥＣＵ１０，１０，…が共通のバス９０を介して通信を行う通信システムにおいて、各ＥＣＵ１０は、通信を実行可能な通常モードと、通信を停止して消費電力を低減するスリープモードとに動作モードを切替可能なものであり、マイコン１１とバス９０との間を仲介するトランシーバ１５を備えている。トランシーバ１５は、動作モードがスリープモードの状態においてバス９０上の通信信号を監視し、自ＥＣＵ１０を指定したウェイクアップ信号を検出した場合に動作モードを通常モードへ切り替えるウェイクアップ信号出力判定部と、このウェイクアップ信号出力判定部への電源供給状態を切り替えるための電源供給回路とから構成されたビットパターン検出回路１００を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の通信装置が共通のバスを介して通信を行う通信システムに用いられ、通信を実行可能な通常モードと、通信を停止して消費電力を低減するスリープモードとに動作モードを切替可能な通信装置に関し、特に、こうした通信装置が備えるトランシーバに関するものである。

従来、この種の通信装置が用いられた通信システムは、バスに特定の信号が送出されることで、スリープモードの通信装置が通常モードに遷移（ウェイクアップ）するように構成されている。

例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）プロトコルでは、バス上の信号レベルとしてドミナント（優性）とレセッシブ（劣性）とが規定されている。そして、バス上に信号が発生していないバスアイドル状態では、バス上の信号レベルはレセッシブとなり、複数の通信装置からドミナントとレセッシブとが同時に送信された場合、バス上の信号レベルはドミナントとなる。なお、一般的に、ドミナントの論理値を「０」、レセッシブの論理値を「１」として考える。

このようなＣＡＮプロトコルでは、スリープモードの通信装置は、バス上でドミナントを検出するとウェイクアップするように規定されている。したがって、ＣＡＮプロトコルの通信システムでは、バス上に通信信号が発生すると、バスに接続されたすべての通信装置の動作モードが通常モードとなり、ウェイクアップさせる必要のない通信装置についてもウェイクアップしてしまうことになる。

これに対し、通信装置をウェイクアップさせる通信信号（ウェイクアップ信号）をすべての通信装置に共通のものにするのではなく、通信装置ごとに異ならせ、各通信装置が、自装置を指定したウェイクアップ信号であるか否かを判定し、自装置を指定したウェイクアップ信号でなければウェイクアップしないようにすることが考えられる。このようにすれば、ウェイクアップさせる必要のない通信装置についてはウェイクアップさせることなく、指定の通信装置をウェイクアップさせることが可能な通信システムを実現することができる。

ただし、このような通信システムに用いられる通信装置は、スリープモードにおいても、バスへ送出される通信信号をプロトコルレベルで解釈することのできる構成を備える必要がある。このような構成はクロックを用いるため必然的に消費電力が大きいものとなり、スリープモードにおいて常時動作させたのでは消費電力を十分に抑制することができない。

そこで、このような構成（スリープモードにおいて通信信号を解釈する構成）に対して必要時にのみ電源供給する通信装置が提案されている（特許文献１参照）。この通信装置は、アプリケーションを実行するアプリケーションユーザ（マイコン）と、このアプリケーションユーザとＣＡＮバスとの間を仲介するシステムチップユニットとを備えている。そして、この通信装置では、スリープモードにおいて通信信号を解釈するプロトコルコントローラユニットが、アプリケーションユーザ内に設けられている。

この通信装置においては、システムチップユニットが常時動作し、スリープモードにおいてＣＡＮバスにメッセージトラフィックが送出されると、システムチップユニットに設けられたトランシーバが、バッテリに接続された第１の電圧調整器をオン状態に切り替えることにより、アプリケーションユーザにおけるプロトコルコントローラユニットに対して部分的に電源を供給する。電源が供給されたプロトコルコントローラユニットは、トランシーバによって入力されたメッセージとあらかじめ記憶されている基準メッセージとを比較し、自装置宛のメッセージであると判定した場合にはシステムチップユニットのトランシーバに対してフィードバック信号を送信する。これにより、トランシーバが、バッテリに接続された第２の電圧調整器をオン状態に切り替えてアプリケーションユーザを完全に起動させる。

一方、トランシーバは、スリープモードにおいて第１の電圧調整器をオン状態に切り替えた後、ＣＡＮバスのアイドル状態が所定時間継続した場合には、第１の電圧調整器をオフ状態に切り替えることにより、プロトコルコントローラユニットへの電源供給を停止する。つまり、ＣＡＮバスにメッセージトラフィックが送出されている状況でプロトコルコントローラユニットへ電源を供給し、メッセージトラフィックが送出されていない状況ではプロトコルコントローラユニットへの電源供給を停止することで、消費電力の抑制を図ろうとしている。

