JP4220208B2 - 確定的フィールドバス及びその種のバスの管理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、確性的（deterministic）フィールドバスとその種のバス、特にアビオニクス用バスの管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
本明細書の末尾にある、参考文献［１］、［２］に定義されるＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）バスが、フィールドバスの集まりの一部を形成している。それは、標準では定義されていない物理層で１Ｍｂ／ｓまでの処理量を持つ非同期バスである。従って、電線支持体や光支持体や電磁支持体を含んで、いくつかの媒体を使用することができる。これらのＩＳＯ（国際標準機構）の標準には、ＣＡＮバスは、リアルタイムに高い安全性を持って命令を配布することを、効率的に支持する、シリアル通信プロトコルとして記載されている。その応用として選ばれる物には、通常、高い送信の信頼性を持ち、低廉な多重配線の考えに基づいている。
【０００３】
システムを弾力的なものにするために、ＣＡＮバスの考えでは、メッセージ自身の中身に基づいたアドレッシング方式を提案しており、それらは発信元と行き先のアドレスに基づいてはいない。メッセージは放送され、言い換えれば、或る局から送られたメッセージは、ネットワーク内の他の全ての局に送信される。送信されたメッセージは、その後、各局に搭載される“受け入れ”フィルターによって実際には選択される。
【０００４】
多くの通信機器と誤り検出機器は、送信の品質と安全性を改善するために開発されてきた。これらの機器には、受領通知、ＣＲＣ（周期冗長符号）の存在、“スタッフィング”ビット技術等々が含まれる。さらに“リアルタイム”の応用例を満たすために、ＣＳＭＡ／ＣＤ＋ＡＭＰ（キャリア検出多重アクセス／衝突アクセス＋メッセージ優先度の調停）方式が採用され、媒体へのアクセスが重なるのを排除する。この機器は、ビットレベル自身の競合を用いて動作する。言い換えると、バスアクセスの際の衝突は、ビットの期間を通して管理される。
【０００５】
異質な装備は、各備品が他の備品に対してどのように動作するかを定義した内部接続の標準の定義によって、互換性が保たれる。その標準バスのアーキテクチャは、ＯＳＩモデルの名の下に良く知られる様に、全てのバスの範疇に適用可能である。いくつかの層は、自由であり、それ故に、バスの種類によって特に定めることはしない。参照用モデルは、７つの層を定義し、各層で行われるサービスの機能を特定している。
【表１】

【０００６】
第７層は、配布されたアプリケーションに共通する機構と、交換される情報の重要度について定義している。第６層は、メッセージや文書やファイル等々のような交換される情報の構文を扱う。第５層は、加入者間の対話を組織し、同期を取るための手段を差し出す。第４層は、２ユーザー間で、バスの一端から他端へ情報を移送する手段を供給する。特に処理を扱う層（第５，６，７層）と、通信を扱う層（第１，２，３層）との間の仲介として使用される。第３層は、２つの加入者間で、データブロック（パケット）を転送する。第２層は、隣接するシステム（互いに直接に接続される）間で、情報を信頼性高く転送する。第１層は、データブロック内のビットを送信し；機械的規則や電気的規則及び交換のプロトコルを定め、装備の２つの項目間の物理的接続を設定するための手段を提供する。
【０００７】
これらの層は、標準的なプロトコルで、他の装備内の等価な層と通信をする。層は、直に隣接する層と、単一の装備内のハードウェアあるいはソフトウェアのインターフェイスを通して、通信をする。
【０００８】
ＣＡＮプロトコルは、第２層の全体およびＩＳＯ／ＯＳＩモデルの７つの層の最初の大部分を扱うのみである。
【０００９】
