JP2013546242A - 伝送方法及び伝送システム - Google Patents

Abstract

線を介してデジタルデータを伝送する方法は、クロック信号を提供する工程と、クロック信号に同期したデジタルデータを伝送する工程と、を含み、クロック信号は時間とともに変化しうる周波数を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、線を介してデジタルデータを伝送する方法に関する。さらに本発明は、線を介してデジタルデータを伝送するシステムに関する。

線を介したデジタルデータの伝送時には、上記線の領域において、データの伝送速度に比例する電磁的ノイズが生じる可能性がある。基本的には、データ伝送レートが上がるほど、より高い周波数のノイズ信号も発生すると言える。このようなノイズを抑制するための従来の対策には、遮蔽材と接地平面とが含まれる。高周波数信号が上記線から放出される傾向があるため、ノイズの周波数が上がるほど、その抑制のために掛かるコストも増大する。ノイズは電磁波として上記線から放出され、又は上記線に沿って伝播する。

送信者と受信者との間の接続コストを削減するために、線を介したデジタルデータの直列伝送を行うことが多くの場所で一般的である。伝送レートが同じである場合に、直列インタフェースは、並列インタフェースよりも高速に、即ちより高い周波数により駆動されるはずであり、従って、直列インタフェース上でノイズ信号が放出される傾向が基本的には高くなる。典型的な直列プロトコル及び直列バスは、ＳＰＩ、Ｉ２Ｃ、ＵＳＢ、ＲＳ２３２、ＲＳ４５、及び、ＬＶＤＳである。これらプロトコル及びバスのうちの幾つかの場合、導体に沿った信号の差動伝送が選択され、このことにより、線に掛かるコストが２倍になるが、雑音余裕度も向上し、ノイズ信号の放出も低減される。記載した全プロトコル又はバスは、予め固定的に定められたデータ伝送周波数を利用する。従って、放出されたノイズ信号は、データ伝送レートに依存する予め決定可能な周波数帯においてのみ予期される。

上記のノイズは、センサから制御コンポーネントへの測定値の伝送の際にも発生する可能性がある。例えば車両分野において、センサは、複数の潜在的な電磁的ノイズ源と共に、広く分岐した複雑な線ネットワーク内で使用される可能性がある。上記線に沿った又は上記線からのノイズ放出が少ないこと、及び上記線を介した電磁的ノイズの照射に対する抵抗値は、この種の分野では通常仕様書ごとに定義されている。

本発明の根底には、僅かなコストで雑音特性を改善する、線を介してデジタルデータを伝送する方法及びシステムを提供するという課題がある。

本発明は、請求項１の特徴を備えた方法、及び、請求項４の特徴を備えたシステムによって、上記課題を解決する。従属請求項は好適な実施形態を示す。

本発明に係る、線を介してデジタルデータを伝送する方法は、クロック信号を提供する工程と、上記クロック信号に同期したデジタルデータを伝送する工程と、を含み、上記クロック信号は、時間とともに変化しうる周波数を有する。

電磁的ノイズが放射又は受信されうる周波数帯が、このような形態により広げられる。これにより、周波数ごとの各エネルギーが低減され、従って、ノイズに対する抵抗値、及び、周波数ごとのノイズの放出が低減される。有利に、外乱応答の改善が比較的簡単に達成される。

好適に、周波数は区間ごとに線形状に変えられる。この種の周波数変調は容易に形成され、送信者と受信者との間のデジタルデータの伝送の構造が簡素化されうる。デジタルデータは、２進値に符号化されて直列伝送されうる。これにより、本方法は特に直列データ伝送のために適しており、この直列データ伝送のために、少しだけコストが掛かる線が利用されうる。

デジタルデータを伝送するための本発明に係るシステムは、送信装置と、受信装置と、送信装置から受信装置へと線信号を伝送するための線と、を備える。送信装置は、時間とともに変化しうるクロック信号を提供するクロック生成器と、クロック信号との上記データの同期化に基づいて線信号を提供する同期化装置と、を備える。受信装置は、線を介して伝送される線信号からのデータを復号する復号装置を備える。

