JP3252556B2 - 通信装置 - Google Patents

通信装置

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JP3252556B2 JP23789193A JP23789193A JP3252556B2 JP 3252556 B2 JP3252556 B2 JP 3252556B2 JP 23789193 A JP23789193 A JP 23789193A JP 23789193 A JP23789193 A JP 23789193A JP 3252556 B2 JP3252556 B2 JP 3252556B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタルデータを1ビ
ット毎にパルス幅変調してシリアル通信を行なうCSM
A/CD方式等のデータ通信システムに使用される通信
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、伝送線路に他の通信装置から
の伝送データが流れていない時に、伝送データの送信を
開始し、伝送データの送信中は、送信中の伝送データと
他の通信装置からの伝送データとの伝送線路上での衝突
を監視し、伝送データの衝突時には、伝送データの送信
を停止し、所定時間経過後、伝送データの送信を再開す
る、CSMA/CD方式のデータ通信システムに使用さ
れる通信装置が知られている。
【0003】またこうしたCSMA/CD方式では、伝
送データ衝突時に伝送データを送信していた通信装置が
同時に送信を停止してしまうため、近年では、伝送デー
タの衝突時には、優先順位の高い伝送データを送信して
いる通信装置が伝送データを送信し続け、優先順位の低
い伝送データを送信している通信装置が伝送データの送
信を停止するようにしたデータ通信システムが考えられ
ており、その一つとして、国際標準であるJ1850規
格なども知られている。
【0004】このJ1850規格は、上記CSMA/C
D方式のデータ通信システムに非破壊的アービットレー
ション機能を付加するものであり、この規格を満足する
通信装置は、自らが出力した伝送データが伝送線路を流
れているか否かを、伝送データの1ビット毎に確認し、
自らが出力した伝送データと同一のデータが伝送線路に
流れていれば、伝送データの送信を継続し、自らが出力
した伝送データと同一のデータが伝送線路に流れていな
ければ、伝送データの送信を中止する。
【0005】即ち、図7(a)に示すように、J185
0規格においては、デジタルデータの「1」は「HL
L」のパタンで、またデジタルデータの「0」は、「H
HL」のパタンで伝送線路上を伝送される。そして、別
々の通信装置が同時に送信を開始し、一方の通信装置が
「1」、他方の通信装置が「0」を送出した場合、伝送
線路上ではアクティブレベル(ここではHighレベル)が
非アクティブレベル(Low レベル)よりも優性なので伝
送データは「HHL」となって各通信装置に受信され
る。従って、前者の通信装置は自分が送出した伝送デー
タと一致しないので送信を停止し、後者の通信装置は伝
送データの送信を継続する。
【0006】このように複数の通信装置が同時に送信を
開始した場合、優先順位の低い伝送データを送信した通
信装置が、順次、伝送データの送信を停止し、最終的に
は唯一の通信装置のみが伝送データの送信を継続するこ
ととなる。また、J1850規格のデータ通信システム
においては、図7(b)に示すように、他の通信装置が
伝送データを送出し終えた後、伝送データの末尾に位置
する伝送制御キャラクタ(EOD/EOF/IFS)を
含め9クロック以上連続したLow レベル(CS)を確認
できた場合に、通信装置は伝送データを伝送線路へ送出
することができる。
【0007】ところで、このような通信システムにおい
て、伝送線路が電源やグランドに短絡するなどしてレベ
ルが固定されてしまう異常(フェール)が発生した場
合、伝送データの送受信が不可能となるのでこれを検出
して、異常に対応する処理を行なわせる必要がある。