ＣＡＮバス上の調停機構があり；もし、バスが自由の時に、２つあるいはそれ以上のユニットが同時に使用され始めると、識別子内容の全体を通して、ビット毎の非破壊的な調停によって解決されるバスの衝突がある（ＣＳＭＡ／ＣＤ＋ＡＭＰ方式）。この調停の機構は、時間やデータの損失が無いことを保証する。
【００１０】
調停の段階が実行されると、各送信側は、バス上を送信したビットのレベルと、それ自身送信しようと考えるビットのレベルとを比較する。もし、これらのレベルが、同一であれば、ノードは、送信を続ける。もし、劣性レベル（論理レベル‘１’）が送られて、優性レベル（論理レベル‘０’）がバス上に観測されれば、検討しているユニットは調停を失っており、送信を停止して、それ以上のビットを送らないようにしなければならない。メッセージを送ろうとする新しい試みは、現在のフレームの最後に、送信がうまく終了するまで行われる。従って、この調停の方式は、バスアクセスのための優性度を定義し；最高位の優先度（その識別子の２進の内容に基づいて）のメッセージを持ったユニットは、バスへのアクセスを得て、そのメッセージを送信する。図１で示される例において、加入者Ａ１とＡ２は、１０で調停を手放し、それゆえＡ３に対して優先権を持たず、Ａ３は、バスを得て、メッセージを送信する。
【００１１】
誤りの通信と検出の機器の多くは、送信の品質と安全性とを増すべく、特に、ＣＲＣと“スタッフィング”ビットの考えである受領通知の方式を含んで、開発されてきた。これらの機器の各々を順番に見ていこう。
【００１２】
全ての受信側は、メッセージにエラーを検出しなかったときには、受領通知を送らなければならない。従って、受信側は、受領通知フィールド内の“ＡＣＫスロット”と呼ばれるビット内に既に存在する劣性ビット上の優性ビットを重ねる。さもないと、もしメッセージが無効であると思われる場合に、受信側は、受領通知を返さない。さらに、ＣＡＮプロトコルを満足させるのに、受信側は、誤りフレームを送信することで誤りを伝えなくてはならない。
【００１３】
バス上を送信される情報を保護するために、ＣＲＣ（周期冗長符号）がフレーム自身の中に付け加えられる。これは、送信側が発信の間、計算し、受信側が受信の間、計算する符号である。２つの結果が比較され、もしそれらが同じでなければ、誤りが付け加えられ、これは自動的に受信側によって伝えられる。
【００１４】
加入者によって交換される情報は、ディジタルである。それは、バス上を通ることができるようにＮＲＺ（非ゼロ復帰）で符号化される。言い換えると、同じ値の２ビット間には、非ゼロ復帰は無い。ビットは、ＮＲＺで符号化されるので、特定のメッセージが同じ値を持つ、大量のビットを含んでいることは可能であり、一つあるいはいくつかの局に、ネットワーク上に問題があると信じさせることができる。“スタッフィング”ビットの考えは、同じ値を持つ５個の連続するビットの後に、受信側が追加ビット（これは受信側が除去するであろう）を挿入することからなる。このスタッフィングビットの値は、５個の他のビットの反対の値である。この処理によって、バス上をメッセージが移送される間の安全性が増す。
【００１５】
バス上を移動される全ての情報は、フレームの形で送られる。フレームは、異なるフィールドでまとめられるビットのシークエンスである。
【００１６】
フレームには、４つのソースがある。
・ データフレーム
・ 要求フレーム
・ 誤りフレーム
・ 過負荷フレーム
【００１７】
データフレームは、データを移送する。それは、以下の７つのフィールドからなる。
・ フレーム開始あるいはＳＯＦ
・ 調停フィールド
・ 制御フィールド
・ データフィールド
・ ＣＲＣシークエンス
・ 受領通知フィールド
・ フレーム終了あるいはＥＯＦ
そしてその後、インターフェイスフィールドと呼ばれる８番目のフィールドが続く。
【００１８】
データ送信は、フレームの回覧を配布するバス上の誤りによって影響される。いくつかの種類の誤りが起こりうる。
・ 物理層のレベルでは、
−誤りに影響されるビット（例えば、寄生物によって）
−“スタッフィング“ビット誤り：ＳＯＦとＣＲＣの間の“スタッフィング“ビット規則の違反
【００１９】
・ フレームレベルでは、