特表２００５−５２９３９３号公報

前述した特許文献１に記載の構成では、スリープモードにおいて、トランシーバを含むシステムチップユニットを常時動作させており、入力したメッセージの比較判定を行う際には、更に、システムチップとは別体のチップ（アプリケーションユーザ）に設けられたプロトコルコントローラユニットを起動させる必要がある。このため、消費電力を十分に抑制することができないという問題があった。

本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、指定の通信装置をウェイクアップさせることが可能な通信システムを実現しつつ、スリープモードにおける消費電力を抑制することのできるトランシーバ及び通信装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するためになされた本発明の請求項１に記載のトランシーバは、複数の通信装置が共通のバスを介して通信を行う通信システムに用いられ、通信を実行可能な通常モードと、通信を停止して消費電力を低減するスリープモードとに動作モードを切替可能な通信装置が備えるものである。

このような通信装置において、トランシーバは、通信コントローラから出力された送信信号をバスへ出力するための通信信号に変換するとともに、バスから入力した通信信号を通信コントローラへ出力するための受信信号に変換する。

また、このトランシーバは、次のような検出回路及び電源供給回路を備えている。すなわち、検出回路は、動作モードがスリープモードの状態においてバス上の通信信号を監視し、自装置を指定したウェイクアップ信号を検出した場合に動作モードを通常モードへ切り替える。また、電源供給回路は、バス上に通信信号が発生していない状態では検出回路への電源供給を停止し、バス上に通信信号が発生したことを条件として検出回路へ電源を供給する。

このようなトランシーバを備える通信装置によれば、動作モードがスリープモードの状態においても、トランシーバの備える検出回路によりバス上の通信信号を監視することで、自装置を指定したウェイクアップ信号を検出することができる。このような検出回路は消費電力が大きくなるが、バス上に通信信号が発生していない状態では電源供給回路により検出回路への電源供給が停止されるため、検出回路による消費電力を抑制することができる。

特に、検出回路がトランシーバに設けられているため、検出回路をトランシーバと別体で設ける構成に比べ、検出回路に電源を供給した状態での消費電力を抑制することができる。したがって、本発明のトランシーバによれば、指定の通信装置をウェイクアップさせることが可能な通信システムを実現しつつ、スリープモードにおける消費電力を抑制することができる。

ところで、自装置を指定したウェイクアップ信号を検出回路が即座に検出できるようにするためには、他の通信装置によって通信が行われている間は検出回路に電源を供給しておくことが好ましい。

そこで、例えば請求項２に記載のトランシーバでは、電源供給回路は、検出回路へ電源を供給した場合、バス上に通信信号が発生しない状態が一定期間以上継続するまでは検出回路への電源の供給を継続するように構成されており、一定期間は、他の通信装置により実行される定期送信の送信周期以上に設定されている。

このようなトランシーバによれば、他の通信装置により定期送信が実行されている間は検出回路に電源が供給されるため、他の通信装置によって通信が行われている間に出力されたウェイクアップ信号を即座に検出することができる。

また、本発明のトランシーバにおいて、電源供給回路は消費電力の低い簡素な構成で実現することができる。
例えば、請求項３に記載のトランシーバが備える電源供給回路は、充電電荷が徐々に放電されるように構成された蓄電手段と、蓄電手段を充電する充電ラインに設けられ、バス上に通信信号が発生している状態でオン状態となる充電スイッチ手段と、検出回路への電源供給ラインに設けられた電源スイッチ手段と、蓄電手段の充電電圧と基準電圧とを比較し、蓄電手段の充電電圧が基準電圧を上回っている間、電源スイッチ手段をオン状態にする比較手段とを備える。

この電源供給回路では、スリープモードにおいてバス上に通信信号が発生すると、充電スイッチがオン状態となり蓄電手段に充電され、その充電電圧が基準電圧を上回ることで電源スイッチ手段がオン状態となり、検出回路に電源が供給される。一方、スリープモードにおいてバス上に通信信号が発生しなくなると、充電スイッチがオフ状態となり蓄電手段の充電電荷が徐々に放電され、その充電電圧が基準電圧以下となることで電源スイッチ手段がオフ状態となり、検出回路への電源供給が停止される。このような電源供給回路であれば、クロック源を用いる必要がなく、消費電力を抑制することができる。

また例えば、請求項４に記載のトランシーバが備える電源供給回路は、クロック源と、クロック源から出力されるクロックのパルス数をカウントし、バス上に通信信号が発生している状態でカウント値をクリアするカウンタと、検出回路への電源供給ラインに設けられ、カウンタによるカウント値がしきい値未満の状態でオン状態となり、そのカウント値がしきい値以上の状態でオフ状態となる電源スイッチ手段とを備える。

