JP3475230B2 - ネットワークインターフェース - Google Patents

ネットワークインターフェース

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JP3475230B2 JP50672894A JP50672894A JP3475230B2 JP 3475230 B2 JP3475230 B2 JP 3475230B2 JP 50672894 A JP50672894 A JP 50672894A JP 50672894 A JP50672894 A JP 50672894A JP 3475230 B2 JP3475230 B2 JP 3475230B2
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Description

【発明の詳細な説明】 従来技術 本発明は独立請求項の上位概念によるネットワークイ
ンターフェースに基づく。DE−OS3826774からは既にネ
ットワークインターフェースが公知である。ここに記載
されているネットワークインターフェースは所謂コント
ロールエリアネットワーク（CAN）での使用に対して設
計されている。CANは就中自動車向けに設計されている
シリアルバスシステムである。ここでは複数ネットワー
ク加入者間で情報が、２線式接続路を介して伝送され
る。各ネットワーク加入者は１つのネットワークインタ
ーフェースを有する。各ネットワークインターフェース
は１つの差動受信器を有し、該受信器の入力側は２線式
接続路に接続されている。短絡又は断線による、２つの
信号線路のうちの１つの障害の際に２線式受信はもはや
不可能である。DE−OS3826774によるネットワークイン
ターフェースは次のように設計されている、即ち上記の
種類の欠陥状態を識別し、次いで２線式受信から単線式
受信へ切換わるように設計されている。このため上記ネ
ットワークインターフェースは差動受信器の入力線路を
固定端子電位に印加する。そこで差動式受信が可能な場
合は端子電位は入力線路に接続印加された状態におか
れ、情報受信は残留する信号線路を介して行われる。そ
うでない場合は端子電位は他方の信号線路に供給され、
第１の信号線路からは切り離される。その後、情報受信
は他方の信号線路を介して行われる。両者の場合におい
て、同じ端子電位が夫々の信号線路に加えられる。端子
電位は比較器中間電位に相応する。ネットワークインタ
ーフェースの単線式動作中に、例えば２つのネットワー
ク加入者間でのアースずれ（オフセット）によるコモン
モード（同期）ノイズは完全には抑圧され得ない。許容
されるアースずれは、２つの信号線路のうちの１つにお
ける後退性電位と端子電位との間の電位差異（変化量）
によって決まる。
発明の利点 本発明によりその独立請求項の特徴事項の構成要件に
より得られる利点とするところは許容されるアースずれ
が両ビットレベル（後退レベル及び優勢レベル）におい
て等しく、かつ最大であることである。これによりデー
タ伝送に対する比較的大きい安全余裕が達成される。こ
のことは就中フォールトトレラントに設計さるべきバス
接続路にとって、例えば商用車における制御器の接続の
際に重要である。
従属請求項にて規定された手段によって独立請求項に
て規定されたネットワークインターフェースの有利な発
展形態及び改良が可能である。
特に有利にはネットワークインターフェース内に２つ
の可制御スイッチ及び１つの抵抗網を設け、当該スイッ
チを次のように構成する、即ちその第１切換状態にて夫
々１つの入力線路がバス線路に接続され、その第２切換
状態にて夫々１つの入力線路が抵抗網の一方の点と接続
されるように構成する。それにより大きなハードウエア
コストをかけずにネットワークインターフェースの単線
式動作を実現することができる。その１つの切換状態に
て異なった入力線路が抵抗網の異なった点と接続される
ように可制御スイッチを設計することにより、異なった
端子電位を入力線路に印加することが簡単に可能にな
る。
抵抗網を次のように構成すると有利である、即ち２つ
のスイッチによりその端子電位が入力線路に加えられる
と後退ビット電位が２つの入力線路に加わるように構成
すると有利である。それによりネットワークインターフ
ェースはバスオフ状態の後、バストラヒックと無関係に
一層迅速に再びバストラヒックに参加することができ
る。なぜならCANプロトコルは、後退ビットレベルを有
する最小数のビットレベルサンプリングを規定している
からである（ネットワークインターフェースがバスオフ
状態を離脱し得る前に）。同様に各入力線路に対して分
圧器を設けると有利である。それによりレベル変化を差
動受信器の動作領域へ適合させることができる。
図面 図１は本発明のネットワークインターフェースを有す
る制御装置の略示図である。図2aは本発明によるネット
