JP2013098992A - バス構成を駆動する方法、およびバス構成 - Google Patents

Abstract

【課題】バス構成上で効率的なデータ伝送を達成する。
【解決手段】加入者としてマスタとｋ個のスレーブとを含むバス構成を駆動する方法であって、ｋ個の情報フィールド９６、９８、１００、１０２を含む問い合わせフレーム８４のヘッダ８５が、マスタによってスレーブへと伝達され、各ｍ番目のスレーブに、ｍ番目の情報フィールド９６、９８、１００、１０２が割り当てられ、どのくらいの量のデータがｍ番目のスレーブによってマスタへと送信されるのかについての情報が、ｍ番目のスレーブによって、当該ｍ番目のスレーブに割り当てられたｍ番目の情報フィールド９６、９８、１００、１０２に書き込まれ、問い合わせフレーム８４がマスタへと伝達され、データの伝達のために、マスタによって、送信されるデータの量に考慮したタイムスケジュールが提供される。
【選択図】図４

Description

本発明は、バス構成を駆動する方法、およびバス構成に関する。

ローカル・インタコネクト・ネットワーク（ＬＩＮ：Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）は、直列通信システム、および、ＬＩＮバスとも呼ばれる直列バス構成のための仕様である。このバス構成は、例えば車両内のバス構成の加入者としての、制御装置と、センサおよび／またはアクチュエータとの間の通信を実現するために利用することが可能である。

ＬＩＮ２．０規格によって、加入者間で伝達されるデータのために、イベント・トリガ・フレーム（ＥＴＦ：Ｅｖｅｎｔ Ｔｒｉｇｇｅｒｅｄ Ｆｒａｍｅ）とスポラディックフレーム（ＳＦ：Ｓｐｏｒａｄｉｃ Ｆｒａｍｅ）とが導入される。したがって、データ伝達のためのスケジュール（Ｓｃｈｅｄｕｌｅ）に影響を与えることが可能であり、すなわち、先に挙げたフレームによって、散発的な（ｓｐｏｒａｄｉｓｃｈ）データ伝送またはイベント制御型のデータ伝送が可能となり、その際に、フレーム自体はスケジュールにおいて固定的に定義される。

スポラディックフレームの場合、１つのタイムスロットについて、静的優先度を有する複数のメッセージを定めることが可能である。この種のタイムスロット（Ｓｌｏｔ）では、バス構成の加入者としてのマスタのためにデータが存在する場合またはマスタによってスレーブ応答が要求される場合に、メッセージが送信される。上記２つのケースに該当しない場合には、バス構成はこの時間に空のままである。すなわち、スポラディックフレームによっては、バス構成に完全には負荷がかからないのである。

イベント・トリガ・フレームによって、バス構成の加入者としてのスレーブの全てが、各データ伝送サイクルにデータを送信する必要があるわけではないことが考慮されうる。その際に、１つのイベント・トリガ・フレームに、複数のスレーブを割り当てることが可能であり、すなわち、イベント・トリガ・フレームの１つのヘッダに対して、複数のスレーブが応答することが可能である。伝送されるフレーム間で衝突が発生する場合には、スレーブがこのことをデータの読み戻しにより検出し、送信プロセスを中断する。その後、マスタは、受信エラーまたはタイムアウト（Ｔｉｍｅｏｕｔ）エラーを検出する。このイベント・トリガ・フレームの次のタイムスロットで、マスタは、通常のメッセージを用いてまたは別の識別子に用いてスレーブに問い合わせを行う。すなわち、イベント・トリガ・フレームに応答する各スレーブのために、一意の正規の識別子も存在する必要がある。

ＬＩＮ２．１規格以降、マスタは、衝突の後には一度、衝突がない他のスケジュールに変更しなければならず、この他のスケジュールの実行後に再び本来のスケジュールテーブルに戻さなければならないことが定められている。しかしながら、このためには衝突検出が実装される必要がある。さらに、衝突の際には、スレーブへの新たな個別の問い合わせによって著しい遅延が発生する。すなわち、イベント・トリガ・フレームは通常、衝突が非常に少ないことが予期される場合にのみ有効である。

直列バスでの媒体アクセスのための制御方法が、独国特許出願公開第１９７２１７４０号明細書に記載されている。この直列バスは、データ・テレグラム（Ｄａｔｅｎ‐Ｔｅｌｅｇｒａｍｍ）を介して互いに通信する複数の加入者を含む。所定の時点に個々の加入者にバスに対してアクセスさせるために、マスタとして構成された第１の加入者によって、周期的に連続して、トリガ・テレグラム（Ｔｉｇｇｅｒ‐Ｔｅｌｅｇｒａｍｍ）が送信される。その際に、各トリガ・テレグラムは、マスタにより選択された少なくとも１つの加入者のための送信権の開始および期間を含んでいる。トリガ・テレグラムによって、選択された加入者のために、データ・テレグラム伝送のためのタイムスケジュールが設定される、次のトリガ・テレグラムの送信の前に、スレーブは、マスタに対して、さらなるデータ・テレグラムのための送信権を要求することが可能である。

このような背景から、独立請求項の特徴を備えた方法およびバス構成が提示される。本発明のさらなる別の実施形態は、従属請求項、および、明細書の記載から明らかとなろう。

本発明によって、バス構成上でのデータ伝送のためのフレーム（Ｆｒａｍｅ）内のアイドル時間および／または空きバイトの消去と、サイクル時間の低減と、例えばバス構成の加入者としてのどのスレーブもデータを送信する必要がない場合には、遅延時間の低減とが達成されうる。本方法の場合は衝突が発生しない。したがって、バス構成には１００パーセントまで負荷が掛けられる。

