JP3115322B2 - メッセージの形成方法 - Google Patents

メッセージの形成方法

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JP3115322B2
JP3115322B2 JP04505457A JP50545792A JP3115322B2 JP 3115322 B2 JP3115322 B2 JP 3115322B2 JP 04505457 A JP04505457 A JP 04505457A JP 50545792 A JP50545792 A JP 50545792A JP 3115322 B2 JP3115322 B2 JP 3115322B2
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  • Signal Processing (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも２つのステーションがシリアル
バスを介して相互接続されているデータ処理装置でのデ
ータ交換および／またはプロセス同期のためのメッセー
ジの形成方法であって、１つのメッセージを、少なくと
もスタートエレメント、識別子、データおよびエンドエ
レメントから形成し、識別子はメッセージを伝送すべき
データの形式およびメッセージの優先度を定めるもので
あり、これによりバスへのアクセスの優先度を定めるメ
ッセージの形成方法に関する。
最近はプロセス制御、例えば自動車、ロボット、医療
の監視、分析機器、エレベータ装置などにおいて個々の
制御ユニットおよび調整ユニットの間のデータ交換が直
列形式のデータ交換の手法を用いて処理されることが多
い。
実際には制御ユニットおよび調整ユニットを接続する
シリアルバスの割り当て、および／またはシリアルバス
を介して伝送すべきメッセージの識別のための優先度制
御では特に２つのクラスのプロトコルが形成される。す
なわち （１）短い識別子を有するプロトコル。このプロトコル
は僅かな数例えば11個のビットのみにより、種々の優先
度および／または名称を符号化するために用いられる。
この種のプロトコルはドイツ連邦共和国特許第3506118
号公報およびISO刊行物ISO/TC22/SC3/WG1 N422Eから公
知である（CANプロトコル）。
（２）長い識別子を有するプロトコル。このプロトコル
は比較的多くの数例えば32個のビットにより、種々の優
先度および／または名称を符号化するために用いられ
る。この種のプロトコルは刊行物FORD,“Standard Corp
orate Specification",Version 1.0,April 1989,ISO/TC
22/SC3/WG1 N378Eから公知である。
この両方の可能性を統一するプロトコルは公知でない
ため、一方または他方のクラスのプロトコルに対する現
行の技術にしたがって適用が決定されている。
前述の第１のクラスのプロトコルは短い識別子に基づ
いて、所要のビット数に関連して所属のメッセージの長
さ全体を短くできる特徴を有する。このことにより所定
のビット数で単位時間当たり著しく多くの数のメッセー
ジが伝送される。ここから得られる高い伝送効率には、
シリアルバスの割り当ておよび／または伝送すべきメッ
セージの識別のための優先度の配分が相応に制限されて
しまう欠点がある。
前述の第２のクラスのプロトコルは長い識別子に基づ
いて、所要のビット数に関連してどんな場合でも所属の
メッセージの長さ全体が長い特徴を有する。そのため所
定のビットレートでは短い識別子を有するメッセージよ
りもはるかに少ない数のメッセージしか伝送できない。
これに起因する低い伝送効率には、シリアルバスの割り
当ておよび／または伝送すべきメッセージの識別のため
の優先度の配分が相応に拡張された形態が得られる利点
がある。
従来技術の説明で示されたように、適用分野によって
定められる最適化目標に依存して、短い識別子または長
い識別子を有するメッセージの選択が可能であり、かつ
メッセージを任意のシーケンスで同一のシリアルバスを
介して伝送できるプロトコルは知られていない。
このためメッセージ平面上の１つのシリアスバスシス
テム内で、短い識別子および／または長い識別子を選択
することにより伝送容量と優先度領域／名称領域との間
で最適化をはかることはできない。
ゆえに本発明の課題は、データ処理装置の作動方法、
ならびにそのつどの要求に対して融通性のあるメッセー
ジの形成方法を提供することである。
発明の効果 請求の範囲の特徴部分に記載の構成を有する本発明の
方法は従来技術に対して、同一のプロトコルを有する同
一のバスシステムの内部で、種々の長さのメッセージを
持続的にかつ相互作用なく伝送できる利点を有する。
そのため個々のメッセージに、適用分野により定めら
れる長さを有する識別子を割り当てることができる。こ
のため一方では識別子の長さに対する要求が小さい場合
に基本的に必要以上の伝送容量が使用されなくなり、他
方ではメッセージ平面における識別子の長さに対する一
層高い要求が個々にカバーできるようになる。
識別子のこのような分類は本発明による方法では、同
一のプロトコルから同一のバスシステムへ持続的に維持
される。
例えば本発明の方法の１つの特徴は、全てのクラスの
識別子が、それ自体で線形のセグメント化されない優先