−受領通知誤り：“ＡＣＫスロット”ビットの間に、優性ビットが無い
−ＣＲＣ誤り：受信側が計算するＣＲＣの値と、送信側から送られるＣＲＣの値の間の食い違い
【００２０】
・ フレーム構造レベルでは、
−“ＣＲＣ区切り文字（ＣＲＣ delimiter）”誤り
−“受領通知区切り文字”誤り
−“フレーム終了”誤り
−“誤り区切り文字”誤り
−“過負荷区切り文字”誤り
【００２１】
全ての場合において、誤りが存在することは、バス上に作られる誤りフレームによって、伝えられる。
【００２２】
要求フレームを送ることで、あるノードは、ネットワーク上に存在する他のノードへ、対応するデータフレームの形で、他のノードからデータを受信したいということを知らせる。要求フレームと関連するデータフレームは、同じ識別子によって識別される。もし、２つのデータフレームが同時に送られると、データフレームは、要求フレームに対して、優先権を持つ。
【００２３】
要求フレームは、以下の６つのフィールドからできている。
・ フレームの開始あるいはＳＯＦ
・ 調停フィールド
・ 制御フィールド
・ ＣＲＣシークエンス
・ 受領通知フィールド
・ フレームの終了あるいはＥＯＦ
そして、また“インターフレーム”フィールドが後に続く。
【００２４】
誤りフレームは、２つのフィールドからなる。
・ 誤りフラグフィールド：バス上に存在する異なる局が寄与する誤りフラグの重ね合わせからなる。これらの誤りフラグは、誤りの種類によって決まる異なる２つの種類であろう（後に定義される）：
−能動誤りの場合の、６個の優性ビット
−受動誤りの場合の、６個の劣性ビット
・フィールド区切り文字：８個の連続的劣性ビットから成る。
【００２５】
その後、上で定義されたインターフレームフィールドが続く。
【００２６】
過負荷フレームの目的は、局が過負荷になっていることを示すことである。これは、受信側が次のフレーム（データあるいは要求）を受け入れるのに、いくばくかの時間が必要な時、あるいは、優性ビットが中断段階にある時に検出された時に発せられる。無期限にバスを妨害するのを避けるために、わずか２つの連続的な過負荷フレームが可能である。このフレームは、わずか２つのフィールドからなる。
【００２７】
・ 過負荷フラグフィールド：６個の連続的な優性ビットからなる。
・ フィールド区切り文字：８個の連続的な劣性ビットからなる。
【００２８】
ＣＡＮプロトコルの下で動作し、異なる媒体上でフレームを移送することのできる解決法を生み出すのに使用できる要素が多くある。ＣＡＮバスの要素は、以下の機能を持つ４つの主要な分類に従って分割することができる。
・プロトコルマネージャ（コントローラ）：これらのマネージャの機能は、プロトコルを生成し復号することである。通常は、単独で動作することはできず、マイクロコントローラによって制御されなくてはならない。
【００２９】
・ プロトコルマネージャを搭載したマイクロコントローラ：２つの部品（プロトコルマネージャとマイクロコントローラ）を作る価格を下げるために作られる。
・ ライン制御インターフェイス（ドライバ）：これらはプロトコルマネージャと支援部（support）との間のリンクを制御する部分を作り上げている。
・ ＳＬＩＯ（シリアルリンク入出力）：これらは、非常に簡単な回路であり、言い換えると、ＣＰＵやマイクロコントローラインターフェイスを搭載する必要が無い。これらの機能は主に、ディジタルあるいはアナログの入出力のタスクを実行することであり、バス上でのそれらの機能は、スレーブモードのみ（尋ねることはできる）である。
【００３０】
この種のＣＡＮバスには、いくつかの欠点がある。
最初に、処理量と長さの点で、理論的な限界がある。調停と受領通知動作の原理は、別の加入者から出力されたフレームビットの計時された組み合わせが必要である。
【００３１】
様々な制限も追加として、実行中に見つかる。
・ バス上を送信するドライバ回路でのインピーダンス不整合
・ バス上の多重衝突条件による、この不整合の変種
・ 避雷保護によって起こる航空学上の容量性電荷による信号波形の可能性のある劣化。
