JP2020530236A - バスシステム用の振動低減ユニットおよび異なるビット状態間の移行時の振動傾向を低減する方法 - Google Patents

Abstract

バスシステム用の振動低減ユニット（１５；１５０；１５００）、および異なるビット状態間の移行時の振動傾向を低減する方法を提供する。振動低減ユニット（１５；１５０；１５００）は、バスシステム（１）のバス（４０）の第１のバス線（４１）と、バス（４０）の第２のバス線（４１）との間に逆直列に配置された２つのトランジスタ（１５１、１５２）であって、バスシステム（１）では、バスシステム（１）のバス（４０）への、加入者局（１０、２０、３０）の排他的で衝突のないアクセスが少なくとも一時的に保証されているトランジスタと、２つのトランジスタ（１５１、１２２）を切り替える時間制御ブロック（１４２）とを有し、時間制御ブロック（１４２）は、第１および／もしくは第２のバス線（４１、４２）上の信号（ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌ）、ならびに／または、第１および／もしくは第２のバス線（４１、４２）上の信号が生成される送信信号（ＴｘＤ）が、ドミナント状態（４０２）からレセッシブ状態（４０１）へ切り替わる間に、２つのトランジスタ（１５１、１５２）をオンするように構成されており、時間制御ブロック（１４２）は、第１および／もしくは第２のバス線（４１、４２）上の信号（ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌ）、ならびに／または送信信号（ＴｘＤ）がレセッシブ状態（４０１）に切り替えられると、２つのトランジスタ（１５１、１５２）をオフするように構成されている。

Description

本発明は、例えばＣＡＮバスシステムの加入者局で使用できる、バスシステム用の振動低減ユニット、および異なるビット状態間の移行時の振動傾向を低減する方法に関する。振動傾向の低減は、例えば、従来のＣＡＮ送受信機のフロントエンド、または従来のＣＡＮ−ＦＤ送受信機のフロントエンドに接続された回路によって達成される。

バスシステムにおけるメッセージまたはデータ伝送では、メッセージまたはデータのバイトまたはビットに含まれる情報は、異なるビット状態または電圧状態によって表される。メッセージがバスシステムのバスを介して伝送されるとき、異なるビット状態は結果として異なるバス状態になる。バスシステムに応じて、メッセージまたはデータ伝送用に様々な伝送プロトコルがある。

例えば、ＣＡＮ−ＦＤを用いたＣＡＮプロトコル仕様としてのＩＳＯ１１８９８−１：２０１５規格で説明されているように、ＣＡＮおよび／またはＣＡＮ−ＦＤプロトコルを用いてＣＡＮバスシステムでメッセージが伝送される。ＣＡＮバスシステムは現在、センサおよび制御機器間の通信に広く普及している。ＣＡＮバスシステムは、個々のバス加入者間の通信のために、車両またはオートメーションシステムなどでよく使用される。

特にＣＡＮ／ＣＡＮ−ＦＤ通信の場合、トランシーバとも呼ばれる送受信機は、２つの異なるバス状態またはビット状態の１つとしてドミナントなバス状態またはビット状態を確立するために、バスを低抵抗で駆動できる必要がある。これに対し、２つの異なるバス状態の他方としてのレセッシブ状態では、送受信機は比較的高抵抗である。

ドミナントからレセッシブへの移行は、バストポロジ、スタブまたはスタブラインの長さ、終端抵抗の位置と数に応じて、振動する傾向がある。これは、その結果ビット時間が、振動が十分に減衰されるまで長くなる必要があるため、システム設計の際に非常に不利である。ビット時間が十分に長くない場合、送受信機はレセッシブ状態のドミナントを誤って認識する可能性がある。よって、送受信機の最大許容エラーレートを遵守するには、より長いビット時間が必要であり、これは、バスシステムでのメッセージの伝送レートまたは伝送速度の望ましくない低下につながる結果となる。

したがって、本発明の課題は、上述の問題を解決する、バスシステム用の振動低減ユニット、および異なるビット状態間の移行時の振動傾向を低減する方法を提供することである。特に、バスシステム用の振動低減ユニット、および異なるビット状態または電圧状態間の移行時の振動傾向、特にドミナント状態からレセッシブ状態への移行時の振動傾向を低減する方法がバスシステムに提供されることになっている。

上記課題は、請求項１の特徴を備えたバスシステム用の振動低減ユニットにより解決される。振動低減ユニットは、バスシステムのバスの第１のバス線と、バスの第２のバス線との間に逆直列に配置された２つのトランジスタであって、バスシステムでは、バスシステムのバスへの、加入者局の排他的で衝突のないアクセスが少なくとも一時的に保証されているトランジスタと、２つのトランジスタを切り替える時間制御ブロックを備え、時間制御ブロックは、第１および／もしくは第２のバス線上の信号、ならびに／または、第１および／もしくは第２のバス線上の信号が生成される送信信号が、ドミナント状態からレセッシブ状態へ切り替わる間に、２つのトランジスタをオンするように構成されており、時間制御ブロックは、第１および／もしくは第２のバス線上の信号、ならびに／または送信信号がレセッシブ状態に切り替えられると、２つのトランジスタをオフするように構成されている。