この電源供給回路では、スリープモードにおいてバス上に通信信号が発生している状態では、カウンタのカウント値がクリアされることで電源スイッチ手段がオン状態に維持され、検出回路に電源が供給される。一方、スリープモードにおいてバス上に通信信号が発生しなくなると、カウンタのカウント値がクリアされず、カウント値がしきい値以上となることで電源スイッチがオフ状態となり、検出回路への電源供給が停止される。このような電源供給回路であれば、クロック源を用いるものの、極めて低速のクロックで実現することができるため、消費電力を抑制することができる。

一方、例えば請求項５に記載のトランシーバは、動作モードが通常モードの状態においてバスから入力した通信信号を受信信号に変換するレシーバとは別に、動作モードがスリープモードの状態においてバスから入力した通信信号を検出回路へ出力するための信号に変換する簡易レシーバを備え、動作モードがスリープモードの状態ではレシーバへの電源供給を停止する。このようなトランシーバによれば、通常モードで動作するレシーバをスリープモードで停止することで、スリープモードにおけるトランシーバの消費電力を抑制することができる。

ところで、検出回路は、例えば請求項６に記載のように構成することができる。すなわち、請求項６に記載のトランシーバが備える検出回路は、バス上の通信信号をビットパターンにデコードするデコーダ回路と、自装置を指定したウェイクアップ信号を判定するための登録ビットパターンを記憶する記憶装置と、デコーダ回路によって得られたビットパターンが自装置を指定したウェイクアップ信号であるか否かを、登録ビットパターンとを比較することにより判定し、自装置を指定したウェイクアップ信号であると判定した場合に動作モードをスリープモードから通常モードへ切り替えるための信号を出力する比較回路とを備える。このような検出回路によれば、スリープモードにおいても自装置を指定したウェイクアップ信号を精度よく検出することができる。

次に、請求項７に記載の通信装置は、複数の通信装置が共通のバスを介して通信を行う通信システムに用いられるものである。この通信装置は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のトランシーバと、トランシーバへ送信信号を出力するとともにトランシーバからの受信信号を入力する通信コントローラを有するマイクロコンピュータとを備えている。また、この通信装置は、マイクロコンピュータのクロック回路が動作している状態が通常モードの状態であり、マイクロコンピュータのクロック回路が動作を停止している状態がスリープモードの状態である。

そして、トランシーバの検出回路は、ウェイクアップ信号を検出した場合に起動信号を通信コントローラへ出力し、マイクロコンピュータは、クロック回路が動作を停止している状態においてトランシーバからの起動信号が通信コントローラに入力されると、クロック回路が起動する。

このような通信装置によれば、前述したトランシーバと同様の効果を得ることができる。

通信システムの構成を表すブロック図である。 第１実施形態のビットパターン検出回路の回路構成図である。 第１実施形態の電源供給回路に関する動作波形図である。 ウェイクアップ信号出力判定部での処理の流れを表すフローチャートである。 第２実施形態のビットパターン検出回路の回路構成図である。 第２実施形態の電源供給回路に関する動作波形図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
まず、第１実施形態の通信システムについて説明する。

［１−１．全体構成］
図１は、通信プロトコルとしてＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）プロトコルが用いられた車載用の通信システムの構成を表すブロック図である。

この通信システムは、車両に搭載された複数の電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という。）１０，１０，…が、共通のバス９０を介して相互に通信可能となるように接続されたものであり、各ＥＣＵ１０が通信装置（ノード）として機能する。なお、車両に搭載されたＥＣＵ１０，１０，…としては、例えば、エンジン制御を行うエンジンＥＣＵ、ブレーキ制御を行うブレーキＥＣＵ、ステアリング制御を行うステアリングＥＣＵ、サスペンション制御を行うサスペンションＥＣＵ等、種々のＥＣＵが挙げられる。

この通信システムに用いられるＥＣＵ１０，１０，…は、通信を実行可能な通常モードと、通信を停止して消費電力を低減するスリープモードとに動作モードを切替可能に構成されている。

また、バス９０は、第１バス（Ｈライン）９１及び第２バス（Ｌライン）９２からなる二線式のものであり、二線間の電位差（差動電圧）によってドミナント又はレセッシブの信号レベルを表現した差動信号（通信信号）が伝送される。

［１−２．ＥＣＵ１０の構成］
次に、この通信システムに用いられるＥＣＵ１０の構成について説明する。
ＥＣＵ１０は、車両各部の制御処理や他のＥＣＵ１０との通信処理を実行するマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という。）１１と、マイコン１１とバス９０との間を仲介するインタフェース用ＩＣであるトランシーバ１５とを備えている。