これらのことを達成するために、マスタは、ｋ個のスレーブに対して、ｋ個のスレーブ全てに共通の問い合わせフレームを用いて、各スレーブが次のデータ伝送サイクルにデータを送信する必要があるのか、および、各スレーブがどのくらいのデータを送信する必要があるのかについて問い合わせをする。このために、複数のスレーブが１つの問い合わせフレームを共有する方式が利用される。

問い合わせフレームはｋ個の通信フィールドを含む。マスタは、この問い合わせフレームのヘッダを送信し、この後に、ｋ個の各スレーブが、ｋ個の通信フィールドのうちの１つに書き込む。ヘッダと情報フィールドとは、最後のスレーブが送信するチェックサムと共に、バス構成上で、ＬＩＮに準拠した問い合わせフレーム一式を形成する。マスタは、問い合わせフレームの受信後に、スレーブによって送信された情報フィールドを読み出す。これに基づいて、マスタによってタイムスケジュールが生成され、このタイムスケジュールは、少なくとも１つのスレーブに割り当てられる少なくとも１つのタイムスロット（Ｓｌｏｔ）、通常では一連のタイムスロットによって提供され少なくとも黙示的に（ｉｍｐｌｉｚｉｔ）報知される。さらに、少なくとも１つのスレーブが、当該スレーブに割り当てられたデータ伝送のためのタイムスロットにおいて、データ伝送フレームを用いてデータを送信するように、マスタによって促される。

その際に、マスタは、ヘッダを用いて、スレーブおよび／またはデータ伝送サイクルのための同期情報を追加的に伝達することが可能である。さらに、情報フィールドへの情報の書込みによって、スレーブにより伝達されるデータの順序、総量および／または最大量を設定することが可能である。

本発明の実施形態において、各スレーブは、例えば１バイトを含む問い合わせフレームの情報フィールドに情報を書き込むことが可能であり、その際に、情報フィールドの順序は、スレーブの識別子（ＩＤ）および／またはバス構成内でのスレーブの位置によって決定される。問い合わせフレームのヘッダは、問い合わせの実行のために送信される。ＬＩＮ規格にしたがって、問い合わせフレームは、最大長が８バイトの８個の情報フィールドを有することが可能であり、したがって、バス構成の加入者としての最大ｋ＝８個のスレーブに、問い合わせを行うことが可能である。

所定の値、例えば、空値とも呼ばれる「０」によって、その際スレーブは自身に割り当てられた問い合わせフレームの情報フィールドに空値を登録し、したがって書き込むのだが、問い合わせフレームにより開始されおよび／または準備される次のデータ伝送サイクルのために新しいデータが存在しないことを、スレーブはマスタにシグナリングする。

ｍ番目のスレーブのところに送信すべきデータが存在する場合には、当該ｍ番目のスレーブに割り当てられた、例えば上記１バイトのうちの５ビットを含む問い合わせフレームの情報フィールドの第１の部分は、データ伝送サイクルで伝送されるデータの第１の標識のための値を利用することが可能である。スレーブは、例えば３ビットを含む自身に割り当てられた情報フィールドの第２の部分で、次のデータ伝送サイクルで伝送されるデータの量、例えばバイト数を報知する。

問い合わせフレームの獲得および処理の後に、マスタは、次のデータ伝送サイクルのために、実際の需要にしたがって最適化されたタイムスケジュールを提供することが可能であり、例えば、既に存在する複数のスケジュールから選択することが可能である。しかしながら、マスタが動作中にこの種のスケジュールを生成し、場合によっては将来のさらなるデータ伝送サイクルのために、格納によってマーク付けすることが可能である。

マスタには、受信された問い合わせフレームによって、以下のスレーブの情報が提供される；
‐データを送信する必要があるスレーブの数：これに基づいて、マスタは、タイムスロットが幾つ設けられるのを導出することが可能である。
‐例えば、その発生、関連性、重要度および／または緊急度に関する、伝送されるデータの第１の標識：これに基づいて、マスタは、どのような時間的順序でタイムスケジュールのタイムスロットがスレーブに割り当てられるのかを導出することが可能である。データ伝送サイクルにおいてスレーブにタイムスロットが割り当てられる時間的順序は、送信されるデータの標識の定量的な等級のための値の大きさにしたがって設定されうる。その際に、第１の時点において、データ標識として第１の値を有する選択された第１のスレーブに対して、第１のタイムスロットが割り当てられ、ｎ番目の時点において、データ標識としてｎ番目の値を有する選択されたｎ番目のスレーブに対して、ｎ番目タイムスロットが割り当てられ、…といった具合である。
‐スレーブにより送信されるデータの量：これに基づいて、マスタによって、どの時間間隔がタイムスロットを含むのかが導出され、その際に、この時間間隔の長さは、スレーブによってデータ伝送フレームで伝達されるデータの量および／または必要されるメモリ位置によって決定される。

マスタは、自身の設定において、例えば、存在するスレーブの数ｋ個に対応して、様々なタイムスケジュール（Ｓｃｈｅｄｕｌｅ）を設ける。その際に、各スケジュールは、タイムスロットの数および順序によって特徴付けられる。タイムスロットの数は、データ伝送サイクルにおいてデータを送信する必要があるスレーブの数に対応する。タイムスロットの時間間隔の長さは、割り当てられたスレーブによって送信される各データ量に対して、マスタによって調整される。さらに、各タイムスロットのために、タイムスケジュールを介して送信時点が設定されうる。これによって、マスタによって割り当てられるタイムスロットの順序が設定される。これに基づいて、スレーブがデータ伝送フレームを送信する時間的順序も獲得される。さらに、これによって、マスタがデータ伝送フレームを再び受信する順序が設定される。これは、マスタがｍ番目のスレーブからｍ番目のデータ伝送フレームを受信する時点に相当する。