度領域および／または名称領域をそのつど有することで
ある。このためにメッセージの識別子をまとめてシリア
ルバスを介して伝送する必要はない。優先度領域および
／または名称領域の大きさはそれぞれの識別子の長さに
より定められる。
図面 次に本発明の実施例を図を用いて説明する。
第１図：刊行物“Controller Area Network（CAN）",
ISO/TC22/SC3/WG1 N422Eから公知であり、スタートフレ
ームSOF、アービトレーションフィールド、コントロー
ルフィールドおよびデータフィールドから成るCANプロ
トコルのメッセージの部分図である。
第２図:SOF、短い識別子を有するアービトレーション
フィールド、コントロールフィールドおよびデータフィ
ールドから成る本発明の短い識別子および長い識別子が
可能なCANプロトコルのメッセージの部分図である。こ
のプロトコルは公知のCANプロトコルに基づいている。
第３図:SOF、長い識別子を有するアービトレーション
フィールド、コントロールフィールードおよびデータフ
ィールドから成る本発明の短い識別子および長い識別子
が可能なCANプロトコルのメッセージの部分図である。
第4a図：長い識別子および短い識別子を有するメッセ
ージの受信のために設計されているステータスマシンの
状態ダイアグラムである。
第4b図：第4a図の状態ダイアグラムの続きの図であ
る。
第5a図：長い識別子および短い識別子を有するメッセ
ージの送信のために設計されているステータスマシンの
状態ダイアグラムである。
第5b図：第5a図の状態ダイアグラムの続きの図であ
る。
第６図：車両で使用される線状のバス構造を有するデ
ータ処理装置のブロック回路図である。
第７図:CANコントローラのブロック回路図である。
実施例の説明 第１図には従来の定義によるCANプロトコルのメッセ
ージの一部分が示されている。
11ビットの長さの識別子とRTRとが共働してアービト
レーションフィールドを形成する。このアービトレーシ
ョンフィールドは、バスを要求して競合する複数のメッ
セージがある場合にバス割り当てに関する一義的な決定
のために用いられるビットを含むフィールドとして定義
される。複数のメッセージの伝送が同時に開始される
と、アービトレーションフィールドの伝送中にどのメッ
セージがバス割り当てを得るべきかが定められる。アー
ビトレーションフィールドの送信後メッセージは残って
おり、終了までさらに送信される。このアービトレーシ
ョンフィールドに、CANプロトコルの設定により優先的
に送信される２つの予備ビットr1およびr0が後続する。
第２図には本発明によるプロトコルの標準フォーマッ
トにおけるメッセージ、例えば11ビットの長さの識別子
を有する実施例のメッセージの一部分が示されている。
第２図に示されている標準フォーマットは、第１図に図
示されているCANプロトコルの定義によるメッセージの
フォーマットとは、少なくとも１つのビットを含む１つ
のIDEフィールドが保管されている点で異なっている。
このIDEフィールドは本発明によるプロトコルにおい
て、バス割り当てに関する決定のために、標準フォーマ
ットのメッセージと拡張されたフォーマット（第３図を
参照）のメッセージとを区別することにより用いられ
る。このIDEフィールドはアービトレーションフィール
ドの定義によりアービトレーションフィールドの一部分
である。
アービトレーションフィールドの別の形態において
は、IDEフィールドは機能を変化することなく別のビッ
トフィールドに割り当てることができる。
第２図に示されている実施例では、IDEフィールドは
１ビットで表されている。これを以下IDEビットと称す
る。第２図のこのIDEビットのビット位置は、第１図の
予備ビットr1のビット位置に相応する。標準フォーマッ
トではIDEビットはr1と同様に優先的に送信される。こ
のためこの実施例では第２図の標準フォーマットと第１
図の標準フォーマットとは同一である。IDEフィールド
内へ第１図のr0ビットを挿入することもできる。
第３図には本発明によるプロトコルでの拡張されたフ
ォーマットのメッセージの一部分が示されている。
第２図のRTRビットに代えて、相応の位置にSRRビット
が存在する。これに続くIDEビットは標準フォーマット
の場合と同じ位置にあるが、標準フォーマットの定義と
は異なって非優先的に送信される。
IDEビットに第２の識別子の区間が後続する。この識
別子の長さは第３図では18ビットで与えられている。18
ビットの長さでなく、それより小さい長さまたは大きい
長さ例えば19ビット、21ビットまたはその他の値も選定
可能である。この場合識別子の全長は第３図の29ビット
ではなく相応に30ビット、31ビットまたはその他の値と
なる。第２の識別子の区間の後にRTRビットおよび予備
ビットr1、r0が続く。
これらの３つのビットは、識別子に続く第１の３つの
ビットに正確に相応している。これらの３つのビットの
意味はドイツ連邦共和国特許第350611822号公報に記載
されている。ビットr1および／またはr0を、本発明によ
るプロトコルの機能を損なうことなく省略することがで
きる。なぜならr1、r0は予備ビットであるため機能を有
さないからである。
CANプロトコルから明らかなように、第２図および第
３図のプロトコルでも優先的な特性および非優先的な特
