JP5976157B2

JP5976157B2 - コントローラエリアネットワーク（ｃａｎ）デバイス及びｃａｎ交通制御方法

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Publication number: JP5976157B2
Application number: JP2015083430A
Authority: JP
Inventors: ミュースマティアス; エレンドベルンド
Original assignee: NXP BV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2015-04-15
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2035-04-15
Also published as: CN105024898A; JP2015213308A; EP2940935B1; EP2940935A1; CN105024898B

Description

本発明は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）デバイス及びＣＡＮ交通（トラフィック）制御方法に関するものである。

本出願は、“Controller Area Network (CAN) transceiver and method for operating a CAN transceiver”と題し、２０１３年１０月２日に出願された米国実用特許出願第１４／０４４，４３２号（この内容は参照により本明細書に組み込まれる）の一部継続出願である。

コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バスは、しばしば自動車内に用いられる、メッセージに基づく通信バスプロトコルである。ＣＡＮバスプロトコルは、ハイブリッド車／電気自動車用のエンジン制御モジュール（ＥＣＭ）、パワートレイン制御モジュール（ＰＣＭ）、エアーバッグ、アンチロックブレーキ、クルーズコントロール、電動パワーステアリング、オーディオシステム、窓、ドア、ミラー調整、バッテリ、再充電システム、等のような種々の電子制御ユニット（ＥＣＵ）間の通信を可能にするのに用いられる。ＣＡＮバスプロトコルのデータリンク層は、国際標準化機構（ＩＳＯ）11898-1として標準化されている。標準化されたＣＡＮデータリンク層のプロトコルは、データ転送速度（データレート）を速めるように拡張する処理である。ＣＡＮフレキシブルデータレート、すなわち“ＣＡＮＦＤ”と称される拡張プロトコルは、現存のＩＳＯ 11898-1規格の最新版の形態で標準化に近づいている。ＩＳＯ 11898-1規格の新興作業原案（ＷＤ：ワーキングドラフト）は、２０１２年４月１７日に発表されＩＳＯ 11898-1ＷＤと称されている文献“ＣＡＮ with Flexible Data-Rate”（スペシフィケーションバージョン１．０）に記載されている。

ビークルのようなシステムにＣＡＮＦＤを導入させるためには、ネットワークにおける全てのノードがＣＡＮＦＤに準拠するようにする必要がある。しかし、自動車のように複数のＥＣＵを有する複雑なシステムでは、全てのＥＣＵをＣＡＮＦＤに準拠するようにアトミックに切り換えるのは困難である。ＣＡＮＦＤへの移行をサポートする種々の技術の提案及び実行の双方又は何れか一方は達成されている。

ある１つの技術は、ＣＡＮＦＤの“パッシブ”パーシャルネットワーク用のトランシーバを有している。これらのパーシャルネットワーク用のトランシーバは、ノードをスリープモード又は待機モードに入れ、これにより、マイクロコントローラにおける古いＣＡＮエンジンからＣＡＮＦＤ交通を“隠す（hide）”ようにしている。この技術は、例えば、“古い”ＣＡＮノードも存在するネットワーク（例えば、自動車）における一部のＣＡＮＦＤが使用可能なノードを“フラッシング”するために用いることができるが、通常の通信中に古いノードと同時にＣＡＮＦＤを用いることができない。この技術では、実行及び入手が容易となりうる。しかし、この技術は、自動車の走行時中にはＣＡＮＦＤ通信をサポートせず、専門的なサービス中又はラインプログラミングの終了中におけるソフトウェアフラッシングに対するアイランドソリューションである。

他の技術には、何らかのマイクロコントローラに接続するのに適したＣＡＮＦＤ“アクティブ”スタンドアロンコントローラを用いる手段がある。この技術は、ＣＡＮＦＤブリッジに対するインタフェース（例えば、ＳＰＩ）を含んでおり、プロトコルコントローラを交換することにより、多くのＥＣＵを、ＣＡＮＦＤを用いてアップグレードさせるようにしている。この技術は、自動車を通じてＣＡＮＦＤを実行させるが、各ＥＣＵにおいてハードウェア及びソフトウェアをアップグレードさせる必要がある。

他の技術には、新たなＣＡＮＦＤブロックに対するマイクロコントローラをアップグレードさせる手段がある。特に、古いＣＡＮエンジンはＣＡＮＦＤを“サイレント”とするように変更される。この技術の場合、ＣＡＮＩＰは新たなＣＡＮフレームフォーマットを送信又は受信する必要がないが、バスエラーを誘発することなく新たなＣＡＮフレームフォーマットを“無視する”ものである。この技術は、全てのマイクロコントローラをアップグレードさせる必要があるが、集積化されたＣＡＮＩＰに対する影響はほんの僅かである。全てのマイクロコントローラはハードウェア及びソフトウェアをアップグレードさせる必要があるが、ネットワークは依然としてネットワークワイドの（ネットワーク全体に広がる）ＣＡＮＦＤを導入することができない。

他の技術には、代替の標準規格を開発する手段がある。例えば、ＣＡＮＦＤコンパチブル（Compatible）、すなわち“ＣＡＮＦＤＣ”と称する代替の標準規格が提案されており、これには、バス上で２つの異なるバスレベルスキーム、すなわち標準のＣＡＮ交通に対する通常のレベルスキームと新たな高速バス（fast bus）交通に対する反転レベルスキームとを用いる手段が含まれている。反転レベルスキームは、通常接続されているＣＡＮトランシーバにとっては無視される反転極性を用いる第２の（他の）ＣＡＮトランシーバにより簡単に適用される。この代替の標準規格によれば、高速交通をバックグラウンド内に隠すことができるが、ノーマルＣＡＮノードが既知のＣＡＮ規則に応じてのみダミーフレームを見つけるものである。第２のトランシーバは高速度で動作する新たなＣＡＮエンジンに接続されている。この技術は、古いＣＡＮノードが高速交通を認識しない為に後方互換性であるが、ＣＡＮＦＤＣをサポートする全てのノードは、新たなＣＡＮプロトコルと第２のＣＡＮトランシーバとを必要とする。

ＣＡＮＦＤへの移行をサポートする為に種々の技術が提案され且つ実行されたか、或いはその何れかが達成されたが、自動車の走行時に“古い”ＣＡＮと同時にＣＡＮＦＤを使用させるようにする後方互換性の解決策を依然として必要としている。

"ＣＡＮ with Flexible Data-Rate"（スペシフィケーションバージョン１．０）

本発明によれば、デバイス及び方法を開示する。一例では、ＣＡＮデバイスを開示する。ＣＡＮデバイスは、ＴＸＤ入力インタフェースと、ＴＸＤ出力インタフェースと、ＲＸＤ入力インタフェースと、ＲＸＤ出力インタフェースと、ＴＸＤ入力インタフェース及びＴＸＤ出力インタフェース間に、且つＲＸＤ入力インタフェース及びＲＸＤ出力インタフェース間に接続された交通制御システムとを有するようにする。この交通制御システムは、ＲＸＤ入力インタフェースにおけるＣＡＮフレキシブルデータレート（ＦＤ）交通の存在を検出するように構成し、この交通制御システムがＲＸＤ入力インタフェースにおけるＣＡＮＦＤ交通の存在を検出した場合に、ＲＸＤ入力インタフェースをＲＸＤ出力インタフェースから分離するとともに、ＴＸＤ入力インタフェースをＴＸＤ出力インタフェースから分離するようにする。

他の例では、ＣＡＮ交通を制御する方法を開示する。この方法は、ＲＸＤ入力インタフェースにおいて受信された交通を復号するステップと、復号された交通をＣＡＮＦＤ交通の存在に対し監視するステップとを具えるようにし、ＲＸＤ入力インタフェースにおいてＣＡＮＦＤ交通の存在が検出されると、ＲＸＤ入力インタフェースをＲＸＤ出力インタフェースから分離するとともに、ＴＸＤ入力インタフェースをＴＸＤ出力インタフェースから分離するようにする。

本発明の他の態様は、添付図面を参照し、本発明の原理を例示して述べる以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。