上記の振動低減ユニットによって、ドミナントからレセッシブへの移行時の振動時間の短縮、またはいわゆるリンギング抑制が可能になるため、特にメッセージのデータ領域でビットレートが増加する。その結果、バスシステム内のメッセージの伝送レートまたは伝送速度が向上する。

さらに、異なるビット状態または電圧状態間の移行時、特にドミナントからレセッシブへのＣＡＮバスシステムにおいての振動時間の短縮により、バストポロジおよび／または端子および／またはスタブおよび／またはノード数またはバスシステムの加入者局の設計の自由度が高まる。

さらに加えて、振動低減ユニットの上述の構成では、回路に潜在する（ｌｅｉｔｕｎｇｓｇｅｂｕｎｄｅｎ）放射物におけるスペクトルの有利な変化が達成される。すなわち、放射物の放射は、例えば、コモンモードチョークおよび寄生容量からの共振周波数に対応する、例えば１〜３ＭＨｚの間の臨界周波数範囲で減少させることができる。代わりに、上述の振動低減ユニットによって、上記例では１０ＭＨｚより大きく、チョークが作用する非臨界周波数範囲で放射物が放射される。

さらに、追加されたドライバによって、バスの２本のバス線の非常に対称的なインピーダンスが生成される。上述の振動低減ユニットでは、同じ要素が各バス線に接続されている。これにより、振動低減ユニットおよび振動低減ユニットに接続されているコンポーネントの耐量および放射量が増加する。

振動低減ユニットは、特にＣＡＮバスシステム、ＣＡＮ−ＨＳバスシステム、ＣＡＮ−ＦＤバスシステムなど、バス状態がアクティブに駆動される全ての通信システムに適している。ＣＡＮ−ＨＳバスシステム（ＨＳ＝高速＝Ｈｉｇｈｓｐｅｅｄ）では、最大５００ｋＢｉｔ／秒（５００ｋｂｐｓ）のデータ伝送レートが可能である。ＣＡＮ−ＦＤバスシステムでは、毎秒１ＭＢｉｔ（１Ｍｂｐｓ）より大きいデータ伝送レートが可能である。

振動低減ユニットの有利なさらなる構成は、引用形式請求項に記載されている。
一実施形態によれば、振動低減ユニットは、電圧供給のためにトランジスタが端子からの電流でオンされる時に、接地に対する投入電流を補償するように構成できる。ここで、トランジスタは場合によってＰＭＯＳ高電圧カスコードであってもよい。

振動低減ユニットは、さらなるトランジスタを有することができ、そのドレイン端子は、バス線の間に逆直列に接続された２つのトランジスタのソース端子に接続されている。一実施例によれば、振動低減ユニットは、さらなるトランジスタのバイアス電圧を生成するための電流源も有し、さらなるトランジスタは、Ｐ基板バルク技術によって構築されている。さらなる実施例によれば、さらなるトランジスタはＳＯＩ技術によって構築されている。

上述の振動低減ユニットは、バスシステムの加入者局の一部とすることができ、加入者局はさらに、加入者局とバスシステムの少なくとも１つのさらなる加入者局との間の通信を制御する通信制御装置と、バスシステムのバスへメッセージ送信し、バスからメッセージを受信するための送受信機とを有する。

通信制御装置または送受信機のいずれかが、バスによって受信された信号の、ドミナントなバス状態からレセッシブなバス状態への状態変化を検出するように構成されたブロックを有し、振動低減ユニットは、バス線の間で逆直列に接続された２つのトランジスタが、ブロックの検出結果に応じてオンするまたはオフするように構成されていることが考えられる。

特別な実施形態によれば、振動低減ユニットは、送受信機がバスへメッセージを送信する時にのみ作動することが可能である。
前述の加入者局は、バスシステムの一部とすることができ、バスシステムは、バスと、互いに通信できるようにバスを介して相互に接続された少なくとも２つの加入者局とを有する。ここで、加入者局の少なくとも１つは、前述の加入者局である。

上記の課題は、さらに、請求項１１の特徴を有する異なるビット状態間の移行時の振動傾向を低減する方法によっても解決される。この方法は、バスシステムのバスへの排他的で衝突のない加入者局のアクセスが少なくとも一時的に保証される、バスシステム用の振動低減ユニットによって実施され、振動低減ユニットは、バスシステムのバスの第１および第２のバス線の間に逆直列に配置された２つのトランジスタを有し、この方法は、時間制御ブロックを用いて、第１および／もしくは第２のバス線上の信号、ならびに／または第１および／もしくは第２のバス線上の信号が生成される送信信号が、ドミナント状態からレセッシブ状態に切り替わる間、２つのトランジスタを時間制御ブロックでオンするステップと、第１および／もしくは第２のバス線上の信号、ならびに／または送信信号がレセッシブ状態に切り替えられると、２つのトランジスタを時間制御ブロックでオフするステップとを有する。