マイコン１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＩＯポート等からなる周知の構成（図示せず）の他、ＣＡＮプロトコルに従った通信処理（フレームの送受信、調停制御、通信エラー処理等）を実行する通信コントローラ１２を備えている。通信コントローラ１２のＴｘＤ出力端子及びＲｘＤ入力端子は、トランシーバ１５のＴｘＤ入力端子及びＲｘＤ出力端子にそれぞれ接続されている。そして、通信コントローラ１２は、ローレベル（「０」）又はハイレベル（「１」）の送信信号をＴｘＤ出力端子からトランシーバ１５へ出力し、他のＥＣＵ１０からの差動信号の内容を表すローレベル又はハイレベルの受信信号をＲｘＤ入力端子で入力する。

また、マイコン１１は、ＣＰＵが動作するための動作クロックを生成するクロック回路（図示せず）を備えており、クロック回路への電源供給を停止することで、クロック回路の動作（ひいてはＣＰＵ自身の動作）を停止させることができるように構成されている。なお、マイコン１１のクロック回路が動作している状態が、ＥＣＵ１０の動作モードが通常モードの状態に相当し、マイコン１１のクロック回路が動作を停止している状態が、ＥＣＵ１０の動作モードがスリープモードの状態に相当する。

そして、マイコン１１は、スリープモードにおいて通信コントローラ１２のＲｘＤ入力端子にトランシーバ１５からマイコン１１を起動させるための信号が入力されると、クロック回路が起動してＣＰＵが動作を開始し、ＥＣＵ１０の動作モードが通常モードに遷移（ウェイクアップ）するように構成されている。

また、マイコン１１は、通常モードにおいてはＳＴＢ出力端子（スタンバイ出力端子）からトランシーバ１５のＳＴＢ入力端子へローレベルの信号を出力し、スリープモードにおいてはＳＴＢ出力端子からトランシーバ１５のＳＴＢ入力端子へハイレベルの信号を出力する。

トランシーバ１５は、ＴｘＤ入力端子から入力した通信コントローラ１２からの送信信号を差動信号に変換してバス９０へ出力するとともに、バス９０から入力した差動信号を受信信号に変換してＲｘＤ出力端子から通信コントローラ１２へ出力する機能を有する。この機能を実現する基本構成として、トランシーバ１５は、トランスミッタ（送信回路）２１及びレシーバ（受信回路）２２を備えている。なお、トランスミッタ２１及びレシーバ２２は、それぞれが第１バス９１及び第２バス９２の両方に接続されている。

トランスミッタ２１は、通信コントローラ１２のＴｘＤ出力端子からハイレベルの送信信号が出力された場合には、第１バス９１及び第２バス９２のそれぞれに接続された出力端子の電圧をいずれも基準電圧（例えば２．５Ｖ）にすることで、レセッシブの差動信号を出力する。一方、通信コントローラ１２のＴｘＤ出力端子からローレベルの送信信号が出力された場合には、第１バス９１に接続された出力端子の電圧を基準電圧よりも高い電圧（例えば３．５Ｖ）にするとともに、第２バス９２に接続された出力端子の電圧を基準電圧よりも低い電圧（例えば１．５Ｖ）にすることで、ドミナントの差動信号を出力する。なお、バス９０に接続された複数のＥＣＵ１０からドミナントとレセッシブとが同時に送信された場合、バス９０上の信号レベルはドミナントとなる。

レシーバ２２は、第１バス９１及び第２バス９２の電位差が、あらかじめ規定された差動信号復調用のしきい値（例えば０．９Ｖ）以上である場合には、ドミナントを表すローレベル（「０」）の受信信号を通信コントローラ１２のＲｘＤ入力端子へ出力する。一方、第１バス９１及び第２バス９２の電位差が差動信号復調用のしきい値未満である場合には、レセッシブを表すハイレベル（「１」）の受信信号を通信コントローラ１２のＲｘＤ入力端子へ出力する。

また、本実施形態のトランシーバ１５は、レシーバ２２と並列に簡易レシーバ２３を備えている。簡易レシーバ２３は、レシーバ２２と同様の構成の受信回路であるが、レシーバ２２のように差動信号を高精度に復調する必要がなく、レシーバ２２に比べて多少の歪み等は許容されることから、レシーバ２２よりも低い消費電力で動作するように構成されている。

また、レシーバ２２は、通常モードにおいて電源電圧Ｖonが供給され、スリープモードにおいては電源電圧Ｖonの供給が停止されるのに対し、簡易レシーバ２３は、電源電圧Ｖccが常時供給されるように構成されている。具体的には、電源電圧ＶccをＶon系の回路へ供給する電源供給ラインに設けられたスイッチ２４が、通常モード（トランシーバ１５のＳＴＢ入力端子にローレベルの信号が入力されている状態）ではオン状態となり、スリープモード（トランシーバ１５のＳＴＢ入力端子にハイレベルの信号が入力されている状態）ではオフ状態となる。したがって、Ｖon系の回路は、スリープモードにおいては電力を消費しない。なお、第１バス９１には電圧Ｖonを分圧抵抗２６，２７により分圧した電圧が印加され、第２バス９２には電圧Ｖonを分圧抵抗２８，２９により分圧した電圧が印加される。

