JP2768520B2 - ネツトワークインターフエース - Google Patents

ネツトワークインターフエース

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JP2768520B2
JP2768520B2 JP1500992A JP50099289A JP2768520B2 JP 2768520 B2 JP2768520 B2 JP 2768520B2 JP 1500992 A JP1500992 A JP 1500992A JP 50099289 A JP50099289 A JP 50099289A JP 2768520 B2 JP2768520 B2 JP 2768520B2
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    • G06F11/16—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
    • G06F11/20—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements
    • G06F11/2002—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements where interconnections or communication control functionality are redundant
    • G06F11/2007—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements where interconnections or communication control functionality are redundant using redundant communication media
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/08—Modifications for reducing interference; Modifications for reducing effects due to line faults ; Receiver end arrangements for detecting or overcoming line faults
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Description

【発明の詳細な説明】 技術背景 本発明は、コンピュータネットワークのネットワーク
インターフェースの作動装置であって、２つのバス線路
と、少なくとも２つの加入者とを有し、 各加入者はそれぞれ１つのネットワークインターフェ
ースを有し、 該ネットワークインターフェースは、動作をスリープ
モードまたはウェイクアップモードに切り替えることが
でき、 各ネットワークインターフェースは、配属された加入
者の信号伝送部と信号受信部を前記バス線路に接続し、
かつそれぞれが前記ウェイクアップモード中に、前記バ
ス線路の１つに発生するエラーを検知する手段を有する
形式の作動装置および作動方法に関する。
コンピュータネットワークは特に自動車製造において
益々使用される頻度が増えている。例えば、自動車に対
するいわゆるコントローラーエリアインターフェースは
公知である。このインターフェースは多数の構成ユニッ
ト、サブシステムおよび／またはシステムと接続してい
る、ネットワークの情報は２つのバス線路を介して伝達
される。２つの信号線路のうちのそれぞれ一方が、アー
スまたは電圧供給源への短絡または線路の断線による機
能停止すると、ネットワーク全体が消滅する。これは２
つのバス線路間で短絡が生じたときもそうである。
マルチプレクスバスの信号線路上の広汎なエラーの識
別および除去のためにカウンタを設けることが提案され
た（西独特許出願P3826774）。カウンタにより動作状態
での信号線路上の情報の欠落が検出される。
発明の利点 請求項１の特徴を有する本発明の作動装置および作動
方法は、ネットワークの信号線路ないしバス線路の一方
が断線または短絡により機能停止した際もインターフェ
ース動作を維持できるという利点を有する。特にスリー
プモードにあるネットワークインターフェースを作動さ
せる、すなわちウェイクアップモードにもたらすことが
できる。
回路の特に有利な実施例では、少なくとも２つのコン