この方法は、振動低減ユニットに関して前述したものと同じ利点を提供する。
本発明を、添付の図面を参照し、実施例を使用して、以下に詳述する。

第１の実施例にかかるバスシステムの簡略ブロック図である。 第１の実施例にかかるバスシステムの振動低減ユニットを備えた送受信機の電気回路図である。 図３Ａは、第１の実施例にかかる振動低減ユニットを備えた送受信機における送信信号Ｔ×Ｄの時間経過を示す図である。図３Ｂは、従来の送受信機における送信信号Ｔ×Ｄの時間経過を示す図である。 図４Ａは、第１の実施例にかかる振動低減ユニットを備えた送受信機におけるバス信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌの時間経過を示す図である。図４Ｂは、従来の送受信機におけるバス信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌの時間経過を示す図である。 図５Ａは、第１の実施例にかかる振動低減ユニットを備えた送受信機におけるバス信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌの差動電圧ＶＤＩＦＦの時間経過を示す図である。図５Ｂは、従来の送受信機におけるバス信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌの差動電圧ＶＤＩＦＦの時間経過を示す図である。 図６Ａは、第１の実施例にかかる振動低減ユニットを備えた送受信機における受信機出力の時間経過を示す図である。図６Ｂは、従来の送受信機における受信機出力の時間経過を示す図である。 図７Ａは、第１の実施例にかかる振動低減ユニットを備えた送受信機における受信信号Ｒ×Ｄの時間経過を示す図である。図７Ｂは、従来の送受信機における受信信号Ｒ×Ｄの時間経過を示す図である。 第１の実施例にかかる振動低減ユニットの電気回路図である。 第２の実施例にかかる振動低減ユニットの電気回路図である。 第３の実施例にかかる振動低減ユニットの電気回路図である。 第４の実施例にかかるバスシステムの加入者局の電気回路図である。

図では、特に明記しない限り、同一または機能的に同一の要素には、同じ参照番号が付されている。
図１は、例えば、少なくとも部分的に、ＣＡＮバスシステム、ＣＡＮ−ＦＤバスシステムなどとすることができるバスシステム１を示す。バスシステム１は、車両、特に自動車、航空機など、または病院などで使用することができる。

図１において、バスシステム１は多数の加入者局１０、２０、３０を有し、加入者局は、第１のバス線４１および第２のバス線４２を有するバス４０にそれぞれ接続されている。バス線４１、４２は、ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌとも呼ばれ、送信状態のドミナントレベルで結合するために使用される。バス４０を介して、信号の形態のメッセージ４５、４６、４７を、個々の加入者局１０、２０、３０の間で伝送することができる。加入者局１０、２０、３０は、例えば、自動車の制御機器または表示装置とすることができる。

図１に示すように、加入者局１０、３０はそれぞれ、通信制御装置１１および送受信機１２を有する。送受信機１２は、それぞれ振動低減ユニット１５を含む。これに対し、加入者局２０は、通信制御装置１１および送受信機１３を有する。加入者局１０、３０の送受信機１２および加入者局２０の送受信機１３は、図１に示されていなくても、それぞれバス４０に直接接続されている。

通信制御装置１１は、バス４０を介して、バス４０に接続された加入者局１０、２０、３０の他の加入者局と、それぞれの加入者局１０、２０、３０の通信を制御するために使用する。送受信機１２は、信号の形態のメッセージ４５、４７を送信するために使用し、この時、詳しく後述するように、振動低減ユニット１５を用いる。通信制御装置１１は、特に、従来のＣＡＮ−ＦＤコントローラおよび／またはＣＡＮコントローラのように実施することができる。送受信機１３は、特に、従来のＣＡＮトランシーバおよび／またはＣＡＮ−ＦＤトランシーバのように実施することができる。送受信機１３は、特に、従来のＣＡＮトランシーバのように実施することができる。

図２は、振動低減ユニット１５を備えた送受信機１２の基本構造を示す。送受信機１２は、端子１２６、１２７を用いてバス４０に、より正確には、ＣＡＮ＿Ｈ用のその第１のバス線４１、およびＣＡＮ＿Ｌ用のその第２のバス線４２に接続されている。振動低減ユニット１５は、端子４１、１２６間の端子１５０１、１５０１Ａおよび端子４２、１２７間の端子１５０２、１５０２Ａと接続されている。端子１５０１、１５０１Ａは、１つのみの端子として構成できる。端子１５０２、１５０２Ａは、１つのみの端子として構成できる。第１および第２のバス線４１、４２への電圧供給、特にＣＡＮ供給は、端子１２８を介して行われる。接地またはＣＡＮ＿ＧＮＤへの接続は、端子１２９を介して実現される。第１および第２のバス線４１、４２は、終端抵抗４９で終端されている。

第１および第２のバス線４１、４２は、送受信機１２において、トランスミッタとも呼ばれる送信機１２１と、レシーバとも呼ばれる受信機１２２とに接続されている。送信機１２１と受信機１２２の両方に、信号を駆動するための接続ユニット１２５が、端子１１１、１１２を介して通信制御装置１１に接続される。