マスタによってスレーブに問い合わせフレームのヘッダが送信される問い合わせは、周期的に実行することが可能である。したがって、問い合わせの際には、少なくとも１つのスレーブが自身に割り当てられた情報フィールドへの情報の書込みにより、自身が新しいデータを伝送する必要があることをシグナリングするまで、ヘッダが周期的に送信される。したがって、問い合わせのサイクル時間によって実際にスレーブは問い合わせを受け、したがって、データが伝送されない限りポーリングされる。ヘッダの伝送時にエラーが発生した場合には、ヘッダは、マスタによって改めて送信されおよび／または開始される。

本発明に係る方法は、例えば、データが送信されなかった期間の後に可能な限り迅速に新たなデータ伝送サイクルを開始すべき場合に使用することが可能である。本方法によって、スレーブによって、常にはまたは永続的にはデータが提供されないことが考慮されうる。データ伝送フレームのためのタイムスロットを設けることによって、各データ伝送サイクルにおけるスレーブのデータ量が変化しうることが考慮されうる。したがって、スレーブのために、データ伝送サイクルのためのタイムスロットを含むスケジュールを、フレキシブルに設定することが可能である。

例えばＬＩＮバス構成として構成されたバス構成の、需要に対して最適化されたスケジュール（Ｓｃｈｅｄｕｌｅ）を提供するために、マスタは、スレーブに対して、データを送信する必要があるか、または、どのくらいのデータを送信する必要があるかについて問い合わせを行う。その際に、ＬＩＮバス構成の全てのスレーブが、当該スレーブが共有する問い合わせフレームの共通のヘッダによって問い合わせを受ける。その際に、各スレーブに、例えば１バイトを有する問い合わせフレームの情報フィールドが割り当てられ、この情報フィールドを介して、スレーブは、新しいデータが送信されるか否かを示す。さらに、スレーブは、何バイトのデータが伝送されるのかを示すことも可能である。情報フィールドの充填後に、問い合わせフレームがマスタへと送信される。これに基づいて、伝送すべきデータの実際の需要のために最適化されたタイムスケジュールを提供することが可能である。通常では、スレーブは、マスタに対して、当該マスタに伝送されるデータの量がどの程度の大きさなのか、重要度はどの程度高いのかを明示的に示す。

時間駆動型のＬＩＮバス構成では、マスタが、スケジュールにしたがってスレーブに伝達される専用のタイムスロットによって、どのスレーブがいつ自身のデータを送信出来るのかを決定する。データ伝送サイクルのためのスケジュールは、動作中に動的に設定されうる。実行時間のためにマスタが動的に切り替えることが可能な複数のスケジュールが定義されうる。

本発明によって特に、全てのスレーブではなく個々のスレーブが現在のデータも送信する必要があり、かつ、スレーブのデータ量がデータ伝送サイクルごとに変化しうることが考慮される。したがって、バス構成上での多くのアイドル時間および空きバイトが防止されるため、ユーザデータの割合が最適化されうる。さらに、長い遅延時間が防止されうる。

本発明の範囲において設けられる動的な設定であって、スレーブがどの時点に自身のデータをデータ伝送サイクル内に送信するかについての上記設定によって、例えば、自身のデータが最初にデータとして存在し、したがって最も古いというスレーブが、自身のデータを最初に送信することが考慮されうる。したがって、自身のデータを最初に定めたスレーブが、当該データを、データ伝送サイクルにおいて最後に伝送することが防止されうる。

本発明に係るバス構成は、提示される方法の全ステップを実施するよう構成される。その際に、本方法の個々のステップは、バス構成の個々の構成要素によっても実施されうる。さらに、バス構成の機能またはバス構成の個々の構成要素の機能は、本方法のステップとして実装されうる。さらに、本方法のステップを、バス構成の少なくとも１つの構成要素の機能またはバス構成全体の機能として実現することが可能である。

本発明のさらなる利点および実施形態は、明細書の記載、および、添付の図面から明らかとなろう。

先に挙げた特徴および以下で解説される特徴は、各示される組み合わせのみならず他の組み合わせにおいても、または、単独でも、本発明の範囲を逸脱することなく利用されうる。

本発明に係る方法の第１の実施形態で利用されるタイムスロットの順序を含むスケジュールの例を概略的に示す。 問い合わせフレームの例を概略的に示す。 本発明に係る方法の第２の実施形態で様々なスレーブに割り当てられるタイムスロットのさらなる別の例を概略的に示す。 本発明に係る方法の第３の実施形態についてのチャートを概略的に示す。 本発明に係るバス構成の一実施形態を概略的に示す。

図１では１行目に、以下の図２によって提示される問い合わせフレーム２であって、バス構成の合計ｋ個（ただし、ｋ＝８）のスレーブに対する、バス構成のマスタによる問い合わせを実行するために送信される上記問い合わせフレーム２のヘッダ１が示されている。問い合わせの間には、ここでは図１に示されるヘッダ１のみが送信される。

設けられたデータ伝送サイクルの間に第１のスレーブによってのみデータが伝送される場合には、マスタの第１のスケジュールにしたがって、図１の２行目に示されるように、１つのスレーブ、例えば第１のスレーブのための第１のタイムスロット４が提供される。