パレータを有し、その第１の入力側がバス線路の一方
に、その第２の入力側が基準電圧に配属される。２つの
コンパレータの出力側は評価回路と接続されている。こ
の種のネットワークインターフェースは非常に簡単に構
成される。コンパレータとしては緩慢に動作する構成部
材を使用することができ、それにより非常に安価にな
る。このように構成されたネットワークインターフェー
スは非常に低い暗電流を特徴とする。
有利な実施例では、評価回路がORゲートとして構成さ
れている。ORゲートの出力側は、無傷のバス線路に側縁
の交番が発生する際にウェイクアップ信号を送出する。
このウェイクアップ信号によりネットワーク加入者はス
リープモードからウェイクアップモードにもたらされ
る。すなわち、動作状態におかれる。この実施例も非常
に安価に構成することができる。
本発明のネットワークインターフェースの作動装置は
従来技術に対して、ネットワークの信号線路ないしバス
線路の相互の短絡の際にもインターフェース動作を維持
できるという利点を有する。それにより非常に高い動作
確実性がネットワークに障害が発生した際にも保証され
る。
このインターフェースの有利な実施例は、バス線路の
一方および基準電圧に配属された回路がバス線路の相互
の短絡の際にネットワークインターフェースの作動化に
用いられ、ウェイクアップ信号を送出する。またこの回
路は少なくとも２つのコンパレータを有し、その第１入
力側はバス線路の一方に、その第２入力側は基準電圧に
配属される。その際分圧器によりコンパレータの２つの
第２入力側間の電圧をオフセットが形成される。コンパ
レータの出力側は評価回路と接続されている。このネッ
トワークインターフェースも特に簡単で安価な構成を特
徴とする。ここでも緩慢に動作するコンパレータを使用
することができる。この回路構成はその他に非常に低い
暗電流を利点とする。
図面 本発明の実施例が図面に示されており、以下の記述で
詳細に説明する。
第１図はネットワークインターフェースの回路図、第
２図は自動車のｎ個の加入者を有するバスシステムを示
す図である。
実施例の説明 第１図には単にネットワーク加入者の一部が示されて
いる。すなわち、コントロールエリアネットワーク構成
ユニット（CAN構成ユニット）の受信部である。
バス線路Ｕ−に所属する第１の端子RX1には受信コン
パレータの第１入力側が接続される。このコンパレータ
の第２入力側は端子RX0に配属され、この端子は第２バ
ス線路Ｕ＋と接続している。
コンパレータ１の出力線路３には構成ユニットにより
評価される受信信号が送出される。
第１図に一部を示したような構成ユニットは持続的に
は作動しない。この構成ユニットは時折非活動状態、い
わゆるスリープモードにある。この動作状態では構成ユ
ニットの内部ロジックに電流は流れない。単に特別な回
路（ここではコンパレータ５と７からなる）が作動して
いる。この回路は、構成ユニットの回路を必要に応じ再
び作動する、いわゆるウェイクアップ状態にもたらすの
に用いる。
ウェイクアップモードからスリープモードに切り替え
ることにより、一方ではネットワーク加入者の構成ユニ
ットを大事に保全することができ、他方では全ネットワ
ーク電流消費を格段に低減することができる。
本発明の回路の第１コンパレータ５は、実施例ではそ
の反転入力側が入力端子RX0と接続されている。その非
反転入力側は基準電圧と接続されている。
本発明の回路のコンパレータ７は一方で、その非反転
入力側を加入者の入力端子RX1と、他方でその反転入力
側を基準電位と接続している。
２つのコンパレータの出力側はORゲート９と接続され
ており、その出力側はネットワークインターフェースを
作動するためのウェイクアップ信号を送出する。
基準電位は第１図に示した実施例では分圧器13により
形成される。分圧器は一方で供給電圧Vccに、他方でア
ースに接続されている。分圧器は２つの直列に接続され
た抵抗Ｒを有し、その接続個所にはバッファオペレーシ
ョンアンプ15が接続されている。このオペレーションア
ンプは低抵抗電圧接続に用いる。オペレーションアンプ
15の出力側17はネットワークインターフェースの出力端
子Vcc/2に接続されている。この電圧Vcc/2はコンパレー
タ５と７の基準電圧として用いる。
この基準電圧は直接コンパレータ５と７に供給するこ
とができる。すなわち、第１コンパレータ５の非反転入
力側と第２コンパレータ７の反転入力側に印加される。
しかしここに図示された実施例では第２の分圧器19が