また、レシーバ２２及び簡易レシーバ２３の出力信号は、スイッチ２５によって選択的にトランシーバ１５のＲｘＤ出力端子から出力され、通信コントローラ１２のＲｘＤ入力端子に入力される。スイッチ２５は、通常モード（トランシーバ１５のＳＴＢ入力端子にローレベルの信号が入力されている状態）ではレシーバ２２の出力信号を選択し、スリープモード（トランシーバ１５のＳＴＢ入力端子にハイレベルの信号が入力されている状態）では簡易レシーバ２３の出力信号を選択する。

ただし、簡易レシーバ２３はビットパターン検出回路１００を介してスイッチ２５に接続されているため、スリープモードではビットパターン検出回路１００からの出力信号が通信コントローラ１２のＲｘＤ入力端子に入力されることになる。

［１−３．ビットパターン検出回路１００の構成］
次に、ビットパターン検出回路１００の構成について説明する。
図２は、ビットパターン検出回路１００の回路構成図である。ビットパターン検出回路１００は、スリープモードにおいて自ＥＣＵ１０を指定したウェイクアップ信号を検出した場合に、マイコン１１を起動させるための信号を出力するための回路であり、ウェイクアップ信号出力判定部１１０及び電源供給回路１２０によって構成されている。

ウェイクアップ信号出力判定部１１０は、スリープモードにおいてバス９０上の通信信号を監視し、自ＥＣＵ１０を指定したウェイクアップ信号を検出した場合に、マイコン１１を起動させるための信号を出力して、自ＥＣＵ１０の動作モードを通常モードへ切り替えるための回路である。具体的には、ウェイクアップ信号出力判定部１１０は、デコーダ回路１１１、比較器１１２及び登録ビットパターン記憶装置１１３を備えており、いずれも電源供給回路１２０からの電源供給により動作する。

デコーダ回路１１１は、マイコン１１と同等の高速クロックを発生するクロック源（図示せず）を有しており、バス９０上の通信信号を表す簡易レシーバ２３の出力信号を入力してビットパターンにデコードする処理を行う。

登録ビットパターン記憶装置１１３には、自ＥＣＵ１０を指定したウェイクアップ信号のビットパターンが登録ビットパターンとして記憶されている。
比較器１１２は、デコーダ回路１１１によるデコード処理によって得られたビットパターンと、登録ビットパターン記憶装置１１３に記憶されている登録ビットパターンとを比較し、一致している（自ＥＣＵ１０を指定したウェイクアップ信号である）と判定した場合にマイコン１１を起動させるための信号を出力する。

一方、電源供給回路１２０は、ウェイクアップ信号出力判定部１１０への電源供給状態を切り替えるための回路であり、バス９０上に通信信号が発生していない状態（バスアイドル状態）ではウェイクアップ信号出力判定部１１０への電源供給を停止し、バス９０上に通信信号（具体的にはフレームに含まれるドミナントの信号）が発生したことを条件としてウェイクアップ信号出力判定部１１０へ電源を供給する。

具体的には、電源供給回路１２０は、コンデンサ１２１と、コンデンサ１２１を充電する充電ラインに設けられたスイッチング用のトランジスタ１２２とを備えている。トランジスタ１２２は、エミッタが電源電圧Ｖccに接続され、コレクタがコンデンサ１２１及び抵抗１２５の並列回路を介してグランドに接続されている。また、トランジスタ１２２のベースは、電源電圧Ｖccと簡易レシーバ２３の出力端子とを結ぶラインに直列に設けられた抵抗１２３，１２４の接続点に接続されている。このため、トランジスタ１２２は、簡易レシーバ２３からローレベル（ドミナント）の信号が出力されている状態でオン状態となる。

また、電源供給回路１２０は、コンデンサ１２１の充電電圧と分圧抵抗１２６，１２７により生成される基準入力電圧とを比較し、充電電圧が基準入力電圧以下の状態では出力がローレベルとなり、充電電圧が基準入力電圧を上回った状態で出力がハイレベルとなるコンパレータ（比較器）１２８を備えている。さらに、電源供給回路１２０は、電源電圧Ｖccをウェイクアップ信号出力判定部１１０へ供給する電源供給ラインに設けられたスイッチ１２９を備え、スイッチ１２９は、コンパレータ１２８の出力がローレベルの間はオフ状態となり、コンパレータ１２８の出力がハイレベルの間はオン状態となるように構成されている。