性を有する２つのビット状態が用いられる。優先ビット
は同時に送信される非優先ビットを上書きする。それぞ
れのメッセージで用いられる識別子の長さを識別するた
めに、IDEフィールドすなわちIDEビットが用いられる。
短い識別子を有するメッセージの内部のフィールド位
置に対して、本発明の第２図の標準フォーマットに関連
するアービトレーションフィールド内部の全ての位置が
問題とされる。
短い識別子を有するメッセージにおいて、ビット位置
SOFから開始されるIDEフィールドのビットの通し番号が
付される。同様にビット位置の長い識別子を有するメッ
セージにおいてもIDEフィールドのビット位置が通し番
号により定められる。
この実施例ではIDEビットのビット位置に対して、RTR
ビットのできる限り後方のビット位置が選定された、し
かし要求に応じて、スタートフレームの後方に存在し、
第２図のRTRビットまたは第３図のSRRビットに先行する
ビット位置が選択されてもよい。
第２図のRTRビットの代わりに第３図にはSRRビットが
示されている。この実施例では、拡張されたフォーマッ
トのメッセージのためのこのSRRビットは本発明により
つねに非優先的なレベルで送信される。
標準フォーマットでのメッセージの伝送と、拡張され
たフォーマットでのメッセージの伝送とが同時に開始さ
れ、拡張されたフォーマットのメッセージの11ビットの
第１の識別子が標準フォーマットでのメッセージの識別
子と一致する場合、SRRビットが選択されて、終了時に
標準フォーマットのメッセージが拡張されたフォーマッ
トのメッセージよりも優先される。
長い識別子の第１の11ビット分が短い識別子の相応の
ビットと一致する場合、短い識別子に基づいてより高い
伝送効率をもたらすメッセージが優先される。
このことは、標準フォーマットおよび拡張されたフォ
ーマットのメッセージがデータフレームであるかリモー
トフレームであるかに関係なく当てはまる。すなわち全
部で４つの可能な組合せに対して当てはまる。
SRRビットの前述の設定は、バス割り当てが識別子に
よって、すなわち割り当てられた優先度領域および／ま
たは名称領域によってのみ定められることを保証する。
そのためデータフレームとリモートフレームとの間の
区別記号としてのRTRビットは、長い識別子と短い識別
子とのクラスに関連する優先度状態に何の影響も与えな
い。
図示の実施例とは異なって、SRRビットが拡張された
フォーマットのメッセージで常に優先されると定義する
と、次のようになる。すなわち、標準フォーマットでの
メッセージの伝送と、拡張されたフォーマットでのメッ
セージの伝送とが同時に開始され、拡張されたフォーマ
ットのメッセージの第１の識別子の11ビットが標準フォ
ーマットでのメッセージの識別子と一致する場合、SRR
ビットが選択されて、終了時に、拡張されたフォーマッ
トのメッセージは標準フォーマットのリモートフレーム
よりも優先され、また標準フォーマットのデータフレー
ムは拡張されたフォーマットのメッセージよりも優先さ
れる。
短い識別子および長い識別子を有するメッセージを選
択して利用することにより、分割された調整ユニットお
よび制御ユニットを用いたプロセス制御で著しく有利で
ある。すなわち、１つのユニットが短い識別子を有する
ただ１つのメッセージを用いて複数のユニットにおける
一群のプロセスをトリガし、これに続いて複数のユニッ
トおよび／またはプロセスが、そのつど長い識別子を有
するメッセージをトリガユニットへ返送する場合等であ
る。
調整ユニットおよび制御ユニット内の記憶個所を特に
有利に利用するには、トリガユニットがただ１つのメッ
セージに対する記憶領域を準備処理して、さらにこの記
憶領域からトリガメッセージを送信し、この記憶領域に
返送されるメッセージの全てが受信できるようにすれば
よい（前述のドイツ連邦共和国特許第3506811号公報を
参照）。この種の問題設定は例えば分散された装置にお
ける診断およびにネットワーク管理のために適用され
る。
診断の際に通常は１つのユニットが他の全てのユニッ
トからそのステータスおよびエラー状態を問い合わされ
る。このために必要とされる全てのメッセージを共通の
記憶領域に割り当てること、すなわちこれらのメッセー
ジのち最大のものを記憶できる容量で構成されている記
憶領域に割り当てることは、次の場合に特に簡単に実施
できる。すなわち当該のメッセージの全ての識別子が相
応のビット位置において、トリガメッセージの短い識別
子の第１のビットから最後のビットまで一致する場合で
ある。まだ定められていない、返送されるメッセージの
長い識別子のビットは、例えばユニットの個々の特徴例
えば名称またはアドレスを符号化するために用いられ
る。
次に状態ダイアグラムを第4a図、第4b図、第5a図、第
5b図により説明する。
各ブロックによりシステムの状態が示されている。状
態間の移行は入力変数および状態変数に依存するもので
あり、矢印の接続線により示されている。状態の移行は
常にバスクロックのアクティブエッジにより行われる。
同じクロックのエッジにより出力データがバス線路へ入
力される。実際のバスレベルはバスクロックの次のアク
ティブエッジの直前にはじめて検出される。バスアイド
ル状態の後、バスクロックは高レベルから低レベルへの
次のバスレベルの移行に同期される。入力変数および状
態変数は処理されて１つの決定ベクトルに合成すること
ができる。
