JP2016082297A - Communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチドロップ型通信バスを採用した通信装置に関する。 The present invention relates to a communication device that employs a multi-drop communication bus.
通信バスを介して他の装置と通信する通信装置では、入力される通信信号からノイズを除去するためのノイズフィルタが設けられる。そして、ノイズフィルタとしては、入力信号のレベル(ハイまたはロー)が一定時間以上同じであれば、出力信号のレベル(ハイまたはロー)を、その入力信号のレベルと同じレベルに変化させるものがある(例えば、特許文献1参照)。 A communication device that communicates with other devices via a communication bus is provided with a noise filter for removing noise from an input communication signal. As a noise filter, there is one that changes the level (high or low) of an output signal to the same level as the level of the input signal if the level (high or low) of the input signal is the same for a certain period of time. (For example, refer to Patent Document 1).
また、通信バスとしては、例えばLIN(Local Interconnect Network)などに採用されるマルチドロップ型通信バスがある。マルチドロップ型通信バスでは、当該通信バスの電圧が抵抗によりレセッシブを表す電圧に安定化される。そして、当該通信バスの電圧をドミナントを表す電圧にするドライバがオンすることで、通信バスに信号としてドミナントが出力される。また、ドライバがオフすることで、通信バスに信号としてレセッシブが出力される。レセッシブは劣性の信号であり、ドミナントは優性の信号である。 In addition, as a communication bus, for example, there is a multi-drop type communication bus employed in LIN (Local Interconnect Network) or the like. In the multi-drop communication bus, the voltage of the communication bus is stabilized to a voltage that represents recessive by a resistor. Then, when the driver that turns the voltage of the communication bus to a voltage representing a dominant is turned on, the dominant is output as a signal to the communication bus. Further, when the driver is turned off, recessive is output as a signal to the communication bus. Recessive is a recessive signal and dominant is a dominant signal.
マルチドロップ型通信バスにおいては、ドライバがオフの場合とオンの場合とで、当該通信バスのインピーダンスが相違する。つまり、インピーダンスはドライバがオフの場合よりもオンの場合の方が小さくなる。このため、通信バスのレベルのうち、ドライバがオフの場合のレベルであるレセッシブレベル(以下単に、レセッシブともいう)と、ドライバがオンの場合のレベルであるドミナントレベル(以下単に、ドミナントともいう)とでは、ノイズの乗り方が異なる。具体的には、レセッシブよりもドミナントの方が、ノイズが乗り難い。つまり、通信バスにノイズが乗った場合に、レセッシブはドミナントに化け易く、ドミナントはレセッシブに化け難い。 In a multi-drop communication bus, the impedance of the communication bus differs depending on whether the driver is off or on. That is, the impedance is smaller when the driver is on than when the driver is off. Therefore, among the communication bus levels, a recessive level (hereinafter also simply referred to as recessive) when the driver is off, and a dominant level (hereinafter also simply referred to as dominant) when the driver is on. Then, how to ride noise is different. Specifically, the dominant is harder to get the noise than the recessive. That is, when noise is on the communication bus, recessive is likely to become dominant, and dominant is difficult to become recessive.
よって、マルチドロップ型通信バスを採用する通信装置に上記文献1のノイズフィルタを用いたとすると、下記の問題が生じる。
通信相手が通信バスへの通信信号をドミナントからレセッシブに変化させた場合に、通信バスにノイズが乗っていて、レセッシブが断続的にドミナントに化けたとする。その場合、ノイズフィルタの入力信号が一定時間以上同じレベル(レセッシブを表すレベル)にならないため、ノイズフィルタの出力信号は通信信号に応じて変化しなくなる。その結果、通信相手からの通信信号を正しく受信することができなくなってしまう。
Therefore, if the noise filter of the above-mentioned document 1 is used for a communication device that employs a multidrop communication bus, the following problems occur.
It is assumed that when the communication partner changes the communication signal to the communication bus from dominant to recessive, noise is riding on the communication bus and the recessive intermittently becomes dominant. In this case, since the input signal of the noise filter does not become the same level (a level representing recessive) for a certain period of time, the output signal of the noise filter does not change according to the communication signal. As a result, the communication signal from the communication partner cannot be received correctly.
そこで、本発明は、マルチドロップ型通信バスを採用する通信装置において、通信相手からの通信信号をノイズの影響を受けずに正しく受信できるようにすること、を目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to enable a communication apparatus employing a multi-drop communication bus to correctly receive a communication signal from a communication partner without being affected by noise.