端子１１１、１１２の信号を駆動するために、接続ユニット１２５は、Ｔ×Ｄ信号とも呼ばれ、端子１１１で通信制御装置１１によって受信される送信信号Ｔ×Ｄのための送信信号ドライバ１２５１を有する。さらに、接続ユニット１２５は、Ｒ×Ｄ信号とも呼ばれる受信信号Ｒ×Ｄのための受信信号ドライバ１２５２を有する。受信信号Ｒ×Ｄは、受信機１２２を用いてバス線４１、４２によって受信され、端子１１２を介して通信制御装置１１に転送される。ドライバ１２５１、１２５２は、デジタル部１２５３を介して送信機１２１および受信機１２２に接続されている。デジタル部１２５３は、信号Ｔ×Ｄ、Ｒ×Ｄの監視を実行できる。

図２によれば、出力段１２１１、１２１２の送信機１２１は、第１および第２のバス線４１、４２の信号用の従来のドライバ１２１３を有する。
受信機１２２は、入力側が抵抗、特に対称の分圧器１２２２に、より具体的にはその中央タップに接続されている受信コンパレータ１２２１と、バスバイアスユニット１２２３とを有する。バスバイアスユニット１２２３は、一端で抵抗分圧器１２２２に所定のバスバイアスまたは所定のバスバイアス電位を供給する。抵抗分圧器１２２２は、その他端で、端子１２６、１２７を介して第１および第２のバス線４１、４２に接続されている。

接続ユニット１４は、状態変化検出ブロック１４１および時間制御ブロック１４２を含む。送受信機１２の動作中の状態変化検出ブロック１４１は、バス４０上のＣＡＮ−Ｈ信号およびＣＡＮ＿Ｌ信号の状態が第１のバス状態４０１から第２のバス状態４０２へ変化するかどうかを検出し、これは図３Ａから図７Ｂに詳述されている。時間制御ブロック１４２は、状態変化検出ブロック１４１の検出結果に応じて、図８を参照して詳述されている振動低減ユニット１５に駆動制御信号を出力する。任意選択的に、送信信号Ｔ×Ｄはタイミング要素を介して振動低減ユニット１５に供給されるため、振動低減ユニット１５は、タイミング要素によってＴ×Ｄ信号から駆動制御される。

図３Ａ〜図７Ａは、本実施例にかかる送受信機１２における信号の時間経過をそれぞれ示している。ここで、図４Ａ〜図７Ａにかかる信号は、図３Ａに示される送信信号Ｔ×Ｄの結果として生じる。

図３Ａからの送信信号Ｔ×Ｄの場合、状態変化は、３つの連続したビットで時間ｔの間に第１のバス状態４０１から第２のバス状態４０２へ起こり、その後再び第１のバス状態４０１に戻る。第１のバス状態４０１は、レセッシブ状態またはハイレベルとも呼ぶことができる。第２のバス状態４０２は、ドミナント状態または低レベルとも呼ぶことができる。図３Ａからの送信信号Ｔ×Ｄの結果として、図４Ａにかかる信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌの電圧Ｖが設定され、図５Ａにかかる差動電圧ＶＤＩＦＦ＝ＣＡＮ＿Ｈ−ＣＡＮ＿Ｌ、図６Ａにかかる受信機１２２の出力信号Ｒ＿１、および図７Ａにかかる受信信号Ｒ×Ｄが生じる。図４Ａにかかる信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌの電圧Ｖは、第１のバス状態４０１またはレセッシブ状態において、バスバイアスユニット１２２３のバスバイアス電位の半分に対応する。

これと比較して、図３Ｂから図７Ｂはそれぞれ、例えば加入者局２０の送受信機１３などの従来の送受信機にかかる送受信機の信号の時間経過を示している。
図４Ａおよび４Ｂからの信号の比較から、本実施例にかかる送受信機１２は、同じ送信信号Ｔ×Ｄで、状態４０１から状態４０２へ、またはドミナントからレセッシブへ状態変化した後、信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌの顕著に速い振動がもたらされることが明確である。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、受信機１２２の閾値電圧が０．７Ｖの通常の値に設定されている場合、受信機１２２では、状態４０１から状態４０２へ、またはドミナントからレセッシブに状態変化すると、図６Ａにも示されているように、状態４０２から状態４０１への、またはレセッシブからドミナントへの表向きの状態変化は認識されなくなる。したがって、図７Ａに示すように、現在の通常のサンプリングポイントＡＰで受信信号Ｒ×Ｄをサンプリングすることにより、確実に所望の結果に導くことできる。これは、図７Ａと図７Ｂの比較からわかるように、状態４０１またはドミナントビットのビット時間ｔｄｏｍの長さが、従来の送受信機または加入者局２０の送受信機１３より幾分長い場合でも当てはまる。したがって、本実施例にかかる送受信機１２は、従来の送受信機または送受信機１３よりも振動傾向が低い。

図２の送受信機１２の動作中に、図３Ａに示すように、少なくとも１ビットの時間の間、Ｔ×Ｄ信号においてレセッシブ状態または状態４０１が開始する場合、バス状態４０１から４０２への、またはドミナントからレセッシブへの変化が状態変化検出ブロック１４１によって認識される。その結果、振動低減ユニット１５は、以下に説明されるように駆動制御される。