状態ダイアグラムのための決定ベクトルは、第4a図、
第4b図、第5a図、第5b図において次の形式を有する。す
なわち （BUS−MONITOR,BUS−DRIVE,COUNT,IDE,TX−REQUEST） である。ここでBUS−MONITORはバス線路において検出さ
れた論理レベルを表す入力変数である。BUS−MONITOR＝
０は優先的バスレベル（低レベル）に相当し、BUS−MON
ITOR＝１は非優先的バスレベル（高レベル）に相当す
る。BUS−DRIVEは所定の状態で送信される論理レベルを
示す状態変数である。BUS−DRIVE＝０は優先的送信レベ
ル（低レベル）に相当し、BUS−DRIVE＝１は非優先的送
信レベル（高レベル）に相当する。COUNTは内部の計数
器CNTRがスタートしたか否かを示す状態変数である。こ
の計数器は必ずしも全ての状態で必要とされるものでは
ない。必要な場合には、この計数器は移行時に相応の状
態へセットされる。COUNT＝０は計数器がまだスタート
していない（CNTR＞０）ことに相応し、COUNT＝１は計
数器が動作している（CNTR＝０）ことに相応する。IDE
は短い識別子を送信すべきか、または長い識別子を送信
すべきかを示す状態変数である。IDE＝０は短い識別子
を送信すべきであることに相応し、IDE＝１は長い識別
子を送信すべきことに相応する。TX−REQUESTはメッセ
ージが送信準備状態にあるか否か、次のバス割り当て順
序に関与すべきか否かを示す入力変数である。TX−REQU
EST＝０は送信の支持が存在しないことに相応し、TX＝R
EQUEST＝１は送信の指示が存在することに相応する。
決定ベクトルにより、どのようなステップ順序で進行
するかが一義的に定められる。そのため状態グラフは決
定ベクトルを用いて記述できる。状態ベクトルにおける
所定のエレメントに“X"が与えられると、これは相応の
変数が決定に関与しないことを意味する。変数は“0"ま
たは“1"でよい。
第4a図には例えば第２図または第３図のメッセージを
受信するための状態ダイアグラム図が示されている。状
態BUS−IDLEから、バスにおけるスタートフレームの検
出により状態RECEIVE−BASE−IDENTIFIER（ベース識別
子を受信）へ進む。状態移行の際に計数器CNTRは値IFL
B;IDENTIFIER−FIELD−LENGTH−BASEを有する。これは
例えばIFLB＝11である。この値は識別ビットが短い識別
子に対して幾つ一致したかを表している。受信された各
識別ビットにより状態RECEIVE−BASE−IDENTIFIER（ベ
ース識別子を受信）のループが一回巡回して計数器が減
分される。計数器の作動後、装置は状態RECEIVE−RTR/S
RR−BIT（RTR/SRRビットを受信）に移行し、その後ただ
ちに状態RECEIVE−IDE−BIT（IDEビットを受信）に移行
する。BUS−MONITOR＝０の場合にはメッセージは短い識
別子を有しており、状態RECEIVE−IDENTIFIER−EXTENTI
ON（拡張された識別子を受信）、RECEIVE−RTR−BIT（R
TRビットを受信）、RECEIVE−FIRST−RESERVED−BIT
（第１の予備ビットを受信）がジャンプされる。BUS−M
ONITOR＝１の場合にはステータスマシンは状態RECEIVE
−IDENTIFIER−EXTENTION（拡張された識別子を受信）
へ移行し、計数器は値IFLE:IDENTIFIER−FIELD−LENGTH
−EXTENTIONを有する。例えばIFLE＝18の場合、長い識
別子の識別ビットの数は短い識別子の識別ビットの数を
ちょうど18だけ上回っている。計数器の作動後、装置は
状態RECEIVE−RTR−BIT（RTRビットを受信）に移行す
る。CANプロトコルのコントロールフィールドはISO刊行
物ISO/TC22/SV3/WG1 N422Eによれば６ビットの長さであ
る。このIDEビットは、この刊行物に示されているコン
トロールフィールドの第１の“予備ビット”に置換され
るものである。そのため短い識別子のではコントロール
フィールドは５ビットの長さである。これに対して長い
識別子ではコントロールフィールドは６ビットの長さで
ある（第３図を参照）。長い識別子の場合第１の“予備
ビット”が状態RECEIVE−FIRST−RESERVED−BIT（第１
の予備ビットを受信）において処理される。このため短
い識別子の場合でも長い識別子の場合でも５ビットが残
る。この残りのビットはステータスマシンが状態RECEIV
E−REST−OF−CONTROL−FIELD（残りのコントロールフ
ィールドを受信）に移行すると受信される。計数器CNTR
は両方のフォーマットに対して値RCFL＝５を有する。コ
ントロールフィールドの全てのビットが受信されると、
次に第4b図に示されているように、状態RECEIVE−DATA
−FIELD（データフィールドを受信）においてデータフ
ィールドが受信される。ここでは特別に計数器が定数で
はなく変数DFL:DATA−FIELD−LENGTHを有する。DFLは例
えば値８、16、32または64を取る。計数器の作動後、状
態RECEIVE−CRC−SEQUENCE（CRCシーケンスを受信）に
おいてCRC制御語すなわちCRCシーケンスが受信される。
このためにまず最初の計数器CNTRはCRCL＝15:CRC−SEQU