設けられている。この分圧器は４つの直列に接続された
抵抗R1〜R4からなる。分圧器は一方で供給電圧Vccに、
他方でアースに接続されている。第１コンパレータ５の
非反転入力側は直接基準電圧Vcc/2に接続されるのでは
なく、抵抗R2を介して接続される。さらに抵抗R3が中間
接続されている。この中間接続された抵抗によりコンパ
レータ５と７の２つの入力側間の電圧オフセットが形成
される。抵抗R2とR3の適切な選択により、コンパレータ
５の非反転入力側の電位は例えば30mVだけ基準電圧Vcc
の上側となり、第２コンパレータ７の反転入力側の電位
は30mV基準電圧より下側となる。
第１コンパレータ５の非反転入力側と供給電圧Vccと
の間には抵抗R1が接続され、第２コンパレータ７の反転
入力側とアースとの間には抵抗R4が接続されている。
入力コンパレータ１の第１入力側と端子RX1との間に
は第１スイッチS1が、入力コンパレータ１の第１入力側
と端子RX0との間には第２スイッチS0が接続される。２
つのスイッチは状態レジスタにより制御される。状態レ
ジスタは未公開の特許出願P3826774に詳しく記載されて
いる。２つのスイッチは切り替え接点であり、作動状態
ではコンパレータの第１入力側を線路17に印加される基
準電圧Vcc/2に接続し、スイッチS0の操作の際にはコン
パレータ１の第２入力側をこの基準電圧に接続する。
以下回路の機能を詳細に説明する。
２つのコンパレータ５と７を含むエラー識別回路によ
り入力端子RX0とRX1のレベルがオペレータ15の出力側17
の基準電圧と比較される。
信号線路Ｕ−またはＵ＋の一方がスリープモード中に
脱落すれば、すなわち断線またはアースまたは供給電圧
に短絡すると、エラー識別回路のコンパレータ５と７に
よりウェイクアップ信号がORゲート９に送出され、直ち
にまだ無傷のバス線路に側縁変化が発生する。それによ
りORゲートの出力側のウェイクアップ信号が形成され
る。
バス線路の一方への短絡によりコンパレータ５または
７の側縁交番がコンパレータ出力信号となり、それによ
りORゲートがウェイクアップ信号を出力線路11に送出す
ることも考えられる。
２つのバス線路が相互にスリープモード中に短絡した
ことを検出すべきである場合に対しては第２分圧器19に
よる電圧オフセットが設定される。このような短絡の場
合、２つのコンパレータ５と７の一方が出力信号を評価
回路ないしORゲート９による送出し、ウェイクアップ信
号がその出力線路11に発生する。
相互のバス線路の短絡を識別しなくても良い場合は分
圧器19を省略することができる。オペレーションアンン
プ15の出力側17は、直接コンパレータ５の非反転入力
側、ないしコンパレータ７の反転入力側と接続すること
ができる。
特許出願P3826774に記載された回路により、バスない
しネットワーク加入者の動作中に発生するエラー事故、
すなわちバス線路相互の短絡ないしアースまたは供給電
圧への短絡が識別される。しかしこの加入者がいわゆる
スリープモードにもたらされ、従い非作用状態となれ
ば、この回路はもはやこの動作フェーズで発生するエラ
ーを識別することができない。従って、このエラーの発
生後は、スリープモードにあるネットワーク加入者を作
動させてウェイクアップモードにもたらすことができな
い。
これに対し、第１図に示した回路を有するネットワー
クインターフェースは、ネットワーク加入者がスリープ
モードにあるときにバス線路Ｕ−およびＵ＋の一方にエ
ラーが発生しても、作動させ、ないしウェイクアップモ
ードにもたらすことができる。
ORゲート９の出力側11のウェイクアップ信号によるネ
ットワーク加入者の作動の後、特許出願P3826774に記載
されたエラー識別回路およびエラー除去回路が動作す
る。
第２図はネットワーク、例えばｎ個の加入者を有する
自動車バスシステムを示す。加入者１にはバス結合が詳
細に示されている。
加入者１はここでは例としていわゆるマスタノードと
して構成されている。すなわち、加入者１はエミッタフ
ォロワT10およびT20を備えた終端ネットワークを有す
る。
トランジスタとして構成された第１の電子スイッチT1
0はバス線路Ｕ＋に配属される。このトランジスタはコ
レクタを例えば5Vの供給電圧に接続される。そのエミッ
タは抵抗R10を介して結合点K01、従いバス線路Ｕ＋と接
続される。トランジスタT10のベースは２つの抵抗R11と
R12の接続個所に接続される。これら抵抗は供給電圧と
アースとの間で分圧器を形成する。
ここに示した実施例では抵抗R10は2kΩの抵抗値を有
