JP2018535588A - イーサネットバス、制御装置、および、イーサネットバスの制御装置をウェイクアップする方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも２つの制御装置（２，３）を含むイーサネットバス（１）に関する。制御装置（２，３）は、それぞれバスドライバ（４）とマイクロプロセッサ（５）とを有する。少なくとも第１の制御装置（２）は、この制御装置（２）の動作電圧（ＶＣＣ）に対する少なくとも２つの電圧値を調整可能な電圧制御回路（１０）を有し、ここで、第１の電圧値は動作状態「スリープ」に対して設けられており、第２の電圧値は動作状態「通信」に対して設けられている。バスドライバ（４）はそれぞれ、少なくとも２つのバス線路（６，７）を介して接続されている。バス線路（６，７）には、少なくとも２つの抵抗（Ｒ１，Ｒ２）と１つのキャパシタ（Ｃ３）とを有する、それぞれ１つずつのターミネーションネットワーク（８）が接続されている。２つの抵抗（Ｒ１，Ｒ２）は、それぞれ１つずつのバス線路（６，７）に対して設けられており、かつ、ターミネーションネットワーク（８）の中間タップ（９）で相互に接続されている。ターミネーションネットワーク（８）のキャパシタ（Ｃ３）は、中間タップ（９）とアースとの間に配置されている。ここでは、イーサネットバス（１）が、ウェイクアップイベント（Ｓ）に依存して、電圧制御回路（１０）によって制御装置（２）の中間タップ（９）の電圧を変化させるための電圧信号を形成するように構成された少なくとも１つのウェイクアップモジュール（１５）を有し、少なくとも１つの電圧制御回路（１０）には、中間タップ（９）の電圧に依存して電圧制御回路（１０）を第１の電圧値から第２の電圧値へ制御する回路（１１）が設けられている。本発明はさらに、制御装置（２，３）および制御装置（２，３）をウェイクアップする方法に関する。

Description

本発明は、イーサネットバス、制御装置、および、イーサネットバスの制御装置をウェイクアップする方法に関する。

バスシステム、特に車両ネットワークにおける制御装置は、好ましくは、その機能が必要となったときのみ活性化すべきである。機能が必要でないときには、こうした制御装置を不活性化すべきであり、大きな必要エネルギを有するべきでない。ネットワーク技術であるＣＡＮおよびＦｌｅｘＲａｙにおいては、有効な信号がバス上に生じるとただちに、制御装置の電圧制御回路をスイッチオンする、特別に起動可能なバスドライバが規定されている。イーサネットバスシステムにおいては、これまでこうした規格が存在していなかった。

ここで、既に、２つのデータ線路またはバス線路に差動信号としての起動信号を印加することが提案されている。これは、正規の通信信号に相当する交流電圧信号であってよいし、または、直流電圧であってもよい。ただし、起動信号を印加および検出する回路は、対称性ひいては伝送特性に負の影響を与えかねない。

本発明の基礎とする技術的課題は、対称性への影響なしに制御装置をウェイクアップ可能なイーサネットバスおよび制御装置を提供し、さらに、イーサネットバスの制御装置のウェイクアップ方法を利用することができるようにすることである。

この技術的課題を解決する手段は、請求項１の特徴を有するイーサネットバス、請求項７の特徴を有する制御装置、および、請求項８の特徴を有する方法によって得られる。本発明のさらに有利な実施形態は、各従属請求項から得られる。