図１は、複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）を有し、これらの各々がＣＡＮバスに接続されているＣＡＮネットワークを示すブロック線図である。図２は、図１の１つのＥＣＵを拡大して示すブロック線図である。図３Ａは、ＣＡＮノーマルモードで用いられるＩＳＯ11898-1フレームのフォーマットを示す線図である。図３Ｂは、ＣＡＮＦＤモードで用いられるＩＳＯ11898-1 ＷＤフレームのフォーマットを示す線図である。図４は、受信機と、送信機と、受信データ（ＲＸＤ）インタフェースと、送信データ（ＴＸＤ）インタフェースと、ＣＡＮバスインタフェースとを有する従来のＣＡＮトランシーバの一実施例を示す回路図である。図５Ａは、ＣＡＮＦＤモードの交通の存在を検出するように構成され、ＣＡＮＦＤモードの交通が検出された場合に、ＣＡＮトランシーバの動作状態を変更させるようにしたＣＡＮトランシーバの一実施例を示す回路図である。図５Ｂは、ＣＡＮノーマルモードの交通がＣＡＮバスで受信された、図５ＡのＣＡＮトランシーバの動作状態を示す回路図である。図５Ｃは、ＣＡＮＦＤモードの交通がＣＡＮバスで受信され、ＴＸＤインタフェースのみがＣＡＮバスから切断された、図５ＡのＣＡＮトランシーバの動作状態を示す回路図である。図５Ｄは、ＣＡＮＦＤモードの交通がＣＡＮバスで受信され、ＴＸＤインタフェース及びＲＸＤインタフェースの双方がＣＡＮバスから切断された、図５ＡのＣＡＮトランシーバの動作状態を示す回路図である。図６は、本発明の一実施例によるＣＡＮトランシーバ動作方法を示す処理上のフローチャートである。図７Ａは、ＣＡＮトランシーバと交通制御システムとを有しノーマルモードで動作するＣＡＮシステムを示すブロック線図である。図７Ｂは、シールド（shield）モードで動作する図７ＡのＣＡＮシステムを示すブロック線図である。図８は、交通制御システムを動作させる技術を示す処理上のフローチャートである。図９は、ＣＡＮトランシーバの他の実施例を示すブロック線図である。図１０は、ＣＡＮトランシーバ及びＣＡＮＦＤシールドデバイスの一実施例であって、ＣＡＮＦＤシールドデバイスはＣＡＮトランシーバから分離されたＩＣデバイス上に形成してある実施例を示すブロック線図である。

図面に関する説明の全体において、同じ要素を表すのに同じ参照符号を用いるものとする。

本明細書において説明するとともに添付図面に示す実施例の構成要素は、一般に、広範囲の種々の異なる構成に配置するとともに設計しうることを容易に理解されるであろう。従って、図面に示すような種々の実施例の、以下のより詳細な説明は、本発明の開示範囲を限定するものではなく、単に種々の実施例を表しているものである。これらの実施例の種々の特徴事項を図面に表しているが、これらの図面は特に明記しない限り必ずしも実際のものに正比例させて描いているものではない。

本発明は、その精神又は本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定な形態で構成しうるものである。開示した実施例はあらゆる観点において例示的なものに過ぎず本発明を限定するものではないことを考慮すべきである。従って、本発明の範囲は、本発明の詳細な説明によるものではなく、特許請求の範囲により表されるものである。特許請求の範囲が意味するところ及びその等価範囲内に入るあらゆる変更も本発明の範囲内に包含すべきものである。

本明細書全体に亘る機能、利点又は同様な言い回しに対する参照は、本発明により実現しうるこれら機能及び利点の全てが、本発明の如何なる単一の実施例におけるものであるようにする必要があることを意味するものではない。むしろ、機能及び利点を参照する言い回しは、実施例に関して説明した特定の機能、利点又は特徴事項が本発明の少なくとも１つの実施例に含まれていることを意味すると理解されるものである。従って、本明細書全体に亘る機能及び利点の考察や同様な言い回しは、同じ実施例を参照することができるものであるが、必ずしもこのようにする必要はない。

更に、本発明の開示する機能、利点及び特徴事項は、１つ以上の実施例において適切な如何なる様にも組合せることができる。当業者は、本発明の開示の観点から、特定の実施例の特定の機能又は利点の１つ以上が無い状態で本発明を実施しうることを認識しうるものである。他の場合には、本発明の全ての実施例に存在しないある実施例において追加の機能及び利点を認識しうるものである。

本明細書全体に亘る“一実施例”、“実施例”又は同様な言い回しに対する参照は、指定した実施例に関連して説明した特定の機能、利点又は特徴事項が本発明の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味しているものである。従って、本明細書全体に亘る語句“一実施例において”、“実施例において”又は同様な言い回しは、全て同じ実施例を参照することができるものであるが、必ずしもこれに限られない。

図１は、“ノード”とも称する複数のＥＣＵ１０２を有するＣＡＮネットワーク１００を示しており、各ＥＣＵ１０２はＣＡＮバス１０４に接続されている。図１の実施例では、各ＥＣＵは、ＣＡＮプロトコルコントローラ１１４が埋込まれたマイクロコントローラ１１０と、ＣＡＮトランシーバ１２０とを具えている。マイクロコントローラは代表的に、センサ、アクチュエータ又はその他のある制御デバイスのような少なくとも１つのデバイスに接続されており、且つ受信したメッセージの意味を決定するとともに適切な送信メッセージを発生するようにプログラミングされている。ホストプロセッサ又はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）とも称されるマイクロコントローラは当該技術分野において既知である。

マイクロコントローラ１１０内に埋込むか又はマイクロコントローラの外部に設け得るＣＡＮプロトコルコントローラ１１４は、当該技術分野で既知のようなデータリンク層動作を実行する。例えば、受信動作では、ＣＡＮプロトコルコントローラは、マイクロコントローラにより取り込むためにメッセージ全体が得られるまで、送信機から受信した直列ビットを記憶する。ＣＡＮプロトコルコントローラは、標準化されたフレームフォーマットに応じてＣＡＮフレームを復号化することもできる。送信動作では、ＣＡＮプロトコルコントローラは、マイクロコントローラからメッセージを受信し、これらメッセージをＣＡＮフレームフォーマットにおける直列ビットとしてＣＡＮトランシーバに送信する。

ＣＡＮトランシーバ１２０はマイクロコントローラ１１０とＣＡＮバス１０４との間に位置し、物理層での動作を実行する。例えば、受信動作では、ＣＡＮトランシーバがＣＡＮバスからのアナログ差動信号を、ＣＡＮプロトコルコントローラが読み取りうる直列デジタル信号に変換する。ＣＡＮトランシーバは更に、ＣＡＮバス上の異常な電気的状態、例えば、電気的なサージ状態からＣＡＮプロトコルコントローラを保護する。送信動作では、ＣＡＮトランシーバがＣＡＮプロトコルコントローラから受信した直列デジタルビット信号をアナログ差動信号に変換し、これらアナログ差動信号をＣＡＮバスに送るようになる。

ＣＡＮバス１０４はアナログ差動信号を伝達するものであり、ＣＡＮハイ（ＣＡＮＨ）バスライン１２４及びＣＡＮロー（ＣＡＮＬ）バスライン１２６を有している。このＣＡＮバスは当該技術分野において既知である。

図２は、図１における１つのＥＣＵ１０２を示す拡大図である。このＥＣＵのマイクロコントローラ１１０及びＣＡＮトランシーバ１２０は、電源電圧ＶＣＣの点と接地電圧ＧＮＤの点との間に接続されている。この図２に示すように、マイクロコントローラからＣＡＮトランシーバへ伝達されるデータは送信データ（ＴＸＤ）として特定し、ＣＡＮトランシーバからマイクロコントローラへ伝達されるデータは受信データ（ＲＸＤ）として参照する。データは、ＣＡＮＨバスライン１２４及びＣＡＮＬバスライン１２６を介してＣＡＮバスに通信される。

上述したように、ＣＡＮプロトコルコントローラはノーマルモード又はフレキシブルデータレートモードをサポートするように構成しうる。ここで用いる用語“ＣＡＮノーマルモード”（“ＣＡＮクラシックモード”とも称する）は、ＩＳＯ 11898-1標準規格に応じてフォーマット化（書式化）されたフレームを言及するものであり、“ＣＡＮＦＤモード”は、新興のＩＳＯ 11898-1 ＷＤ標準規格又はその等価の規格に応じてフォーマット化されたフレームを言及するものである。新興のＩＳＯ 11898-1 ＷＤ標準規格は、２０１２年４月１７日に発表された文献“ＣＡＮ with Flexible Data-Rate”（スペシフィケーションバージョン１．０）に記載されている。この文献は参考のために導入したものである。