【００３２】
従って、ライン上の送信品質は、劣化し、処理量／長さの条件を制限する使用時には、理論的な性能が劣化する。
【００３３】
従って、この種のバスは、“自動車市場”の種類の使用に、より適しており、その通信上の制約は厳しくはなく、以下の様である。
−バスは、数メートルの長さ
−処理用は、２５０ｋビット／ｓ
−ＥＭＩ及び避雷保護回路は無く、従って、従って民生用の部品に固有の特徴に関係した、不整合の問題に対して神経質では無い。
【００３４】
本発明の目的は、その様なバスを、その性能を改善することによって、アビオニクスの分野に使用を広げることである。
−ラインのインピーダンスを制御する（一人の動作中の加入者のみ）
−バスの長さを支援部と接続の減衰によってのみ限定される
−バスの長さに関係なく、１Ｍビット／ｓの速度が可能。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、各々が通信プロトコルを生成し復号する責任を持つ少なくとも一つの制御器を備えるいくつかの加入者局の間で、メッセージの通信が可能な確性的フィールドバスの管理のための処理を提案し、該処理は、唯一つの加入者局のみが、ある時に能動的であり、他は受動的であるという交換の原理によって、加入者局の一つからバス上への発信は可能であり、他の局からバス上への発信は、不可能であることを特徴とする。“能動的”と“受動的”という用語は、バス上においては、電気に関する意味であると理解されたい。
【００３６】
有利なことに、この処理は、ビット並置（juxtaposition）方式を使用しない。
この処理には、以下の機構を使用することができる。
−各制御器から、出力レベルの監視をすること
−スレーブの加入者局において、ローカルに管理された応答を送るための、承認用ウィンドウを使用すること
−もし欠陥がある場合は、加入者局をバスから切り離すこと
−３以上のビットの多段サンプリングをすること。
【００３７】
本発明は、また、制御器とラインドライバ回路とライン自身とを持ち、いくつかの加入者局の間でメッセージの通信を運ぶ、確性的フィールドバスを提案し、該バスは、唯一つの加入者局が、ある時に能動的であり、他は受動的であるという交換の原理によって、加入者局の一つからバス上への送信を可能にする手段と、他の局からバス上への送信を不可能にする手段とを備える管理装置を含むことを特徴とする。
【００３８】
ＣＡＮバスと比較すると、このバスは、以下の有利な特徴を持っている。
−ビット並置の排除
・ 受領通知を行わない
・ 調停を行わない
−機能フレームの維持
・ データフレーム
・ 要求フレーム
−非機能フレーム
・ 加入者が受信時に誤りフレームを送らない
・ バス上に過負荷フレームを送らない
【００３９】
−変更無しのフレームフォーマット
・ 民生用の分析ツールを使用する
−変更無しの安全性機能
・ ＣＲＣでのデータの検査
・ “スタッフィング”ビットでビット符号化
−変更無しの物理的支援
・ 試験済みの物理的振る舞い
−処理量／長さ／加入者数の点で改善された性能。
【００４０】
第１実施形態では、各加入者局は、２つの関連する制御器を備える。
第１モードは、以下の有利な特徴を持っている：
・ バス上に送られるデータの自己検査
・ ローカルな自動受領通知
・ 聞取モードのみに変更することを可能にする市場で利用可能なＣＡＮ部品を用いた簡易な使用。
【００４１】
第２実施形態では、各加入者局では、制御器とバスドライバの間に置かれて、以下を可能にする安全性の機構を作る論理手段を備える：
・ 制御器の出力における、構成の監視
・ 加入者スレーブ局において、ローカルに管理される応答を送ることを承認するためのウィンドウの使用
・ もし欠陥がある場合は、加入者局をバスから切り離すこと。
【００４２】
第２実施形態は、以下の有利な特徴を持っている：
・ バス上に送られるデータの自己検査
・ ローカルな自動受領通知
・ 市場で利用可能な、全ての種類のＣＡＮ制御器を使用すること
・ 欠陥のある加入者の切り離し。
【００４３】