第1発明の通信装置は、マルチドロップ型通信バスを用いた通信システムにおいて、他の装置と通信する通信装置である。マルチドロップ型通信バスでは、当該通信バスの電圧が、抵抗により、劣性の信号であるレセッシブを表す電圧に安定化される。そして、当該通信バスの電圧を優性の信号であるドミナントを表す電圧にするドライバがオンすることで、当該通信バスにドミナントが出力され、ドライバがオフすることで、当該通信バスにレセッシブが出力される。 The communication device of the first invention is a communication device that communicates with other devices in a communication system using a multi-drop communication bus. In the multi-drop communication bus, the voltage of the communication bus is stabilized to a voltage representing a recessive signal which is a recessive signal by a resistor. Then, when a driver that turns the voltage of the communication bus to a voltage representing a dominant signal representing dominant is turned on, the dominant is output to the communication bus, and when the driver is turned off, recessive is output to the communication bus. The
第1発明の通信装置は、前記抵抗及び前記ドライバと、通信バスの電圧をハイレベル又はローレベルの信号に二値化する二値化回路と、二値化回路の出力信号を、入力とするノイズフィルタと、ノイズフィルタの出力信号を、受信信号として処理する処理部と、を備える。 A communication device according to a first aspect of the present invention receives the resistor and the driver, a binarization circuit that binarizes the voltage of the communication bus into a high level or low level signal, and an output signal of the binarization circuit as inputs. A noise filter; and a processing unit that processes an output signal of the noise filter as a reception signal.
ノイズフィルタは、二値化回路の出力信号が、ハイレベルとローレベルとのうち、レセッシブを表す方のレベルになれば、処理部への出力信号を、ハイレベルとローレベルとのうち、処理部がレセッシブと判断する方の第1レベルにする。また、ノイズフィルタは、二値化回路の出力信号が、ハイレベルとローレベルとのうち、ドミナントを表す方のレベルであることが、所定時間継続すると、処理部への出力信号を、ハイレベルとローレベルとのうち、処理部がドミナントと判断する方の第2レベルにする。そして、前記所定時間は、通信バスを介して実施される通信における1ビット分の時間よりも短い。 The noise filter processes the output signal to the processing unit between the high level and the low level when the output signal of the binarization circuit becomes a level representing the recessive of the high level and the low level. Set to the first level that the part judges to be recessive. In addition, the noise filter outputs the output signal to the processing unit to the high level when the output signal of the binarization circuit is the level representing the dominant of the high level and the low level for a predetermined time. And the low level, the second level which is determined by the processing unit as a dominant is set. The predetermined time is shorter than a time corresponding to one bit in communication performed via the communication bus.
つまり、ノイズフィルタは、入力信号(二値化回路の出力信号)がドミナントを表す方のレベルになっても、そのレベルが所定時間継続しないと、処理部への出力信号をドミナントに対応する方の第2レベルに変化させないが、入力信号がレセッシブを表す方のレベルになった場合には、即座に出力信号をレセッシブに対応する方の第1レベルに変化させる。換言すれば、ノイズフィルタは、ドミナントの入力に対しては所定時間のフィルタ時間を有しているが、レセッシブの入力に対しては即座に出力を反応させる。 In other words, even if the input signal (the output signal of the binarization circuit) reaches a level that represents a dominant level, the noise filter does not continue for a predetermined time. However, when the input signal becomes the level representing the recessive level, the output signal is immediately changed to the first level corresponding to the recessive level. In other words, the noise filter has a predetermined filter time for the dominant input, but immediately reacts the output to the recessive input.
このため、通信相手である他の装置が通信バスにレセッシブを出力すると、ノイズフィルタの出力信号はレセッシブに対応する方の第1レベルになる。そして、通信バスにノイズが乗って、そのノイズによりレセッシブがドミナントに化けたとしても、ノイズよるドミナントの継続時間が上記所定時間(フィルタ時間)以上とならない限り、ノイズフィルタの出力信号は第1レベルのままになる。よって、処理部にレセッシブを正しく伝えることができる。尚、ノイズによってレセッシブがドミナントに化けるとは、詳しくは、ノイズによって通信バスの電圧が変化して、二値化回路の出力信号がレセッシブを表す方のレベルからドミナントを表す方のレベルに変化してしまう、ということである。 For this reason, when another device which is a communication partner outputs recessive to the communication bus, the output signal of the noise filter becomes the first level corresponding to recessive. And even if the noise gets on the communication bus and the recessive becomes dominant due to the noise, the output signal of the noise filter is the first level as long as the duration of the dominant due to the noise does not exceed the predetermined time (filter time). Will remain. Therefore, recessiveness can be correctly transmitted to the processing unit. Incidentally, the fact that recessive becomes dominant due to noise means that the voltage of the communication bus changes due to noise, and the output signal of the binarization circuit changes from the level representing recessive to the level representing dominant. It means that.
また、他の装置が通信バスにドミナントを出力した場合には、通信バスのインピーダンスが小さくなるため、そのドミナントはノイズでレセッシブに化け難い。つまり、ノイズによって通信バスの電圧が変化して、二値化回路の出力信号がドミナントを表す方のレベルからレセッシブを表す方のレベルに変化してしまう、ということが起き難い。このため、通信バスにドミナントが出力された場合には、通信バスにノイズが乗ったとしても、二値化回路の出力信号は所定時間以上、ドミナントを表す方のレベルになり、その結果、ノイズフィルタの出力信号がドミナントに対応する方の第2レベルになる。よって、処理部にドミナントを正しく伝えることができる。 Further, when another device outputs a dominant to the communication bus, the impedance of the communication bus becomes small, so that the dominant is difficult to become recessive due to noise. That is, it is unlikely that the voltage of the communication bus changes due to noise, and the output signal of the binarization circuit changes from the level representing dominant to the level representing recessive. For this reason, if a dominant signal is output to the communication bus, the output signal of the binarization circuit will be at the level representing the dominant for a predetermined time or longer even if noise is applied to the communication bus. The output signal of the filter becomes the second level corresponding to the dominant. Therefore, the dominant can be correctly transmitted to the processing unit.