図３Ａは、ＣＡＮノーマルモードで用いられる（クラシックベースフレームフォーマット（ＣＢＦＦ）における）ＩＳＯ 11898-1フレーム１３０のフォーマットを示し、図３Ｂは、ＣＡＮＦＤモードで用いられる（ＦＤベースフレームフォーマットにおける）ＩＳＯ 11898-1 ＷＤフレーム１３２のフォーマットを示している。ＣＡＮノーマルモード及びＣＡＮＦＤモードにおけるフィールドは以下のように規定されている。
ＳＯＦフレームの開始（Start of Frame）（常にドミナントである）
ＩＤメッセージ内容を規定するビット識別子ビット
ＲＴＲ遠隔送信要求（Remote transmission Request）
ＩＤＥＩＤ拡張子（ＩＤ Extension）
ｒ０予約ビット０（ＣＡＮＦＤフォーマットにおけるＦＤＦにとって代わる）
ＦＤＦＦＤフォーマット（すなわち、フレームフォーマットを識別するビット）
ＢＲＳボーレートスイッチ（Baud Rate Switch）
ＥＳＩエラー状態インジケータ（Error State Indicator）
ＤＬＣデータ長コード（Data Length Code）
ＤＡＴＡデータバイト（Data Byte）
ＣＲＣ巡回冗長検査（Cyclic Redundancy Check）
ＣＲＣＤＥＬＣＲＣデリミタ（常にレセッシブである）
ＡＣＫアクノリッジ
ＡＣＫＤＥＬアクノリッジデリミタ
ＥＯＦフレームの終了（End Of Frame）

“クラシック拡張フレームフォーマット（ＣＥＦＦ）”と称されるクラシックフォーマットの他のバージョンもあり、この場合ＦＤＦビットはｒ１位置にあり、一方ＣＢＦＦではＦＤＦビットはｒ０位置にある。注目すべきことに、ＣＡＮプロトコルはＣＡＮノーマルモード内の（一般にＦＤＦビットとも称されている）予約ビット（ｒ０又はｒ１）を用いてフレームをＣＡＮＦＤモードフレームとして識別する。特に、ＦＤＦビットは、フレームがＣＡＮノーマルモードフレーム（ＩＳＯ 11898-1）であるか又はＣＡＮＦＤモードフレーム（ＩＳＯ 11898-1 ＷＤ）であるかを表す１ビットフィールドである。ＦＤＦビットがドミナント（例えば、低、又は“０”）である場合には、フレームがＣＡＮノーマルモードフレームであり、ＦＤＦビットがレセッシブ（例えば、高、又は“１”）である場合には、フレームがＣＡＮＦＤモードフレームである。ＣＡＮノーマルモードフレームでは、予約ビット（ｒ０、ｒ１）はバスラインに対し常にドミナント状態に駆動される。

上述したように、ＥＣＵがＣＡＮＦＤモードをサポートするようにするためには、ＣＡＮプロトコルコントローラがＣＡＮＦＤモードをサポートする必要がある。ＣＡＮプロトコルコントローラがＣＡＮＦＤモードをサポートせずにＣＡＮＦＤモードフレームを受信すると、ＣＡＮプロトコルコントローラはフレームを認識せずにエラー状態に入るおそれがあり、これにより代表的にはＣＡＮプロトコルコントローラがＣＡＮバスにエラー信号を出力するようにする。しかし、ＣＡＮＦＤモードをサポートするノードと同じＣＡＮバス上に共存するＣＡＮノーマルモードのみをサポートするノードを設けるようにするのが望ましい。本発明の実施例によれば、ＣＡＮ中のＥＣＵのＣＡＮトランシーバを、ＣＡＮＦＤモード交通の存在を検出するとともに、ＣＡＮＦＤモード交通が検出された場合に、ＥＣＵのＣＡＮプロトコルコントローラをＣＡＮバスから分離させるような、ＣＡＮトランシーバの動作状態の変更を実行するように構成する。ＣＡＮＦＤモード交通が検出された場合に、ＣＡＮプロトコルコントローラをＣＡＮバスから分離させるような、ＣＡＮトランシーバの動作状態の変更を実行することにより、マイクロコントローラ１１０におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４が、ＣＡＮＦＤモードフレームに応答してエラー信号をＣＡＮバスに供給するのを阻止し、従ってノーマルモードのＣＡＮプロトコルコントローラがＦＤモードのＣＡＮプロトコルコントローラを有するのと同じＣＡＮバス上に共存させるようにする。

一実施例では、ＣＡＮトランシーバの動作状態の変更に、送信データ（ＴＸＤ）をＣＡＮバスから分離させてエラー信号がＣＡＮバスに送信されるのを阻止するようにすることを含むようにし、他の実施例では、ＣＡＮトランシーバの動作状態の変更に、受信データ（ＲＸＤ）をＥＣＵのＣＡＮプロトコルコントローラから分離させてＣＡＮＦＤモードフレームがＣＡＮプロトコルコントローラに到達するのを阻止するようにすることを含むようにする。（例えば、ＣＤＣデリミタ（ＣＲＣＤＥＬ）後のビットであるアクノリッジスロットにより表されるように）ＣＡＮＦＤモードフレームの終了が検出されると、ＣＡＮトランシーバによりＥＣＵのＣＡＮプロトコルコントローラをＣＡＮバスに再接続しうる。

更なる実施例では、ＣＡＮＦＤモードフレームが検出された場合に、ＣＡＮトランシーバが、ＣＡＮノーマルモードに適合する１つ以上のダミーフレームを発生するとともに、これらのダミーフレームをＣＡＮプロトコルコントローラに提供してこのＣＡＮプロトコルコントローラがエラー状態に入らないようにする。ＦＤモードフレームの終了が検出された場合に、ＣＡＮトランシーバはダミーフレームの発生を終了させることができる。

従来のＣＡＮトランシーバはＣＡＮバスにおいて受信されているフレームの種類を検出できず、従って、受信されているフレームの種類に応答して独自の動作状態を選択的に制御できない。図４は、受信機１３６と、送信機１３８と、ＲＸＤインタフェース１４０と、ＣＡＮＨバスインタフェース１４６及びＣＡＮＬバスインタフェース１４８を有するＣＡＮバスインタフェース１４４とを具える従来のＣＡＮトランシーバ１２２の例を示している。ＣＡＮバスインタフェースで受信されるＣＡＮ交通（例えば、ＲＸＤ）は単に受信機を介してＲＸＤインタフェースに通過するだけであり、ＴＸＤインタフェースで受信されたＣＡＮ交通（例えば、ＴＸＤ）は単に送信機を介してＣＡＮバスインタフェースに送出するだけである。ＣＡＮトランシーバは受信されるフレームの種類を検出する機能を有さない為、フレームがＣＡＮノーマルモードフレームであるかＣＡＮＦＤモードフレームであるかを問わずにＣＡＮトランシーバを通過する。