【0008】このうち、非アクティブレベルにフェール
している場合、即ち、伝送線路上の信号レベルがLow レ
ベルに固定されている場合は、みかけ上は伝送データの
送信が可能な状態と同じであるので、伝送データの送信
は許可され、伝送データが送信される。この時、伝送線
路はフェールしているので、送信した伝送データと伝送
線路上のデータとは当然一致しない。そこで従来は、伝
送線路上の伝送データと、伝送データの開始を示す伝送
制御キャラクタSOFの所定パタン「HHHHLL」と
が一致するか否かをチェックすることにより、この伝送
線路の異常を検出していた。
【0009】また、アクティブレベルにフェールしてい
る場合、即ち、伝送線路の信号レベルはHighレベルに固
定されている場合は、伝送データを送信することができ
ず、上記のように送信した伝送データのエラー発生状態
から伝送線路の異常を判断することはできない。そこで
従来は、通信装置とは別に伝送線路上に専用のフェール
検出回路を設けることにより、伝送線路の状態を常時監
視し、アクティブレベルのフェールを検出すると、これ
を通信装置に伝えるようにしていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の通
信装置では、伝送線路の異常は、その信号レベルがアク
ティブレベルにフェールした場合と、非アクティブレベ
ルにフェールした場合とで、同様のエラーにも関わらず
別々の方法で検出されており、装置や制御に無駄が多い
という問題があった。
【0011】本発明は、上記問題点を解決するために、
CSMA/CD方式やJ1850規格などのデータ通信
システムにおいて、伝送線路がアクティブレベルにフェ
ールした場合の異常を、非アクティブレベルにフェール
した場合と同じ方法で認識できる通信装置を提供するこ
とを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、図1に例示するように、先頭部分
に、レベルの反転を有する所定パタンからなり伝送デー
タの開始を示す伝送制御キャラクタ(SOF)を付加
し、末尾部分に、レベル反転のない所定パタンからなり
伝送データの終了を示したり通信装置間の同期をとるた
めの伝送制御キャラクタ(EOF/IFS)を付加した
伝送データを伝送線路に送出する送信手段と、上記伝送
線路の信号レベルが、前記伝送データの末尾に位置する
伝送制御キャラクタ(EOF/IFS)にて規定される
時間の間連続して、どの通信装置も伝送データを流して
いないことを表す非アクティブレベルにある時だけでな
く、該非アクティブレベルが反転したアクティブレベル
にある時に、上記送信手段から伝送線路への伝送デー
タの送出を許可する送信許可手段と、該送信許可手段に
よって許可された上記送信手段が伝送線路に伝送データ
を送出した際に、該伝送データの先頭に位置する伝送制
御キャラクタ(SOF)のパターンと伝送線路上の伝送
データとを比較し、これらが一致していない時に、伝送
線路は異常であると判定し、該判定結果を出力する伝送
線路異常判定手段とを備えたことを特徴とする通信装置
を要旨とする。
【0013】
【作用】上記のように構成された本発明の通信装置にお
いては、伝送線路の信号レベルが、伝送データの末尾に
位置する伝送制御キャラクタ(EOF/IFS)にて規
定される時間の間連続して非アクティブレベルにある時
だけでなく、この時間の間連続して、非アクティブレベ
ルが反転したアクティブレベルにある時にも、送信許可
手段が伝送線路への伝送データの送信を許可している場
合に、送信手段が、先頭部分に、レベルの反転を有する
所定パタンからなり伝送データの開始を示す伝送制御キ
ャラクタ(SOF)、末尾部分に、レベル反転のない所
定パタンからなり伝送データの終了を示したり通信装置
間の同期をとるための伝送制御キャラクタ(EOF/I
FS)を付加した伝送データを伝送線路に送出する。す
ると、伝送線路異常判定手段は、伝送データの先頭に位
置する伝送制御キャラクタ(SOF)のパタンと伝送線
路上の伝送データとを比較し、これらが一致していない