ENCE−LENGTHを有する。最後のCRCビットの受信後に状
態変数CRC−ERRORがセットされる。すなわちCRC−ERROR
＝０はエラーがないことを意味し、CRC−ERROR＝１は移
行時にエラーが存在することを意味する。このCRC制御
語はつねに１つのビットすなわちCRCデリミタにより高
レベルで終了しなければならない。このことは状態RECE
IVE−CRC−DELIMITER（CRCデリミタを受信）においてチ
ェックされる。バスレベルが誤っている場合にはエラー
処理へ移行する。次のバスクロックサイクルでは受信器
がメッセージの受信を確認しなければならない。これは
状態SEND−ACK（ACKビットを送信）においてエラーのな
い受信は低レベルの送信により、またエラーを有する場
合には高レベルの送信により行われる。バスシステムの
優先レベルが低レベルに設定されている場合に高いバス
レベルが検出されると、エラーの処理に移行する。
第１のACKビットに、常に高レベルを有さなくてはな
らないACKデリミタが続く。このACKデリミタのレベルは
状態TEST−ACK−DELIMITER（ACKデリミタをチェック）
において全ての受信器から送出される。低レベルが受信
されるか、または予めCRCエラーが検出された場合に
は、エラー処理へ移行する。状態RECEIVE−END−OF−FR
AME（EOFを受信）後の状態移行時には計数器CNTRはEOFL
＝7:END−OF−FRAME−LENGTHにより初期化される。状態
RECEIVE−END−OF−FRAME中に低いバスレベルが受信さ
れる場合には、エラー処理に移行する。エラーのない場
合にはメッセージはこの時点で完全に受信されている。
次に状態TEST−INTERMISSION（中断をチェック）が続
き、この状態はIML＝3:INTERMISSION−LENGTHのサイク
ルから成る。バスレベルは持続的に高レベルでなくては
ならず、そうでない場合にはエラー処理へ移行する。計
数器がIMLで作動された後、後続ステップBUS−IDLE（バ
スアイドル）に移行し、これにより新たな送受信サイク
ルが開始される。
第5a図には、ステータスマシンの送信モードのための
状態ダイアグラムが示されている。状態BUS−IDLE（バ
スアイドル）から送信モードへの移行は、状態BUS−IDL
E（バスアイドル）前またはBUS−IDLE（バスアイドル）
中に送信要求が到来した場合、すなわちTX−REQUEST＝
１で行われる。これについては第4a図の状態ダイアグラ
ムを参照されたい。メッセージの送信は状態TRANSMIT−
START−OF−FRAME（SOFを送信）で開始され、ここでは
優先的な送信レベルは“0"で送出される。障害により優
先されるレベル“0"がレベル“1"に変化している場合に
は、エラー処理へ移行する。そうでない場合には状態TR
ANSMIT−BASE−IDENTIFIER（ベース識別子送信）におい
てバス割り当て手順が続けられる。最初に計数器CNTRは
値IFLB:IDENTIFIER−FIELD−LENGTH−BASEを有する。こ
の値は例えばIFLB＝11である。この値は識別ビットが短
い識別子に対して幾つ一致したかを表している。状態TR
ANSMIT−BASE−IDENTIFIER（ベース識別子を送信）で
は、受信されたレベルが送信されたレベルに対応し、計
数器がまだ作動されない場合には同じ状態にとどまり、
計数器のみ減分される。この状態TRANSMIT−BASE−IDEN
TIFIER（ベース識別子を送信）は次の場合に移行され
る。すなわち （１）送信された非優先的な“1"レベルが“0"レベルに
よって上書きされた場合。これによりバス割り当ては失
われる。計数器が作動されない場合には後続ステップは
RECEIVE−BASE−IDENTIFIER（ベース識別子を受信）で
あり、計数器が作動された場合には後続ステップはRECE
IVE−SRR/RTR−IDENTIFIER（SRR/RTR識別子を受信）で
ある。
または（２）送信された優先的な“0"レベルが“1"レ
ベルに変化している場合。後続のステップはエラー処理
である。
または（３）ベース識別子のビットに対して受信され
たレベルはそれぞれ送信されたレベルに対応し、計数器
が作動されている場合。この場合にはアービトレーショ
ンはこの時点では失われていない。
状態TRANSMIT−BASE−IDENTIFIER（ベース識別子を送
信）後の後続ステップは、決定ベクトルでの入力IDEの
値に依存する。この値が“1"すなわち拡張されたフォー
マットのメッセージを伝送すべき場合には、状態TRANSM
IT−SRR−BIT（SRRビットを送信）が続く。ここで非優
先ビットが送信される。優先ビットが検出される場合に
はアービトレーションは行われず、ステータスマシンは
状態RECEIVE−IDE−BIT（IDEビットを送信）へ移行す
る。TRANSMIT−SRR−BIT（SRRビットを送信）後に続く
ステップは、TRANSMIT−IDE−BIT（IDEビットを送信）
である。ここで非優先ビットが送信される。アービトレ
ーションがこの時点まで失われていない場合には、状態
TRANSMIT−IDENTIFIER−EXTENTION（拡張された識別子
を送信）が続く。ここで計数器は最初に値IFLE:IDENTIF