図５Ａは、ＣＡＮＦＤモード交通の存在を検出するように構成されているとともに、ＣＡＮＦＤモード交通が検出された場合に、マイクロコントローラ１１０におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４をＣＡＮバス１０４から分離させるようなＣＡＮトランシーバの動作状態における変更を実行するように構成された当該ＣＡＮトランシーバ２２０の実施例を示す。このＣＡＮトランシーバは、ＲＸＤインタフェース２４０と、（ＣＡＮＨバスインタフェース２４６及びＣＡＮＬバスインタフェース２４８を有する）ＣＡＮバスインタフェース２４４と、受信機２３６と、送信機２３８と、交通制御システム２５０とを具え、この交通制御システムは、（ＣＡＮＦＤフレームを復号しうる）独自のＣＡＮプロトコルコントローラ２５２と、スイッチングシステムとを有し、このスイッチングシステムは、ＴＸＤインタフェース２４２及びＲＸＤインタフェース２４０を互いに独立させてＣＡＮバスインタフェースから分離させ、これによりマイクロコントローラ１１０におけるＣＡＮプロトコルコントローラをＣＡＮバス１０４から分離させるようになっている。図５Ａの実施例では、交通制御システムが、ＣＡＮプロトコルコントローラ２５２と、発振器２５４と、受信路マルチプレクサ２５６と、送信路マルチプレクサ２５８とを有している。ＣＡＮプロトコルコントローラ２５２は、直列デジタルデータを受信機から、タイミング信号を発振器から、（ＲＸＤ′として示す）直列デジタルデータをＴＸＤインタフェースから受信するように接続されている。ＣＡＮプロトコルコントローラ２５２は、（ＴＸＤ′として示す）直列デジタルデータを受信路マルチプレクサに出力するとともに、マルチプレクサ制御信号（ＣＡＮ_ＦＤ_Detected（検出）_ＴＸＤ、ＣＡＮ_Normal_Detected（ノーマル検出）_ＴＸＤ、ＣＡＮ_ＦＤ_Detected_ＲＸＤ及びＣＡＮ_Normal_Detected_ＲＸＤ）を受信路マルチプレクサ及び送信路マルチプレクサの双方又は何れか一方に出力するように接続されている。受信路マルチプレクサは、直列デジタルデータを直接受信機から且つＣＡＮプロトコルコントローラから受信し、直列デジタルデータをＲＸＤマルチプレクサ制御信号（例えば、ＣＡＮ_ＦＤ_Detected_ＲＸＤ又はＣＡＮ_Normal_Detected_ＲＸＤ）の状態に応じてＣＡＮプロトコルコントローラから又は直接受信機からＲＸＤインタフェースに出力するように接続されている。送信路マルチプレクサは、ＴＸＤインタフェースから直列デジタルデータを受信し、この直列デジタルデータをＴＸＤマルチプレクサ制御信号（例えば、ＣＡＮ_ＦＤ_Detected_ＴＸＤ又はＣＡＮ_Normal_Detected_ＴＸＤ）の状態に応じて送信機に又はＣＡＮプロトコルコントローラ２５２に出力するように接続されている。

次に、図５Ａのトランシーバの動作を図５Ｂ〜５Ｄにつき説明する。図５Ｂは、ＣＡＮノーマルモードフレームがＣＡＮバス１０４で受信された場合を示しており、図５Ｃ及び５Ｄは、ＣＡＮＦＤモードフレームがＣＡＮバスで受信された場合を示している。図５Ｂ〜５Ｄでは、太線がアクティブデータバス、例えば、データが通信されているチャネルを示している。図５Ｂ〜５Ｄの動作例では、ＣＡＮノーマルモードのみをサポートしうるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４を有しているマイクロコントローラ１１０にＣＡＮトランシーバ２２０が接続されているものと仮定している。すなわち、ＣＡＮトランシーバに接続されているマイクロコントローラは、ＣＡＮノーマルモード交通のみをさがすことを期待するものであり、ＣＡＮＦＤモード交通さえも識別しえない。

図５Ｂを参照するに、少なくとも１つのＣＡＮノーマルモードフレームがＣＡＮバス１０４において送信される。このＣＡＮノーマルモードフレームは受信機２３６により受信され、差動信号から対応する直列信号に変換される。これらの直列信号はＣＡＮプロトコルコントローラ２５２に、且つ受信路マルチプレクサ２５６を介してＲＸＤインタフェース２４０に供給される。これらの直列信号がＲＸＤインタフェースに供給されている間、ＣＡＮプロトコルコントローラはこれらの直列信号を復号して、受信したフレームがＣＡＮノーマルモードフレームであるか或いはＣＡＮＦＤモードフレームであるかを決定する。特に、ＣＡＮプロトコルコントローラはＦＤＦビットを読取ってフレームの種類を決定する。本例では、ＣＡＮノーマルモードフレームとＣＡＮＦＤモードフレームとの間を識別できないマイクロコントローラ１１０のＣＡＮプロトコルコントローラ１１４とは相違して、ＣＡＮトランシーバ２２０のＣＡＮプロトコルコントローラ２５２が、ＣＡＮノーマルモードフレームとＣＡＮＦＤモードフレームとの間を識別しうるものである。受信したフレームはノーマルモードフレームである為、送信路マルチプレクサ２５８は、ＴＸＤインタフェースからの直列デジタル信号を送信機２３８に直接供給するように制御される。次に、この送信機がこれらのデジタル信号をアナログ差動信号に変換し、これらのアナログ差動信号をＣＡＮバス１０４において送信する。更に、受信したフレームはノーマルモードフレームである為、受信路マルチプレクサは、直列信号を、ＲＸＤインタフェース２４０の観点から事実上ＣＡＮプロトコルコントローラ２５２を側路して受信機から受信路マルチプレクサを介してＲＸＤインタフェースに直接供給するように制御する。例えば、受信機がアナログ差動信号を単一ラインの直列デジタル信号に変換し、これらデジタル信号を、ＲＸＤインタフェース２４０を介してＥＣＵ１０２の対応するマイクロコントローラ１１０に送信する。一実施例では、ＣＡＮプロトコルコントローラがＣＡＮ_Normal_Detected_ＴＸＤ及びＣＡＮ_Normal_Detected_ＲＸＤ信号をそれぞれ受信路マルチプレクサ２５６及び送信路マルチプレクサ２５８に出力し、データ通信路を図５Ｂに示すように有効化するようにこれらマルチプレクサを制御する。図５Ｂの例では、マイクロコントローラ１１０におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４がＣＡＮノーマルモードフレームを見つけることを期待し、実際にこのようなフレームを見つける。従って、マイクロコントローラ１１０におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４はデータフレームを正しく読取ることができる。

図５Ｃを参照するに、少なくとも１つのＣＡＮＦＤモードフレームがＣＡＮバス１０４において送信されている。このＣＡＮＦＤモードフレームが受信機２３６により受信され、アナログ差動信号から対応する直列デジタル信号に変換される。これらの直列デジタル信号はＣＡＮプロトコルコントローラ２５２に供給されるとともに、受信路マルチプレクサ２５６を介してＲＸＤインタフェース２４０に供給され、最初に、データの最初の数ビットが受信機から直接受信路マルチプレクサを介してＥＸＤに供給される（図５Ｃに図示せず）。直列信号がＲＸＤインタフェースに供給されている間、ＣＡＮトランシーバ２２０のＣＡＮプロトコルコントローラ２５２が直列信号を復号して、受信フレームがＣＡＮノーマルモードフレームであるかＣＡＮＦＤモードフレームであるかを決定する。特に、ＣＡＮプロトコルコントローラは“オンザフライ”動作中にＦＤＦビットを読取ってフレームの種類を決定する。上述したように、ＣＡＮトランシーバ２２０のＣＡＮプロトコルコントローラは、ＣＡＮノーマルモードフレームとＣＡＮＦＤモードフレームとの間を識別することができ、受信フレームがＦＤモードフレームである為、ＣＡＮトランシーバの動作状態が変更される。例えば、ＣＡＮプロトコルコントローラがＣＡＮトランシーバの動作状態を直ちに変更してＣＡＮバスインタフェースをＴＸＤインタフェースから分離させ、これによりエラー信号がＣＡＮバスに送信されるのを阻止する。一実施例では、ＣＡＮプロトコルコントローラは、ＣＡＮ_ＦＤ_Detected_ＴＸＤ信号により送信路マルチプレクサがＴＸＤインタフェースからの送信データＴＸＤを送信機２３８へ向けずにＣＡＮプロトコルコントローラ２５２に向けるようにする。この場合、ＣＡＮＦＤモードフレームがＲＸＤインタフェース２４０を経てマイクロコントローラ１１０に供給される。しかし、ＴＸＤインタフェースがＣＡＮバス１０４から分離されている為、マイクロコントローラにより発生されるおそれのある如何なるエラー信号もＣＡＮバスに達しない。ＦＤモード送信の終了点に達すると、ＣＡＮトランシーバはこのトランシーバのＴＸＤ及びＲＸＤインタフェースをＣＡＮバスインタフェースに再接続しうる。一実施例では、ＣＲＣデリミタビット（ＣＲＣＤＥＬ）が識別されるか又は６つの順次の等しいビットが検出された場合に、ＣＡＮＦＤモード送信の終了点が検出されるようにする。