そして、他の装置が通信バスへの出力信号(通信信号)をドミナントからレセッシブに変化させた場合に、通信バスにノイズが乗っていて、レセッシブが断続的にドミナントに化けたとする。その場合、二値化回路の出力信号が一回でもレセッシブを表す方のレベルになれば、ノイズフィルタの出力信号は第2レベルから第1レベルに変化する。レセッシブに関してはフィルタ時間が無いからである。よって、処理部に対して、ドミナントからレセッシブへの変化を正しく伝えることができる。 Then, when another device changes the output signal (communication signal) to the communication bus from dominant to recessive, it is assumed that noise is riding on the communication bus and the recessive becomes intermittently dominant. In that case, if the output signal of the binarization circuit reaches a level that represents recessive even once, the output signal of the noise filter changes from the second level to the first level. This is because there is no filter time for recessive. Therefore, the change from dominant to recessive can be correctly transmitted to the processing unit.
以上のことから、第1発明の通信装置によれば、通信相手からの通信信号を、ノイズの影響を受けずに処理部へ正しく伝えることができ、その結果、正しい受信が可能となる。
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
From the above, according to the communication device of the first invention, the communication signal from the communication partner can be correctly transmitted to the processing unit without being affected by noise, and as a result, correct reception is possible.
In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of this invention is limited is not.
以下に、本発明が適用された実施形態の通信システムについて説明する。
図1に示す実施形態の通信システム1は、例えば車両(自動車)に搭載される通信システムである。
A communication system according to an embodiment to which the present invention is applied will be described below.
A communication system 1 according to the embodiment shown in FIG. 1 is a communication system mounted on, for example, a vehicle (automobile).
通信システム1では、通信バス3に複数の電子制御装置(図1では2つを図示しており、以下、ECUという)5,6が接続されている。通信バス3は、マルチドロップ型通信バスである。また、通信バス3は、本実施形態では、1本の通信線からなる。このため、以下では、通信バス3のことを、通信線3という。ECU5,6は、通信線3を介して通信する通信装置に相当する。ECU5,6の各々は、他のECUへ情報を送信したり、他のECUから情報を受信したりする。そして、ECU5,6の各々は、他のECUから通信によって取得した情報を、例えば自身の制御対象の制御に用いる。尚、各ECU5,6の通信に関する構成は同じであるため、以下では、主にECU5について説明する。
In the communication system 1, a plurality of electronic control devices (two shown in FIG. 1, hereinafter referred to as ECUs) 5 and 6 are connected to the
図1に示すように、ECU5は、通信線3を電源電圧VBにプルアップする抵抗(終端抵抗)11を備える。このため、通信線3の電圧は抵抗11により電源電圧VBに安定化される。更に、ECU5は、通信線3を電源電圧VBよりも低い所定電位に導通させる(接続させる)ドライバ13を備える。この例において、電源電圧VBは、車両のバッテリ電圧(例えば通常12V)であり、レセッシブを表す電圧に相当する。所定電位は、グランド電位(0V)であり、ドミナントを表す電圧に相当する。
As shown in FIG. 1, the
ドライバ13は、オンすることで、通信線3を上記所定電位(以下、グランド電位という)に導通させるスイッチであり、例えば、エミッタ接地のNPNトランジスタによって構成されている。ドライバ13がオンすれば、通信線3の電圧は、抵抗11により安定化された電源電圧VBから、グランド電位になる。よって、通信線3へは、ドライバ13がオンすることで、優性の信号であるドミナントが出力され、ドライバ13がオフすることで、劣性の信号であるレセッシブが出力される。通信線3のレベルとして、ドミナントのレベルはグランド電位であり、レセッシブのレベルは電源電圧VBである。
The