時に、伝送線路は異常であると判定し、この判定結果を
出力する。
【0014】つまり、送信手段が伝送データの送出を開
始した際に、伝送線路上の伝送データと比較される伝送
制御キャラクタ(SOF)のパタンはレベルの反転を有
しているため、伝送線路が電源に短絡するなどして、伝
送線路の信号レベルが一方のレベルに固定されている場
、どちらのレベルに固定されていても、上記パタンは
伝送線路上の伝送データとは一致せず、従って、伝送デ
ータが伝送線路に送出された際に伝送線路異常判定手段
により伝送線路は異常であると判定される。
【0015】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず図2は、本発明が適用された実施例の車両用通
信システムおよび各部の構成を表すブロック図である。
【0016】図2(a)に示すように、本実施例の車両
用通信システムは、マスタノード,コラム周辺のスイッ
チ(ヘッドランプスイッチ等)の情報をマスタノードに
送信するコラムノード,メータパネルのウォーニングラ
ンプ等の情報をマスタノードに送信するメータノード,
サスペンションの状態をマスタノードに送信し、マスタ
ノードからはサスペンションの制御情報を受信するサス
ペンションノード等の各種のノードA,B,C,…を、
伝送線路Lを介して接続したものである。
【0017】そして、伝送線路L上では、パルス幅変調
方式(PWM)によるシリアル双方向通信が行なわれ、
その信号レベルは、どのノードも送信を行なっていない
場合(非アクティブ)はLow レベルであり、どれか1つ
のノードでも送信を行っている場合にHigh(アクティ
ブ)レベルが表れる。また、各ノード間の通信は所定の
通信手順(J1850規格)に従って行われ、その通信
に使用される伝送データは、伝送データの開始を示す伝
送制御キャラクタSOF、送信先および送信元のアドレ
スが格納される識別子ID、0〜9バイトのユーザデー
タDn、誤り検出符号CRC、誤り検出符号CRCを含
むユーザデータの終了を示す伝送制御キャラクタEO
D、受信状態を示す応答情報RSP、伝送データの終了
を示す伝送制御キャラクタEOF、連続的に伝送データ
を送信する場合に各ノードの同期を取るための伝送制御
キャラクタIFS等で構成され、例えば図3に示すよう
な形式で伝送される。
【0018】次に、各ノードA,B,C…は、図2
(b)に示すように、車両各部の状態の監視及び制御を
行なう電子制御ユニット(以下単にECUという。)2
と、伝送線路Lを介して他のノードとデータ通信を行う
ための通信装置4と、通信装置4と伝送線路Lとの間に
挿入されて、通信装置4の送信端子TX から出力された
伝送データを伝送線路L上に流すと共に、伝送線路Lを
流れる伝送データを通信装置4の受信端子RX に入力す
るD/R(伝送ラインドライバ/レシーバ)6とから構
成されている。
【0019】このうち通信装置4は、図2(c)に示す
ように、ECU2からの送信要求や送信用のデジタルデ
ータを受信するECU通信用受信部12と、送信端子T
X から伝送データを送出する伝送ライン送信部14と、
ECU通信用受信部12がECU2からの送信要求を受
けると、伝送ライン送信部14から、送信用のデジタル
データにJ1850規格に則った各種コードを付与した
伝送データを送信させる送信制御部16と、D/R6を
介して受信端子RX に入力された伝送線路L上の伝送デ
ータを取り込む伝送ライン受信部18と、伝送ライン受
信部18にて取り込まれた伝送データをデジタルデータ
に変換すると共に、伝送データの中から各種コードを取
り出し、必要に応じて送信制御部16に対して回答用の
伝送データを送信させる受信制御部20と、受信制御部
20にて得られたデジタルデータをECU2に送信する
ECU通信用送信部22とから構成されている。
【0020】ここで、受信制御部20は、図4に示すよ
うに、伝送ライン受信部18を介して受信した伝送デー
タをサンプリングするサンプリング部24と、送信制御
部16が伝送ライン送信部14から伝送データを送信さ
せている時、送信中の伝送データと伝送ライン受信部1