図５Ｄを参照するに、少なくとも１つのＣＡＮＦＤモードフレームがＣＡＮバス１０４において送信されている。このＣＡＮＦＤモードフレームが受信機２３６により受信され、アナログ差動信号から対応する直列デジタル信号に変換される。これらの直列デジタル信号はＣＡＮプロトコルコントローラ２５２に供給されるとともに、受信路マルチプレクサ２５６を介してＲＸＤインタフェース２４０に供給され、最初に、データの最初の数ビットが受信機から直接受信路マルチプレクサを介してＲＸＤに供給される（図５Ｄに図示せず）。直列信号がＲＸＤインタフェースに供給されている間、ＣＡＮプロトコルコントローラが直列信号を復号して、受信フレームがＣＡＮノーマルモードフレームであるかＣＡＮＦＤモードフレームであるかを決定する。特に、ＣＡＮプロトコルコントローラは“オンザフライ”動作中にＦＤＦビットを読取ってフレームの種類を決定する。上述したように、ＣＡＮトランシーバ２２０のＣＡＮプロトコルコントローラ２５２は、ＣＡＮノーマルモードフレームとＣＡＮＦＤモードフレームとの間を識別することができ、受信フレームがＦＤモードフレームである為、ＣＡＮトランシーバの動作状態が変更される。例えば、ＣＡＮプロトコルコントローラはＣＡＮトランシーバの動作状態を直ちに変更してＣＡＮバスインタフェースをＴＸＤインタフェースから分離させ、これによりエラー信号がＣＡＮバスに送信されるのを阻止する。一実施例では、ＣＡＮプロトコルコントローラは、ＣＡＮ_ＦＤ_Detected_ＴＸＤ信号により送信路マルチプレクサがＴＸＤインタフェースからの送信データＴＸＤを送信機へ向けずにＣＡＮプロトコルコントローラに向けるようにする。更に、受信フレームがＣＡＮＦＤモードフレームであることが検出されると直ちに、ＣＡＮプロトコルコントローラはＣＡＮトランシーバの動作状態を変更して、ＣＡＮバスインタフェースをＲＸＤインタフェースから分離させ、ＣＡＮＦＤモードフレームがＥＣＵ１０２のＣＡＮプロトコルコントローラ１１４に到達するのを阻止するようにする。例えば、ＣＡＮトランシーバ２２０におけるＣＡＮプロトコルコントローラ２５２は、ＣＡＮ_ＦＤ_Detected_ＲＸＤ信号により受信路マルチプレクサ２５６が、ＣＡＮバスから直接受信されるデータではなくＣＡＮプロトコルコントローラからのデータ（ＴＸＤ′）を選択してＲＸＤインタフェース２４０に出力させるようにする。（例えば、ＣＲＣＤＥＬビットで表されるように）最後のＦＤモードフレームの終了点に達すると、ＣＡＮトランシーバはこのトランシーバのＴＸＤ及びＲＸＤインタフェースを図５Ｂに示すようにＣＡＮバスインタフェースに再接続しうる。

他の実施例では、ＣＡＮトランシーバ２２０のＣＡＮプロトコルコントローラ２５２によりＣＡＮＦＤモードフレームが検出された場合、ＣＡＮプロトコルコントローラ２５２がＣＡＮノーマルモードに適合するダミーフレームを発生し、これらのダミーフレームをＲＸＤインタフェースに（及び最終的にマイクロコントローラ１１０におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４に）供給して、マイクロコントローラ１１０におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４がエラー状態に入らないようにする。一実施例では、ＣＡＮトランシーバ２２０のＣＡＮプロトコルコントローラ２５２がＩＳＯトレラントビットパターン、例えば、ＣＡＮＦＤモードフレームが依然としてＣＡＮバス上に存在する限りにおいてドミナント状態のビット（例えば、論理的に低であるビット）のビットパターンを発生するとともに出力する。このようなビットパターンは、ＩＳＯ 11898-1 ＥＲＲＯＲフレームのビットパターン（例えば、６つの順次のドミナントビット）を超えるおそれがあるが、依然としてＩＳＯ 11898-1に準拠するＣＡＮプロトコルコントローラにより許容される。一実施例では、ＣＡＮＦＤモードフレームが受信されている間にＣＡＮプロトコルコントローラ２５２により発生されて送信されるビットパターンにより、ＥＣＵ１１０（図１）の対応するＣＡＮプロトコルコントローラ１１４が次のアイドルフェーズを待つとともに次のアービトレーションフェーズに加わるようにする。一実施例では、ＲＸＤが交通制御システム２５０によりドミナント（例えば、論理値の低）にクランプされた場合、ＥＣＵにおけるクラシックＣＡＮプロトコルコントローラが強制的にエラーフラグを送信するようにする。ＩＳＯ 11898-1には、“エラー［又はオーバーロード］フラグを送信した後、各ノードは・・・レセッシブビットを検出するまで、バスを監視する。”ことが明記されている。従って、一実施例では、ＥＣＵにおけるクラシックＣＡＮプロトコルコントローラが、ＣＡＮＦＤフレームの終了まで待ち、ＣＡＮネットワークにおけるＣＡＮＦＤフレームの送信中にクラシックＣＡＮプロトコルコントローラを有効に“休止”させる。ＦＤモードフレームが終了すると、ＣＡＮトランシーバ２２０におけるＣＡＮプロトコルコントローラ２５２によりダミーフレームの発生を終了させることができる。一実施例においては、ＣＡＮＦＤモードフレーム送信が終了すると直ちに、交通制御システム２５０を図５Ｂにつき説明した状態に切り換えるようにする。例えば、ＣＡＮプロトコルコントローラ２５２がＣＡＮＦＤモードフレームの終了を検出した時点で（例えば、ＣＲＣＤＥＬビットを検出すると）、このＣＡＮプロトコルコントローラ２５２は、ＣＡＮ_Normal_Detected_ＴＸＤ信号及びＣＡＮ_ＦＤ_Detected_ＲＸＤ信号をそれぞれ受信路マルチプレクサ２５６及び送信路マルチプレクサ２５８に出力し、これらマルチプレクサを制御して図５Ｂに示すようなデータ通信路が有効になるようにする。図５Ｂの例では、マイクロコントローラ１１０におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４がＣＡＮノーマルモードフレームを見つけることを要求し、実際に、このようなフレームを見つけるものである。従って、マイクロコントローラ１１０におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４はデータフレームを正しく解釈しうるものである。一実施例では、ＲＸＤをＣＲＣデリミタ後に実際のＣＡＮバス信号に戻すようにリリースすることにより、ＣＡＮネットワークにおけるクラシックＣＡＮプロトコルコントローラ及びＣＡＮＦＤコントローラが同じ時点に“インターミッションスロット”（ＩＳＯ 11898-1の“Specification of inter-frame space（インターフレームの仕様）”に関する欄を参照）に達し、これによりＣＡＮプロトコルコントローラの全てが次のフレーム送信に対して互いに解決しあうようにする。

一実施例では、ＣＡＮトランシーバ２２０のＣＡＮプロトコルコントローラ２５２が、ＣＡＮ_Normal_Detected_ＲＸＤ信号及びＣＡＮ_ＦＤ_Detected_ＴＸＤ信号をそれぞれ受信路マルチプレクサ２５６及び送信路マルチプレクサ２５８に同時に出力し、これらマルチプレクサを制御して図５Ｄに示すようなデータ通信路が有効になるようにする。図５Ｄの例では、マイクロコントローラ１１０におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４がＣＡＮノーマルモードフレームを見つけることを要求し、ＣＡＮバスが現実にＣＡＮＦＤフレームを受信していても実際にこのようなフレームを見つけるものである。実際には、ＣＡＮトランシーバがＣＡＮＦＤ交通をマイクロコントローラ１１０におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４から隠している。従って、マイクロコントローラ１１０におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４はデータフレームを正しく解釈でき、エラー状態に入らない。

ある場合には、マイクロコントローラ１１０が、あまりにも早期に、例えば、受信ＣＡＮＦＤフレームが依然としてＣＡＮバス上で実行されている間に、フレームの送信を開始しないようにするのが望ましい。一実施例では、ＣＡＮトランシーバ２２０のＣＡＮプロトコルコントローラ２５２を、“ＣＡＮオーバーロードフレーム”を発生し、これらフレームを、ＲＸＤインタフェース２４０を介してマイクロコントローラ１１０に出力するように構成する。これらのオーバーロードフレームは、ＩＳＯ 11898-1標準規格で、エラー状態を生じることなくノードを送信から阻止する指標として規定されている。これによれば、バスがバス送信に対し再び自由になるまでマイクロコントローラを“パーク状態（parked）”とすることができる。

図６は、本発明の一実施例によるＣＡＮトランシーバ動作方法を示す処理上のフローチャートである。ブロック６０２では、ＣＡＮトランシーバのＣＡＮバスインタフェースにおいて受信された交通が復号される。ブロック６０４では、復号された交通がＣＡＮＦＤ交通に対して監視される。ブロック６０６では、ＣＡＮＦＤ交通の存在がＣＡＮバスインタフェースにおいて検出されると、ＣＡＮトランシーバの動作状態が変更される。

