JP4011348B2 - エラー管理手段を備えたトランシーバ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は、シリアルデータバス用のトランシーバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多くのシリアスバス方式では、プロトコル処理用の要素、すなわち、プロトコルコントローラとトランシーバに設けられて結局必要とされるラインドライバは、別々に実現されている。この利点は、たとえば、銅ケーブルまたは光ラインのような他のメディアを選択する時に、同一のプロトコルコントローラを使用できるということである。トランシーバのみは、しかるべく適応されなければならない．
プロトコルコントローラとトランシーバの分離の結果として、これら２つの装置間の情報は、インターフェースを介して交換しなければならない。このために、伝送線が設けられ、この伝送線によって、プロトコルコントローラは、書き込み処理がデータバスで行われるべきであるということをトランシーバに知らせる。逆に、受信線のトランシーバは、データバスでデータを受信したということを知らせる。このような構成は、例えば、多くのトランシーバ及び車両で特に使用されるＣＡＮバス用のプロトコルコントローラに設けられている。
【０００３】
バスシステムの利用可能性が重要であることは、まさにこれらの使用のためである。バスシステムの信頼性を改善する種々の方法は、公知である。
【０００４】
物理的な面では、すなわち、プロトコルコントローラとトランシーバとの間の上記の接続については、送信線及び（または）受信線は、妨害を受ける可能性がある。これら２つの要素間でまたはバスシステムにおいてさえ行われる通信は、バスシステムが麻痺される程妨害を受ける。
【０００５】
集積回路で実現されて型番TＪＡ１０５０とＴＪＡ１０５４を有する一部のフィリップトランシーバでは、例えば、伝送線が活きた状態にクランプされるので、トランシーバの永久的な活性動作を防止するよう用心がなされている。実際、主要な伝送時間は、エッジが生じるように通常制限し得るだけであるから、永久的に活性の伝送線が、エラーにより生じ得るだけである。しかし、伝送線が永久的に活性状態の時は、結果として短絡が生じるであろう。この場合、タイマは、上記のＩＣ型で開始されて、送信線の活性状態を監視し、所定時間期間の後トランシーバの駆動出力をオフにする。送信線が再度「非活性」状態となるや否や、この解決策では駆動出力が再度活性化し、タイマはリセットされる。
【０００６】
この従来技術の解決策は、送信線が永久的に活性状態にクランプされる時の誤り状態についてはかろうじて充分というところであろう。しかし、受信線及び（または）送信線では更なるエラーが発生する可能性がある。このエラーは、そのような解決策では取り扱われない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
それ故、本発明の目的は、特にトランシーバとプロトコルコントローラとの間の受信線の他の誤り状態をも取り扱うことができると共に、このような誤り状態でデータバスの阻止を防止することができるトランシーバを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の実施例の場合、この目的は、請求項１の次の特徴により解決される。
【０００９】
シリアルデータバス用のトランシーバであって、送信線と受信線を介してプロトコルコントローラに接続され、このプロトコルコントローラは、データバスプロトコルを管理するとともに前記データバスの線に結合され、前記データバスの線が活性であることが認識され且つ前記受信線が不活性バスを表示する時にエラー信号を供給するエラー管理手段が設けられ、そのエラー信号により本トランシーバが前記シリアルデータバスに対しもはや積極的には作用しないようにするした、トランシーバ。
【００１０】
本発明のこの第１の実施例は、受信線（ＲＸＤ）が不活性状態に永久的にクランプされる誤り状態の解決策を提供する。このような場合、プロトコルコントローラは、バスが開放されていると、任意の瞬間にデータバスへの送信を開始するであろう。データバスで起こり得る送信は、それにより除去され、バスシステムの利用の可能性は、その完全な除去が行われるまで制限される。これを避けるために、エラー管理手段が本発明の第１の実施例によるトランシーバに設けられている。エラー管理手段は、データバスラインが同時に活性状態であるか否か、及び受信線が不活性バスを表示するか否かをチェックする。このことは、まさに、データ線が不活性状態にクランプされているが、実際にはデータバスが活性状態にある上記の誤り状態であろう。この場合、本発明によるエラー管理手段は、プロトコルコントローラまたはトランシーバによってデータバスが使用されるのを防止する。それは、このエラー管理手段は、トランシーバにデータバスに対してもはや積極的な作用を行わせず、従ってデータバスに対しドミナントビットを送らせないようにするエラー信号を供給するからである。それにより、受信線の不活性状態へのクランピングのため、トランシーバまたはプロトコルコントローラは、もはやバスにデータを送ることができず、従って、バスで生じるデータ通信を破壊しないということが上記の誤り状態の場合に確保される。バスでの通信が影響を受ける前に、誤り状態が既に認識されているということは特に好都合である。