イーサネットバスは、少なくとも２つの制御装置を含む。この場合の制御装置は、スイッチであってもよい。各制御装置は、それぞれ１つずつバスドライバとマイクロプロセッサとを有し、ここで、少なくとも第１の制御装置は、この制御装置の動作電圧に対する少なくとも２つの電圧値を調整可能な電圧制御回路を有する。ここで、第１の電圧値は、動作状態「スリープ」または不活性状態に対して設けられており、第２の電圧値は、動作状態「通信」もしくは「ウェイク」または活性状態に対して設けられている。バスドライバは、それぞれ、少なくとも２つのバス線路を介して相互に接続されている。バス線路には、各制御装置の要素であるそれぞれ１つずつのターミネーションネットワークが接続されている。ターミネーションネットワークは、少なくとも２つの抵抗と１つのキャパシタとを有し、ここで、２つの抵抗は、それぞれ１つずつのバス線路に接続されており、かつ、ターミネーションネットワークの中間タップで相互に接続されており、ターミネーションネットワークのキャパシタは、中間タップとアースとの間に配置されている。イーサネットバスは、ウェイクアップイベントに依存して、電圧制御回路によって制御装置の中間タップの電圧を変化させるための電圧信号を形成するように構成された少なくとも１つのウェイクアップモジュールを有する。この場合、少なくとも１つの電圧制御回路には、中間タップの電圧に依存して電圧制御回路を第１の電圧値から第２の電圧値へ制御する回路、すなわち、電圧制御回路をウェイクアップまたは起動する回路が設けられている。この場合、データ伝送の対称性は、影響を受けない。この場合、ウェイクアップモジュールの出力端の電圧は、予め定められた時間だけ生じればよく、その後で再び遮断することができるように構成可能である。このとき、電圧制御回路は、調整された第２の電圧値にとどめられるか、または、制御装置が活性状態にあるかぎり、ウェイクアップモジュールの出力端の電圧を持続的に印加される。

一実施形態においては、第２の制御装置も２つの電圧値を有する電圧制御回路を有し、この電圧制御回路に、電圧制御回路に対する中間タップの電圧を評価する回路が設けられる。このようにすれば、第２の制御装置も不活性化させ、第１の制御装置のウェイクアップにより、これに連動して自動的にウェイクアップさせることができる。なぜなら、第１の制御装置の中間タップの電圧の変化が、バス線路を介して、他方の制御装置の中間タップの電圧も変化させるからである。

別の実施形態においては、第２の制御装置もウェイクアップモジュールを有する。

さらに別の実施形態においては、ウェイクアップモジュールおよび／または回路が制御装置に組み込まれる。

さらに別の実施形態においては、回路は、分圧器を形成する抵抗とトランジスタとを有する。ここで、電圧制御回路の制御入力端は、分圧器の中間タップに接続され、分圧器は、動作電圧とアースとの間に配置され、トランジスタの制御入力端は、ターミネーションネットワークの中間タップに接続される。このようにすれば、ウェイクアップモジュールがトランジスタを導通切り換えすることができ、これにより、分圧器の中間タップの電圧が変化し、よって、電圧制御回路が切り換えられる。なお、ここで、例えばウェイクアップモジュールの電圧がトランジスタを阻止する逆のロジックも可能であることに注意されたい。この場合、回路の動作電圧を制御装置の動作電圧と等しくする必要はない。

さらに別の実施形態においては、高周波直流クロックノイズを抑制するために、ウェイクアップモジュールに少なくとも１つのフィルタが設けられる。例えば、このために、ウェイクアップモジュールの出力端にチョークまたはローパスが配置される。これにより、直流クロックノイズによる制御装置の誤ったウェイクアップが防止される。入力ノイズを抑制するために、ウェイクアップモジュールの入力端にローパスを設けてもよい。