一実施例では、上述した動作状態を個別的に又は組み合せて実行しうるようにする。例えば、一実施例では、ＴＸＤインタフェースのみをＣＡＮバスから分離させるようにし、他の実施例では、ＴＸＤインタフェース及びＲＸＤインタフェースの双方をＣＡＮバスから分離させるようにし、更に他の実施例では、ＴＸＤインタフェース及びＲＸＤインタフェースの双方をＣＡＮバスから分離させるとともにダミーフレームをＣＡＮプロトコルコントローラにより発生させるようにする。更に、動作状態の幾つかの変更につき説明したが、ＣＡＮＦＤモードフレームを検出するのに応答して達成される動作状態の他の変更を行うようにしうる。

一実施例では、交通制御システム２５０の動作状態の変更には、ＲＸＤインタフェースをＣＡＮバスから分離するとともにＲＸＤを強制的にドミナントにすることと、ＴＤＸインタフェースをＣＡＮバスから分離させるとともにＴＸＤをレセッシブにすることとを含めるようにする。このような技術を図７Ａ、７Ｂ及び８につき以下に説明する。

図７Ａは、ＣＡＮトランシーバ３２０と交通制御システム３５０とを有するＣＡＮシステム３００を示す。ＣＡＮトランシーバ３２０は、例えば、図１、２及び４につき説明したＣＡＮトランシーバとすることができ、交通制御システム３５０は、図５Ａ〜５Ｄにつき説明した交通制御システム２５０に類似する交通制御システムとすることができる。交通制御システム３５０は、（ここでは“シールドプロトコルコントローラ”と称する）ＣＡＮプロトコルコントローラ３５２と、発振器３５４と、スイッチングシステム３７０とを有する。一実施例では、交通制御システム３５０は、ＣＡＮクラシックモードフレームがＣＡＮバスにある場合に“ノーマルモード”で動作するとともに、ＣＡＮＦＤモードフレームがＣＡＮバスにある場合に“シールドモード”で動作するように構成する。図７Ａは、交通制御システムがノーマルモードで動作している場合のスイッチングシステム３７０の状態を示しており、図７Ｂは、交通制御システムがシールドモードで動作している場合のスイッチングシステムの状態を示している。

図７Ａを参照するに、ノーマルモードでの動作の場合、ＣＡＮトランシーバ３２０からのＲＸＤがＲＸＤインタフェース３４０に供給される接続となっている為、ＣＡＮバス３０４における信号はＥＣＵ１０２におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４に直接供給され、且つＴＸＤインタフェース３４２からのＴＸＤがＣＡＮトランシーバ３２０に供給される接続となっている為、ＥＣＵ１０２におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４からのＴＸＤがＣＡＮトランシーバ３２０に直接供給され、最終的にＣＡＮバス３０４に供給される。例えば、ノーマルモードでは、スイッチングシステム３７０の受信路マルチプレクサ３５６が状態“０”に設定されるとともに、スイッチングシステム３７０の送信路マルチプレクサ３５８も状態“０”に設定される。

一実施例では、シールドプロトコルコントローラ３５２によりＣＡＮバス３０４におけるＣＡＮＦＤフレームが検出された場合に、交通制御システム３５０がシールドモードに切り換わるようにする。図７Ｂを参照するに、シールドモードの動作になると、ＣＡＮトランシーバ３２０からのＲＸＤはＲＸＤインタフェース３４０から分断される為、ＣＡＮバス３０４における信号はＥＣＵ１０２におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４に供給されず、且つＴＸＤインタフェース３４２からのＴＸＤはＣＡＮトランシーバ３２０から分断される為、ＴＸＤはＣＡＮバス３０４に供給されない。例えば、シールドモードでは、スイッチングシステム３７０の受信路マルチプレクサ３５６は状態“１”に設定されるとともに、スイッチングシステム３７０の送信路マルチプレクサ３５８も状態“１”に設定される。更に、受信路マルチプレクサ３５６が状態“１”にあると、ＲＸＤは強制的にドミナント（例えば、低）にされ、送信路マルチプレクサ３５８が状態“１”にあると、レセッシブＴＸＤ（例えば、高）がＣＡＮトランシーバ３２０に出力され、最終的にＣＡＮバス３０４に出力される。

図８は、上述した交通制御システム２５０及び３５０のような交通制御システムを動作させる技術を示す処理上のフローチャートである。処理は開始個所８０２で開始され、ブロック８０４に進み、ここで交通制御システムがノーマルモードで動作する。ノーマルモードでは、例えば、交通制御システムが図７Ａにつき上述したように動作する。決定個所８０６では、ＣＡＮＦＤモードフレームが検出されたか否かが決定される。一実施例では、ＦＤＦビットの状態を読取ることによりＣＡＮＦＤモードフレームが検出される。以下の表１は、ＣＡＮＦＤモードフレームを検出するのに用いられる復号化論理の一例を示す。

ＣＡＮＦＤモードフレームが検出されなかった場合には、処理がブロック８０４に戻り、交通制御システムがノーマルモードで動作し続ける。しかし、ＣＡＮＦＤモードフレームが検出された場合には、ブロック８０８において交通制御システムがシールドモードに切り換わり、ブロック８１０において交通制御システムがシールドモードで動作する。シールドモードでは、例えば、交通制御システムが図７Ｂにつき上述したように動作する。ＲＸＤが、図７Ｂに示すように交通制御システムによりドミナント（例えば、論理値の低）にクランプされると、６つの順次のドミナントビット後にＥＣＵにおけるクラシックＣＡＮプロトコルコントローラが強制的にエラーフラグを送信するようにされる。更に、ＩＳＯ 11898-1には、“エラー［又はオーバーロード］フラグを送信した後、各ノードは・・・レセッシブビットを検出するまで、バスを監視する。”ことが明記されている。従って、交通制御システムをシールドモードに切り換えることにより、ＥＣＵにおけるクラシックＣＡＮプロトコルコントローラが、ＣＡＮＦＤフレームが終了するのを待ち、実際上は、ＣＡＮネットワークにおけるＣＡＮＦＤフレームの送信中にクラシックＣＡＮプロトコルコントローラを“休止”させる。

決定個所８１２では、ＣＡＮＦＤモードフレームの終了が検出されたか否かに関して決定を行う。一実施例では、（ドミナントであると見込まれ、ＣＲＣデリミタの後に生じる）アクノリッジビットが検出されると、ＣＡＮＦＤモードフレームの終了が検出される。ＣＡＮＦＤモードフレームの終了が検出されない場合、処理はブロック８１０に戻り、交通制御システムはシールドモードで動作し続ける。しかし、ＣＡＮＦＤモードフレームの終了が検出されると、ブロック８１４で交通制御システムがノーマルモードに切り換わり、処理はブロック８０４に戻り、交通制御システムがノーマルモードで動作する。図７Ａにつき上述したように、交通制御システムをノーマルモード戻るように切り換えることにより、ＲＸＤを実際のＣＡＮバス信号に戻すようにリリース（放出）する。ＲＸＤが実際のＣＡＮバス信号を反映する為、ＣＡＮネットワークにおけるクラシックＣＡＮプロトコルコントローラ及びＣＡＮＦＤコントローラは同じ時点で“インターミッションスロット”（ＩＳＯ 11898-1の“Specification of inter-frame space（インターフレームの仕様）”に関する欄を参照）に達し、従って、これらＣＡＮプロトコルコントローラが次のフレーム送信に対して互いに解決しあうようにする。

ＣＡＮＦＤモードフレームの終了が検出されると、交通制御システムは代表的に、シールドモードからノーマルモードに切り換わるが、モード間の切換えが他の要因を考慮する場合も存在しうる。一実施例では、ＣＡＮＦＤモードフレームの終了が検出された際にＴＸＤインタフェース３４２におけるＴＸＤがドミナントである場合には、交通制御システム３５０はＴＸＤがレセッシブとなるまでノーマルモードに戻るように切り換わらず、クラシックＣＡＮプロトコルコントローラがフレームフィールドの終了を妨げるエラー信号を送信することにより生じるおそれのあるＣＡＮＦＤフレームの無効化を阻止するようにする。