し、抵抗R11は33kΩ、R12は150kΩである。
接続ネットワークの第２電子スイッチも同様にトラン
ジスタT20として構成されている。そのコレクタはアー
スに、そのエミッタは抵抗R20を介して結合点K1および
バス線路Ｕ−に接続されている。トランジスタT20のベ
ースは２つの抵抗R21とR22の接続個所に接続され、これ
ら抵抗は分圧器を構成する。分圧器は一方で5Vの供給電
圧に、他方でマイクロプロセッサの接続端子に接続され
る。
トランジスタT10はnpnトランジスタとして，トランジ
スタT20はpnpトランジスタとして構成される。
上に述べた終端ネットワークはバスシステム内で唯１
つだけ設けられる。すなわち、バス加入者ないしネット
ワークインターフェース２からｎは終端ネットワークを
有しない、その他は、以下詳細に説明する加入者１に相
応する。
各加入者は送信部Ｓと受信部Ｅを有する。
図示を明瞭にするため、ネットワークインターフェー
スの内、CAN−ICへの加入者のみが示されている。その
外部接続回路および２つの信号ないしバス線路が示され
ている。加入者は第１の駆動段T1を有し、この駆動段は
バス線路Ｕ−に配属される。簡単化のためここでは駆動
段の電子スイッチのみが示されている。電子スイッチは
一方で＋5Vの供給電圧に、他方でCAN−ICの出力端子TX1
に接続されている。この端子はダイオードD1および抵抗
R3を介して結合点K11と接続され、結合点はバス線路Ｕ
−と接続されている。ダイオードD1はそのアノードが端
子TX1と接続されるように極性付けられている。
駆動段T1が低抵抗のとき、端子TX1は＋5Vの供給電圧
に接続される。
端子TX0には第２駆動段T0が接続される。この駆動段
からは簡単化のため電子スイッチのみが示されている。
この電子スイッチは一方でアースに、他方で出力端子TX
1に接続されている。この端子にはダイオードT2のカソ
ードが接続され、そのアノードは抵抗R4を介して結合点
K01と接続される。結合点K01はバス線路Ｕ＋と導通接続
されている。
駆動段T2が低抵抗であるとき、端子TX0はアースに接
続される。駆動段T1とT2は逆向きに接続されている。こ
れら駆動段は制御線路SLを介して制御され、駆動段T1は
直接制御線路と接続され、駆動段T0の制御線路はインバ
ータを介して接続される。
第２図から、CAN構成ユニットの受信部の外部回路接
続がわかる。ユニットの内部回路接続は図示簡単化のた
めコンパレータ５と７および第１図に詳細に示したその
回路接続が省略されている。
しかし、端子RX1とRX0に接続されるコンパレータ１は
示されている。このコンパレータは入力コンパレータと
して用い、その出力線路３に、バス線路Ｕ−とＵ＋に印
加される情報に相応した受信信号を送出する。
この実施例では２つのスイッチS1とS0はCANユニット
に配属されていない。しかしその機能は第１図に示した
ものと同じである。
受信部の端子RX0はスイッチS0の切り替え接点を介し
て結合点K02につながり、そこから抵抗R10′を介してバ
ス線路Ｕ＋に接続される。入力端子RX1はスイッチS1の
切り替え接点を介して結合点K12と、抵抗R9を介して結
合点K11およびバス線路Ｕ−と接続されている。
結合点K12とK02は適当な抵抗を介して基準電圧Vcc/
2、すなわち演算増幅器15の出力線路17と接続される。
その際抵抗R7が結合点K12と基準電圧との間に、抵抗R8
が結合点K02と基準電圧との間に設けられる。基準電圧
は第１図と同様にスイッチS0とS1の切り替え接点につな
がる。これらスイッチもここでは図示しない状態レジス
タに配属される。状態レジスタはこの結合点の切り替え
を行う。
第２図に示したコンパレータ１に並列に付加的コンパ
レータ５と７が接続されている。その出力側は第１図に
示すように評価回路９と接続されている。第２図は分圧
器19もCANユニットに設けられる。これは明瞭化のため
省略されている。
各加入者１からｎはバス線路Ｕ−およびＵ＋と接続さ
れている。その際バス線路Ｕ−には例えば1.5Vの出力電
位が、バス線路Ｕ＋には3.5Vの電位が印加される。
第１図に示した回路の機能説明からわかるように、第
２図に示したバスシステムの加入者１からｎは、バス線
路に発生するエラーの際にこのエラーが非作動フェーズ
すなわちスリープモードで発生しても作動することがで
きる。
加入者１の終端ネットワークにより２つのバス線路Ｕ
−とＵ＋間の短絡の際に、バス線路Ｕ−を遮断すること
ができる。すなわち、マイクロプロセッサの制御線路を