好適に、本発明に掛かるシステムは特に、線からの電磁信号の放出、及び、線を介した電磁波照射に対する影響の受けやすさがクリティカルなファクタである分野において使用されうる。その際に、線は様々な長さを有してもよく、例えば、ケーブル又は導体路によって基板上に形成されうる。線を介してデータがそれに基づき伝達されるクロック信号の、本発明に掛かる変形例は、簡単で安価なやり方で実現されうる。これにより、本システムは、複数のデータ伝送が設けられる装置のためにも適している。

好適に、線は、情報を伝送するための物理的チャネルのみを有する。クロック信号の伝送は省略されうる。これにより、システムの製造コストを小さく抑えることが可能である。代替的な実施形態において、クロック信号は、異なる物理的チャネルを用いても伝送することが可能であり、これにより、受信装置側での復号の改善が達成されうる。

同期化装置は、直列デジタルデータへの並列データの変換装置を備えうる。従って、線を介して伝送可能な形態への、並列式に存在するデータの変換は、様々な周波数のクロック信号に対する同期化と同時に実行することが可能である。同期化装置は、簡単なやり方で、例えばシフトレジスタを用いて構成されうる。

送信装置は、測定値をサンプリングするサンプリング装置を備えることが可能であり、デジタルデータは、サンプリングにより提供された測定値を表す。

従って、送信装置をセンサと統合することが可能であり、上記のシステム内で良好な外乱応答により駆動可能な、簡素で安価なデジタルセンサが提供されうる。

その際に、サンプリング装置の制御のための一定の周波数を有するサンプリング信号を生成するための、クロック生成器とは独立したクロック発振器を設けることが可能である。測定値のサンプリングは、このような形態で、固定のタイムスロットに基づいて行われ、測定値を表すデータの伝送は、可変的なクロック信号に基づいて行われうる。記載されるシステムは、このような形態で良好に既存のシステムに組み込むことが可能であり、この既存のシステムは、サンプリングされた測定値を更に処理する。

特に、送信装置はレーダセンサを備えうる。レーダセンサを用いて収集された測定値の、雑音余裕度が向上した伝送が、記載されるシステムを用いて簡単に確実に行われうる。

受信装置は、プログラム可能なマイクロコンピュータを備えうる。

本発明は、添付の図面を用いてより詳細に記載される。
線を介してデジタルデータを伝送するシステムを示す。 レーダセンサの一部としての図１のシステムの更なる別の実施形態を示す。 線を介してデジタルデータを伝送する方法のフローチャートを示す。

図１は、線を介してデジタルデータを伝送するシステム１００を示す。

システム１００は、送信装置１０５と、受信装置１１０と、送信装置と受信装置とを接続する線１１５と、を備える。

送信装置１０５は、接続部１２５に印加される測定値をサンプリングするためのアナログデジタル変換器１２０を有し、上記接続部１２５は、アナログデジタル変換器１２０と接続されている。アナログデジタル変換器１２０は、クロック発振器１３０により提供されるクロック信号に基づいて機能する。クロック発振器１３０は、水晶振動子１３５と、分周器１４０と、を備える。他の実施形態において、クロック発振器１３０は、例えば、セラミック発振器、ＲＣ回路、又はＬＣ回路に基づいても構成されうる。いずれの場合も、クロック発振器により提供されるサンプリング信号は、時間の経過と共に不変の周波数であり、従って、アナログデジタル変換器１２０は、一定の間隔で測定値を提供する。

任意のセンサが接続部１２５と接続されてもよく、センサは、例えば車両上のエンジン制御装置、エアコンディショナ、安全システム、ナビゲーション装置、タイヤ圧力監視システム、又は他の制御装置の、操作エレメント又は測定値センサであってもよい。センサは、送信装置１０５と一体に実現されてもよい。接続部１２５に印加された値は、後に、プログラム可能なマイクロコンピュータ１７５によって、例えば制御又は調整の形態により更に処理されうる。