他の実施例では、ＣＡＮバスにおいてエラーフラグが検出された場合に、交通制御システム３５０がシールドモードをそのままにするようにする。このような場合、ＥＣＵにおけるクラシックＣＡＮプロトコルコントローラがまだパッシブなエラー状態でなければ必ずしも問題が生じない。これにより、クラシックＣＡＮプロトコルコントローラをバスエラーのシナリオに寄与させ、このシナリオを数ビットの時間の間延長させるようにすることができる。ＣＡＮネットワークにおける全てのノードはエラーフラグ後に再び同期状態となる。

他の実施例では、ＣＡＮバスにおいてアイドル状態が検出され、ＣＡＮプロトコルコントローラからのＴＸＤがレセッシブ（例えば、高）である場合に、交通制御システムがシールドモードをそのままにするようにする。この手段によれば、例えば、ＣＡＮＦＤフレームの送信器がフレーム送信の途中で突然停止した場合（例えば、フレーム送信中に“ダイ（dies）”状態になる場合）に、システムをノーマルモードに戻すようにする。

図９は、図５ＡのＣＡＮトランシーバ２２０に類似する他の実施例のＣＡＮトランシーバ４２０を示す。このＣＡＮトランシーバは、ＲＸＤインタフェース４４０と、ＴＸＤインタフェース４４２と、（ＣＡＮＨバスインタフェース４４６及びＣＡＮＬインタフェース４４８を有する）ＣＡＮバスインタフェース４４４と、受信機４３６と、送信機４３８と、交通制御システム４５０とを具えており、この交通制御システム４５０は、（ＣＡＮＦＤフレームを復号することができる）独自のＣＡＮプロトコルコントローラ４５２と、（受信路マルチプレクサ４５６及び送信路マルチプレクサ４５８を有する）スイッチングシステムとを有し、このスイッチングシステムは、ＴＸＤインタフェース及びＲＸＤインタフェースを互いに独立的にＣＡＮバスインタフェースから分離させ、これによりＥＣＵ１０２におけるＣＡＮプロトコルコントローラ１１４をＣＡＮバス４０４から分離させるようになっている。図９の実施例では、交通制御システムが、ＣＡＮプロトコルコントローラ４５２と、発振器４５４と、受信路マルチプレクサ４５６と、送信路マルチプレクサ４５８とを有している。ＣＡＮプロトコルコントローラ４５２は、マルチプレクサ制御信号を受信路マルチプレクサ及び送信路マルチプレクサの双方又は何れか一方に出力するように接続されている。受信路マルチプレクサ４５６は、直列デジタルデータを受信機から直接受信し、この直列デジタルデータをマルチプレクサ制御信号の状態に基づいてＲＸＤインタフェースに出力するように接続されている。図９の実施例では、受信路マルチプレクサ４５６は、このマルチプレクサの状態に応じて、受信機４３６からのＲＸＤ（状態“０”）か又はクランプされたドミナントＲＸＤ（状態“１”）を出力するように構成されている。送信路マルチプレクサ４５８は、ＴＸＤインタフェース４２４から直列デジタルデータを受信し、この直列デジタルデータをマルチプレクサ制御信号の状態に基づいて送信機４３８に出力するように接続されている。図９の実施例では、送信路マルチプレクサ４５８は、マルチプレクサの状態に応じてＴＸＤインタフェース４２４からのＴＸＤ（状態“０”）か又はクランプされたレセッシブＲＸＤ（状態“１”）を出力するように構成されている。

一実施例では、（シールドプロトコルコントローラとも称する）ＣＡＮプロトコルコントローラ２５２、３５２及び４５２をＩＳＯ 11898-1 ＷＤ（ＣＡＮＦＤを含むバージョン）に準拠させる。一実施例では、ＣＡＮプロトコルコントローラは、ＩＳＯ 11898-1 ＷＤに準拠するデータを受信するようにしうるが、ＣＡＮプロトコルフレームを送信するように構成しない。

図５Ａ〜５Ｄ、７Ａ、７Ｂ及び９につき上述した実施例では、交通制御システム２５０、３５０及び４５０がそれぞれＣＡＮトランシーバと同じデバイス上に集積化されている。例えば、交通制御システムを、ＣＡＮトランシーバと同じ集積回路（ＩＣ）デバイス上に形成する（例えば、交通制御システムとＣＡＮトランシーバとを同じ半導体基板上に形成する）。他の実施例では、交通制御システムを別体のＩＣデバイス上に形成するものであり、このＩＣデバイスは、ＥＣＵ１０２と、これに対応するＣＡＮトランシーバ１２０との間に設置されることを意味する。

図１０は、ＣＡＮトランシーバ１２２とＣＡＮＦＤシールドデバイス５５１との一実施例を示しており、ＣＡＮＦＤシールドデバイスはＣＡＮトランシーバとは分離されたＩＣデバイス上に形成されている。図１０の実施例では、ＣＡＮトランシーバ１２２は、図４につき説明した従来のＣＡＮトランシーバであり、ＣＡＮＦＤシールドデバイス５５１は、図５Ａ〜５Ｄ、７Ａ、７Ｂ及び９の何れか又はこれらの任意の組合せにつき上述した交通制御システム５５０を有している。ＣＡＮＦＤシールドデバイス５５１は、ＴＸＤ入力インタフェース５４２′と、ＴＸＤ出力インタフェース５４２″と、ＲＸＤ入力インタフェース５４０″と、ＲＸＤ出力インタフェース５４０′とを有している。図１０に示すように、ＣＡＮＦＤシールドデバイス５５１は、ＴＸＤ出力インタフェース５４２″及びＴＸＤインタフェース１４２を介するとともに、ＲＸＤ入力インタフェース５４０″及びＲＸＤインタフェース１４０を介してＣＡＮトランシーバ１２２に接続されている。図１０には図示していないが、ＣＡＮネットワークにおいて、ＣＡＮＦＤシールドデバイス５５１は、ＴＸＤ入力インタフェース５４２′及びＲＸＤ出力インタフェース５４０′を介してＥＣＵ１０２に接続される。分離したＣＡＮＦＤシールドデバイス５５１内に交通制御システム５５０を設けた場合、ＣＡＮトランシーバとＥＣＵとの間にＣＡＮＦＤシールドデバイスを設置することにより、ＣＡＮトランシーバ１２２又はＥＣＵ１０２を交換する必要なしに、ＣＡＮネットワークを修復する有効な方法を提供する。このようにＣＡＮネットワークを修復することにより、同じＣＡＮネットワーク上でクラシックＣＡＮ及びＣＡＮＦＤデバイスを同時に動作させるようにしうる。

上述した技術によれば、全てのＥＣＵがＣＡＮのノーマル動作中に、例えば、自動車のノーマル動作中に完全に機能的となるように、ＣＡＮノーマル（又は“クラシック”）モードを用いるマイクロコントローラを、ＣＡＮＦＤモードを用いるマイクロコントローラと共存するようにしうる。更に、上述した技術は、図５Ａ〜１０につき上述したようなＣＡＮトランシーバ又はＣＡＮシールドデバイスをノーマルモードのＥＣＵに単に設けるだけで、例えば、自動車のＣＡＮに適用することができる。（異なるＣＡＮモードを用いる）異なるマイクロコントローラを同じＣＡＮバスに共存させうるようにするのに、マイクロコントローラに対するソフトウェアの更新又はマイクロコントローラの交換を必要としない。

一実施例では、発振器２５４、３５４、４５４、５５４を、ＣＡＮＦＤシールドデバイスと、交通制御システムと、ＣＡＮトランシーバとの何れか又は任意の組合せに対し内部に又は外部に位置させることができる。

上述したところでは、種々の実施例の特定の細部を説明した。しかし、上述した特定の細部の全てよりも少ない細部を用いてある実施例を実行することができるものである。他の例では、ある方法、処置、構成要素、構造及び機能の何れか又は任意の組合せを、例えば、簡潔及び明瞭のために、本発明の上述した種々の実施例を可能にした場合よりも詳細に説明しない。

ここで述べた方法の動作は特定の順序で示し且つ説明したが、各方法の動作を他の順序に変えて、ある動作を逆の順序で実行するか、又はある動作を少なくとも部分的に他の動作と同時に実行するようにしうる。他の実施例では、異なる動作の副動作又は命令を断続的に又は交互に或いはその双方で実行することができる。