更に、ECU5は、通信線3の電圧をハイレベル又はローレベルの信号に二値化する二値化回路15と、二値化回路15の出力信号Scpを、入力とするノイズフィルタ17と、ノイズフィルタ17の出力信号Soutを、受信信号として処理する処理部としてのマイコン(マイクロコンピュータ)19と、を備える。
The
本実施形態において、二値化回路15はコンパレータである。このため、以下では、二値化回路15のことを、コンパレータ15という。また、ドライバ13、コンパレータ15及びノイズフィルタ17は、IC化されており、1つのトランシーバIC21内に構成されている。
In the present embodiment, the
コンパレータ15には、電源電圧VBとグランド電位との間の閾値電圧Vthが入力される。そして、コンパレータ15は、通信線3の電圧と閾値電圧Vthとを大小比較することにより、通信線3の電圧をハイレベル又はローレベルの信号に二値化する。例えば、ハイレベルは、マイコン19の動作用電圧(例えば5V)と同じ電位であり、ローレベルは、グランド電位である。
The
具体的には、コンパレータ15は、通信線3の電圧が閾値電圧Vthよりも大きければ、ハイレベルを出力し、通信線3の電圧が閾値電圧Vthよりも小さければ、ローレベルを出力する。このため、本実施形態において、コンパレータ15の出力信号Scpとしては、ハイレベルが、レセッシブを表す方のレベルであり、ローレベルが、ドミナントを表す方のレベルである。
Specifically, the
マイコン19は、例えばUART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)の通信方式に基づく通信回路23を備える。そして、通信回路23の送信信号端子(TX)からドライバ13へ送信信号が出力され、ドライバ13は、その送信信号に応じてオン/オフする。また、通信回路23の受信信号端子(RX)には、ノイズフィルタ17の出力信号Soutが、受信信号として入力される。通信回路23は、受信信号を論理値「1」又は論理値「0」のデータに変換して、そのデータを例えばマイコン19内の受信データレジスタに格納する。
The
尚、本実施形態において、ノイズフィルタ17の出力信号Soutは、ハイレベルが第1レベルで、ローレベルが第2レベルである。つまり、マイコン19は、ノイズフィルタ17の出力信号Soutについては、コンパレータ15の出力信号Scpの意味と同様に、ハイレベルをレセッシブと判断し、ローレベルをドミナントと判断する。例えば、論理値「1」のデータがレセッシブのデータとして処理され、論理値「0」のデータがドミナントのデータとして処理されるとすると、通信回路23は、ノイズフィルタ17の出力信号Soutのレベルのうち、ハイレベルを論理値「1」のデータとし、ローレベルを論理値「0」のデータとする。
In the present embodiment, the output signal Sout of the
ノイズフィルタ17は、クロック源29と、セット機能付きの複数(この例では2つ)のD型フリップフロップ31,32と、出力回路としてのオア(OR)回路33と、を備える。
The
クロック源29が出力するクロックの周期は、通信線3を介して実施される通信における1ビット分の時間よりも十分に短い。
そして、ノイズフィルタ17では、D型フリップフロップ31,32のクロック端子(CK端子)にクロック源29からのクロックが入力されると共に、D型フリップフロップ31,32はシフトレジスタの形態に接続されている。つまり、前段のD型フリップフロップ(この例では31)のQ出力端子(Q端子)が、後段のD型フリップフロップ(この例では32)のデータ入力端子(D端子)に接続されている。
The period of the clock output from the
In the
更に、D型フリップフロップ31,32のうち、シフトレジスタの形態において初段に配置されたD型フリップフロップ31のデータ入力端子と、全てのD型フリップフロップ31,32のセット端子(SET端子)とに、コンパレータ15の出力信号Scpが入力されるようになっている。尚、D型フリップフロップ31,32のセット端子は、ハイアクティブの入力端子である。
Furthermore, of the D-type flip-
オア回路33には、D型フリップフロップ31のQ出力端子からの出力であるQ出力(以下、Q1と記載する)と、D型フリップフロップ32のQ出力(以下、Q2と記載する)とが、入力される。そして、オア回路33は、Q1とQ2との論理和信号を、当該ノイズフィルタ17の出力信号Soutとして、マイコン19に出力する。
The OR
このようなノイズフィルタ17では、コンパレータ15の出力信号Scpが一瞬でもハイレベルになれば、全てのD型フリップフロップ31,32がセット状態になって、それらのQ出力(Q1,Q2)が全てハイレベルになり、オア回路33からの出力信号Soutもハイレベルになる。また、ノイズフィルタ17では、コンパレータ15の出力信号Scpが継続してローレベルになり、且つ、その出力信号Scpがローレベルになっている間にクロックの立ち上がりエッジが2回発生すると、全てのD型フリップフロップ31,32のQ出力(Q1,Q2)がローレベルになる。すると、その時点でオア回路33からの出力信号Soutがローレベルになる。
In such a
つまり、ノイズフィルタ17は、コンパレータ15の出力信号Scpがレセッシブを表す方のハイレベルになれば、即座に出力信号Soutをハイレベルにする。一方、ノイズフィルタ17は、コンパレータ15の出力信号Scpがドミナントを表す方のローレベルであることが、所定時間継続すると、出力信号Soutをローレベルにする。その所定時間は、ローレベルの入力に対するフィルタ時間であり、この例においては、最大でクロックの2周期分の時間であり、最小でクロックの1周期分の時間である。更に、その所定時間(以下、フィルタ時間ともいう)は、通信における1ビット分の時間よりも短い。
That is, the
よって、ノイズフィルタ17は、入力信号(コンパレータ15の出力信号Scp)がローレベルになっても、そのローレベルが所定時間継続しないと、出力信号Soutをローレベルに変化させないが、入力信号がハイレベルになった場合には、即座に出力信号Soutをハイレベルに変化させることとなる。