第３の実施形態において、各加入者局は、以下の機能を実行する専用部品を持っている：
−安全性機構の追加
・ 加入者スレーブ局において、ローカルに管理される応答を送ることを承認するためのウィンドウの使用
・ もし欠陥がある場合は、加入者局をバスから切り離すこと。
−３以上のビットの多段サンプリングをすること（標準的なＣＡＮバスと同様）。
【００４４】
第３モードは、以下の有利な特徴を持っている：
・ より小さなハードウェアアーキテクチャ／低価格
・ 欠陥のある加入者の切り離し
・ ビット同期の改善
・ 外部からの攻撃に対する、より強い免疫性
【００４５】
この種の確性的フィールドバスは、アビオニクスに用いるのが有利であろう。本発明は、厳しい制約を持つ通信における要求を満たすのに使用することができる、すなわち：
−大きな処理用（数百ｋビット／ｓ以上）
−長いバス長（１００ｍ以上）
−保証された確性的性質（データが送信されなくてはならないときに対する完全な制御）
【００４６】
この種のアーキテクチャは、上述したＣＡＮバスの制約を克服する。もし、ただ一つの加入者が、バス上で能動的であるなら、他の加入者との間の調停と多段受領通知は、もはや不必要である。支持物と部品の性能の本質に関する長さの限界は、航空学的環境の要求と、完全に一致する。例えば、ＣＡＮのようなドライバ回路あるいはＲＳ４８５のようなドライバ回路は、電気的接続の場合に使用することができ、または、高価でない部品は、光リンクに使用することができる。この場合、雷やＥＭＩの保護回路は、もはや必要ではない：
−バスに整合する加入者に関する問題を解決することは、非常に簡単になる
−確性的な観点からすると、第１実施形態において、ネットワーク“縦並び”制御器は、ネットワーク内で交換のためのマスターであり、バスマスターとして他の加入者にスピーチの時間を配布する役割を果たす
−使用されるハードウェアは、現在使用されているＣＡＮバス部品のみから作られ、従って費用の点と、供給元が多いという点で有利である
−従来の確性的フィールドプロトコルに特有のメッセージの安全性を高める機構（“スタッフィング”ビット、ＣＲＣ、受領通知等々）は、依然として能動的である。
【００４７】
【発明の実施の形態】
本発明は、また、制御器とラインドライバ回路と実際のラインとを持ち、いくつかの加入者局の間でメッセージの通信を提供する、確性的フィールドバスに関し、該バスは、唯一つの加入者局のみが、ある時に能動的であり、他は受動的であるという交換の原理によって、加入者局の一つからバス上への送信を認可する手段と、他の局からバス上への送信を不可能にする手段とを含む管理装置を備えることを特徴とする。このバスに対する管理処理に依ると、ＣＡＮ通信プロトコルによって提供されるサービスは使用されるが、このプロトコルの基本原理は、もはや使用されず（衝突管理と受領通知）、一方バス制御器は維持される。
【００４８】
本発明の第１実施形態において、バスへの加入者は全て、２つの関連するバス制御器を“縦並びに”備える。
【００４９】
図２に示される様に、従来からのＣＡＮ加入者の一般的なアーキテクチャは、アプリケーションの処理を実行するマイクロコントローラ２０と、ＣＡＮプロトコルに従ったバス管理に責任のあるプロトコル制御器２１と、標準的な参考文献［１］と［２］の勧めに従った電気信号を整形するラインインターフェイス２２とに基づいている。ＣＡＮバスは、参照番号２３である。
【００５０】
他方、図３で示される第１実施形態では、加入者の一般的なアーキテクチャとして、２つのプロトコル制御器３０，３１が使用されることを要求している。ラインインターフェイスとバスへの接続が重なるのを防ぐために、２つの制御器に共通のラインインターフェイス３１が使用され、送信信号は、送信のためのアクセスを管理するために基本的な論理ゲート３３（ＡＮＤゲート）を通り抜け、そのループはラインインターフェイスによって作られる。バスは、参照番号３４である。
【００５１】