アナログデジタル変換器１２０は、サンプリングされたデジタル値を、２進値に符号化した形態により、複数の線上でシフトレジスタ１４５に対して提供する。シフトレジスタ１４５は、提供された並列データを受取り、クロック信号に基づいて直列データに変換する。

シフトレジスタ１４５のためのクロック信号は、変調可能な発振器１５５及び変調源１６０を備えるクロック生成器１５０によって提供される。変調可能な発振器１５５は、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）であり、変調源１６０は、区間ごとに線形状の変調信号を提供する。提供された変調信号は、例えば、三角波、のこぎり波、又は、台形波の形状を有しうる。これに対応して、変調可能な発振器１５５により提供されるクロック信号の周波数は、時間と共に区間ごとに線形状に変化しうる。

シフトレジスタ１４５を用いて直列化されたデータは、ドライバ１６５によって線１１５上に置かれる。

線１１５は、好適には２線式回線であり、その際に、非対称的な構造（ｓｉｎｇｌｅ ｅｎｄｅｄ、シングルエンド形）、及び、対称的な（差動的な）構造が利用されうる。追加的な回線又は追加的なペア回線を、可変的なクロック信号を伝達するために設けることが可能である。線１１５は例えば、同軸線、平行線、又は撚線により実現されうる。追加的に、1つ以上の遮蔽材が線１１５の領域内に配置されうる。更なる別の実施形態において、線１１５は、ドライバ１６５により提供される差動信号を伝送し、その際、線１１５は、３線式回線又は多回線である。

線１１５によって伝送される線信号は、受信装置１１０側で、更なる別のドライバ１７０により終端される。ドライバ１６５と１７０とは互いに通信し、例えば伝送電圧のような、線１１５についての物理的な伝送パラメータと、差動演算と、線１１５のインピーダンスと、を定める。

更なる別のドライバ１７０により変換された線信号は、プログラム可能なマイクロコンピュータ１７５へと転送され、このプログラム可能なマイクロコンピュータ１７５は、これに基づき、伝達されたデータを再構築する。好適な実施形態において、マイクロコンピュータ１７５は、再構築されたデータを更に処理するように構成される。更なる処理には、データの操作、統合、格納、及び／又は転送が含まれる。

図２は、レーダセンサ２１０の一部としてのシステム１００の更なる別の実施形態を示す。図１に関して記載された実施形態とは異なり、シフトレジスタ１４５のためのクロック信号の提供は他の形態により行われ、アナログデジタル変換器１２０は、レーダセンサ２１０の構成要素により提供される信号をサンプリングする。

レーダセンサ２１０は、基本的には上記の変調源１６０に対応する変調源２２０を備える。変調源２２０は、変調可能な発振器２３０へと変調信号を提供する。先に図１の変調可能な発振器１５５に関して記載したように、変調可能な発振器２３０は、変調信号に対応して変調されたクロック信号を提供する。クロック信号は、ドライバ２４０を用いて、好適な実施形態では２のべき乗である予め設定可能な定数で割られ、従って、分周器２４０は、簡単に例えばフリップフロップのカスケードとして構成されうる。

クロック信号は更に出力増幅器２５０へと転送され、出力増幅器２５０は、信号を増幅して送信アンテナ２６０を介して放出する。放出された信号の、物体からの反射は、受信アンテナ２７０を用いて受信されて受信増幅器２８０を用いて増幅される。差分形成器２９０は、クロック信号と、増幅された受信信号と、の間の差分を形成する。

レーダセンサ２１０及びその変形可能性に関してより詳細に触れないが、差分形成器２９０により提供された差分は、送信アンテナ２６０により送信された信号を受信アンテナ２７０へと反射する物体の相対速度、及び物体とアンテナ２６０、２７０とのそれぞれの間隔に比例する。差分形成器２９０により提供される差分は、先に記載したように、アナログデジタル変換器１２０を用いてサンプリングされる。サンプリングされた値の伝送は、先に図１に関して記載したように、線１１５を介して行われる。