３行目には、第１のタイムスロット４の隣に第２のタイムスロット６も示され、この第２のタイムスロット６は、２つのスレーブによりデータが送信されるデータ伝送サイクルのためのスケジュールの場合に提供される。ここでは、バス構成の第２のスレーブに、第２のタイムスロット６が割り当てられる。

その際に、図１の４行目に示されるデータ伝送サイクルのスケジュールの場合には、３つのスレーブによってデータが伝送される。このために、スケジュールによって、第１のタイムスロット４が第１のスレーブのために提供され、第３のタイムスロット８が第３のスレーブのために提供され、第４のタイムスロット１０が第４のスレーブのために提供される。

本発明に係る実施形態において、ｋ個の全スレーブによってデータ伝送サイクルにおいてデータが送信される場合には、図１の５行目により示されるスケジュールが、各上記スレーブのために、タイムスロット４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８を提供する。その際に、第１のタイムスロット４は第１のスレーブに割り当てられ、第２のタイムスロット６は第２のスレーブに割り当てられ、第３のタイムスロット８は第３のスレーブに割り当てられ、第４のタイムスロット１０は第４のスレーブに割り当てられ、第５のタイムスロット１２は第５のスレーブに割り当てられ、第６のタイムスロット１４は第６のスレーブに割り当てられ、第７のタイムスロット１６は第７のスレーブに割り当てられ、第８のタイムスロット１８は第８のスレーブに割り当てられる。

図１に示されるタイムスロット４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８は時間間隔を有し、その際に、タイムスロット４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８の時間間隔の長さは、各データ伝送サイクルの、スレーブにより伝送されるデータ量に対して、個別におよびフレキシブルに調整されうる。したがって、例えば、第１のタイムスロット４の時間間隔は、各提示されるスケジュールについて、第１のスレーブにより伝送されるデータ量に対して調整されうる。

さらに、図１で提示されるスケジュールによって、マスタがスレーブにタイムスロット４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８を割り当てる順序も設定される。これに基づいて、反対に、スレーブがデータ伝送フレームを提供し当該データ伝送フレームにデータを充填する順序、および、スレーブがマスタに対してデータ伝送フレームを送信する順序が得られ、ならびに、どの順序でマスタがデータ伝送フレームをスレーブから受信するのかについて得られる。

データ量に依存するタイムスロット４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８の時間間隔の長さであって、各データ伝送サイクルで伝送されるデータの収容のためのデータ伝送フレームの長さがそれにより定められる上記時間間隔の長さについての可能な詳細が、以下の図３を用いて記載される。

図２は、図１で提示されたヘッダ１を含む問い合わせフレーム２の構造についての詳細を概略的に示している。問い合わせフレーム２は、ヘッダ１ ｋ（ただし、ｋ＝８）の他に、空の情報フィールド２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８と、追加的な検査フィールド４０とを有する。送信されるデータについての情報を、スレーブが情報フィールド２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８に充填した後に、問い合わせフレーム２がマスタへと送信される。その際に、第１の情報フィールド２４は、ここでは合計８個のスレーブを備えるバス構成の第１のスレーブに割り当てられ、第２の情報フィールド２６は第２のスレーブに割り当てられ、第３の情報フィールド２８は第３のスレーブに割り当てられ、第４の情報フィールド３０は第４のスレーブに割り当てられ、第５の情報フィールド３２は第５のスレーブに割り当てられ、第６の情報フィールド３４は第６のスレーブに割り当てられ、第７の情報フィールド３６は第７のスレーブに割り当てられ、第８の情報フィールド３８は第８のスレーブに割り当てられる。最後の検査フィールド４０を介して、問い合わせフレーム２全体のために、巡回冗長検査において、そのために設けられたチェックサムが提供され、および／または、計算される。

本発明に係る方法の実施形態の実現において、問い合わせフレーム２のヘッダ１が問い合わせサイクルにマスタによってスレーブへと伝達される場合には、スレーブに割り当てられた情報フィールド２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８に、データが未だ書き込まれていない。スレーブは、バス構成内での自身の順番にしたがってヘッダ１を受信する。少なくとも１つのスレーブ、例えばｍ番目のスレーブが、後続のデータ伝送サイクルでマスタにデータを伝送する必要がある場合には、このｍ番目のスレーブは、送信すべきデータについての少なくとも１つの情報を、自身に割り当てられた空のｍ番目の情報フィールド２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８に書き込む。その際に、各上記情報フィールドフィールド２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８は、２つの部分に分けられる。その際に、ｍ番目のスレーブは、ここでは５ビットを含む第１の部分に、送信されるデータの標識についての情報を書き込むことが可能である。ｍ番目のスレーブは、自身に割り当てられたｍ番目の情報フィールド２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８の第２の部分に、自身が送信するデータの量についての情報を書き込むことが可能であり、その際、情報フィールド２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８の第２の部分は、ここでは３ビットを含む。ｍ番目のスレーブが次のデータ伝送サイクルでマスタにデータを送信する必要がない場合には、ｍ番目のスレーブは、自身に割り当てられたｍ番目の情報フィールド２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８に、合意のために適した例えば値０を有しうる空値を書き込む。したがって、例えば、ヘッダ１がそれに対してアドレス指定されるスレーブの識別子（ＩＤ）を含み得るヘッダ１の情報が、マスタによって書き込まれ、スレーブによって読み出されることが構想される。情報フィールド２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８内の情報は、スレーブによって書き込まれる。チェックサムは、バス構成の最後のスレーブによって検査フィールド４０に書き込まれる。情報フィールド２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８と、検査フィールド４０とはスレーブの応答を形成し、このスレーブの応答は、マスタによって読み出される。