図８によれば、振動低減ユニット１５は、２つのＰＭＯＳ高電圧トランジスタ１５１、１５２を含み、これらは逆直列に配置され、バス線４１、４２の間へ接続できる。このために、ＰＭＯＳ高電圧トランジスタ１５１は、そのドレイン端子がＣＡＮ−Ｈ用のバス線４１に接続されている。ＰＭＯＳ高電圧トランジスタ１５２は、そのドレイン端子がＣＡＮ−Ｌ用のバス線４２に接続されている。ＰＭＯＳ高電圧トランジスタ１５１、１５２は、ＰＭＯＳ高電圧トランジスタの従来のまたは古典的な構造であるＰ基板バルク技術によって構築される。

さらに、振動低減ユニット１５は、ツェナーダイオード１５３、抵抗１５４、好ましくは高電圧ＰＭＯＳカスコードである高電圧カスコードトランジスタ１５５、トランジスタ１５５と、電流ミラー１５６１と、抵抗からなる並列回路１５６２と、さらなるツェナーダイオードとを備えた回路１５６、極性反転保護ダイオード１５７、および、それぞれ好ましくは高電圧ＮＭＯＳカスコードである高電圧カスコードトランジスタ１５８、１５９、１６０を含む。高電圧カスコード１５８は、投入電流源Ｉ１に切り替えることができるスイッチ１５８１に接続されている。高電圧カスコード１５９は、投入電流源Ｉ２に切り替えることができるスイッチ１５９１に接続されている。高電圧カスコード１６０は、高電圧カスコード１５５用のＰカスコードバイアスを生成するために用いられる電流源ＩＫＶに接続されている。任意選択的に、電流源Ｉ１およびＩ２の場合のように、電流源ＩＫＶと端子１２９との間にスイッチを設けてもよく、これはスイッチ１５８１、１５９１と共に切り替えることができる。

ツェナーダイオード１５３と抵抗１５４は並列に接続されている。さらに、ツェナーダイオード１５３と抵抗１５４の並列回路は、２つのＰＭＯＳ高電圧トランジスタ１５１、１５２のゲート端子と、２つのＰＭＯＳ高電圧トランジスタ１５１、１５２のソース端子との間に接続される。

２つのＰＭＯＳトランジスタ１５１、１５２は、ドミナントからレセッシブへの切替動作中、または第２のバス状態４０２から第１のバス状態４０１への切替動作中に、時間制御ブロック１４２によってオンされる。このために、時間制御ブロック１４２は、スイッチ１５８１、１５９１を、図８に示される開位置からそれらの閉位置に切り替える。これにより、高電圧カスコード１５８は、スイッチ１５８１を介して投入電流源Ｉ１に接続される。さらに、高電圧カスコード１５９は、スイッチ１５９１を介して投入電流源Ｉ２に接続されている。

レセッシブまたは第１のバス状態４０１を認識した後、時間制御ブロック１４２は、スイッチ１５８１、１５９１を、図８に示す開位置から、または図８に示す開位置に再び切り替える。これにより、スイッチ１５８１を介した高電圧カスコード１５８の投入電流源Ｉ１への接続が中断される。さらに、スイッチ１５９１を介した投入電流源Ｉ２への高電圧カスコード１５９の接続が中断される。

ここで、抵抗１５４およびトランジスタ１５１、１５２のＨＶ−ＰＭＯＳゲート容量からなる時定数は、ドミナントからレセッシブへの切替動作、または第２のバス状態４０２から第１のバス状態４０１への切替動作中にスイッチ１５８１、１５９１の切り替えによって生成される、短絡の連続的な減衰を引き起こす。この特性はまた、振動低減ユニット１５、ひいてはそれに接続されたコンポーネントからの放射も低減されるという点で有利である。これにより、回路に潜在する放射物が低減される。

図８の回路は、図２および図８に示すように、ＣＡＮ−ＦＤトランシーバのフロントエンドにモノリシックに接続することができる。しかしながら、代替的に、制御機器上に図８の回路を個別に構成することが可能である。制御機器は、加入者局１０、３０の少なくとも一部であり得る。

放射を低減または減少させるために、プラスの電流ＩＢで、より正確には端子１２８からの電圧供給で、接地に対する投入電流Ｉ１、Ｉ２を補償することも有利である。電流ＩＢは、平衡電流と呼ぶこともできる。

したがって、異なるビット状態間の移行時の振動傾向を低減する方法は、送受信機１２で実行される。
説明した実施例では、加入者局１０、３０のみが送受信機１２の機能を有する。加入者局１０、３０は、好ましくは、振動傾向が高い加入者局またはノードである。加入者局１０、３０の高い振動傾向は、特に、バスシステム１におけるそれらの位置、終端抵抗４９の位置、加入者局１０、３０へのスタブ長さまたはスタブライン長さから生じ得る。

第１の実施例の変形例によれば、送受信機１２および振動低減ユニット１５の前述の機能は、送受信機１２自体が送信するか、または送信機として機能するときにのみアクティブである。

第１の実施例のさらなる変形例によれば、送受信機１２および振動低減ユニット１５の前述の機能は、例えば、調停フェーズなどの所定の通信フェーズにおいてのみアクティブになり得る。調停フェーズでは、加入者局１０、２０、３０のどれが現在最も重要なメッセージ４５、４６、４７を送信したいかが決定され、したがって、次に少なくとも一時的に、バス４０への排他的で衝突のないアクセスを有する。