【００１１】
上記の目的は、請求項２の次の特徴により本発明の第２の実施例で解決される。
【００１２】
シリアルデータバス用のトランシーバであって、送信線と受信線を介してデータバスプロトコルを管理するプロトコルコントローラに接続されるとともに、前記データバスの線に結合され、本トランシーバは、エラー管理手段を有し、このエラー管理手段は、前記送信線が所定時間期間より長い期間活性である時にエラー信号を発生するタイマ回路を有し、そのエラー信号により、本トランシーバはもはや前記データバスに対し積極的には作用しないようにされ、前記送信線が不活性バスを表示するとともに前記受信線が活性バスを表示する時にのみ前記エラー信号が除去される、トランシーバ。
【００１３】
上記の種類のエラーの更なる存在し得る原因は、受信線が送信線にクランプされること、すなわち、これら２本線の間に短絡があるということであろう。更に、恐らく、送信線は、永久的に活性状態にクランプされる可能性がある。
【００１４】
これら両方の場合、送信線は、バスが妨害を受けるように永久的に活性状態である。送信線が活性状態の場合、この影響は、直ちに生じる。受信線と送信線が共に結合される（短絡される）と、任意の関係者が送信を開始するやいなやフィードバックが起こる。これは、現在のバス状態は、受信線にフィードバックされて、受信線から送信線へのこのフィードバックにより更に活性状態に保持されるからである。
【００１５】
本発明の第２の実施例によれば、この問題は解決される。それは、本発明によるトランシーバが、エラー管理手段を有しており、このエラー管理手段は、所定時間期間よりも長い期間送信線が活性状態の時に、エラー信号を発生し、このエラー信号は、トランシーバにもはやデータバスに対し積極的には作用させないという効果をもたらす。しかし、従来技術状態とは対照的に、このエラー信号は、時間が経っても打ち消されず、送信線が不活性バスを表示し、受信線が活性バスを表示するまで続く。
【００１６】
誤り状態を除去するためのこの条件は、最も重要なものである。それは、現在の技術状態によれば、バスは、誤り状態が認識された後は再度開放されるからである。しかし、この解決策では、タイマはリセットもされる。それは、問題が再度除去されたからである。従来技術の解決策では、データバスで続いて起こる次の送信の試みによりこのサイクルは再度開始される。しかし、実際の問題、すなわち、データバスの妨害は、それによっては除去されない。
【００１７】
本発明による解決策では、確かに誤り状態が除去された後までエラー信号の除去は行われないということが保証される。このことは、受信線が活性バスを表示するとともに送信線が不活性状態の時に、そうなる。
【００１８】
請求項３に定義した第１の実施例についての本発明の実施例によれば、エラー信号は、受信線が不活性バスを表示する時にオフにされる。この場合、不活性状態への受信線のクランプは打ち消され、妨害は除去されるということが保証される。
【００１９】
プロトコルコントローラにより制御されるトランシーバによる送信が、誤りの場合に除外されるということを簡単ではあるが信頼性のある方法で確保するために、請求項４に定義した本発明の両実施例に共通な別の実施例は、エラー信号が発生する時にトランシーバのバス送信状態が不活性状態に切り替えられるという点に特徴を有する。バスへの積極的な影響は、それにより除外される。
【００２０】
両方の実施例に同様に共通するが、請求項５に定義した本発明の他の実施例は、エラー信号がエラー線を介して外部に送られるという点に特徴を有する。プロトコルコントローラが更なる送信を試みないようにするとともに誤りのバス状態を装置（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）に通知するために、その特徴は、誤り状態をプロトコルコントローラに知らせるには特に好都合である。
【００２１】