図３は、タイムスロット４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２の例を示しており、当該タイムスロットの時間間隔は、スレーブ７４、７６、７８、８０によってデータ伝送フレームを用いて送信されるデータ量に依存する。その際に、第１のスレーブ７４には、１バイトのデータ量のための第１のタイムスロット４２、２バイトのデータ量のための第２のタイムスロット４４、ｘバイトのデータ量のためのｘ番目のタイムスロット４６、または、８バイトのデータ量のための第８のタイムスロット４８が割り当てられる。対応して、第２のスレーブ７６には、１バイトのデータ量のための第１のタイムスロット５０、２バイトのデータ量のための第２のタイムスロット５２、ｘバイトのデータ量のためのｘ番目のタイムスロット５４、または、８バイトのデータ量のための第８のタイムスロット５６が割り当てられる。合計ｋ個のスレーブ７４、７６、７８、８０のうちのｍ番目のスレーブ７８には、マスタのスケジュールにおいて、１バイトのデータ量のための第１のタイムスロット５８、２バイトのデータ量のための第２のタイムスロット６０、ｘバイトのデータ量のためのｘ番目のタイムスロット６２、または、８バイトのデータ量のための第８のタイムスロット６４が提供され、したがって、様々な量のデータの収容のための様々な大きさのデータ伝送フレームを提供するために様々な大きさの時間間隔を有するここで示されるタイムスロット５８、６０、６２、６４のうちの１つが、このｍ番目のスレーブ７８に割り当てられる。

バス構成が合計ｋ個（ただし、ｋ＝８）のスレーブ７４、７６、７８、８０を有することが構想される。スケジュールによって、最後のｋ番目のスレーブ８０に対して、１バイトのデータ量のための第１のタイムスロット６６、２バイトのデータ量のための第２のタイムスロット６８、ｘバイトのデータ量のためのｘ番目のタイムスロット７０、または、８バイトのデータ量のための第８のタイムスロット７２が、マスタにより割り当てられる。

タイムスロット４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２の時間間隔の長さは、タイムスロット４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２の割り当て後に、スレーブ７４、７６、７８、８０が、提供されるデータフレームに挿入出来るデータの量によって設定される。時間間隔の長さは、スレーブ７４、７６、７８、８０が自身に割り当てられた問い合わせフレームの情報フィールドに書き込み、したがってマスタに報知した送信すべきデータ量に関する情報にしたがって、マスタによって調整される。

本発明に係る方法の第３の実施形態についての図４のチャートは、横座標８２を含み、この横座標８２に沿って、ｍｓ単位で時間が示されている。その際に、図４のチャートは、問い合わせ８６の際にバス構成のスレーブからマスタへと伝達されるヘッダ８５を含む問い合わせフレーム８４のさらなる別の例と、データ伝送サイクル９４で利用されるデータ伝送フレーム８８、９０、９２の例とを含んでいる。その際に、データ伝送サイクル９４は、問い合わせ８６の直後に続き、問い合わせ８６によって準備され、および／または、開始される。

ここで記載される実施形態において、バス構成はｋ＝４個のスレーブを有することが構想される。したがって、問い合わせフレーム８４は、第１のスレーブのための第１の情報フィールド９６と、第２のスレーブのための第２の情報フィールド９８と、第３のスレーブのための第３の情報フィールド１００と、第４のスレーブのための第４の情報フィールド１０２とを有する。その際に、上記情報フィールド９６、９８、１００、１０２は、問い合わせフレーム８４のヘッダ８５がマスタからスレーブへと伝達される場合には空である。問い合わせ８６の間にスレーブがヘッダ８５を獲得し次第、このスレーブは、自身に割り当てられた情報フィールド９６、９８、１００、１０２に、データについての情報を書き込み、上記データは、各スレーブにより後続のデータ伝送サイクル９４の間にマスタへと送信される。

詳細には、第１のスレーブは、ここで示される例では、自身に割り当てられた第１の情報フィールド９６に情報「２０：２」を書き込む。第２のスレーブは、自身に割り当てられた第２の情報フィールド９８に情報「０：０」を書き込み、第３のスレーブは、自身に割り当てられた第３の情報フィールド１００に情報「１３：２」を書き込む。さらに、第４のスレーブが、自身に割り当てられた第４の情報フィールド１０２に情報「１９：４」を書き込む。

したがって、ｍ番目のスレーブによって、当該ｍ番目のスレーブに割り当てられたｍ番目の情報フィールド９６、９８、１００に、情報「Ｙ：Ｚ」が書き込まれ、その際、Ｙは第１の数および／または第１の値を表し、Ｚは第２の数および／または第２の値を表す。その際に、第１の値Ｙは、送信されるデータの標識についての情報、すなわちここで示される例では２０、０、１３、または１９を含む。本実施形態では、標識によって、ｍ番目のスレーブにより送信されるデータがどのような関連性、例えば重要度および／または緊急度を有するのか、または、当該送信データがどの程度古いのかが示される。その際に、標識についての値Ｙが小さいほど、関連性が大きくなる。代替的または補足的に、値Ｙによって、どの時点に、送信すべきデータが、ｍ番目のスレーブによって収集されたのかが示される。その際に、値Ｙが小さいほど、送信されるデータは古くなる。第２の値Ｚによって、送信されるデータの大きさおよび／または量が示される。