8が受信した伝送データとを1ビット毎に比較し、伝送
データが一致していなければ送信制御部16に対して伝
送データの送信を停止させる信号ARBを出力する伝送
データ比較部26と、伝送線路Lに伝送データを送信し
てもよい状態であるか否かを調べ(キャリアチェッ
ク)、その結果を送信許可信号IDLEにより送信制御
部16に通知するCS検出部28と、送信制御部16が
伝送ライン送信部14から伝送データを送信させている
時に、伝送ライン受信部18にて受信した伝送データを
チェックし、伝送データの開始を示す伝送制御キャラク
タSOFの所定パタンと一致しなければSOFエラー信
号ERRを出力するSOFエラー検出部30と、他のノ
ードからの伝送データを受信している時に、受信した伝
送データから各伝送制御キャラクタを検出し、タイミン
グ信号を出力する伝送制御キャラクタ検出部32と、伝
送制御キャラクタ検出部32において検出されたタイミ
ング信号に従い受信した伝送データから各情報を取り出
し、識別子IDから自ノード宛のメッセージであるか否
かの判断、誤り検出符号CRCや応答情報RSPに対す
る処理、パルス幅変調されたユーザデータの復調等を行
なう受信メッセージ処理部36とからなる。
【0021】そして、送信制御部16は、CS検出部2
8が出力する送信許可信号IDLEに従い、伝送線路L
が送信可能な状態であれば伝送ライン送信部14から伝
送データを送信させ、送信不可能な状態であれば伝送デ
ータの送信を所定期間延期させる。また、伝送データを
送信中、伝送データ比較部26から送信停止信号ARB
が出力されると、送信制御部16は直ちに送信を停止す
る。
【0022】次に本発明の主要部である、CS検出部2
8、SOFエラー検出部30、およびサンプリング部2
4の詳細を図5に示す。図5に示すように、まずサンプ
リング部24は、伝送ライン受信部18にて受信された
シリアルの伝送データを図示しない発信回路からのシス
テムクロックCLKによりサンプリングしパラレルデー
タに変換する9ビットのシフトレジスタ38、伝送ライ
ン受信部18にて受信された伝送データの先頭を検出す
るとリセットされ、以後3クロック分カウントする毎
に、即ち本実施例の通信装置においてパルス幅変調され
た1ビットのデータは3クロックでサンプリングされる
のでビットの境目毎に、1クロック幅だけHighレベルに
なるタイミング信号を出力するビットタイミング生成回
路42を備えている。
【0023】次に、CS検出部28は、シフトレジスタ
38の出力がすべてLow レベルの時、即ち伝送線路Lが
9クロック連続してLow レベルにある時に出力がHighレ
ベルになるNOR回路44、シフトレジスタ38の出力
がすべてHighレベルの時に出力がHighレベルになるAN
D回路46、NOR回路44およびAND回路46の出
力のいずれか一方でもHighレベルの時に出力がHighレベ
ルになるOR回路48、ビットタイミング生成回路42
の出力およびOR回路48の出力がいずれもHighレベル
の時に出力がHighレベルになるAND回路50からな
る。そして、AND回路50の出力は、送信許可信号I
DLEとして送信制御部16に入力される。
【0024】また、SOFエラー検出部30は、シフト
レジスタ38の下位6ビットの出力が伝送制御キャラク
タSOFのパタンである「HHHHLL」の時に出力が
Lowレベルになる論理回路52、送信制御部16から出
力された伝送データの送信開始タイミングを示す信号S
TRにより起動し、6クロック後、即ち受信した伝送デ
ータの先頭6ビットがシフトレジスタ38にセットされ
た時点で、Highレベルのタイミング信号を出力するSO
F判定信号発生回路54、SOF判定信号発生回路54
の出力および論理回路52の出力がいずれもHighレベル
の時に出力がHighレベルになるAND回路56からな
る。そしてAND回路56の出力は、SOFエラー信号
ERRとして、送信制御回路16および受信メッセージ
処理部36に入力される。
【0025】つまり本実施例の通信装置は、送信許可信
号IDLEにより送信が許可されている場合にのみ伝送