［１−４．電源供給回路１２０の回路動作］
次に、電源供給回路１２０の回路動作について説明する。図３は、電源供給回路１２０に関する動作波形図である。

スリープモードにおいて、バス９０上に通信信号が発生していないバスアイドル状態では、簡易レシーバ２３の出力信号がハイレベル（レセッシブ）に維持される。この状態では、トランジスタ１２２がオフ状態に維持され、コンデンサ１２１には電荷が充電されないため、コンパレータ１２８の出力がローレベルであり、スイッチ１２９がオフ状態である。したがって、ウェイクアップ信号出力判定部１１０へ電源電圧Ｖccが供給されず、ウェイクアップ信号出力判定部１１０で電力が消費されない。

この状態から他のＥＣＵ１０によってバス９０にフレームが送出されると（図３に示すタイミングＴａ）、このフレームに含まれるドミナントの信号が検出されている間は簡易レシーバ２３の出力信号がローレベルとなり、トランジスタ１２２がオン状態となってコンデンサ１２１に電荷が急速に充電（蓄積）される。これにより、コンデンサ１２１の充電電圧が直ちに分圧抵抗１２６，１２７により生成される基準入力電圧を越え、コンパレータ１２８の出力がローレベルからハイレベルに変化する。この結果、スイッチ１２９がオフ状態からオン状態に変化し、ウェイクアップ信号出力判定部１１０へ電源電圧Ｖccが供給される。

その後、バス９０上に通信信号が発生しない状態となり、簡易レシーバ２３の出力信号がハイレベルに維持されると、トランジスタ１２２がオフ状態に維持され、コンデンサ１２１に蓄積された充電電荷が徐々に放電される。この状態が継続することによりコンデンサ１２１の充電電圧が分圧抵抗１２６，１２７により生成される基準入力電圧以下まで低下すると（図３に示すタイミングＴｂ）、コンパレータ１２８の出力がハイレベルからローレベルに変化する。これにより、スイッチ１２９がオン状態からオフ状態に変化し、ウェイクアップ信号出力判定部１１０への電源電圧Ｖccの供給が停止される。

ここで、コンデンサ１２１の充電電圧が基準入力電圧以下に低下するまでの期間は、通常モードの他のＥＣＵ１０がフレームの定期送信を行う送信周期Ｔ以上に設定されている。つまり、電源供給回路１２０は、ウェイクアップ信号出力判定部１１０へ電源を供給した場合、バス９０上に通信信号が発生しない状態が一定期間以上継続するまではウェイクアップ信号出力判定部１１０への電源の供給を継続するように構成されており、この一定期間は、他のＥＣＵ１０により実行される定期送信の送信周期Ｔ以上に設定されている。したがって、フレームの定期送信を行う通常モードのＥＣＵ１０が存在していれば、ウェイクアップ信号出力判定部１１０への電源の供給が継続されることになる。なお、ウェイクアップ信号出力判定部１１０による消費電力を抑制するという面では、この一定期間を短くすることが好ましいことから、例えば送信周期Ｔの３〜５倍程度とすることが考えられる。

［１−５．ウェイクアップ信号出力判定部１１０での処理の流れ］
次に、ウェイクアップ信号出力判定部１１０で行われる処理の流れについて、図４のフローチャートを用いて説明する。

ウェイクアップ信号出力判定部１１０においては、バス９０上の通信信号を表す簡易レシーバ２３の出力信号がデコーダ回路１１１に入力されると（Ｓ１）、デコーダ回路１１１によってビットパターンにデコードされ（Ｓ２）、比較器１１２へ出力される（Ｓ３）。

比較器１１２は、デコーダ回路１１１からビットパターンを入力すると（Ｓ４）、登録ビットパターン記憶装置１１３から登録ビットパターンを読み込み（Ｓ５）、これらが一致するか否かを判定する（Ｓ６）。そして、比較器１１２は、ビットパターンが一致すると判定した場合に、マイコン１１を起動させるための信号を出力し、ビットパターンが一致しないと判定した場合には、この信号を出力しない。

［１−６．効果］
以上説明したように、第１実施形態のＥＣＵ１０によれば、動作モードがスリープモードの状態においても、トランシーバ１５の備えるウェイクアップ信号出力判定部１１０によりバス９０上の通信信号を監視することで、自ＥＣＵ１０を指定したウェイクアップ信号を検出することができる。しかも、バス９０上に通信信号が発生していない状態では、電源供給回路１２０がウェイクアップ信号出力判定部１１０への電源供給を停止するため、ウェイクアップ信号出力判定部１１０による消費電力を抑制することができる。

また、ウェイクアップ信号出力判定部１１０をトランシーバ１５と別体で設けた場合（特にマイコン１１に内蔵した場合）、ウェイクアップ信号出力判定部１１０に電源を供給した状態での消費電力が大きくなってしまうが、本実施形態ではウェイクアップ信号出力判定部１１０がトランシーバ１５に設けられているため、ウェイクアップ信号出力判定部１１０に電源を供給した状態での消費電力を抑制することができる。したがって、指定のＥＣＵ１０をウェイクアップさせることが可能な通信システムを実現しつつ、スリープモードにおける消費電力を抑制することができる。