IER−FIELD−LENGTH−EXTENTIONを有している。この値
は例えばIFLE＝18である。この値は、長い識別子は短い
識別ビットよりどれだけ多くの識別ビットを有している
かを表している。状態TRANSMIT−IDENTIFIER−EXTENTIO
N（拡張された識別子を送信）では、受信されたレベル
が送信されたレベルに相応し、かつ計数器が作動されな
い場合、同じ状態にとどまり、計数器のみ減分される。
この状態TRANSMIT−IDENTIFIER−EXTENTION（拡張され
た識別子を送信）は次の場合に移行する。すなわち （１）送信された非優先的な“1"レベルが“0"レベルに
よって上書きされた場合。これによりバス割り当ては失
われている。計数器が作動されない場合には後続ステッ
プはRECEIVE−IDENTIFIER−EXTENTION（拡張された識別
子を受信）であり、計数器が作動された場合には後続ス
テップはRECEIVE−RTR−BIT（RTRビットを受信）であ
る。
または（２）送信された優先的な“0"レベルが“1"レ
ベルに変化している場合。後続のステップはエラー処理
である。
または（３）拡張された識別子のビットに対して受信
されたレベルがそれぞれ送信されたレベルに対応し、か
つ計数器が作動されている。この場合にはアービトレー
ションはこの時点では失われていない。
アービトレーションがこの時点までに失われていない
か、または決定ベクトルでの入力IDEが状態TRANSMIT−B
ASE−IDENTIFIER（ベース識別子を送信）中“0"である
場合には、状態TRANSMIT−RTR−BIT（RTRビットを送
信）が続く。このRTRビットは優先的または非優先的に
送信することができる。非優先的に送信されたビットが
優先的に送信されたビットによって上書きされる場合に
は、バス割り当ては失われ、次に状態RECEIVE−FIRST−
RESERVED−BIT（第１の予備ビットを受信）が続く。そ
うでない場合にはエラー処理へ移行し、その後状態TRAN
SMIT−CONTROL−FIELD（コントロールフィールドを送
信）に続く。TRANSMIT−CONTROL−FIELD（コントロール
フィールドを送信）へ進行する場合、計数器CNTRはCFL
＝6:CONTROL−FIELD−LENGTHで初期化される。バス割り
当てが終了されているので、この時点から送信レベルと
受信レベルとは、状態RECEIVE−ACK（ACKビットを受
信）で受信されたビットを除いて常に等しくなくてはな
らない。そうでない場合にはエラー処理へ移行される。
計数器が作動されず、最後の５クロックサイクル中にエ
ッジ変化がある場合には、装置は状態TRANSMIT−CONTRO
L−FIELD（コントロールフィールドを送信）にとどま
り、計数器のみ減分される。状態TRANSMIT−CONTROL−F
IELD（コントロールフィールドを送信）での過程は状態
TRANSMIT−DATA−FIELD（データフィールドを送信）お
よびTRANSMIT−CRC−SEQUENCE（CRCシーケンスを送信）
に相当する（第５図ｂを参照）。状態TRANSMIT−DATA−
FIELD（データフィールドを送信）へ進行する場合は、
計数器CNTRは変数DFL:DATA−FIELD−LENGTHを有してお
り、この値は０、８、24、32、40、48、56または64を取
ることができる。TRANSMIT−CRC−SEQUENCE（CRCシーケ
ンスを送信）へ進行する場合には、計数器は定数CRCL＝
15:CRC−FIELD−LENGTHを有している。CRCシーケンスに
続いてCRCデリミタが伝送される。これは状態TRANSMIT
−CRC−DELIMITER（CRCデリミタを送信）で行われる。
送信された高レベルが低レベルに変化している場合に
は、エラー処理へ移行する。次にACKビットがチェック
される。高レベルが受信されると、メッセージをエラー
なく受信した加入者がいないか、または全ての加入者が
誤ったフレーム同期を有することを意味する。したがっ
て送信器はエラー処理によりエラー報告を送出する。低
レベルが受信されると、後続ステップTEST−ACK−DELIM
ITER（ACKデリミタをチェック）へ移行される。ACKデリ
ミタは常に高レベルでなくてはならない。そうでない場
合はエラー処理へジャンプされる。メッセージ終了は状
態TRANSMIT−END−OF−FRAME（EOFを送信）において伝
送される。エンドフレームEOFは７個の高ビットから成
るため、計数器CNTRはEOFL＝7:END−OF−FRAME−LENGTH
を有する。高レベルが受信される場合には、計数器が作
動されて次にTEST−INTERMISSION（中断をチェック）へ
進行するまで、装置は状態TRANSMIT−END−OF−FRAME
（EOFを送信）にとどまる。これに対して低レベルが受
信される場合にはエラー処理へジャンプされる。状態TE
ST−INTERMISSION（中断をチェック）へ移行すると送信
モードは終了される。状態TEST−INTERMISSION（中断を
チェック）は受信モードで説明されたTEST−INTERMISSI
ON（中断をチェック）と同一である。
第６図には、自動車で使用されるデータ処理装置のブ
ロック回路図である。この装置は複数に分割されて動作
する制御装置を有しており、この制御装置は線状のバス