したがって、第１のスレーブは、第１の情報フィールド９６内の「２０：２」によって、当該第１のスレーブが、関連性２０を有しおよび／または時点Ｙ＝２０に収集された２バイトのデータ量を送信する必要があることを知らせる。第３のスレーブは、マスタに対して、自身に割り当てられた第３の情報フィールド１００を介して、関連性１３を有しおよび／または時点Ｙ＝１３に収集された２バイトのデータ量を送信する必要があることをシグナリングする。第４のスレーブは、自身に割り当てられた第４の情報フィールド１０２内の情報「１９：４」によって、マスタに対して、関連性１９を有しおよび／または時点Ｙ＝１９に収集された４バイトのデータ量を送信する必要があることを知らせる。

本実施形態において、第２のスレーブに割り当てられた第２の情報フィールド９８内の情報「０：０」は例外である。ここでは、Ｙの値が０である第１の情報によって、次のデータ伝送サイクル９４に、第２のスレーブによって、強制的に０バイトの量を含むデータが送られないことが示される。

問い合わせ８６の間に、問い合わせフレーム８４は、送信されるデータについての情報「Ｙ：Ｚ」を各スレーブが自身に割り当てられた情報フィールド９６、９８、１００、１０２に書き込んだ後に、マスタへと伝達されて評価される。スレーブにより提供される情報に考慮して、マスタによって、後続のデータ伝送サイクル９４の間のデータ伝送のためのタイムスロットを含むタイムスケジュールが割り当てられ、その際に、このタイムスケジュールは、マスタによりデータ伝送サイクル９４の間に伝送されるデータ伝送フレーム８８、９０、９２の順序および大きさによって特徴付けられる。

その際に、情報フィールド９６、９８、１００、１０２内の情報に基づいて、どのスレーブがどのくらいの量のデータを送信する必要があるのか、および、送信されるデータがどのような関連性を有しおよび／または当該データがどの程度古いのかが分かる。その際に、マスタには、第２のスレーブがデータを送信する必要がなく、第３のスレーブのデータの関連性（Ｙ＝１３）が、第４のスレーブのデータの関連性（Ｙ＝１９）よりも高く、第４のスレーブのデータの関連性自体は、第１のスレーブのデータの関連性（Ｙ＝２０）よりも高いことが知らされる。さらに、マスタには、第１のスレーブおよび第３のスレーブがそれぞれ２バイトのデータ量を送信する必要があり、第４のスレーブが４バイトのデータ量を送信する必要があることが知らされる。

これら情報に考慮して、マスタは、後続のデータ伝送サイクル９４のために、送信されるデータの関連性および／または古さと、スレーブによりその都度送信されるデータの量と、により特徴づけられるタイムスケジュールを提供する。データ伝送サイクル９４の間に、マスタは、第１の時点１０４ ｔ１において、第３のスレーブに対して、例えば２バイトのデータを格納するための２つのデータフィールド１０６を有する第１のデータ伝送フレーム８８のための第１のタイムスロットを割り当てる。第２の時点１０８ ｔ２に、マスタは、第４のスレーブに対して、例えば４バイトのデータを格納するための３つのデータフィールド１０６を有する第２のデータ伝送フレーム９０のための第２のタイムスロットを割り当てる。第３の時点１１０ ｔ３に、マスタは、第１のスレーブに対して、例えば２バイトのデータを格納するための２つのデータフィールド１０６を有する第３のデータ伝送フレーム９２のための第３のタイムスロットを割り当てる。

本実施形態では、伝送されるビットごとに、伝送時間Ｔ_Ｂｉｔ＝５２μｓを設けることが構想される。さらに、示される各フレーム、すなわち、問い合わせフレーム８４およびデータ伝送フレーム８８、９０、９２のヘッダ８５およびデータヘッダは、データ長Ｂｉｔ_{Ｈｅａｄｅｒ}＝３４を有する。図４で示される各フレームのトレーラ（Ｔｒａｉｌｅｒ）のために、データ長Ｂｉｔ_{Ｔｒａｉｌｅｒ}＝１０が設けられる。したがって、問い合わせフレーム８４の伝送時間Ｔ_Ｆ０について、以下の数式（１）が獲得される。
Ｔ_Ｆ０＝１．４^＊（Ｔ_Ｂｉｔ ^＊（Ｂｉｔ_{Ｈｅａｄｅｒ}＋（Ｎ_{Ｓｌａｖｅｓ} ^＊１０）＋Ｂｉｔ_{Ｔｒａｉｌｅｒ}））
・・・数式（１）

問い合わせフレーム８４のためのデータ伝送時間は、図４のチャートでは、第１の両矢印１０８によって示される。以下の数式（２）によって、データ伝送フレーム８８、９０、９２の伝送時間が示され、その際、ｍはスレーブの番号を表し、Ｚは伝送されるバイト数を表す。
Ｔ_ＦｍＺ＝１．４^＊（Ｔ_Ｂｉｔ ^＊（Ｂｉｔ_{Ｈｅａｄｅｒ}＋（Ｚ^＊１０）＋Ｂｉｔ_{Ｔｒａｉｌｅｒ}））
・・・数式（２）