ここで述べた方法の動作の少なくとも幾つかは、コンピュータにより実行するためのコンピュータ利用可能記憶媒体に記憶されたソフトウェア命令を用いて実行しうることも銘記すべきである。一例としては、コンピュータプログラム製品の一実施例には、コンピュータ可読プログラムを記憶するコンピュータ利用可能記憶媒体が含まれる。

コンピュータ利用可能記憶媒体又はコンピュータ可読記録媒体は、電子、磁気、光、電磁気、赤外線又は半導体システム（又は装置又はデバイス）とすることができる。非一過性（non-transitory）のコンピュータ利用可能記憶媒体又はコンピュータ可読記録媒体の例には、半導体又はソリッドステートメモリ、磁気テープ、リムーバブルコンピュータディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、リジッド（ハード）磁気ディスク及び光ディスクが含まれる。光ディスクの現在の例には、読み出し専用メモリを有するコンパクトディスク（ＣＤ‐ＲＯＭ）、リード／ライトのコンパクトディスク（ＣＤ‐Ｒ／Ｗ）及びデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）とが含まれる。

或いはまた、本発明の実施例は、完全にハードウェアで実現するか又はハードウェア及びソフトウェアの双方の素子で実現しうる。ソフトウェアを用いる実施例では、ソフトウェアに、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含めることができるが、これらに限定されるものではない。本発明の特定の実施例を説明し且つ図示したが、本発明はこのように説明し且つ図示した特定の形態又は部品の配置に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びこれらの等価のものによって規定されるべきものである。

Claims

送信データ（ＴＸＤ）入力インタフェースと、
ＴＸＤ出力インタフェースと、
受信データ（ＲＸＤ）入力インタフェースと、
ＲＸＤ出力インタフェースと、
ＴＸＤ入力インタフェース及びＴＸＤ出力インタフェース間に、且つＲＸＤ入力インタフェース及びＲＸＤ出力インタフェース間に接続され、ＲＸＤ入力インタフェースにおけるＣＡＮフレキシブルデータレート（ＦＤ）交通の存在を検出するように構成された交通制御システムであって、この交通制御システムがＲＸＤ入力インタフェースにおけるＣＡＮＦＤ交通の存在を検出した場合に、ＲＸＤ入力インタフェースをＲＸＤ出力インタフェースから分離するとともに、ＴＸＤ入力インタフェースをＴＸＤ出力インタフェースから分離するようにする当該交通制御システムと
を具えるコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）デバイス。
請求項１に記載のＣＡＮデバイスにおいて、前記交通制御システムは更に、ＲＸＤ入力インタフェースがＲＸＤ出力インタフェースから分離された際に、ドミナントＲＸＤをＲＸＤ出力インタフェースに出力するように構成されているＣＡＮデバイス。
請求項１に記載のＣＡＮデバイスにおいて、前記交通制御システムは更に、ＴＸＤ入力インタフェースがＴＸＤ出力インタフェースから分離された際に、レセッシブＴＸＤをＴＸＤ出力インタフェースに出力するように構成されているＣＡＮデバイス。
請求項１に記載のＣＡＮデバイスにおいて、前記交通制御システムは更に、ＲＸＤ入力インタフェースがＲＸＤ出力インタフェースから分離された際に、ドミナントＲＸＤをＲＸＤ出力インタフェースに出力するとともに、ＴＸＤ入力インタフェースがＴＸＤ出力インタフェースから分離された際に、レセッシブＴＸＤをＴＸＤ出力インタフェースに出力するように構成されているＣＡＮデバイス。
請求項１に記載のＣＡＮデバイスにおいて、前記交通制御システムは更に、ＣＡＮＦＤモードフレームの終了を検出した後に、ＲＸＤ入力インタフェースをＲＸＤ出力インタフェースに再接続するとともに、ＴＸＤ入力インタフェースをＴＸＤ出力インタフェースに再接続するように構成されているＣＡＮデバイス。
請求項５に記載のＣＡＮデバイスにおいて、前記交通制御システムは、ＴＸＤ入力インタフェースにおけるＴＸＤがドミナントである限り、ＲＸＤ入力インタフェースをＲＸＤ出力インタフェースに再接続するのを遅延させるとともに、ＴＸＤ入力インタフェースをＴＸＤ出力インタフェースに再接続するのを遅延させるようにしたＣＡＮデバイス。
請求項１に記載のＣＡＮデバイスにおいて、前記交通制御システムは更に、ＲＸＤ入力インタフェースで６つの順次の等しいビットが検出された後に、ＲＸＤ入力インタフェースをＲＸＤ出力インタフェースに再接続するとともに、ＴＸＤ入力インタフェースをＴＸＤ出力インタフェースに再接続するように構成されているＣＡＮデバイス。
請求項１に記載のＣＡＮデバイスにおいて、前記交通制御システムは、ＲＸＤ入力インタフェースにおいて受信されたＣＡＮＦＤ交通を復号するように構成されたＣＡＮプロトコルコントローラを具えているＣＡＮデバイス。
請求項１に記載のＣＡＮデバイスにおいて、前記交通制御システムは更に、ＣＡＮＦＤ交通が検出されたか否かに応じて交通をＴＸＤ入力インタフェースからＴＸＤ出力インタフェースに向けるように構成された送信路マルチプレクサを具えているＣＡＮデバイス。
請求項１に記載のＣＡＮデバイスにおいて、前記交通制御システムは更に、ＣＡＮＦＤ交通が検出されたか否かに応じて交通をＲＸＤ入力インタフェースからＲＸＤ出力インタフェースに向けるように構成された受信路マルチプレクサを具えているＣＡＮデバイス。
送信機と、受信機と、ＣＡＮバスインタフェースとを具えるＣＡＮインタフェースにおいて、このＣＡＮインタフェースが更に、請求項１に記載のＣＡＮデバイスを具えているＣＡＮインタフェース。
コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）交通を制御する交通制御方法において、この交通制御方法が、
ＲＸＤ入力インタフェースにおいて受信された交通を復号するステップと、
復号された交通をＣＡＮＦＤ交通の存在に対し監視するステップと
を具えており、ＲＸＤ入力インタフェースにおいてＣＡＮＦＤ交通の存在が検出されると、ＲＸＤ入力インタフェースをＲＸＤ出力インタフェースから分離するとともに、ＴＸＤ入力インタフェースをＴＸＤ出力インタフェースから分離する交通制御方法。
請求項１２に記載の交通制御方法において、この交通制御方法が更に、ＲＸＤ入力インタフェースがＲＸＤ出力インタフェースから分離された際に、ドミナントＲＸＤをＲＸＤ出力インタフェースに出力するステップを具えている交通制御方法。
請求項１２に記載の交通制御方法において、この交通制御方法が更に、ＴＸＤ入力インタフェースがＴＸＤ出力インタフェースから分離された際に、レセッシブＴＸＤをＴＸＤ出力インタフェースに出力するステップを具えている交通制御方法。
請求項１２に記載の交通制御方法において、この交通制御方法が更に、ＲＸＤ入力インタフェースがＲＸＤ出力インタフェースから分離された際に、ドミナントＲＸＤをＲＸＤ出力インタフェースに出力するステップと、ＴＸＤ入力インタフェースがＴＸＤ出力インタフェースから分離された際に、レセッシブＴＸＤをＴＸＤ出力インタフェースに出力するステップとを具えている交通制御方法。
請求項１５に記載の交通制御方法において、この交通制御方法が更に、ＣＡＮＦＤモードフレームの終了を検出した後に、ＲＸＤ入力インタフェースをＲＸＤ出力インタフェースに再接続するとともに、ＴＸＤ入力インタフェースをＴＸＤ出力インタフェースに再接続するステップを具えている交通制御方法。
請求項１６に記載の交通制御方法において、この交通制御方法が更に、ＴＸＤ入力インタフェースにおけるＴＸＤがドミナントである限り、ＲＸＤ入力インタフェースをＲＸＤ出力インタフェースに再接続するのを遅延させるとともに、ＴＸＤ入力インタフェースをＴＸＤ出力インタフェースに再接続するのを遅延させるステップを具えている交通制御方法。
請求項１５に記載の交通制御方法において、この交通制御方法が更に、ＲＸＤ入力インタフェースで６つの順次の等しいビットが検出された後に、ＲＸＤ入力インタフェースをＲＸＤ出力インタフェースに再接続するとともに、ＴＸＤ入力インタフェースをＴＸＤ出力インタフェースに再接続するステップを具えている交通制御方法。