ワークインターフェースの２線式動作でのビットレベル
を表す。図2bは本発明によるネットワークインターフェ
ースの第１の単線式動作に対する端子電位及びビットレ
ベルを示し、図2cは本発明によるネットワークインター
フェースの第２の単線式動作に対する端子電位及びビッ
トレベルを示す。
実施例 本発明の実施例が示してあり、以下の明細書で詳述す
る。図１には制御装置10が示してある。この制御装置は
以下では詳細には示していない、それというのは本発明
にとってはさして重要でないからである。本発明が使用
され得る典型的な制御装置は、自動車制御装置、即ち点
火制御装置、噴射制御装置、制動制御装置、変速制御装
置等々であるが、快適性電子機器および車体電子機器で
もあり得る。制御装置は別の制御装置とのデータ交換の
ため２つのバス線路18,19に接続されている。制御装置
はマイクロコンピュータ11及びネットワークインターフ
ェース12を有する。ネットワークインターフェースはCA
Nモジュール13を有する。CANモジュール13として例えば
モトローラ社の市販品82C200が使用され得る。マイクロ
コンピュータ11及びCANモジュール13はバスを介して相
互に接続されている。CANモジュール13は差動受信器14
を有する。差動受信器14のRXO入力側には可制御スイッ
チS0が接続されてる。差動受信器14のRX1入力側には可
制御スイッチS1が接続されている。両スイッチS0,S1はF
ETスイッチとして構成され得る。これらのスイッチは制
御線路16,17を介してマイクロコンピュータ11と接続さ
れている。スイッチS0,S1は制御線路16,17上の信号で作
動される。ここで両スイッチはS0,S1は２つの切換状態
ａおよびｂを有する。スイッチS0はその第１切換状態ａ
にて差動受信器14のRXO入力側をバス結合網15の第１入
力側に接続する。スイッチS1はその第１切換状態ａにて
差動受信器14のRX1入力側をバス結合網15の第２入力側
に接続する。スイッチS0はその第２切換状態ｂにて差動
受信器14のRX0入力側を抵抗網の第１の点21に接続す
る。スイッチS1はその第２切換状態ｂにて差動受信器14
のRX1X力側を抵抗網の第２の点22と接続する。抵抗網は
４つの直列接続された抵抗R1〜R4から成る。抵抗R1はネ
ットワークインターフェース12の給電電圧UBに接続さ
れ、抵抗R4はアースに接続されている。抵抗網の第１接
続点21は抵抗R1,R2間の接続点であり、第２接続点22は
２つの抵抗R3,R4間の接続点である。抵抗R2,R3間の接続
点はバス結合網15の第３入力側に接続されている。バス
結合網15は２つの分圧器20を有する。スイッチS0の第１
切換状態ａを介して差動受信器のRX0入力側に接続され
る分圧器20は、バス線路19と接続されている。スイッチ
S1の第１切換状態ａを介して差動受信器14のRX1入力側
に接続される分圧器20は、バス線路18と接続されてい
る。
ネットワークインターフェース12の動作を本発明にと
って重要である範囲内で以下図2a〜図2cを用いて説明す
る。ネットワークの通常動作中、２つのスイッチS0,S1
は切換状態ａにおかれている。バス線路18,19を介して
ネットワークインターフェース12へのデータ伝送が行わ
れると、差動受信器14のRX0入力側,RX1入力側における
個々のビットに対する信号レベルは図2aのようになる。
CANでは後退性と優勢性のビットレベル間が区別され
る。ここで後退性ビットレベルが、同様にバス線路18,1
9に加わる優勢性ビットレベルによりオーバーライトさ
れ得る。図2aの具体例に対して、後退性ビットレベルに
おける電圧値はRX0入力側にて2.744Vであり、RX1入力側
にて2.255Vである。優勢性ビットレベルにおける電圧レ
ベルはRXO入力側にて2.011Vであり、RX1入力側において
2.988Vである。差動受信器14は、RX0入力側およびRX1入
力側において電圧レベルの差を形成するので、差動受信
器14の出力側にて切換（スイッチング）状態を介してビ
ットレベルが取出可能である。２線式インターフェース
12の通常動作中、バス線路18,19上での同期（コモンモ
ード）ノイズは何ら有害な影響を及ぼさない。
欠陥識別のためネットワーク加入者（マスタ）は、所
定の時間フレームにてテストメッセージをすべてのほか
のネットワーク加入者（スレーブ）へ送出する。このこ
とはマイクロコンピュータ11によって監視される。この
ために例えばカウンタ（これはソフトウエアでも実現さ
れ得る）をマイクロコンピュータ11内に設け得る。この
カウンタは通常動作中、常時アップカウンタする。テス
トメッセージが全てのエラー識別手段（ビットエラー識
別、CRCエラー識別、ビットスタッフィングエラー識
別、フォーマットエラー識別のようなもの）を以て完全