第１の実施例のさらなる変形例によれば、加入者局２０は送受信機１３の代わりに送受信機１２も有する。この場合、送受信機１２の前述の機能は、バスシステムの全ての加入者局１０、２０、３０に対して、特に必要に応じてアクティブである。

図９は、第２の実施例にかかる振動低減ユニット１５０を示す。以下に説明する相違点を除いて、バスシステム１および送受信機１２は、前述の実施例またはその変形例によって上述したのと同じ方法で構築される。

本実施例と同様に、図８を参照して説明した回路コンポーネントに加えて、スイッチ１６０１が設けられている。スイッチ１６０１は、図９で電流源ＩＫＶに並列に接続されている。さらに、回路１５６は、極性反転保護ダイオード１５７が電流ミラー１５６１と高電圧カスコード１５５のソース端子との間に設けられるように、電流ミラー１５６１で変更される。ここで、極性反転保護ダイオード１５７のアノードは、電流ミラー１５６１に接続されている。極性反転保護ダイオード１５７のカソードは、好ましくは高電圧ＰＭＯＳカスコードである高電圧カスコード１５５のソース端子およびゲート端子に接続されている。さらに、抵抗１５６２Ａとさらなるツェナーダイオードとからなる並列回路１５６２は、高電圧カスコード１５５のソース端子とゲート端子との間に接続されている。抵抗１５６２Ａは、非常に高抵抗で設計されている。つまり、抵抗１５６２Ａの抵抗値が約３ＭΩ〜約５ＭΩである。

図９の回路の動作において、スイッチ１６０１は、送信信号Ｔ×Ｄにドミナントな状態４０２が存在する、または送信される場合、時間制御ブロック１４２によって図９に示される開位置からその閉位置に切り替えられる。その結果として、電流源ＩＫＶは短絡する。送信信号Ｔ×Ｄがドミナント状態４０２からレセッシブ状態４０１に変化する場合、時間制御ブロック１４２は、閉じたスイッチ１６０１を、再び図９に示す開位置に制御する。これにより、電流源ＩＫＶから生成される高電圧カスコード１５５のＰカスコードバイアス電圧は、それぞれオフまたはオンされる。

このようにして、送受信機１２および振動低減ユニット１５０を用いて、異なるビット状態間の移行時の振動傾向を低減する方法を実行できる。
図１０は、第３の実施例にかかる振動低減ユニット１５００を示す。以下に説明する相違点を除いて、バスシステム１および送受信機１２は、第１の実施例またはその変形例によって上述したのと同じ方法で構築される。

ＰＭＯＳ高電圧トランジスタ１５１、１５２が、ＰＭＯＳ高電圧トランジスタの従来の構造であるＰ基板バルク技術によって構築されている前述の実施例と異なり、振動低減ユニット１５００でのＰＭＯＳ高電圧トランジスタ１５１、１５２は、ＳＯＩ技術（ＳＯＩ＝Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ＝絶縁体上シリコン）に基づいて構築されている。この場合、極性反転保護ダイオード１５７は、図９のようにＨＶカスコード１５５の後ろに接続されている。これにより、Ｐ基板バルク技術のためにＰカスコードバイアスを生成するため、前述の実施例によって必要とされる電流ＩＫＶは、振動低減ユニット１５０において必要とされない。

図１１は、第１の実施例で説明したように、一例として振動低減ユニット１５が接続された第４の実施例にかかる通信制御装置１１０および送受信機１２０を備える加入者局１００の基本構造を示す。以下に説明する相違点を除いて、バスシステム１および加入者局１００は、バスシステム１および加入者局１０に対する第１の実施例またはその変形例に上述されたのと同じ方法で構築される。

通信制御装置１１０は、以下に説明する相違点を除いて、第１の実施例の通信制御装置１１と同様に構築されている。以下に説明する相違点を除いて、送受信機１２０は、第１の実施例の送受信機１２と同様に構築されている。

信号Ｔ×Ｄ、Ｒ×Ｄのための端子１１１、１１２に加えて、通信制御装置１１０は、制御信号ＲＳ＿Ｃｏｎｔｒｏｌ＿Ｏｕｔのための追加の端子１１５を有する。
送受信機１２０は、第１の実施例を参照してより全体的に上述したように、通信制御装置１１０の端子１１１から送信信号Ｔ×Ｄを受信するための端子１２２１Ａを有する。さらに、送受信機１２０は、第１の実施例を参照してより全体的に上述したように、通信制御装置１１０の端子１１２に受信信号Ｒ×Ｄを送信するための端子１２２１Ｂを有する。これに加えて、送受信機１２０は、制御信号ＲＳ＿Ｃｏｎｔｒｏｌ＿Ｏｕｔが制御信号ＲＳ＿Ｃｏｎｔｒｏｌ＿ｌｎとして受信される端子１２２５を有する。