さらに、電源供給回路１２０が、クロック源を用いない簡素な構成であるため、消費電力を抑制することができる。
加えて、スリープモードにおいてはレシーバ２２への電源供給を停止するようにしているため、スリープモードにおけるトランシーバ１５の消費電力を抑制することができる。

一方、他のＥＣＵ１０により定期送信が実行されている間はウェイクアップ信号出力判定部１１０に電源が供給されるため、他のＥＣＵ１０によって通信が行われている間に出力されたウェイクアップ信号を即座に検出することができる。

［１−７．特許請求の範囲との対応］
なお、第１実施形態では、ＥＣＵ１０が通信装置に相当し、ウェイクアップ信号出力判定部１１０が検出回路に相当し、比較器１１２が比較回路に相当し、登録ビットパターン記憶装置１１３が記憶装置に相当する。また、コンデンサ１２１が蓄電手段に相当し、トランジスタ１２２が充電スイッチ手段に相当し、コンパレータ１２８が比較手段に相当し、スイッチ１２９が電源スイッチ手段に相当する。

［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態の通信システムについて説明する。
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態の通信システムは、基本的な構成は第１実施形態の通信システムと同様であり、各ＥＣＵ１０のトランシーバ１５が備えるビットパターン検出回路１００が、第１実施形態で説明した電源供給回路１２０に代えて、図５に示す電源供給回路２２０を備えている点で相違する。その他、第１実施形態と共通する構成については符号を流用して説明を省略する。

［２−２．電源供給回路２２０の構成］
図５に示す第２実施形態の電源供給回路２２０は、ビットカウンタ２２１、クロック源２２２、ＯＲゲート２２３及びスイッチ２２４を備えている。クロック源２２２は、デコーダ回路１１１の有するクロック源（図示せず）に比べてはるかに低速なクロックを発生するもので構わないため、デコーダ回路１１１のクロック源に比べて消費電力を抑制することができる。

ＯＲゲート２２３には、クロック源２２２からの低速クロックと、ビットカウンタ２２１のカウント値の４ビット目（図５に示すＱ₃）の信号とが入力される。
ビットカウンタ２２１は、ＯＲゲート２２３からの出力信号をクロックとして入力し、そのパルス数をカウントする。また、反転ＣＬＲ端子にローレベル（ドミナント）の信号が入力されるとカウント値を０にクリアする。

スイッチ２２４は、電源電圧Ｖccをウェイクアップ信号出力判定部１１０へ供給する電源供給ラインに設けられている。このスイッチ２２４は、ビットカウンタ２２１のカウント値の４ビット目Ｑ₃が「０」（ローレベル）の状態でオン状態となり、「１」（ハイレベル）の状態でオフ状態となる。

［２−３．電源供給回路２２０の回路動作］
次に、電源供給回路２２０の回路動作について説明する。図６は、電源供給回路２２０に関する動作波形図である。

他のＥＣＵ１０によってバス９０にフレームが送出されている状況においては、ビットカウンタ２２１のカウント値が頻繁にクリアされるため、Ｑ₃が０（ローレベル）の状態に保たれる。このため、スイッチ２２４がオン状態に維持され、ウェイクアップ信号出力判定部１１０へ電源電圧Ｖccが供給される。

その後、バス９０にフレームが送出されないバスアイドル状態になると（図６に示すタイミングＴａ）、ビットカウンタ２２１のカウント値がクリアされない状態が継続し、カウント値が上昇する。これによりＱ₃が「０」から「１」に変化すると（図６に示すタイミングＴｂ）、ＯＲゲート２２３を介してビットカウンタ２２１のＣＬＫ端子に入力される信号がハイレベルに固定されるため、カウントアップが停止する。また、スイッチ２２４がオン状態からオフ状態に変化し、ウェイクアップ信号出力判定部１１０への電源電圧Ｖccの供給が停止される。

この状態からフレーム送信が再開されると（図６に示すタイミングＴｃ）、カウント値がクリアされてＱ₃が「１」から「０」に変化するため、再びスイッチ２２４がオン状態となり、ウェイクアップ信号出力判定部１１０へ電源電圧Ｖccが供給される。

［２−４．効果］
以上説明したように、第２実施形態の通信システムでは、電源供給回路２２０にクロック源２２２を用いるものの、極めて低速のクロックで実現することができるため、第１実施形態と同様、消費電力を抑制することができる。

［２−５．特許請求の範囲との対応］
なお、第２実施形態では、ビットカウンタ２２１がカウンタに相当し、スイッチ２２４が電源スイッチ手段に相当する。

［３．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

例えば、上記実施形態ではＣＡＮプロトコルの車載用通信システムを例示したが、これに限定されるものではなく、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やその他の通信プロトコルが用いられた通信システムであっても本発明を適用することができる。