Therefore, even if the input signal (the output signal Scp of the comparator 15) becomes low level, the
次に、ECU5におけるノイズフィルタ17の作用について、図2を用い説明する。尚、図2において、「ノイズ無しのバス波形」の段(1段目)は、ノイズが乗っていない場合の通信線3の電圧波形(通信線3上の通信信号)を表しており、「ノイズ有りのバス波形」の段(2段目)は、高周波のノイズが乗っている場合の通信線3の電圧波形を表している。また、図示を省略しているが、図2における横軸は時間である。そして、これらのことは、後述する図4についても同様である。
Next, the operation of the
図2における時刻t1よりも前に示すように、通信相手である他のECU(例えばECU6)が通信線3にレセッシブを出力した場合に、通信線3に乗ったノイズによりレセッシブがドミナントに化けたとする。尚、この例において、ノイズによってレセッシブがドミナントに化けるとは、図2の2段目及び3段目に示すように、「ノイズによって通信線3の電圧が閾値電圧Vthを下回り、コンパレータ15の出力信号Scpがレセッシブを表すハイレベルからドミナントを表すローレベルに変化してしまう」ということである。
As shown before time t1 in FIG. 2, when another ECU (for example, ECU 6) as a communication partner outputs a recessive to the
その場合、コンパレータ15の出力信号Scpが一瞬でもハイレベルになれば、ノイズフィルタ17の出力信号Soutはハイレベルになる。そして、ノイズよるドミナントの継続時間が上記所定時間(フィルタ時間)以上とならない限り、ノイズフィルタ17の出力信号Soutはハイレベルのままになる。よって、マイコン19にレセッシブを正しく伝えることができる。
In that case, if the output signal Scp of the
また、図2における時刻t1〜時刻t2の期間に示すように、他のECUが通信線3にドミナントを出力した場合には、通信線3のインピーダンスが小さくなる。このため、通信線3にノイズが乗っても、ドミナントはレセッシブに化け難い。つまり、この例では、「ノイズによって通信線3の電圧が閾値電圧Vthを上回ってしまい、コンパレータ15の出力信号Scpがローレベルからハイレベルに変化してしまう」ということが起き難い。
Further, as shown in the period from time t1 to time t2 in FIG. 2, when another ECU outputs a dominant to the
このため、図2における時刻t1〜時刻t2の期間に示すように、通信線3にドミナントが出力された場合には、通信線3にノイズが乗ったとしても、コンパレータ15の出力信号Scpは前述の所定時間以上、ドミナントを表す方のローレベルになる。その結果、ノイズフィルタ17の出力信号Soutがローレベルになる。よって、マイコン19にドミナントを正しく伝えることができる。尚、図2における「Tf」は、通信線3にドミナントが出力されてから、クロックの立ち上がりが2回発生するまでの時間であり、図2の例では、そのTfがフィルタ時間である。
For this reason, as shown in the period from time t1 to time t2 in FIG. 2, when a dominant is output to the
また、図2における時刻t2よりも後に示すように、他のECUが通信線3への出力信号(通信信号)をドミナントからレセッシブに変化させた場合に、通信線3に乗ったノイズにより、レセッシブがドミナントに化けたとする。
Further, as shown after time t2 in FIG. 2, when another ECU changes the output signal (communication signal) to the
その場合、レセッシブは断続的にドミナントに化けることとなるが、コンパレータ15の出力信号Scpが一回でもハイレベルになれば、ノイズフィルタ17の出力信号Soutはローレベルからハイレベルに変化する。レセッシブに関してはフィルタ時間が無いからである。よって、マイコン19に対して、ドミナントからレセッシブへの変化を正しく伝えることができる。
In this case, the recessive pattern may become intermittently dominant, but if the output signal Scp of the
本実施形態のECU5によれば、上記のノイズフィルタ17を備えるため、通信相手からの通信信号を、ノイズの影響を受けずにマイコン19へ正しく伝えることができる。よって、正しい受信が可能となる。
According to the
ここで、図3に、比較例のノイズフィルタ37を示す。
図3のノイズフィルタ37は、入力信号(この例では、コンパレータ15の出力信号Scp)が同じレベルで所定時間継続した場合にだけ、出力信号Soutが変化するものである。
Here, FIG. 3 shows a
The
具体的には、ノイズフィルタ37は、前述したクロック源29と同様のクロック源39と、シフトレジスタの形態に接続されている2つのD型フリップフロップ41,42と、アンド(AND)回路43と、ノア(NOR)回路44と、セット/リセット型のフリップフロップ(SRラッチ)45と、を備える。
Specifically, the
D型フリップフロップ41,42のクロック端子(CK端子)にはクロック源39からのクロックが入力される。そして、初段に配置されたD型フリップフロップ41のデータ入力端子(D端子)に、コンパレータ15の出力信号Scpが入力される。
The clock from the
アンド回路43は、D型フリップフロップ41のQ出力であるQaと、D型フリップフロップ42のQ出力であるQbとの、論理積信号を出力する。ノア回路44は、QaとQbとの、否定論理和信号を出力する。