誤り状態は、期待した信号が送信線および受信線で発生するように、少なくとも１人のバス関係者が再度積極的に送信を行う時に、除去することができるだけである。エラー除去の瞬間にシステムに更に別の関係者が存在しないと、今まで妨害されたノードは、エラーの除去にかかわらず誤り状態のままとなる。この誤り状態を除去するために、本発明の両実施例は、請求項６に定義した制御線を提供し、その活性化により、トランシーバのエラー管理手段をリセットし、エラー信号を不活性状態に切り替える。かくして、また誤り状態においても、この誤り状態は、かくして、送信線の制御により、及び、この送信線の制御の下で、リセットすることもできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の以上の及び他の態様は、後記の実施例から明らかとなろう。
【００２３】
唯一の図の大部分は、エラー管理手段１を備えたシリアルデータバス用の本発明によるトランシーバのブロック線図である。
【００２４】
この図に示した実施例は、車両でしばしば使用されるＣＡＮデータバスであって、ドミナント（高レベル）ビットを区別して送信する２本のワイヤバスである。
【００２５】
このためには、ＣＡＮＨにより示された第１のデータバスライン２と、ＣＡＮＬにより示された第２のデータバスライン３とが設けられている。ビットがこれらのデータバスラインで送信されるとき、第１のデータバスライン２の電位は増大され、第２のデータバスライン３の電位は減少される。
【００２６】
図示のトランシーバは、第１のバス送信段５と第２のバス送信段６を制御する送信器４を有している。第１のバス送信段５は、正の基準電位に結合され、第２のバス送信段６は、基準電位に結合されている。活性ビットを送信すべき場合、送信器４は、２本のバスライン２と３で対応の電位シフトが行われるように２本の送信段５と６を制御する。このために、送信器４は、送信線ＴＸＤを介してプロトコルコントローラ（図示せず）により対応する方法で制御される。
【００２７】
このプロトコルコントローラ（図示せず）は、データバスプロトコルに従って、データバスで送信及び受信を制御する。従って、図示のトランシーバは、結局このプロトコルコントローラにより制御される。
【００２８】
図示のブロック線図は、更に、差動増幅器７を示す。状態０でのこの差動増幅器の反転出力は、データバス、すなわち、２本のデータバスライン２と３がリセッシブ（低レベル）にあるときを示す。しかし、差動増幅器７が高レベルの信号を供給する時、この差動増幅器７は、支配的なビットがデータバスで送信されるということを信号で示す。この信号は、２つのトランジスタ８と９を有するプッシュプル駆動段を介して受信線ＲＸＤで送られる。この受信線は、特にプロトコルコントローラ（図示せず）により評価される。従って、プロトコルコントローラは、受信線ＲＸＤで受信した信号により、いつもどんな処理がデータバス及びデータバスライン２と３で起こるかを知る。
【００２９】
このようなデータバスシステムは、例えば、車両に設けてもよい。このような環境では、特に、データバスラインの短絡時に存在するエラーが、いつデータバス通信の妨害を最小限にするかが理解される。データバスライン２と３自体のエラーについては、従来技術から多くの解決策が知られている。図示の解決策では、図のトランシーバとプロトコルコントローラが別々に構成されているが、動作の妨害は、それら２本のラインの一方、すなわち、受信線または送信線が妨害されるので、たとえば、これら２本のデータラインの間に短絡が存在するので、または、これら２本のデータラインの一方が固定状態にクランプされるので、追加的に起こる可能性がある。
【００３０】
受信線ＲＸＤが不活性状態に永久的にクランプされるということは、このようなエラーであろう。この場合、プロトコルコントローラは、データバスが開放されていると思って送信しようとするであろう。しかし、データ通信がデータバスで同時に既に起こっていると、このデータ通信はひどく妨害されてデータ通信が完全に遮断される可能性がある。この誤りの場合を認識するために、本発明の第１の実施例の特徴は、データバスラインが活性ではあるが、受信線ＲＸＤが同時に不活性バスを表示するということをエラー管理手段１が認識する時に、エラー信号が発生されるということである。この場合は、例えば、受信線が不活性状態にクランプされる時に発生する。
【００３１】
この誤り状態を除去するために、エラー管理手段１は、第１のＡＮＤゲート１１を有し、その第１の非反転入力点は、差動増幅器７の出力点に結合されている。受信線ＲＸＤの信号は、第１のＡＮＤゲート１１の別の反転入力点に与えられる。その信号は、トランジスタ段１０によって受信線から結合され、そして反転される。
【００３２】
第１のＡＮＤゲート１１は、時間フィルタであるフィルタ１２の前段にあって、RXDのピンまでの遅延時間と再充電時間を考慮している。この時間フィルタは、与えられた時間期間第1のＡＮＤゲート１１の出力信号を抑圧する。この与えられた時間期間には、第1のＡＮＤゲート１１の誤り出力信号がこのＡＮＤゲート１１に加えられる２つの信号の異なる遅延時間のために発生するということが考慮されるべきである。