図３は、線を介してデジタル信号を伝送する方法３００のフローチャートを示す。方法３００は、特に、図１及び図２のシステム１００による実施のために適している。

工程３１０において、伝送のためにデータがシフトレジスタ１４５にロードされる。同時に、工程３１０とは独立した工程３２０において、様々なクロック周波数のクロック信号が提供される。その際に、クロック周波数は、好適に区間ごとに線形状に変化し、このために、区間ごとに線形状の変調信号が生成されて、可変的なクロック生成器へと提供されうる。

工程３３０において、シフトレジスタ１４５内のデータがクロック周波数と同期を取られ、従って、データが、クロック周波数のクロックに合わせて直列化され、クロック周波数と同期した直列化されたデータが、線信号で提供される。後続の行程３４０において、線１１５を介して、提供された線信号の伝送が行われる。

この後に、線信号からのデータが工程３５０において復号され、最後に、工程３６０において提供される。方法３００は、その後分岐して工程３１０へと戻り、新たに実施されうる。

レーダセンサ２１０は、基本的には上記の変調源１６０に対応する変調源２２０を備える。変調源２２０は、変調可能な発振器２３０へと変調信号を提供する。先に図１の変調可能な発振器１５５に関して記載したように、変調可能な発振器２３０は、変調信号に対応して変調されたクロック信号を提供する。クロック信号は、分周器２４０を用いて、好適な実施形態では２のべき乗である予め設定可能な定数で割られ、従って、分周器２４０は、簡単に例えばフリップフロップのカスケードとして構成されうる。

Claims (10)

1. 線（１０５）を介してデジタルデータを伝送する方法（３００）であって、前記方法（３００）は、
   クロック信号を提供する工程（３２０）と、
   前記クロック信号に同期した前記デジタルデータを伝送する工程（３３０）と、
   を含み、
   前記クロック信号は、時間とともに変化しうる周波数を有する、
   線（１０５）を介してデジタルデータを伝送する方法（３００）。
2. 前記周波数は、区間ごとに線形状に変化する（３２０）、請求項１に記載の方法（３００）。
3. 前記デジタルデータは、２進値に符号化されて直列伝送される（３３０）、請求項１又は２に記載の方法（３００）。
4. デジタルデータを伝送するシステム（１００）であって、前記システム（１００）は、以下の構成要素、即ち、
   送信装置（１０５）と、
   受信装置（１１０）と、
   前記送信装置（１０５）から前記受信装置（１１０）へと線信号を伝送するための線（１０５）と、
   を備え、
   前記送信装置（１０５）は、
   時間とともに変化しうるクロック信号を提供するクロック生成器（１５０）と、
   前記クロック信号との前記データの同期化に基づいて前記線信号を提供する同期化装置（１４５）と、
   を備え、
   前記受信装置（１１０）は、前記線（１０５）を介して伝送される前記線信号からの前記データを復号する復号装置を備える、
   デジタルデータを伝送するシステム（１００）。
5. 前記線（１０５）は、情報を伝送するための物理的チャネルのみを備えることを特徴とする、請求項４に記載のシステム（１００）。
6. 前記同期化装置は、直列デジタルデータへの並列データの変換装置（１４５）を備えることを特徴とする、請求項４又は５のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
7. 前記送信装置（１０５）は、測定値をサンプリングするサンプリング装置（１２０）を備え、前記デジタルデータは、サンプリングにより提供された測定値を表すことを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
8. 前記サンプリング装置（１２０）の制御のための一定の周波数を有するサンプリング信号を生成するための、前記クロック生成器（１５０）とは独立したクロック発振器（１３０）が設けられることを特徴とする、請求項７に記載のシステム（１００）。
9. 前記送信装置（１０５）は、レーダセンサ（２１０）を備えることを特徴とする、請求項７又は８に記載のシステム（１００）。
10. 前記受信装置（１１０）は、プログラム可能なマイクロコンピュータ（１７５）を備えることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
    

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