The AND
フリップフロップ45のセット端子(SET端子)にアンド回路43の出力信号Ssがセット信号として入力され、フリップフロップ45のリセット端子(RES端子)にノア回路44の出力信号Srがリセット信号として入力される。そして、フリップフロップ45のQ出力が、ノイズフィルタ37の出力信号Soutとなっている。
The output signal Ss of the AND
このノイズフィルタ37では、ローレベルの入力とハイレベルの入力との両方に関して、フィルタ時間を有しており、最小でもクロックの1周期分の時間以上継続して入力信号が同じレベルにならないと、出力信号Soutは変化しない。
The
よって、このノイズフィルタ37をECU5に搭載したとすると、図4に示すように、通信相手のECUが通信線3への通信信号をドミナントからレセッシブに変化させた場合に、ノイズによってレセッシブが断続的にドミナントに化けると、ノイズフィルタ37の出力信号Soutがローレベルからハイレベルに変化しなくなる。ノイズによってレセッシブがドミナントに化けると、QaとQbの両方がハイレベルになる機会が失われてしまうからである。
Therefore, assuming that the
これに対して、図1のノイズフィルタ17を用いれば、図4のような問題を回避することができる。
また、ノイズフィルタ17は、デジタルの回路で構成しているため、IC化が容易である。そして、ECU5では、ノイズフィルタ17を、ドライバ13及びコンパレータ15と共に、1つのトランシーバIC21内に構成することで、ECU5の小型化を実現している。尚、抵抗11もトランシーバIC21内に設けても良い。
On the other hand, if the
Further, since the
また、ノイズフィルタ17は、クロック源29と、D型フリップフロップ31,32と、オア回路33とで構成されており、これは最少要素での構成と言える。このため、小型化及び低コスト化に有利である。
The
尚、ノイズフィルタ17を構成するD型フリップフロップの数は、3個以上でも良い。D型フリップフロップの数をN(但しNは2以上の整数)とすると、ローレベルの入力に対するフィルタ時間は、最大でクロックのN周期分の時間となり、最小でクロックの「N−1」周期分の時間となる。D型フリップフロップの数とクロックの周波数は、フィルタ時間が、通信における1ビット分の時間よりも短く、且つ、除去したいノイズのパルス幅よりも長くなるように、適宜決定すれば良い。
The number of D-type flip-flops constituting the
[他の実施形態(変形例)]
〈変形例1〉
ノイズフィルタ17において、コンパレータ15は、上記実施形態とは逆に、通信線3の電圧が閾値電圧Vthよりも大きければ、ローレベルを出力し、通信線3の電圧が閾値電圧Vthよりも小さければ、ハイレベルを出力するようになっていても良い。その場合、コンパレータ15の出力信号Scpとしては、ローレベルが、レセッシブを表す方のレベルとなり、ハイレベルが、ドミナントを表す方のレベルとなる。
[Other Embodiments (Modifications)]
<Modification 1>
In the
そして、その場合には、ノイズフィルタ17を、ローレベルの入力とハイレベルの入力とのうち、ハイレベルの入力に対してだけ、フィルタ時間を有するように構成すれば良い。例えば、図1のノイズフィルタ17を、下記〈1〉,〈2〉のように変形すれば良い。
In that case, the
〈1〉D型フリップフロップ31,32のリセット端子(RES端子)に、コンパレータ15の出力信号Scpが入力されるようにする。この場合、D型フリップフロップ31,32のリセット端子はローアクティブの入力端子であり、コンパレータ15の出力信号Scpがローになると、D型フリップフロップ31,32がリセットされて、Q1及びQ2がローレベルになるようにする。また、この場合、D型フリップフロップ31,32は、セット機能を有していないもの(セット端子がないもの)で良い。
<1> The output signal Scp of the
〈2〉出力回路として、オア回路33の代わりに、ナンド(NAND)回路を用いる。
〈変形例2〉
ノイズフィルタ17の出力信号Soutは、ローレベルが第1レベルで、ハイレベルが第2レベルであっても良い。つまり、マイコン19は、ノイズフィルタ17の出力信号Soutについて、前述した内容とは逆に、ローレベルをレセッシブと判断し、ハイレベルをドミナントと判断するようになっていても良い。
<2> Instead of the
<Modification 2>
The output signal Sout of the
その場合、図1の実施形態であれば、例えば、オア回路33の出力を反転回路(インバータ)で反転させた信号を、ノイズフィルタ17の出力信号Soutとするか、あるいは、オア回路33をノア(NOR)回路に置き換えれば良い。同様に、上記変形例1であれば、上記〈2〉のナンド回路の出力を反転回路で反転させた信号を、ノイズフィルタ17の出力信号Soutとするか、あるいは、上記ナンド回路をアンド(AND)回路に置き換えれば良い。
In this case, in the embodiment of FIG. 1, for example, a signal obtained by inverting the output of the
〈変形例3〉
本発明は、通信バスが、2線式の差動電圧を採用する通信バス(2線式差動信号の通信バス)である通信装置に対しても、同様に適用することができる。
<
The present invention can be similarly applied to a communication apparatus in which the communication bus is a communication bus that employs a two-wire differential voltage (communication bus for a two-wire differential signal).