構造により相互に接続されている。この制御装置は、内
燃機関制御装置１、変速機制御装置２、ABS制御装置
３、ステアリング制御装置４および冷暖房装置５であ
る。各装置はそれぞれインタフェースユニット８を有す
る。可能なインタフェースユニット８として例えばCAN
プロトコルにしたがってデータ処理を実施できるCANコ
ントローラを用いることができる。このCANコントロー
ラは長いメッセージフォーマットおよび短いメッセージ
フォーマットを処理することができる。各インタフェー
スユニット８はバス線路７に接続されている。バス線路
７を終端させるために、バス線路７の終端部に受動終端
ユニット６が設けられている。このバス線路７を介して
第１図から第３図に示されている形式を有するメッセー
ジが伝送される。例えば内燃機関制御装置１は、データ
処理装置が組み込まれている自動車の機関回転数を検出
し、図２の形式のメッセージを用いて変速機制御装置２
へバス線路７を介して送信する。他の例としては、機関
温度の検出が内燃機関制御装置１側で行われる。この測
定量は冷暖房装置５にとって重要であるので、同様にメ
ッセージによってこの冷暖房装置５へ伝送される。温度
変化は一般に回転数の変化よりも緩慢に発生するので、
温度のデータを伝送するメッセージは機関回転数のデー
タを伝送するメッセージよりも低い優先度しか必要とし
ない。このため機関温度のデータを伝送するメッセージ
は図３に示されている形式で伝送される。データ伝送の
ために、データを送信しようとするステーションは対応
するインタフェースユニット８へ送信指示を送出する。
要求を受けたインタフェースユニット８は送信指示を自
動的に処理し、続いて伝送報告を当該のステーションへ
送信する。この送信報告は、送信指示の処理がなされた
こと、およびエラー報告を含むことができる。
第７図にはインタフェースユニット８の１つの例とし
てCANコントローラのブロック回路図が示されている。
このコントローラはCANプロトコルを処理するために設
計されている。そのためコントローラは第4a図、第4b
図、第5a図、第5b図に示されているステータスマシンと
して動作する。接続線路９はCANバスのRxD線路であり、
接続線路10はCANバスのTxD線路である。接続線路９はビ
ット時間論理装置11に接続されている。ここから接続線
路はCRCレジスタ12、シフトレジスタ13、時間クロック
発生器14およびビットストリームプロセッサBSP16へ接
続されている。さらにビット時間論理装置11は双方向バ
スを介してステーションのシステムバスに接続されてい
る。このシステムバスはCPUとステーションのインタフ
ェースユニット８との間のデータ／命令／ステータス報
告の交換を可能にする。CRCレジスタ12から接続線路が
ビットストリームプロセッサ16へ接続されている。シフ
トレジスタ13からは接続線路がCANバス線路のTxD線路10
へ接続されている。インテリジェントメモリ15は双方向
バスを介してシフトレジスタ13と、ステーションのシス
テムバスとに接続されている。ビットストリームプロセ
ッサ16は同様に双方向バスを介してステーションのシス
テムバスへ接続されている。さらにCANコントローラに
エラー処理論理回路EML17が設けられており、このエラ
ー処理論理回路は接続線路を介してビットストリームプ
ロセッサ16に接続されている。別の接続線路が時間クロ
ック発生器14からCANコントローラの全ての制御ユニッ
トへ接続されている。
ビット時間論理装置11は論理回路を作動させ、これに
よりCANバスを介してデータを伝送するためのビット時
間が発生される。ビット時間論理装置はプログラマブル
ユニットとして構成されており、この装置によりシステ
ムパラメータ例えばボーレート、バス走行時間に起因す
る時間遅延の補償、および検出時点の設定のための位相
シフトが１ビット時間中に設定可能となる。ビット時間
論理装置は同様にバスレベル走査を調整されたシステム
パラメータに依存して実行し、状態変数BUS−MONITORを
送出する。ビット時間論理装置11の別の機能は、インタ
フェースユニット８自体は優先ビットを同時に送信しな
い場合に、SOFビットおよび以降の各非優先的／優先的
エッジにおいてインタフェースユニット８のバスレベル
走査を非優先的／優先的エッジに同期させることであ
る。CRCレジスタ12はメッセージのCRCコードを形成し、
このコードをメッセージのデータビットの後方に挿入す
る。さらにCRCレジスタ12は受信されたメッセージのCRC
コードのチェックを行う。ここで場合によってはビット
ストリームプロセッサにエラー報告を送出する。シフト
レジスタ13はデータの直列形の送受信を可能にする。イ
ンテリジェントメモリ15は並列的にシフトレジスタ内の
データにアクセスできる。これは例えば受信されたメッ
セージの識別子を用いる受け入れチェックの際に必要で
ある。時間クロック発生器14は時間信号例えばシステム
クロック、ビット時間クロックなどをインタフェースユ
ニット８における種々の過程に対して形成する。インテ
リジェントメモリ15は、それぞれ識別子、制御ビットお
よびデータビットから成る８バイトの長さの15個の送受
信オブジェクトのための場所を提供する。初期化後メモ
リはデータの送受信を更なるCPU動作なしに実行でき
る。メモリはさらに相応の制御論理回路を有する割り込