【００３３】
時間フィルタ１２の出力信号は、ＯＲゲート１３を介してＤフリップフロップ１４に加えられる。すなわち、その出力信号は、Ｄフリップフロップ１４のセット入力点Ｓに加えられる。Ｄフリップフロップ１４の出力点は、エラー信号Ｆを供給する。このエラー信号Ｆは、送信器４に加えられエラーラインＥＲＲを介して外部要素、例えば上記のプロトコルコントローラ（図示せず）に送られる。
【００３４】
Ｄフリップフロップ１４は、更にクロック入力ＣＬＫを有しており、このクロック入力ＣＬＫは、２つの信号ＳＴＢとＥＮによって制御される第３のＡＮＤゲート１５から出力信号を受信する。それら２つの信号がドミナントを有する時、フリップフロップ１４のクロック入力は、第３のＡＮＤゲート１５の対応出力信号により制御されてフリップフロップ１４をこの方法でリセットすることができるようにする。これは、誤り状態においても、すわなち、Ｄフリップフロップ自体がセットされている時にリセットを行うためにしてもよい。このことは、試験的または緊急事態のためには好都合であろう。
【００３５】
フリップフロップ１４のＤ入力点は、基準電位に結合されている。
【００３６】
エラー管理手段１のこの回路は、データバスラインが活性であるが、受信線が同時に不活性なデータバスを表示する場合を取り扱う。この場合は、例えば、受信線が不活性状態にクランプされているので起こる可能性がある。この誤りの場合に、第１のＡＮＤゲート１１は、対応する出力信号を供給し、この出力信号により、フィルタ１２とＯＲゲート１３を介して、Ｄフリップフロップ１４をセットすることになる。Ｄフリップフロップ１４がセットされると、このＤフリップフロップ１４は、エラー信号を供給して誤りの場合を送信機４に知らせる。この場合、送信機４は、データバスライン２と３の他の関係者の間で起こっている可能性あるデータ通信が妨害されないように送信段５と６を不活性状態に切り替える。更に、このエラー信号は、エラーラインＥＲＲを介してプロトコルコントローラ（図示せず）に送られるので、このプロトコルコントローラは、更なる送信の試みは開始しない。
【００３７】
送信線ＴＸＤが永久的に活性状態にクランプされている時、または送信線ＴＸＤが受信線ＲＸＤにクランプされている時には、他の考えられる誤りの場合が発生する可能性がある。従って、これら２つの線の間には短絡が生じる。
【００３８】
この誤りの場合を取り扱うために、本発明は、所定時間期間よりも長い期間送信線ＴＸＤが活性状態である時に出力信号を発生するタイマ回路１６を有し、この出力信号は、ＯＲゲート１３を介してＤフリップフロップをセットもする。従って、所定の時間期間中の送信線ＴＸＤの永久的な活性状態は、このようにして認識され、エラー信号Ｆがこの状態の下で発生される。所定時間期間中の送信線TXDのこのような永久的な活性状態は、データバスプロトコルに従っては生じるはずがない。その理由は、特定の最小時間期間内のデータバスの不活性状態がこのプロトコルにより確保されるからである。従って、この状態の下では、それは、エラー管理手段１が発生するエラー信号Ｆに係わるエラーであるに違いない。
【００３９】
従って、図示の本発明の実施例は、本発明の２つの実施例を好都合に組み合わせている。それは、共通のＤフリップフロップが２つの実施例に設けられ、このフリップフロップは、それぞれのエラー状態の下で制御されるからである。図示の実施例で、エラー信号Ｆは、本発明の２つの実施例のために共同で打ち消される。
【００４０】
除去条件として、送信線ＴＸＤが不活性であって受信線が活性である時に、上記のエラーの全てが除去されると仮定する。このような場合、例えば、不活性状態にクランプの可能性ある受信線は、再度開放されるものとする。更に、送信線と受信線との短絡は、除去されるものとする。送信線は、活性状態に永久的にクランプはされないであろう。
【００４１】
エラー信号除去のために、第2のＡＮＤゲート１７が設けられ、この第2のＡＮＤゲート１７の第１の入力点は、トランジスタ段１０の出力信号を受信する。従って、受信線ＲＸＤの反転信号は、この入力点に加えられる。送信線ＴＸＤの信号は、ＡＮＤゲート１７の第２の入力点に加えられる。
【００４２】
第２のＡＮＤゲート１７は、送信線TXDが不活性で受信線RXDが活性の時に出力信号を供給する。この場合、出力信号は、遅延時間を補償するためにフィルタ１８を介して、Ｄフリップフロップ１４のリセット入力に再度加えられる。従って、Ｄフリップフロップ１４は、エラー信号Ｆが不活性状態に再度切り替えられるように、上記の状態の下で再度リセットされる。このことは、エラー線ＥＲＲを介してプロトコルコントローラに知らされる。同時に、送信器４は、対応する送信が送信線ＴＸＤを介して行われる限り、駆動段５と６を再度活性状態に切り替える。