好ましい適用分野は、自動車での使用である。

本発明を以下に好ましい実施例に則して詳細に説明する。唯一の図には、イーサネットバスの一部の概略的なブロック図が示されている。

イーサネットバスの一部の概略的なブロック図である。

図１には、第１の制御装置２と第２の制御装置３とを有するイーサネットバス１が示されている。制御装置２，３は、それぞれ１つずつバスドライバ４とマイクロプロセッサ５とを有しており、ここで、各バスドライバ４は、少なくとも２つのバス線路６，７によって相互に接続されている。２つの制御装置２，３は、それぞれ、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２と１つのキャパシタＣ３とから成るターミネーションネットワーク８を有する。この場合、それぞれ、抵抗Ｒ１は、バス線路６に接続されており、抵抗Ｒ２は、バス線路７に接続されており、２つの抵抗は、ターミネーションネットワーク８の中間タップ９で相互に接続されている。中間タップ９とアースとの間に、キャパシタＣ３が配置されている。また、２つの制御装置２，３は、カップリングキャパシタＣ１，Ｃ２を有しており、各カップリングキャパシタＣ１，Ｃ２は、バス線路６，７に接続されており、かつ、バス線路６，７とバスドライバとの間に位置している。ここでは、第２の制御装置３のカップリングキャパシタＣ１，Ｃ２は示されていない。さらに、制御装置２，３は直流クロックチョークＣＭＣを有しており、同様に、ここでは、第２の制御装置３のチョークは示されていない。制御装置２，３は、それぞれ、第１の動作電圧Ｖ_ＢＡＴを制御装置２，３の動作電圧Ｖ_ＣＣに変換する電圧制御回路１０を有する。この場合、動作電圧Ｖ_ＣＣは、スイッチオフ可能（第１の電圧値）またはスイッチオン可能（第２の電圧値）である。電圧制御回路１０には、抵抗ＲおよびトランジスタＴを有する回路１１が設けられており、この回路１１は、動作電圧Ｖ_ＢＡＴとアースとの間に直列に配置されている。回路１１は、分圧器を形成しており、中間タップ１２は、電圧制御回路１０の制御入力端１３に接続されている。トランジスタＴの制御入力端１４は、ターミネーションネットワーク８の中間タップ９に接続されている。さらに、制御装置２，３はそれぞれ、動作電圧Ｖ_ＢＡＴを出力電圧へ変換するウェイクアップモジュール１５を有しており、この出力電圧がチョークＬを介して中間タップ９にかかる。この場合、ウェイクアップモジュール１５は、ウェイクアップイベントＳに依存して出力電圧を導通切り換えする制御入力端１６を有しており、ここで、制御入力端１６の前方には、さらにローパス１７が配置されていてもよい。

不活性状態では、トランジスタＴは阻止状態にあるので、近似的には、Ｖ_ＢＡＴが電圧制御回路１０の制御入力端１３にかかる。制御装置２をウェイクアップする場合、信号Ｓが制御入力端１６に印加され、これにより、ウェイクアップモジュール１５の出力電圧が中間タップ９にかかり、その電位が持ち上げられる。したがって、制御入力端１４によりトランジスタＴがオンへ制御される。これにより、動作電圧Ｖ_ＢＡＴが抵抗Ｒを介して降下し、制御入力端１３がアースへ引かれる。ここから、マイクロプロセッサ５およびバスドライバ４のための動作電圧Ｖ_ＣＣが生じる（第２の電圧値）。制御装置２の中間タップ９の電位の上昇は、バス線路６，７を介して第２の制御装置３の中間タップ９へ伝送されるので、ここでも同様に、電圧制御回路１０がスイッチオンされる。

Claims (8)