その際に、設けられた全データ伝送時間Ｔ_ＦｍＺを代表して、図４のチャートの第２の両矢印１１０によって、第３のスレーブのための第１のデータ伝送フレーム８８のデータ伝送時間Ｔ_Ｆ３２が示される。記載される実施形態では、例えば、データ伝送サイクル９４ごとに、スレーブごとに、６バイトまでのデータが伝送可能であることが構想される。したがって、バス構成内では、データ伝送フレーム８８、９０、９２ごとに、ユーザデータ（ペイロード）の収容のために最大６個のデータフィールド１０６が設けられる。したがって、６バイトのデータ量を転送するよう構成されたデータ伝送フレーム８８、９０、９２は、データ伝送時間Ｔ_Ｆｍ６＝７．５８ｍｓを有する。したがって、データ伝送サイクル９４は、３＊７．５８ｍｓ＝２２．７４ｍｓである。問い合わせフレーム８４のために、データ伝送時間Ｔ_Ｆ０＝６．１３ｍｓが獲得される。２バイトのデータを伝送する第１のデータ伝送フレーム８８のために、データ伝送時間Ｔ_Ｆ３２＝４．６７が獲得され、４バイトのデータを伝送する第２のデータ伝送フレーム９０のために、データ伝送時間Ｔ_Ｆ４４＝６．１３ｍｓが獲得され、同様に２バイトのデータを伝送する第３のデータ伝送フレーム９２のために、データ伝送時間Ｔ_Ｆ１２＝４．６７ｍｓが獲得され、したがって、問い合わせサイクル８６およびデータ伝送サイクル９４のためのサイクル時間は、データ伝送時間の合計に基づいて、２１．６０ｍｓとなる。

図５に概略的に示される本発明に係るバス構成１１２の実施形態は、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ネットワークとして構成され、ここでは、車両の制御装置として構成されたマスタ１１４を含む。さらに、バス構成１１２は、第１のスレーブ１１６、第２のスレーブ１１８、ｍ番目のスレーブ１２０、および、最後のｋ番目のスレーブ１２２を含む。その際に、スレーブ１１６、１１８、１２０、１２２は、車両のセンサまたはアクチュエータとして構成されうる。さらに、バス構成１１２の全加入者、すなわち、マスタ１１４、および、スレーブ１１６、１１８、１２０、１２２は、通信接続線１２４に沿って直列に接続され、したがって一列に接続される。

マスタ１１４は、スレーブ１１６、１１８、１２０、１２２に、ｋ個の空の情報フィールドを含む問い合わせフレームのヘッダを伝達するよう構成される。その際に、各ｍ番目のスレーブ１１６、１１８、１２０、１２２に、ｋ個の情報フィールドのうちのｍ番目の情報フィールドが割り当てられる。ｍ番目のスレーブ１１６、１１８、１２０、１２２が問い合わせフレームのヘッダを受信した後に、このｍ番目のスレーブは、どのくらいの量のデータが後続のデータ伝送サイクルでｍ番目のスレーブ１１６、１１８、１２０、１２２によってマスタ１１４へと送信されるかについての情報を、自身に割り当てられたｍ番目の情報フィールドに書き込む。最初は空の情報フィールドの充填の後に、スレーブ１１６、１１８、１２０、１２２は、情報で充填した問い合わせフレームを再びマスタ１１４へと伝達する。充填された問い合わせフレームの受信の後に、マスタ１１４は、データ伝達のために、送信されるデータ量に考慮したタイムスケジュールを提供する。

さらに、ｍ番目のスレーブ１１６、１１８、１２０、１２２は、自身に割り当てられたｍ番目の情報フィールドに、送信されるデータの標識についての情報を追加的に書き込むことが構想される。データの標識に関するこの情報は、マスタ１１４によってタイムスケジュールの提供のためにも同様に考慮される。

ｍ番目のスレーブ１１６、１１８、１２０、１２２が、送信されるデータの量および／または標識についての情報を、ｍ番目の情報フィールドに書き込むことによって、ｍ番目のスレーブは、マスタ１１４に対して、自身がデータを送信するか否かを報知する。

データ伝送サイクルの間に送信されるデータは、タイムスケジュールに考慮して伝達される。タイムスケジュールは、マスタ１１４によってスレーブ１１６、１１８、１２０、１２２に割り当てられるタイムスロットの順序によって実現される。

タイムスケジュールの提供によって、データを伝達する各スレーブ１１６、１１８、１２０、１２２に、当該各スレーブのために設けられたタイムスロットが伝達され、その際に、ｍ番目のスレーブ１１６、１１８、１２０、１２２に、ｍ番目のタイムスロットが割り当てられる。自身に割り当てられた情報フィールドへの少なくとも１つの情報の書込みによって、すなわち、データの量および／または標識についての情報によって、自身がデータを送信しないことを通知したスレーブ１１６、１１８、１２０、１２２には、データ伝送サイクルの間に、マスタ１１４によってスロットが割り当てられない。

タイムスケジュールによって、いつ、どのスレーブによって、送信すべきデータが伝送されるのかという順序が定められる。この順序は特に、送信されるデータの標識に依存する。スレーブ１１６、１１８、１２０、１２２は、問い合わせフレームの自身に割り当てられた情報フィールドへの、標識についての情報の書込みによって、マスタ１１４に対して、自身が送信するデータがどのような関連性、重要度、緊急度および／または優先度を有するのかを報知する。問い合わせフレームの受信後に、マスタ１１４は、全スレーブ１１６、１１８、１２０、１２２により示される情報を比較する。標識についての情報は、そのための値によって定量的に設定され、その際に、スレーブ１１６、１１８、１２０、１２２のデータは、当該スレーブ１１６、１１８、１２０、１２２が情報として示す標識のための値が大きいほど、早期に処理される。スケジュールを実現するために、自身が送信するデータが標識のための最大値を有するスレーブ１１６、１１８、１２０、１２２に対して、第１のタイムスロットが割り当てられる。標識に関して当該標識のための全ての値の順位において、自身が伝送するデータがｎ位であるｎ番目のスレーブ１１６、１１８、１２０、１２２には、ｎ番目のタイムスロットが割り当てられる。自身が伝送するデータが標識のための最小値を有するスレーブ１１６、１１８、１２０、１２２には、順序において最後のタイムスロットが割り当てられる。順序に対応して、スレーブ１１６、１１８、１２０、１２２はデータ伝送フレームを提供し、送信すべきデータを当該データ伝送フレームに充填し、このデータ伝送フレームをマスタ１１４へと送信し、マスタ１１４は、順序にしたがってデータ伝送フレームを受信し、その中に格納されたデータを順序にしたがって処理する。