に受信された時のみ、カウンタはリセットされる。ここ
で、個々のエラー識別手段はネットワークインターフェ
ースにより実施される。カウンタが所定値を越えると、
マイクロコンピュータ11はこれをエラー（障害）と解釈
し、そこでスイッチS0を制御線路16上の信号を介して切
り換える。そこで、入力線路RX0には端子電位UKO＝2.62
2Vが供給される。
当該線路に所属のバス線路19が実際に短絡されている
場合、データ受信がなお、障害のないバス線路18を介し
て行われ得る（図2bに示すように）。差動受信器14は再
び後退性及び優勢性ビットレベルに対して正常にスイッ
チングする。端子電位UKOは、入力線路RX1上の後退性及
び優勢性ビットレベルに対する電圧レベル間の中間のと
ころにおかれる：即ちdU（rez（後退性レベル））＝dU
（dom（優勢性レベル））。UKOに対する値は下記の式に
より算出される。
UKO＝（URX1（dom）＋URX1（rez）/2 コモンモードノイズがバス線路18を介して例えば２つ
のネットワーク加入者間のアースずれによって入力線路
RX1へ伝送される場合、dU（rez）又はdU（dom）より小
である限りデータ伝送は損なわれない。
バス線路19が短絡されていない場合、あらたにデータ
受信は行われず、カウンタは再度所定値に達する。そこ
でマイクロコンピュータ11は信号を制御線路16,17を介
してS0,S1に送出する。上記スイッチはそれにより切り
換えられる。従って今度は差動受信器14のRX1入力側に
端子電圧UK1が加わり、データ受信は入力線路RXOを介し
て行われる。このことは図2Cに示してある。
端子電位UK1は再び入力線路RX0上の後退性及び優勢性
ビットレベルに対する電圧レベル間の中間のところにお
かれる。UK1に対する値は下記式により算出される。
UK1＝（URXO（dom）＋URXO（rez））/2 上記値は2.377Vである。２つのネットワーク加入者間
の許容アースずれは同様にdU（rez）ないしdU（dom）で
ある。
図2b,図2cに示されたUK0,UK1の電圧値はUB＝5Vの際に
得られ、付加的に抵抗網の抵抗が下記のように選定され
る。
R1＝R4＝442Ω及びR2＝R3＝23.3Ω カウンタが今や所定値に達すると、ネットワークイン
ターフェースはデータ受信を再び形成し得ない。そのよ
うになる例としては２つのバス線路18,19が欠陥である
場合がある。この場合において、ネットワークインター
フェース12はバスオフ状態をとる。ここにおいてネット
ワークインターフェース12はパッシブであり、即ちバス
からデータを受信してはならずまた、データをバスに伝
送してはいけない。マイクロコンピュータ12の側からリ
セット要求が生じるとはじめてネットワークインターフ
ェース12は再びバストラヒックに参加しようと試みる。
しかしCANプロトコルによりネットワークインターフェ
ース12は、再びデータをバスに出力することができる前
に、まずはじめに128×11の順次連続する後退性ビット
レベルのビットを受信していなければならない。リセッ
ト要求が生じると、マイクロコンピュータ11は２つのス
イッチS0,S1を位置ｂにスイッチングする。それにより
後退性ビットレベルは固定的に差動受信器14に印加接続
され、ネットワークインターフェース12は迅速にCANプ
ロトコルの条件を満たすことができる。要するに、バス
オフ状態の後迅速に再びバストラヒックに関与する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケルン， ローベルト ドイツ連邦共和国 77887 ザースバッ ハヴァルデン フェルゼンヴェーク ２ (72)発明者 デッカー， ゲルハルト ドイツ連邦共和国 77855 アッヘルン グリューナー ヴァーゼン 18 (56)参考文献 特開 平３−41842（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−41841（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−70234（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−75629（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−52436（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−500477（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 25/02 H04L 25/02 301 G06F 13/00 301

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】２つのバス線路を有するシリアルバス用、