1. 少なくとも２つの制御装置（２，３）を含むイーサネットバス（１）であって、
   前記制御装置（２，３）は、それぞれ１つずつのバスドライバ（４）とマイクロプロセッサ（５）とを有し、
   少なくとも第１の制御装置（２）は、当該制御装置（２）の動作電圧（Ｖ_ＣＣ）に対する少なくとも２つの電圧値を調整可能な電圧制御回路（１０）を有し、ここで、第１の電圧値は、動作状態「スリープ」に対して設けられており、第２の電圧値は、動作状態「通信」に対して設けられており、
   前記バスドライバ（４）は、それぞれ、少なくとも２つのバス線路（６，７）を介して接続されており、
   前記バス線路（６，７）には、少なくとも２つの抵抗（Ｒ１，Ｒ２）と１つのキャパシタ（Ｃ３）とを有する、それぞれ１つずつのターミネーションネットワーク（８）が接続されており、
   前記２つの抵抗（Ｒ１，Ｒ２）は、それぞれ１つずつのバス線路（６，７）に対して設けられており、かつ、前記ターミネーションネットワーク（８）の中間タップ（９）で相互に接続されており、
   前記ターミネーションネットワーク（８）の前記キャパシタ（Ｃ３）は、前記中間タップ（９）とアースとの間に配置されている、
   イーサネットバス（１）において、
   前記イーサネットバス（１）は、ウェイクアップイベント（Ｓ）に依存して、前記電圧制御回路（１０）によって前記制御装置（２）の前記中間タップ（９）の電圧を変化させるための電圧信号を形成するように構成された少なくとも１つのウェイクアップモジュール（１５）を有し、
   少なくとも１つの前記電圧制御回路（１０）には、前記中間タップ（９）の電圧に依存して前記電圧制御回路（１０）を前記第１の電圧値から前記第２の電圧値へ制御する回路（１１）が設けられている、
   ことを特徴とするイーサネットバス（１）。
2. 第２の制御装置（３）も同様に、２つの電圧値を有する電圧制御回路（１０）を有し、
   前記電圧制御回路（１０）に対する前記中間タップ（９）の電圧を評価する回路（１１）が設けられている、
   請求項１に記載のイーサネットバス。
3. 前記第１の制御装置（２）および前記第２の制御装置（３）には、それぞれ１つずつウェイクアップモジュール（１５）が設けられている、
   請求項１または２に記載のイーサネットバス。
4. 前記ウェイクアップモジュール（１５）は、制御装置（２，３）内に組み込まれている、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載のイーサネットバス。
5. 前記回路（１１）は、分圧器を形成する抵抗（Ｒ）とトランジスタ（Ｔ）とを有し、
   前記電圧制御回路（１０）の制御入力端（１３）は、前記分圧器の中間タップ（１２）に接続されており、
   前記分圧器は、動作電圧（Ｖ_ＢＡＴ）とアースとの間に配置されており、
   前記トランジスタ（Ｔ）の制御入力端（１４）は、前記ターミネーションネットワーク（８）の前記中間タップ（９）に接続されている、
   請求項１から４までのいずれか１項に記載のイーサネットバス。
6. 高周波直流クロックノイズを抑制するために、前記ウェイクアップモジュール（１５）に少なくとも１つのフィルタ（Ｌ，１７）が設けられている、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載のイーサネットバス。
7. バスドライバ（４）とマイクロプロセッサ（５）と電圧制御回路（１０）とを含む、イーサネットバス（１）のための制御装置（２，３）であって、
   前記電圧制御回路（１０）は、前記制御装置（２，３）の動作電圧（Ｖ_ＣＣ）に対する少なくとも２つの電圧値を有し、ここで、第１の電圧値は、動作状態「スリープ」に対して設けられており、第２の電圧値は、動作状態「通信」に対して設けられており、
   前記制御装置（２，３）は、少なくとも２つの抵抗（Ｒ１，Ｒ２）と１つのキャパシタ（Ｃ３）とを有するターミネーションネットワーク（８）を有しており、
   前記抵抗（Ｒ１，Ｒ２）はそれぞれ、バス線路（６，７）への端子に接続されており、
   前記２つの抵抗（Ｒ１，Ｒ２）は、中間タップ（９）で相互に接続されており、
   前記キャパシタ（Ｃ３）は、前記中間タップ（９）とアースとの間に配置されている、
   制御装置（２，３）において、
   前記制御装置（２，３）は、ウェイクアップイベント（Ｓ）のための入力端（１６）と前記ターミネーションネットワーク（８）の前記中間タップ（９）への出力端とを有するウェイクアップモジュール（１５）を有する、
   ことを特徴とする制御装置（２，３）。
8. イーサネットバス（１）の制御装置（２，３）をウェイクアップする方法であって、
   前記制御装置（２，３）は、バスドライバ（４）と、マイクロプロセッサ（５）と、前記制御装置（２，３）の動作電圧（Ｖ_ＣＣ）に対する少なくとも２つの電圧値を調整可能な電圧制御回路（１０）とを有し、ここで、第１の電圧値は、動作状態「スリープ」に対して設けられており、第２の電圧値は、動作状態「通信」に対して設けられており、
   前記バスドライバ（４）は、少なくとも２つのバス線路（６，７）に接続されており、
   前記バス線路（６，７）には、少なくとも２つの抵抗（Ｒ１，Ｒ２）と１つのキャパシタ（Ｃ３）とを有するターミネーションネットワーク（８）が接続されており、
   前記２つの抵抗（Ｒ１，Ｒ２）は、それぞれ１つずつのバス線路（６，７）に接続されており、かつ、前記ターミネーションネットワーク（８）の中間タップ（９）で相互に接続されており、
   前記ターミネーションネットワーク（８）の前記キャパシタ（Ｃ３）は、前記中間タップ（９）とアースとの間に配置されている、
   制御装置をウェイクアップする方法において、
   ウェイクアップイベント（Ｓ）に依存して、前記中間タップ（９）の電圧を変化させるための電圧信号を形成するウェイクアップモジュール（１５）が設けられており、
   回路（１１）を介して、前記中間タップ（９）での当該電圧変化が検出され、前記電圧制御回路（１０）が前記第１の電圧値から前記第２の電圧値へ制御される、
   ことを特徴とする制御装置をウェイクアップする方法。

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