介してトランジスタT20が導通状態に制御され、その結
果バス線路Ｕ−は抵抗R20を介してアースに接続され
る。
それにより、バス線路に存在する情報を受信コンパレ
ータ１により評価することも可能である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−260433（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04L 12/40

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コンピュータネットワークのネットワーク
    インターフェースの作動装置であって、２つのバス線路
    （Ｕ−,U＋）と、少なくとも２つの加入者とを有し、 各加入者はそれぞれ１つのネットワークインターフェー
    スを有し、 該ネットワークインターフェースは、動作をスリープモ
    ードまたはウェイクアップモードに切り替えることがで
    き、 各ネットワークインターフェースは、配属された加入者
    の信号伝送部と信号受信部を前記バス線路に接続し、か
    つそれぞれが前記ウェイクアップモード中に、前記バス
    線路の１つに発生するエラーを検知する手段を有する形
    式の作動装置において、 それぞれのバス線路における信号のエッジ変化を検知す
    る手段と、 ２つのバス線路の一方における信号エッジ変化に応答し
    てウェイクアップ信号を発生する手段とを有し、 前記ウェイクアップ信号は、ネットワークインターフェ
    ースをスリープモードからウェイクアップモードに作動
    する、ことを特徴とする作動装置。
  2. 【請求項２】前記ネットワークインターフェースの各々
    は基準電圧源を有し、 前記エッジ変化検知手段は２つのコンパレータを（5,
    7）を有し、当該コンパレータの第１入力側はそれぞれ
    バス線路に接続され、第２入力側は基準電圧源に接続さ
    れ、 評価回路が設けられており、該評価回路は１つの出力側
    と、前記コンパレータの一方の出力側に接続された一方
    の入力側と、他方のコンパレータの出力側に接続された
    他方の入力側を有する、請求項１記載の作動装置。
  3. 【請求項３】前記評価回路は、前記コンパレータからの
    出力信号が少なくとも一方の入力側に供給されるとき、
    出力側にウェイクアップ信号を形成するためのORゲート
    である、請求項２記載の作動装置。
  4. 【請求項４】前記基準電圧源は、バッファ演算増幅器の
    形態の低抵抗結合部を有し、該演算増幅器の入力側は分
    圧器を介して電力源に接続されており、出力側は基準電
    圧端子に接続されている、請求項２記載の作動装置。
  5. 【請求項５】前記エッジ変化検知手段はさらに付加的な
    分圧器を有し、該分圧器は前記基準電圧端子とそれぞれ
    のコンパレータの第２入力側との間に接続されており、
    前記第２の入力側の間に電圧オフセットを形成する、請
    求項４記載の作動装置。
  6. 【請求項６】前記コンピュータネットワークは自動車の
    一部である、請求項１記載の作動装置。
  7. 【請求項７】コンピュータネットワークのネットワーク
    インターフェースの作動方法であって、２つのバス線路
    （Ｕ−,U＋）と、少なくとも２つの加入者とを有し、 各加入者はそれぞれ１つのネットワークインターフェー
    スを有し、 該ネットワークインターフェースは、動作をスリープモ
    ードまたはウェイクアップモードに切り替えることがで
    き、 各ネットワークインターフェースは、配属された加入者
    の信号伝送部と信号受信部を前記バス線路に接続し、か
    つそれぞれが前記ウェイクアップモード中に、前記バス
    線路の１つに発生するエラーを検知する手段を有する形
    式の作動方法において、 それぞれのバス線路における信号のエッジ変化を検知
    し、 ２つのバス線路の一方における信号エッジ変化に応答し
    て、ネットワークインターフェースをスリープモードか
    らウェイクアップモードに作動する、ことを特徴とする
    作動方法。
  8. 【請求項８】バス線路間が短絡した場合、前記バス線路
    の一方における信号のエッジ変化を検知する、請求項７
    記載の方法。
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