    例えば自動車におけるバス用のネットワークインターフ
    ェースであって、 当該ネットワークインターフェースは差動受信器と、欠
    陥状態識別手段と、データ受信回復手段とを有してお
    り、 前記差動受信器には２つの入力線路が接続されており、
    各入力線路は前記２つのバス線路のうちの１つに接続さ
    れており、 前記欠陥状態識別手段は、バスを介したデータのデジタ
    ル伝送の際に欠陥状態、例えばバス線路での短絡状態ま
    たは断線状態を識別し、 前記データ受信回復手段は、欠陥状態の識別後にデータ
    の受信を回復させ、 前記手段によって少なくとも２の入力線路のうちの１つ
    が端子電位にスイッチングされ、端子電位に接続されて
    いない入力線路を介してデータ受信が継続されるように
    構成されているものにおいて、 前記ネットワークインターフェース（12）は第１の別の
    手段と第２の別の手段を有しており、 該第１の別の手段は欠陥の無い状態で、２つの入力線路
    （RX0,RX1）間の電位差の値を２つのビットレベル（re
    z、dom）に対して異なった大きさに調節し、 該第２の別の手段（R1、R2、R3、R4、S0、S1）は、各入
    力線路（RX0,RX1）に対する端子電位（UK0、UK1）を次
    の式、 UK0＝（URX1（dom）＋URX1（rez））/2 および UK1＝（URX0（dom）＋URX0（rez））/2 に従って調節し、 ここでURX1（dom）およびURX1（rez）は、一方の入力線
    路（RX1）における２つのビットレベル（rez、dom）の
    うちの１つに対する各入力電位を表し、 URX0（dom）およびURX0（rez）は、他方の入力線路（RX
    0）における２つのビットレベル（rez、dom）のうちの
    １つに対する各入力電位を表す、 ことを特徴とするネットワークインターフェース。
  2. 【請求項２】前記受信回復手段として２つの可制御スイ
    ッチ（S0,S1）が設けられており、 前記スイッチはその第１スイッチング状態（ａ）におい
    て夫々１つの入力線路（RX0,RX1）をバス線路（18,19）
    に接続し、その第２スイッチング状態（ｂ）において夫
    々１つの入力線路（RX0,RX1）を抵抗網（R1〜R4）の１
    つの点と接続するように構成されている、請求の範囲１
    記載のネットワークインターフェース。
  3. 【請求項３】前記第１スイッチ（S0）によって第１入力
    線路（RX0）が抵抗網の所定の点と接続され、該所定の
    点は第２スイッチ（S1）によって第２入力線路（RX1）
    が接続されるのとは別の抵抗網の点であるように構成さ
    れている、請求の範囲２記載のネットワークインターフ
    ェース。
  4. 【請求項４】前記抵抗網（R1,R2,R3,R4）は、前記２つ
    のスイッチ（S0,S1）が位置（ｂ）におかれると、後退
    性ビットレベルが２つの入力線路（RX0,RX1）に加わる
    ように構成されている、請求の範囲２又は３記載のネッ
    トワークインターフェース。
  5. 【請求項５】前記入力線路（RX0,RX1）と前記バス線路
    （18,19）との間にバス結合網（15）が挿入接続されて
    いる、請求の範囲１から４までのうちのいずれか１項記
    載のネットワークインターフェース。
  6. 【請求項６】前記バス結合網（15）は２つの入力電圧分
    圧器（20）を有しており、該分圧器には少なくとも２つ
    のバス線路（18,19）が接続されている、請求の範囲５
    記載のネットワークインターフェース。
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DE4229175.5 1992-09-02
DE4229175A DE4229175A1 (de) 1992-09-02 1992-09-02 Netzwerkschnittstelle
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JPH08500707A JPH08500707A (ja) 1996-01-23
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EP (1) EP0658258B1 (ja)
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DE (2) DE4229175A1 (ja)
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