【００４３】
かくして、図示のトランシーバは、３つの重要な誤り状態を取り扱うエラー管理手段１を有している。実施例に示した回路は、比較的少数の要素で実施される本発明の２つの実施例を取り扱う。それは、エラー信号を発生するための共通のＤフリップフロップ１４が本発明の両実施例に設けられているからである。また、エラー信号のリセットは、両実施例に共通に設けられた回路要素により行われる。
【００４４】
従来技術の解決策とは対照的に、送信器とプロトコルコントローラとの間の２本の線に関する信頼性あるより広範なエラー認識は、かくして達成される。比較的少数の要素で、データバスの動作の信頼性はそれにより実質的に改善される。それは、実際に起こると考えられるエラー状態が取り扱われ、データバス線２と３の他の関係者との妨害のないデータ通信が、受信線及び（または）送信線が妨害される時でも、データバスで行われ得るからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】エラー管理手段１を備えたシリアルデータバス用の本発明によるトランシーバのブロック線図である。
【符号の説明】
１ エラー管理手段
２ 第１のデータバスライン
３ 第２のデータバスライン
４ 送信器
５ 第１のバス送信段
６ 第２のバス送信段
７ 差動増幅器
８ トランジスタ
９ トランジスタ
１０ トランジスタ段
１１ 第１のＡＮＤゲート
１２ フィルタ
１３ ＯＲゲート
１４ フリップフロップ
１５ 第３のＡＮＤゲート
１６ タイマ回路
１７ 第２のＡＮＤゲート
Ｆ エラー信号
ＲＸＤ 受信線
ＴＸＤ 送信線
ＥＲＲ エラー線

Claims (10)

1. データバスの線に結合されたデータバスプロトコルを管理するプロトコルコントローラに対し、送信線と受信線を介して接続された、シリアルデータバス用のトランシーバであって、
   前記データバスの線が活性であることが認識され且つ受信線が不活性バスを表示する時にエラー信号を供給するエラー管理手段を備え、前記エラー信号により前記シリアルデータバスに対しもはや積極的には作用しないようにしたトランシーバ。
2. データバスの線に結合されたデータバスプロトコルを管理するプロトコルコントローラに対し、送信線と受信線を介して接続された、シリアルデータバス用のトランシーバであって、
   前記送信線が所定時間期間より長い期間活性である時にエラー信号を発生するタイマ回路を有するエラー管理手段を備え、
   前記エラー信号により、もはや前記データバスに対し積極的には作用しないようにされ、前記送信線が不活性バスを表示するとともに前記受信線が活性バスを表示する時にのみ前記エラー信号が除去される、トランシーバ。
3. 前記エラー管理手段は、前記送信線が不活性バスを表示するとともに前記受信線が活性バスを表示する時に、前記エラー信号をオフにすることを特徴とする請求項１記載のトランシーバ。
4. 前記エラー信号が、前記トランシーバのバス送信段を不活性状態に切り替えることを特徴とする請求項１または２記載のトランシーバ。
5. 前記エラー信号が、エラー線によって、外部に、特に、プロトコルコントローラよりも高い優先順位を持つ装置に送られることを特徴とする請求項１または２記載のトランシーバ。
6. 制御線が設けられ、その活性化により前記エラー管理手段がリセットされ、それによりエラー信号が不活性状態に切り替えられることを特徴とする請求項１または２記載のトランシーバ。
7. 前記エラー管理手段が、フリップフロップを有し、このフリップフロップは、セット状態でエラー信号を供給することを特徴とする請求項１または２記載のトランシーバ。
8. 前記エラー管理手段は、第１のＡＮＤゲートを有し、この第１のＡＮＤゲートの出力信号は、前記データバス線が活性であって、且つ前記受信線が不活性バスを表示する時に、前記フリップフロップに加えられてこのフリップフロップをセットすることを特徴とする請求項１または７記載のトランシーバ。
9. 前記エラー管理手段の前記タイマ回路は、前記送信線が所定時間期間より長い期間活性状態である時に、前記フリップフロップをセットすることを特徴とする請求項２または７記載のトランシーバ。
10. 第２のＡＮＤゲートが設けられ、この第２のＡＮＤゲートの入力点は、受信信号と送信信号を受けて前記フリップフロップをリセットし、それにより、前記送信線が活性バスを表示し、前記受信線が不活性バスを表示する時に、前記エラー信号を不活性状態に切り替えることを特徴とする請求項１、２または７記載のトランシーバ。

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