所定の如何なる時にも、バス上には、一つだけ送信制御器があり、他は聞き取り側である。送信制御器は、交換を管理するバス制御器として動作する。送信の間は、“通常”モードで動作し、他の制御器は、受信の“受動的”モードで動作する。２つの制御器を“縦並び”に使用することにより、データがバス上に正しく送られたかをアプリケーションが即時に調べて、全ての送信が正しく送られたかを、他の制御器から通知された受領通知によって確認することができる。データがバス上に送られた後、バス制御器は受動的モードに戻る。
【００５２】
この送信の最後に、２つの場合が起こり得る：
−フレームを送る唯一の目的は、情報を他の加入者に提供することであった（“放送”のような送信）
−送信は、実際には他の加入者への問い合わせであった。また、この他の加入者からの返事は必要である。
【００５３】
もし、送信が加入者からの応答を要求する、単一の加入者への質問であるなら、加入者は、答えるべき立場には無い（それは受動的モードにある）。より高いレベルである、アプリケーションレベルでは、メッセージが実際にそこに宛てられたかが調べられる。この場合、アプリケーションは、応答が必要なときにのみ、制御器を“通常”モードに再構成する。この応答制御器は、また、“縦並び”であり、それゆえ、データがバス上に正しく送られたかを調べることができる。その後、バス制御器は、応答を受け取ることができ、それゆえ、他の加入者に質問したり他の加入者に知らせたりすることができる。
【００５４】
この実施形態において、もう衝突は無いので、衝突を管理する調停の必要は無い。動作は、質問／返事モードにある。受領通知ビットの時間一致は、無用である（受領通知は“縦並びで”制御器によってローカルに管理される）。
【００５５】
第２実施形態において、第１実施形態の利点（マスター／スレーブプロトコルに関する性能）は継承されるが、第２制御器が、制御器とドライバ回路の間に挿入されて同じ機能を実行する専用ロジックによって置き換えられる：
−加入者が受動的モードにあるときに、バス上の送信をできなくする（受信のみ）
・ 加入者による、送信の自動的受領通知（ローカルな受領通知）、
・ 禁止されている受信において、フレームの最後にバス上に受領通知を送信すること、
・ 加入者が受信しているときに、バス上の誤りフレームの送信を排除すること
【００５６】
そして、また、
−安全機構の追加、
・ 制御器からの、出力レベル（Ｔｘ）の構成の監視
・ スレーブ側加入者において、ローカルに管理される応答を送る承認のためのウィンドウ
・ 欠陥があるときに、バスから切り離された加入者。
【００５７】
従って、第１実施形態の第２制御器は、排除され、任意の第１制御器が使用される。受動的モード⇔能動的モードから変更して戻るための時間は、もはや使われない。アプリケーション層は、もはや第２制御器を管理しない。バス上の妨害は、もし加入者の落ち度があれば、限られたものである。
【００５８】
専用ロジックは、追加される部品から成る、つまりＭＳ−ＣＡＮあるいは“マスター−スレーブ”のようなマネージャ４０である。図４に示す様に、このマネージャ４０は、独立型のプログラム可能な回路であり、例えば、制御器４１とＣＡＮバス４３の“ドライバー”回路４２（トランシーバ）との間に挿入されるＦＰＧＳのような回路である。これは、マスターバスとスレーブへのアクセスを管理し、一時に一つにだけ書き込みをする権利を割り当てる。この方式は、バス上での衝突を防止し、受領通知を禁止する。
【００５９】
ＣＡＮプロトコルが、制御器４１上にあって受領通知を受けていないフレームの自動的な再送信を課するので、マネージャ４０は、制御器４１に受領通知ビットをローカルに与えなくてはならない。
【００６０】
このマネージャ４０は、図５に示される機能ブロック図に基づいて定義され、そこでは、入力と出力が以下のような意味を持つ。
−ＲＳＴ：リセット
−ＤＩＳＣ ＩＮ−Ｐ：パルスで、ラインインターフェイス制御器の接続を断つ命令
−ＤＩＳＣ ＩＮ−Ｓ：状態（state）で、ラインインターフェイス制御器の接続を断つ命令
−ＤＩＳＣ−Ｓ：マネージャの状態（接続が切れているかラインが繋がっているか）
−ＳＯＦ：フレームの開始（ＳＯＦビット）