端子１１５の制御信号ＲＳ＿Ｃｏｎｔｒｏｌ＿Ｏｕｔを生成するために、通信制御装置１１０は制御ブロック１１６を有する。制御ブロック１１６は、第１の情報１１６１として記憶された送信信号Ｔ×Ｄと、端子１１２で受信され、必要に応じて一時記憶された受信信号Ｒ×Ｄとを比較することにより、バス線４１、４２上のバストラフィックを監視する。レセッシブなバス状態、つまり第１のバス状態４０１に、例えば送信信号Ｔ×Ｄに含まれていない受信信号Ｒ×Ｄの状態変化など、２つの信号Ｔ×Ｄ、Ｒ×Ｄ間の偏差がある場合、そこからネットワークまたはバス４０、および信号完全性についての推論を引き出すことができる。

さらに、通信制御装置１１０の制御ブロック１１６には、ビットレート、両方の切替動作の伝搬遅延（Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ−Ｄｅｌａｙ）、すなわち第１のバス状態４０１から第２のバス状態４０２への状態変化などの第２の情報１１６２がある。情報１１６２は、代替的に、図示されていないさらなるブロック、特にメモリに保持される。

端子１２２１ＢでのＲ×Ｄ出力は、受信信号Ｒ×Ｄの差動電圧を表すデジタル信号の代わりに、アナログデジタル変換器の出力信号であってよい。
この情報１１６１、１１６２を考慮して、制御ブロック１１６は、端子１１５から出力される制御信号ＲＳ＿Ｃｏｎｔｒｏｌ＿Ｏｕｔを生成し、これは送受信機１２０の端子１２２５で受信され、振動低減ユニット１５に転送される。したがって、前述の実施例のブロック１４は、送受信機１２０において省略できる。

このように、振動傾向の低減（リンギング抑制）の制御は、ここでは送受信機１２０によってではなく、通信制御装置１１０によって制御される。ここで、通信制御装置１１０、より正確にはその制御ブロック１１６は、振動低減ユニット１５を、加入者局１００およびネットワークまたはバス４０の個別の特性に適合させる。言い換えれば、通信制御装置１１０、より正確にはその制御ブロック１１６は、振動低減ユニット１５をノードおよびネットワークに敏感に設定できる。したがって、制御ブロック１１６は、加入者局１００に学習機能を提供する。

これにより、第２のバス状態４０２から第１のバス状態４０１への状態変化の際に、振動傾向を大幅に低減することも実現できる。加えて、これにより、システム全体としてのバスシステム１の明確な利得を達成することができる。

バスシステム１の送受信機１２、１２０、加入者局１０、２０、３０、１００の振動低減ユニット１５、１５０、１５００、ならびに実施例およびそれらの変形例によってそこで実行される方法の前述の構成の全ては、個別にまたは全ての可能な組み合わせで使用できる。さらに、特に以下の変更が考えられる。

実施例および／またはそれらの変形例にかかる前述のバスシステム１は、ＣＡＮプロトコルに基づくバスシステムを使用して説明されている。しかし、実施例および／またはそれらの変形例にかかるバスシステム１は、別のタイプの通信ネットワークとすることもできる。バスシステム１は、少なくとも一定期間、バス４０またはバス４０の共通チャネルへの加入者局１０、２０、３０、１００による排他的で衝突のないアクセスを保証することが有利であるが、必然ではない。

実施例および／またはそれらの変形例にかかるバスシステム１は、特にＣＡＮネットワークまたはＣＡＮ−ＨＳネットワークまたはＣＡＮ−ＦＤネットワークまたはＦｌｅｘＲａｙネットワークである。しかしながら、バスシステム１は別のシリアル通信ネットワークであってもよい。

特に、振動低減ユニット１５、１５０は、送信機および受信機がデータ伝送リンクを介して互いに接続されている高速データ伝送のためのインターフェース規格であるＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）で使用できる。ＬＶＤＳは、ＡＮＳＩ／ＴＩＡ／ＥＩＡ−６４４−１９９５に従って標準化されている。

実施例および／またはそれらの変形例にかかるバスシステム１における加入者局１０、２０、３０、１００の数および配置構成は任意である。特に、加入者局１０または加入者局３０または加入者局１００のみが、実施例および／またはそれらの変形例にかかるバスシステム１に存在することもできる。

前述の実施例の機能および／またはそれらの変形例は、それぞれ、トランシーバもしくは送受信機１２もしくはトランシーバ、またはＣＡＮトランシーバまたはトランシーバチップセット、またはＣＡＮトランシーバチップセットなどで実施することができる。追加的にまたは代替的に、既存の製品に統合できる。特に、当該の機能をトランシーバに個別の電子部品（チップ）として実装するか、１つの電子部品（チップ）のみが存在する統合全体ソリューションに組み込むことができる。

Claims (11)