一例を図5に示す。尚、図5において、図1と同様の構成要素については、図1と同じ符号を付している。
図5に示す通信システム51では、通信バス53に、通信装置として、複数のECU(図5では2つを図示している)55,56が接続されている。通信バス53は、マルチドロップ型通信バスであるが、この例では2本の通信線53a、53bからなる。尚、各ECU55,56の通信に関する構成は同じであるため、以下では、ECU55について説明する。また、図1のECU5との違いについて説明する。
An example is shown in FIG. In FIG. 5, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
In the
ECU55は、所定の電源電圧VDを例えば半分の電圧に分圧する2つの抵抗R1,R2と、その抵抗R1,R2と同様の2つの抵抗R3,R4とを備える。電源電圧VDは例えば5Vである。
The
抵抗R1,R2同士の接続点は、通信バス53を成す一方の通信線53aに接続されている。また、抵抗R3,R4同士の接続点は、通信バス53を成す他方の通信線53bに接続されている。このため、通信線53a,53bの各々の電圧は、抵抗R1〜R4により、電源電圧VDの半分の電圧(この例では2.5V)に安定化される。
A connection point between the resistors R1 and R2 is connected to one
ECU55は、通信バス53に信号を出力するためのドライバとして、2つのドライバ61a,61bを備える。ドライバ61aは、いわゆるハイ側ドライバであり、ドライバ61bは、いわゆるロー側ドライバである。
The
ドライバ61aは、オンすることで、通信線53aを電源電圧VDに抵抗R5を介して導通させるスイッチであり、トランジスタによって構成されている。ドライバ61bは、オンすることで、通信線53bをグランド電位(0V)に導通させるスイッチであり、トランジスタによって構成されている。尚、ドライバ61aがオンしているときに通信線53aがグランド電位にショートしても、抵抗R5があるため、ドライバ61aの過電流による故障が防止されるが、抵抗R5の抵抗値は、抵抗R1,R2の抵抗値よりも十分に小さい。また、抵抗R5が無い構成でも良い。
The
ドライバ61aとドライバ61bは、マイコン19からの送信信号に応じて同時にオン/オフする。ドライバ61aがオンすることで、通信線53aの電圧は、抵抗R1,R2による2.5Vから5V(=VD)になり、ドライバ61bがオンすることで、通信線53bの電圧は、抵抗R3,R4による2.5Vから0Vになる。
The
この例では、通信線53aの電圧と通信線53bの電圧とが両方とも2.5Vである場合であって、通信線53aと通信線53bとの電圧差が0Vである場合が、通信バス53の電圧がレセッシブを表す電圧であることに相当している。また、通信線53aの電圧が5Vで通信線53bの電圧が0Vである場合であって、通信線53aと通信線53bとの電圧差が5Vである場合が、通信バス53の電圧がドミナントを表す電圧であることに相当している。換言すれば、通信線53a,53bの各々に関してレセッシブ側の電圧は2.5Vであるが、通信線53aに関しては5Vがドミナント側の電圧であり、通信線53bに関しては0Vがドミナント側の電圧である。
In this example, the voltage of the
そして、ECU55に設けられた二値化回路63は、差動増幅回路65とコンパレータ67とを備える。
差動増幅回路65は、通信線53aと通信線53bとの電圧差(この例では「通信線53aの電圧」−「通信線53bの電圧」)に比例した電圧を出力する。差動増幅回路65の出力電圧は、通信線53aと通信線53bとの電圧差が大きいほど、大きくなる。
The
The
コンパレータ67は、差動増幅回路65の出力電圧と所定の閾値電圧Vtとを大小比較することにより、通信バス53の電圧をハイレベル又はローレベルの信号に二値化する。
具体的には、コンパレータ67は、差動増幅回路65の出力電圧が閾値電圧Vtよりも大きければ、ハイレベルを出力し、差動増幅回路65の出力電圧が閾値電圧Vtよりも小さければ、ローレベルを出力する。そして、このコンパレータ67の出力信号が、二値化回路63の出力信号となる。
The
Specifically, the
よって、この例では、二値化回路63の出力信号としては、ローレベルが、レセッシブを表す方のレベルであり、ハイレベルが、ドミナントを表す方のレベルである。このため、二値化回路63の出力信号を入力とするノイズフィルタ17は、変形例1で説明した構成のものとなっている。尚、二値化回路63の出力信号を反転してノイズフィルタ17に入力するのであれば、ノイズフィルタ17は、図1に示した構成のもので良い。
Therefore, in this example, as the output signal of the
そして、このような変形例3によっても、図1の実施形態と同様の効果が得られる。
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。また、前述の数値も一例であり他の値でも良い。
And also by such a
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can take a various form, without being limited to the said embodiment. The above-mentioned numerical values are also examples, and other values may be used.
例えば、通信システム1,51は、車両にされるもの以外でも良い。また、ノイズフィルタ17は、コンデンサや抵抗等のアナログ素子を用いて構成しても良い。
また、上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。また、上述したECUの他、当該ECUを構成要素とする通信システムや、通信装置用のノイズフィルタなど、種々の形態で本発明を実現することもできる。
For example, the
In addition, the functions of one component in the above embodiment may be distributed as a plurality of components, or the functions of a plurality of components may be integrated into one component. In addition, at least a part of the configuration of the above embodiment may be replaced with a known configuration having a similar function. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of the said embodiment. In addition, all the aspects included in the technical idea specified by the wording described in the claims are embodiments of the present invention. In addition to the ECU described above, the present invention can be implemented in various forms such as a communication system including the ECU as a constituent element and a noise filter for a communication device.