【００６１】
−ＥＯＦ：フレームの終了（ＥＯＦフィールド内の最後のビット）
−ＡＣＫ：受領通知（ＡＣＫビット）
−ＥＮＶ：ＳＯＦからフレーム内の最後の劣性ビットまでの、フレームの包絡線
−ＣＬＫ：制御器用クロック
−ＣＬＫ ＳＥＬ：クロック用周波数を選択する：１６あるいは２４ＭＨｚ（ＳＪＡ１０００で１６あるいは２４ＭＨｚ、インテル（登録商標）社製８２５２７で１６ＭＨｚ）
【００６２】
−ＴＩＭＥＲ ＳＥＬ：認可された応答時間を選択する：タイマーＴとＴ′（２×８ビット）
−ＤＥＢ ＳＥＬ：処理量の選択（５００ｋｂｐｓあるいは１Ｍｂｐｓ）
−Ｉ／ＦへのＴｘ，Ｒｘ：電気的ラインインターフェイスへの入出力（例えば８２Ｃ２５１）
−Ｔｘ，Ｒｘ制御器（ＣＴＲＬ）：制御器のＴｘ出力、Ｒｘ入力
−Ｍ／Ｓ：“マスター”モードあるいは“スレーブ”モードでの、動作構成入力。
【００６３】
専用ロジックの機能は、ＣＡＮフレームの構造を保っている間、最も低いレベルの層まで、マスター／スレーブ動作モードを可能にする。いつでもバス上には能動的な加入者は一つしかあってはならないという事実から、加入者間において多数の調停と受領通知はもはや無いということになる。マスターの加入者（バス上で単独あるいは冗長に組になって）は、自身が能動モードへと入って、バス上に一つの要求を送り、その要求は、受動的である全てのスレーブ加入者（このフレームに受領通知を送らない）に送信される。このフレームは、マスター加入者のところで専用ロジックによってローカルに認可と受領通知がされ、スレーブ加入者のところに宛てられる。マスター加入者は、応答に必要な限り、自身で受動的モードに入る。関係するスレーブ加入者は、自身で能動的モードに入って応答し（承認された時間ウィンドウの間）、もう一度受動的モードに戻る。この返事も専用ロジックによってスレーブ加入者のところでローカルに、認可と受領通知とがなされ、マスター加入者によって受信される。
【００６４】
第３実施形態において、以下の機能を実行する専用部品が使用される。
−加入者が受動的モードのときの、バス上の送信を禁止
−安全性機構の追加
・ スレーブ加入者局でローカルに管理される応答の送信を承認するウィンドウの使用
・ もしそのバスが欠陥のあるものなら、バスから加入者局を切り離すこと
−ビットの多段サンプリング。
【００６５】
従来のＣＡＮ制御器を専用部品（あるいは専用制御器）と取り替える。
この専用部品５０は、バス５２のアプリケーション層５１と物理的支援部の間をライン“ドライバ”を通してインターフェイスする。
【００６６】
その部品は、以下の４つの機能を支援する。
−送信５４：アプリケーションデータをフレームの形式でバスへ転送する
−受信５５：バス上のフレームを復元して、アプリケーションデータを抽出する
−パラメータ設定５３：アプリケーション層との対話インターフェイスをして、制御器のパラメータを設定する
−監視５６：物理層が正しく動作しているかを調べる。
【００６７】
これらの機能は、並列にあるいは順次実行される。図６で示した図は、異なる場合を図解している。
−パラメータ設定機能５３は、他の機能が能動的な状態であるかどうかに関わらず、アプリケーション層５１に関して常に能動的かつ利用可能でなくてはならない。
−送信５４と受信５５の機能は、排他的に能動化される（制御器は送信するか受信するかである）。
−監視機能５６は、（送信フレームを調べるために）送信層の要求時に能動化され、受信したフレームの品質を調べるために、受信層の要求時に能動化される。
【００６８】
専用部品は、ＡＳＩＣ（Application Specific IC：特定用途向け集積回路）で特定された部品あるいはマイクロプログラムされた制御器の形態で作られる。
【００６９】
参考文献
［１］ＩＳＯ標準１１５１９
［２］ＩＳＯ標準１１８９８
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＣＡＮバスの調停の原理を示す図である。
【図２】 従来のＣＡＮ加入者の一般的なアーキテクチャを示す図である。