データの送信を行なうことができるのであるが、送信許
可信号IDLEは、伝送線路Lが所定時間以上連続して
Low レベルにある時、即ちどのノードも伝送データを流
していないか、伝送線路Lが非アクティブレベルにフェ
ールしている場合、または伝送線路Lが所定時間以上連
続してHighレベルにある時、即ち、伝送線路Lがアクテ
ィブレベルにフェールしている場合に出力される。
【0026】そして、送信制御部16が送信許可信号I
DLEに従って伝送データの送信を開始すると、受信制
御部20は伝送線路Lから伝送データを取り込み、SO
Fエラー検出部30において、取り込んだ伝送データが
伝送データの開始を示す伝送制御キャラクタSOFの所
定パタンと一致しているか否かを判断する。
【0027】ここで、正常に送信が行われていれば、伝
送線路Lから取り込まれた伝送データの先頭は、伝送制
御キャラクタSOFの所定パタンと一致するのでSOF
エラー信号ERRは出力されず送信は継続される。しか
し、伝送線路Lがアクティブ/非アクティブのいずれか
のレベルにフェールしている場合、受信するデータはオ
ールHighレベルまたはオールLow レベルであるので、当
然伝送制御キャラクタSOFの所定パタンとは一致せ
ず、伝送線路Lの異常としてSOFエラー信号ERRが
出力される。
【0028】なお、このSOFエラー信号ERRは、送
信制御部16および受信メッセージ処理部36を介して
ECU2に伝えられ、送信制御部16においては、直ち
に伝送データの送信を停止させる。また、ECU2にお
いては、例えばサスペンションノードの場合、マスタノ
ードからサスペンションを制御する情報を得ることがで
きなくなるので、所定のサスペンション強度に設定する
処理が実行される。
【0029】以上説明したように、従来の通信装置にお
いては、図6(a)に示すように、受信端子Rxで取り
込まれる伝送線路Lの信号レベルが所定時間以上連続し
て非アクティブレベルである場合にのみ伝送データの送
信を許可していたので、受信端子Rxで取り込まれる伝
送線路Lの信号レベルがアクティブレベルである場合
は、伝送データを送信することができなかった(図中点
線)のであるが、本実施例の通信装置においては、受信
端子Rxで取り込まれる伝送線路Lの信号レベルが所定
時間以上連続してアクティブレベルにある場合であって
も、伝送データの送信を許可している。そしてこの場
合、伝送データを送信すると、図6(b)に示すよう
に、伝送データの先頭を表す伝送制御キャラクタSOF
が送出された時点で、受信制御部のSOFエラー検出部
30においてSOFエラーが検出され、直ちに伝送デー
タの送信は停止させられてしまうのであるが、このよう
にあえて伝送データを送出させSOFエラーを起こさせ
ることにより、特別なフェール検出回路を設けることな
く伝送線路Lがアクティブレベルにフェールした場合の
検出を可能としている。そして、この方法は、従来装置
で行われている非アクティブレベルにフェールした場合
の検出方法と同じである。
【0030】従って、本実施例の通信装置によれば、伝
送線路Lがアクティブあるいは非アクティブのいずれの
レベルにフェールしている場合でも、共通の方法でこの
伝送線路Lの異常を検出し処理できるので、無駄なく制
御を行なうことができる。また、本実施例の通信装置
は、従来、非アクティブレベルのフェールが生じた時に
のみ発生していたSOFエラーを、アクティブレベルの
フェールが生じた場合にも発生させるように、伝送デー
タの送信を許可する条件に伝送線路Lが所定時間以上連
続してアクティブレベルである場合を追加しただけであ
り、従来、専用に設けられていたフェール検出回路を設
ける必要がない分だけ、装置を小型化することができ、
例えば装置をIC化する場合にも有利である。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の通信装置
においては、伝送線路の信号レベルが伝送データの末尾
に付加される伝送制御キャラクタ(EOF/IFS)に
より規定される期間以上連続して非アクティブレベルに