ｍ番目のデータ伝送フレームは、ｍ番目のスレーブ１１６、１１８、１２０、１２２が送信するデータの量に対して調整された記憶位置を有する少なくとも１つのデータフィールドを有し、その際に、ｍ番目のデータ伝送フレームの受信の後に、ｍ番目のスレーブ１１６、１１８、１２０、１２２によって、送信されるデータが少なくとも１つのデータフィールドに挿入され、データで充填されたｍ番目のデータ伝送フレームは、マスタ１１４へと伝達される。

Claims (10)

1. 加入者としてマスタ（１１４）と、ｋ個のスレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）とを含むバス構成（１１２）を駆動する方法であって、
   ｋ個の情報フィールド（２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、９６、９８、１００、１０２）を含む問い合わせフレーム（２、８４）のヘッダ（１、８５）が、前記マスタ（１１４）によって前記スレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）へと伝達され、
   各ｍ番目のスレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）に、ｍ番目の情報フィールド（２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、９６、９８、１００、１０２）が割り当てられ、
   どのくらいの量のデータが前記ｍ番目のスレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）によって前記マスタ（１１４）へと送信されるのかについての情報が、前記ｍ番目のスレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）によって、当該ｍ番目のスレーブに割り当てられたｍ番目の情報フィールド（２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、９６、９８、１００、１０２）に書き込まれ、
   前記問い合わせフレーム（２、８４）が前記マスタ（１１４）へと伝達され、
   前記データの伝達のために、前記マスタ（１１４）によって、前記送信されるデータの前記量に考慮したタイムスケジュールが提供される、方法。
2. 前記ｍ番目のスレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）によって、当該ｍ番目のスレーブに割り当てられたｍ番目の情報フィールド（２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、９６、９８、１００、１０２）に、前記送信されるデータの標識についての情報が書き込まれる、請求項１に記載の方法。
3. 前記ｍ番目のスレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）による、前記ｍ番目の情報フィールド（２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、９６、９８、１００、１０２）への少なくとも１つの情報の書込みを通じて、前記ｍ番目のスレーブによりデータが送信されるか否かが報知される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ヘッダ（１）が、データ伝送サイクル（９４）を開始するために、前記マスタ（１１４）によって前記スレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）へと伝達され、
   前記送信されるデータは、前記データ伝送サイクル（９４）の間に、前記タイムスケジュールに考慮して伝達される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記タイムスケジュールの提供によって、前記データを伝達する各スレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）には、前記タイムスケジュールの少なくとも１つのタイムスロット（４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２）が割り当てられ、前記ｍ番目のスレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）には、ｍ番目のタイムスロット（４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２）が割り当てられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記ｍ番目のタイムスロット（４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２）は、前記ｍ番目のスレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）により送信される前記データの前記量に対して調整され、
   前記ｍ番目のスレーブ（１１６、１１８、１２０、１２２）によって、当該ｍ番目のスレーブに割り当てられた前記ｍ番目のタイムスロット（４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２）の割り当ての後に、ｍ番目のデータ伝送フレーム（８８、９０、９２）の少なくとも１つのデータフィールド（１０６）に、前記送信されるデータが挿入され、
   前記ｍ番目のスレーブに割り当てられたｍ番目のデータ伝送フレーム（４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２）が、前記ｍ番目のスレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）によって前記マスタ（１１４）へと伝達される、請求項５に記載の方法。
7. 前記タイムスケジュールによって、前記送信すべきデータがいつどのスレーブ（１１６、１１８、１２０、１２２）によって伝達されるかという順序が設定される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記スレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）には、前記タイムスケジュールに考慮して、前記マスタ（１１４）によって複数のタイムスロット（４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２）が割り当てられる、請求項５〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 加入者としてマスタ（１１４）と、ｋ個のスレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）とを含むバス構成であって、
   前記マスタ（１１４）は、前記スレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）に、ｋ個の情報フィールド（２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、９６、９８、１００、１０２）を含む問い合わせフレーム（２、８４）のヘッダ（１、８５）を伝達するよう構成され、
   ｍ番目のスレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）には、ｍ番目の情報フィールド（２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、９６、９８、１００、１０２）が割り当てられ、
   各前記ｍ番目のスレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）は、どのくらいの量のデータが前記ｍ番目のスレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）によって前記マスタ（１１４）へと送信されるのかについての情報を、当該ｍ番目のスレーブに割り当てられた前記ｍ番目の情報フィールド（２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、９６、９８、１００、１０２）に書き込むように構成され、
   前記スレーブ(１１６、１１８、１２０、１２２）は、前記マスタ（１１４）に前記問い合わせフレーム（２、８４）を伝達するよう構成され、
   前記マスタ（１１４）は、前記データの伝達のために、前記送信されるデータの前記量に考慮したタイムスケジュールを提供するよう構成される、バス構成。
10. ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）として構成される、請求項９に記載のバス構成。
    

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