【図３】 本発明の第１実施形態を示す図である。
【図４】 本発明の第２実施形態を示す図である。
【図５】 本発明の第２実施形態を示す図である。
【図６】 本発明の第３実施形態を示す図である。
【符号の説明】
２０…マイクロコントローラ
２１，３０，３１…プロトコル制御器
２２，３２…ラインインターフェイス
２３，４３…ＣＡＮバス
３３…論理ゲート
３４，５２…バス
４０…マネージャ
４１…制御器
４２…ドライバー回路
５１…アプリケーション層
５３…パラメータ設定機能
５４…送信機能
５５…受信機能
５６…監視機能

Claims (9)

1. 各々が、通信プロトコルを生成し復号する責任を持つ少なくとも一つの制御器を備えるいくつかの加入者局の間で、メッセージの通信が提供される確性的フィールドバスの管理のための方法において、該方法は、唯一つの加入者局のみが、ある時に能動的であり、他は受動的なままであるという交換の原理によって、加入者局の一つからバス上への送信は可能であり、他の局からバス上への送信は、不可能であり、
   各加入者局は、２つの関連する制御器と、前記２つの関連する制御器に接続されたアプリケーションとを備え、一方の制御器が送信の間に通常モードで動作するとともに、データがバス上に正しく送られたことを前記アプリケーションが即時に調べて、全ての送信が正しく送られたことを、他方の制御器から通知されるローカルな受領通知によって確認するために、前記他方の制御器は受動的モードで動作することを特徴とする方法。
2. 監視機構が、各制御器からの出力レベルに対して使用されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. スレーブ加入者局において管理されるウィンドウが応答を送る承認のために使用されることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. もし欠陥がある場合は、加入者局は、バスから切り離されることを特徴とする請求項１記載の方法。
5. ３より上の各ビットは、多段サンプリングされることを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 制御器とラインドライバ回路とライン自身とを持ち、いくつかの加入者局の間でメッセージの通信を提供する、確性的フィールドバスにおいて、該バスは、唯一つの加入者局が、ある時に能動的であり、一方、他は受動的であるという交換の原理によって、バス上の加入者局の一つから送信を認可する手段と、他の局からバス上への送信を不可能にする手段とを含む管理装置を備え、
   各加入者局は、２つの関連する制御器と、前記２つの関連する制御器に接続されたアプリケーションとを備え、一方の制御器が送信の間に通常モードで動作するとともに、データがバス上に正しく送られたことを前記アプリケーションが即時に調べて、全ての送信が正しく送られたことを、他方の制御器から通知されるローカルな受領通知によって確認するために、前記他方の制御器は受動的モードで動作することを特徴とするバス。
7. 上記各加入者局では、制御器と対応するバスドライバとの間に置かれて、
   ・ 制御器の出力レベルの構成の監視と、
   ・ スレーブ加入者局において管理されるウィンドウの応答を送ることを承認するための使用と、
   ・ もし欠陥がある場合は、加入者局をバスから切り離すこととのための安全性の機構を実行する論理手段を備えることを特徴とする請求項６記載のバス。
8. 上記各加入者局は、
   ・ スレーブ加入者局において管理されるウィンドウの応答を送ることを承認するための使用と、
   ・ もし欠陥がある場合は、加入者局をバスから切り離すこととが可能な安全性機構と、ビットの多段サンプリングとの機能を実行する専用部品を備えることを特徴とする請求項６記載のバス。
9. 請求項６〜８のいずれか一つに記載の確性的フィールドバスが使用されることを特徴とするアビオニクス。

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