1. バスシステム（１）のための振動低減ユニット（１５；１５０；１５００）であって、
   前記バスシステム（１）のバス（４０）の第１のバス線（４１）と、前記バス（４０）の第２のバス線（４１）との間に逆直列に配置された２つのトランジスタ（１５１、１５２）であって、前記バスシステム（１）では、前記バスシステム（１）の前記バス（４０）への、加入者局（１０、２０、３０）の排他的で衝突のないアクセスが少なくとも一時的に保証されているトランジスタと、
   前記２つのトランジスタ（１２５１、１２５２）を切り替える時間制御ブロック（１４２）と、
   を備え、
   前記時間制御ブロック（１４２）は、前記第１および／もしくは第２のバス線（４１、４２）上の信号（ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌ）、ならびに／または、前記第１および／もしくは第２のバス線（４１、４２）上の信号が生成される送信信号（ＴｘＤ）が、ドミナント状態（４０２）からレセッシブ状態（４０１）へ切り替わる間に、前記２つのトランジスタ（１５１、１５２）をオンするように構成されており、
   前記時間制御ブロック（１４２）は、前記第１および／もしくは第２のバス線（４１、４２）上の信号（ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌ）、ならびに／または前記送信信号（ＴｘＤ）が前記レセッシブ状態（４０１）に切り替えられると、前記２つのトランジスタ（１５１、１５２）をオフするように構成されている、
   振動低減ユニット。
2. 電圧供給のために前記トランジスタ（１５１、１５２）が端子（１２８）からの電流（ＩＢ）でオンされる時に、接地に対する投入電流（Ｉ１、Ｉ２）を補償するように構成されている、請求項１に記載の振動低減ユニット（１５；１５０；１５００）。
3. 前記トランジスタ（１５１、１５２）がＰＭＯＳ高電圧カスコードである、請求項１または２に記載の振動低減ユニット（１５；１５０；１５００）。
4. さらなるトランジスタ（１５５）を備え、そのドレイン端子が前記バス線（４１、４２）の間に逆直列に接続された前記２つのトランジスタ（１５１、１５２）のソース端子に接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の振動低減ユニット（１５；１５０；１５００）。
5. 前記さらなるトランジスタ（１５５）のバイアス電圧を生成するための電流源（ＩＫＶ）をさらに備え、
   前記さらなるトランジスタ（１５５）がＰ基板バルク技術によって構築されている、
   請求項４に記載の振動低減ユニット（１５；１５０；１５００）。
6. 前記さらなるトランジスタ（１５５）がＳＯＩ技術によって構築されている、請求項４に記載の振動低減ユニット（１５；１５０；１５００）。
7. バスシステム（１）用の加入者局（１０；３０；１００）であって、
   前記加入者局（１０；３０；１００）と前記バスシステム（１）の少なくとも１つのさらなる加入者局（１０；２０；３０；１００）との間の通信を制御する通信制御装置（１１；１１０）と、
   前記バスシステム（１）のバス（４０）へメッセージ（４５；４７）を送信し、前記バス（４０）からメッセージ（４５；４７）を受信するための送受信機（１２；１２０）と、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の振動低減ユニット（１５；１５０；１５００）と、
   を備えた加入者局（１０；３０；１００）。
8. 前記通信制御装置（１１０）または前記送受信機（１２；１２０）が、前記バス（４０）によって受信された信号の、前記ドミナントなバス状態（４０２）から前記レセッシブなバス状態（４０１）への状態変化を検出するように構成されたブロック（１１６；１４１）を有し、
   前記振動低減ユニット（１５；１５０；１５００）が前記バス線（４１、４２）の間で逆直列に接続された前記２つのトランジスタ（１５１、１５２）を、前記ブロック（１１６；１４１）の検出結果に応じてオンまたはオフに切り替えるように構成されている、
   請求項７に記載の加入者局（１０；３０；１００）。
9. 前記振動低減ユニット（１５；１５０；１５００）は、前記振動低減ユニット（１５；１５０）が、前記送受信機（１２；１２０）が前記バス（４０）へメッセージ（４５；４７）を送信する時にのみ作動するように構成されている、請求項７または８に記載の加入者局（１０；３０；１００）。
10. バス（４０）と、
    互いに通信できるように前記バス（４０）を介して相互に接続された少なくとも２つの加入者局（１０；３０；１００）と
    を備えたバスシステム（１）であって、
    前記加入者局（１０；３０；１００）の少なくとも１つが請求項７〜９のいずれか一項に記載の加入者局（１０；３０；１００）であるバスシステム（１）。
11. 異なるビット状態間の移行時の振動傾向を低減する方法であって、
    バスシステム（１）のバス（４０）への加入者局（１０、２０、３０）の排他的で衝突のないアクセスが少なくとも一時的に保証される前記バスシステム（１）用の振動低減ユニット（１５；１５０；１５００）によって実施され、
    前記振動低減ユニット（１５；１５０；１５００）が、前記バスシステム（１）のバス（４０）の第１および第２のバス線（４１、４２）の間に逆直列に配置された２つのトランジスタ（１５１、１５２）を有し、
    前記第１および／もしくは第２のバス線（４１、４２）上の信号（ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌ）、ならびに／または前記第１および／もしくは第２のバス線（４１、４２）上の信号が生成される送信信号（ＴｘＤ）が、ドミナント状態（４０２）からレセッシブ状態（４０１）に切り替わる間、前記２つのトランジスタ（１５１、１５２）を時間制御ブロック（１４２）でオンするステップと、
    前記第１および／もしくは第２のバス線（４１、４２）上の前記信号（ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌ）、ならびに／または前記送信信号（ＴｘＤ）が前記レセッシブ状態（４０１）に切り替えられると、前記２つのトランジスタ（１５１、１５２）を前記時間制御ブロック（１４２）でオフするステップと、
    を有する方法。
    

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