みレジスタを有しており、これにより例えばメッセージ
を正確に受信した後中断要求をシステムバスを介してス
テーションのCPUへ伝送することができる。インテリジ
ェントメモリはさらに受信されたメッセージの受け入れ
チェックを実行する。エラー処理論理回路17はCANコン
トローラ内のエラー処理を行う。エラー処理論理回路は
受信過程および送信過程のためのエラー統計の作成手段
を有する。このエラー統計に依存してCANコントローラ
のステータスが設定される。ビットストリームプロセッ
サ16はシフトレジスタ13、CRCレジスタ12およびバス線
路９、10の間のデータストリームのシーケンスを監視す
る。このプロセッサは同様にシフトレジスタ13とインテ
リジェントメモリ15との間の並列のデータトラフィック
も監視する。このため受信過程、アービトレーション過
程、送信過程およびエラー検出過程をCANプロトコルに
したがって処理できる。ビットストリームプロセッサ16
の別の機能は、外乱またはノイズの影響によりエラーを
ともなって伝送されたメッセージを自動的に反復送信す
ることである。ビットストリームプロセッサ16は、シス
テムバスを介してステーションのCPUによって問い合わ
せを受けることのできるステータスレジスタを有する。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−204143（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−69040（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 12/40

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも２つのステーションがシリアル
    バスを介して相互接続されているデータ処理装置でのデ
    ータ交換および／またはプロセス同期のためのメッセー
    ジの形成方法であって、 １つのメッセージを、少なくともスタートエレメント
    （スタートビットSOF）、識別子、データおよびエンド
    エレメント（EOF）から形成し、 前記識別子はメッセージを伝送すべきデータの形式およ
    びメッセージの優先度を定めるものであり、 該メッセージの優先度によりバスへのアクセスの優先度
    を定める、 メッセージの形成方法において、 メッセージに少なくとも１つのビットを有するビットフ
    ィールド（IDEフィールド）を設け、 該ビットフィールドは、伝送すべきメッセージに対して
    可能な少なくとも２つの識別子の長さから１つを選択す
    るための情報を含む、 ことを特徴とするメッセージの形成方法。
  2. 【請求項２】識別子の長さを識別するためのIDEフィー
    ルドは、短い識別子の場合にバス割り当てに関する判定
    に用いられるビットに属する、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】識別子の長さを識別するためのIDEフィー
    ルドは、全てのメッセージにおいて同じ位置を取る、請
    求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】識別子の長さを識別するためのIDEフィー
    ルドは、CANメッセージの少なくとも１つの予備ビット
    を用いる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方
    法。
  5. 【請求項５】バス割り当てに関する判定のためのビット
    の組合せが優先度領域および／または名称領域を有する
    識別子ビットのほかに少なくとも１つの別のビットを含
    む場合、該別のビットのウェイトを変更する、請求項１
    記載の方法。
  6. 【請求項６】バスアクセスのための優先度が識別子の長
    さに依存せず、識別子によって与えられる優先度により
    定められるように前記変更を行う、請求項５記載の方
    法。
  7. 【請求項７】変更されたウェイトを用いて、短い識別子
    の長さによって定められる長い識別子の第１の数のビッ
    トと短い識別子の相応のビットとが一致する場合に、短
    い識別子を有するメッセージを優先させる、請求項５記
    載の方法。
  8. 【請求項８】少なくとも１つの可変ビットを非優先的に
    送信する、請求項５記載の方法。
  9. 【請求項９】少なくとも１つの可変ビットを全てのメッ
    セージに対して単一に優先的に定めるか、または非優先
    的に定める、請求項５記載の方法。
  10. 【請求項１０】１つのビットを有するIDEフィールド
    を、CANプロトコルに適合するメッセージでは短い識別
    子を識別するために優先的に設定し、長い識別子を有す
    るメッセージでは非優先的に設定する、請求項１から９
    までのいずれか１項記載の方法。
  11. 【請求項１１】少なくとも１つの他のビットを長い識別
    子を有するメッセージにおいて非優先的に設定する（SR
    Rビット）、請求項５から10までのいずれか１項記載の
    方法。
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