ある時だけでなく、この期間以上連続してアクティブレ
ベルにある時にも、伝送データの送信を可能としてい
る。また、伝送線路異常判定手段が、送信された伝送線
路上の伝送データと、伝送データの先頭部分に設定され
ているべき開始データの所定パタンとを比較し、一致し
ない時には伝送線路は異常であると判定している。
【0032】従って、本発明の通信装置によれば、伝送
線路がアクティブあるいは非アクティブのいずれのレベ
ルにフェールしている場合でも、伝送データは伝送線路
に送出されるので、伝送線路異常判定手段が伝送線路の
異常を、伝送制御キャラクタ(EOF/IFS)により
規程される時間を経過した後の伝送データの送信時に、
直ちに判定することができる。即ち、いずれのレベルの
フェールも同じ伝送線路異常判定手段により判定される
ので、無駄なく制御を行なうことができる。
【0033】また、本発明の通信装置は、従来、非アク
ティブレベルのフェールのみ判定していた伝送路異常判
定手段を、アクティブレベルのフェールも判定させるよ
うにするために、送信許可手段を、アクティブレベルが
連続した時にも送信を許可するようにしただけであり、
アクティブレベルのフェールのみを判定するために専用
に設けられていたフェール検出回路を設ける必要がない
分だけ、小型化することができ、例えば装置をIC化す
る場合にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を例示するブロック図である。
【図2】 本実施例のデータ通信システムおよび各部の
構成を表すブロック図である。
【図3】 本実施例の通信装置において送受信される伝
送データの構成を表す説明図である。
【図4】 図2の送信制御部の構成を表すブロック図で
ある。
【図5】 図4のCS検出部,SOFエラー検出部,お
よびサンプリング部の詳細を表す回路図である。
【図6】 従来および本実施例の通信装置における伝送
データの送信動作を説明する動作説明図である。
【図7】 J1850規格の伝送データの伝送線路上に
おけるフォーマットを表す説明図である。
【符号の説明】
4…通信装置 16…送信制御部 2
0…受信制御部 24…サンプリング部 26…伝送データ比較部
28…CS検出部 30…SOFエラー検出部 32…伝送制御キ
ャラクタ検出部 36…受信メッセージ処理部 38…シフトレジ
スタ 42…ビットタイミング生成回路 54…SOF判定
信号発生回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/40

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先頭部分に、レベルの反転を有する所定
    パタンからなり伝送データの開始を示す伝送制御キャラ
    クタ(SOF)を付加し、末尾部分に、レベル反転のな
    い所定パタンからなり伝送データの終了を示したり通信
    装置間の同期をとるための伝送制御キャラクタ(EOF
    /IFS)を付加した伝送データを伝送線路に送出する
    送信手段と、 上記伝送線路の信号レベルが、前記伝送データの末尾に
    位置する伝送制御キャラクタ(EOF/IFS)によっ
    て規定される時間の間連続して、どの通信装置も伝送デ
    ータを流していないことを表す非アクティブレベルにあ
    る時だけでなく、該非アクティブレベルが反転したアク
    ティブレベルにある時に、上記送信手段から伝送線路
    への伝送データの送出を許可する送信許可手段と、 該送信許可手段によって許可された上記送信手段が伝送
    線路に伝送データを送出した際に、該伝送データの先頭
    に位置する伝送制御キャラクタ(SOF)のパタンと伝
    送線路上の伝送データとを比較し、これらが一致してい
    ない時に、伝送線路は異常であると判定し、該判定結果
    を出力する伝送線路異常判定手段と、 を備えたことを特徴とする通信装置。
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