1,51…通信システム、3,53…通信バス、5,6,55,56…電子制御装置(ECU)、11,R1〜R4…抵抗、13,61a,61b…ドライバ、15,63…二値化回路、17…ノイズフィルタ、19…マイコン
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記通信バスを介して他の装置(6,56)と通信する通信装置(5,55)であって、
前記抵抗及び前記ドライバと、
前記通信バスの電圧を、ハイレベル又はローレベルの信号に二値化する二値化回路(15,63)と、
前記二値化回路の出力信号を、入力とするノイズフィルタ(17)と、
前記ノイズフィルタの出力信号を、受信信号として処理する処理部(19)と、を備え、
前記ノイズフィルタは、
前記二値化回路の出力信号が、ハイレベルとローレベルとのうち、前記レセッシブを表す方のレベルになれば、前記処理部への出力信号を、ハイレベルとローレベルとのうち、前記処理部が前記レセッシブと判断する方の第1レベルにし、前記二値化回路の出力信号が、ハイレベルとローレベルとのうち、前記ドミナントを表す方のレベルであることが、所定時間継続すると、前記処理部への出力信号を、ハイレベルとローレベルとのうち、前記処理部が前記ドミナントと判断する方の第2レベルにするように構成されており、
前記所定時間は、前記通信バスを介して実施される通信における1ビット分の時間よりも短いこと、
を特徴とする通信装置。 As a communication bus, the voltage of the communication bus (3, 53) is stabilized by a resistor (11, R1-R4) to a voltage representing a recessive signal, which is a recessive signal, and the voltage of the communication bus is a dominant signal. When the driver (13, 61a, 61b) that represents the voltage is turned on, the dominant is output to the communication bus, and when the driver is turned off, the recessive is output to the communication bus. In a communication system (1, 51) using a communication bus,
A communication device (5, 55) communicating with another device (6, 56) via the communication bus,
The resistor and the driver;
A binarization circuit (15, 63) for binarizing the voltage of the communication bus into a high level or low level signal;
A noise filter (17) having the output signal of the binarization circuit as an input;
A processing unit (19) for processing the output signal of the noise filter as a received signal,
The noise filter is
When the output signal of the binarization circuit is at a level representing the recessive of high level and low level, the output signal to the processing unit is processed at the processing level between high level and low level. If the output signal of the binarization circuit is the level representing the dominant of the high level and the low level, and the level is determined to be the recessive level, the predetermined level continues for a predetermined time, The output signal to the processing unit is configured to be a second level of the high level and the low level, which is determined by the processing unit as the dominant,
The predetermined time is shorter than a time corresponding to one bit in communication performed via the communication bus;
A communication device characterized by the above.
前記二値化回路の出力信号は、ハイレベルが、前記レセッシブを表す方のレベルであり、ローレベルが、前記ドミナントを表す方のレベルであり、
前記ノイズフィルタは、
前記1ビット分の時間よりも周期が短いクロックを出力するクロック源(29)と、
セット機能付きの複数のD型フリップフロップ(31,32)と、を備え、
前記複数のD型フリップフロップのクロック端子に前記クロックが入力されると共に、前記複数のD型フリップフロップはシフトレジスタの形態に接続されており、
前記複数のD型フリップフロップのうち、前記シフトレジスタの形態において初段に配置されたD型フリップフロップのデータ入力端子と、全てのD型フリップフロップのセット端子とに、前記二値化回路の出力信号が入力されるようになっており、
更に、前記ノイズフィルタは、
前記複数のD型フリップフロップのQ出力のうち、少なくとも1つがハイレベルである場合に、前記処理部への出力信号を前記第1レベルにし、前記複数のD型フリップフロップのQ出力が全てローレベルである場合に、前記処理部への出力信号を前記第2レベルにする出力回路(33)を備えること、
を特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 1,
In the output signal of the binarization circuit, a high level is a level representing the recessive, and a low level is a level representing the dominant,
The noise filter is
A clock source (29) for outputting a clock having a shorter cycle than the time of 1 bit;
A plurality of D-type flip-flops (31, 32) with a set function,
The clock is input to clock terminals of the plurality of D-type flip-flops, and the plurality of D-type flip-flops are connected in the form of a shift register,
Among the plurality of D-type flip-flops, the output of the binarization circuit is connected to the data input terminal of the D-type flip-flop arranged in the first stage in the form of the shift register and the set terminals of all the D-type flip-flops. The signal is input,
Furthermore, the noise filter is
When at least one of the Q outputs of the plurality of D-type flip-flops is at a high level, the output signal to the processing unit is set to the first level, and the Q outputs of the plurality of D-type flip-flops are all low. An output circuit (33) for setting the output signal to the processing unit to the second level when the level is
A communication device characterized by the above.
前記第1レベルはハイレベルであり、前記第2レベルはローレベルであり、
前記出力回路は、前記複数のD型フリップフロップのQ出力を、入力とするオア回路(33)であること、
を特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 2,
The first level is a high level and the second level is a low level;
The output circuit is an OR circuit (33) having Q outputs of the plurality of D-type flip-flops as inputs;
A communication device characterized by the above.
前記ノイズフィルタは、前記ドライバ及び前記二値化回路と共に、1つのIC(21)内に構成されていること、
を特徴とする通信装置。 The communication device according to any one of claims 1 to 3,
The noise filter is configured in one IC (21) together with the driver and the binarization circuit,
A communication device characterized by the above.
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