１０…ＥＣＵ、１１…マイコン、１２…通信コントローラ、１５…トランシーバ、２１…トランスミッタ、２２…レシーバ、２３…簡易レシーバ、９０…バス、１００…ビットパターン検出回路、１１０…ウェイクアップ信号出力判定部、１１１…デコーダ回路、１１２…比較器、１１３…登録ビットパターン記憶装置、１２０…電源供給回路、１２１…コンデンサ、１２２…トランジスタ、１２８…コンパレータ、１２９…スイッチ、２２０…電源供給回路、２２１…ビットカウンタ、２２２…クロック源、２２３…ＯＲゲート、２２４…スイッチ

Claims (7)

1. 複数の通信装置が共通のバスを介して通信を行う通信システムに用いられ、通信を実行可能な通常モードと、通信を停止して消費電力を低減するスリープモードとに動作モードを切替可能な通信装置において、通信コントローラから出力された送信信号を前記バスへ出力するための通信信号に変換するとともに、前記バスから入力した通信信号を前記通信コントローラへ出力するための受信信号に変換するトランシーバであって、
   前記動作モードが前記スリープモードの状態において前記バス上の通信信号を監視し、自装置を指定したウェイクアップ信号を検出した場合に前記動作モードを前記通常モードへ切り替える検出回路と、
   前記バス上に通信信号が発生していない状態では前記検出回路への電源供給を停止し、前記バス上に通信信号が発生したことを条件として前記検出回路へ電源を供給する電源供給回路と、
   を備えることを特徴とするトランシーバ。
2. 前記電源供給回路は、前記検出回路へ電源を供給した場合、前記バス上に通信信号が発生しない状態が一定期間以上継続するまでは前記検出回路への電源の供給を継続するように構成されており、前記一定期間は、他の通信装置により実行される定期送信の送信周期以上に設定されていること
   を特徴とする請求項１に記載のトランシーバ。
3. 前記電源供給回路は、
   充電電荷が徐々に放電されるように構成された蓄電手段と、
   前記蓄電手段を充電する充電ラインに設けられ、前記バス上に通信信号が発生している状態でオン状態となる充電スイッチ手段と、
   前記検出回路への電源供給ラインに設けられた電源スイッチ手段と、
   前記蓄電手段の充電電圧と基準電圧とを比較し、前記蓄電手段の充電電圧が前記基準電圧を上回っている間、前記電源スイッチ手段をオン状態にする比較手段と、を備えること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトランシーバ。
4. 前記電源供給回路は、
   クロック源と、
   前記クロック源から出力されるクロックのパルス数をカウントし、前記バス上に通信信号が発生している状態でカウント値をクリアするカウンタと、
   前記検出回路への電源供給ラインに設けられ、前記カウンタによるカウント値がしきい値未満の状態でオン状態となり、そのカウント値が前記しきい値以上の状態でオフ状態となる電源スイッチ手段と、を備えること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトランシーバ。
5. 前記動作モードが前記通常モードの状態において前記バスから入力した通信信号を前記受信信号に変換するレシーバとは別に、前記動作モードが前記スリープモードの状態において前記バスから入力した通信信号を前記検出回路へ出力するための信号に変換する簡易レシーバを備え、
   前記動作モードが前記スリープモードの状態では前記レシーバへの電源供給を停止すること
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のトランシーバ。
6. 前記検出回路は、
   前記バス上の通信信号をビットパターンにデコードするデコーダ回路と、
   自装置を指定したウェイクアップ信号を判定するための登録ビットパターンを記憶する記憶装置と、
   前記デコーダ回路によって得られたビットパターンが自装置を指定したウェイクアップ信号であるか否かを、前記登録ビットパターンとを比較することにより判定し、自装置を指定したウェイクアップ信号であると判定した場合に前記動作モードを前記スリープモードから前記通常モードへ切り替えるための信号を出力する比較回路と、を備えること
   を特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のトランシーバ。
7. 複数の通信装置が共通のバスを介して通信を行う通信システムに用いられる通信装置であって、
   請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のトランシーバと、
   前記トランシーバへ送信信号を出力するとともに前記トランシーバからの受信信号を入力する通信コントローラを有するマイクロコンピュータと、
   を備え、
   前記マイクロコンピュータのクロック回路が動作している状態が前記通常モードの状態であり、前記マイクロコンピュータの前記クロック回路が動作を停止している状態が前記スリープモードの状態であって、
   前記トランシーバの前記検出回路は、前記ウェイクアップ信号を検出した場合に起動信号を前記通信コントローラへ出力し、
   前記マイクロコンピュータは、前記クロック回路が動作を停止している状態において前記トランシーバからの前記起動信号が前記通信コントローラに入力されると、前記クロック回路が起動すること
   を特徴とする通信装置。

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