JP7120156B2 - 通信装置 - Google Patents

Description

本開示は、通信速度を切り替えて伝送されてくる通信信号からデータを復元する通信装置に関する。

この種の通信装置では、通信信号の信号レベルがハイからロー又はローからハイへと変化するタイミングで、信号エネルギの一部が反射することにより、受信信号に、オーバーシュートやアンダーシュートのような波形の歪が生じることがある。

この波形の歪は、所謂リンギングであり、リンギングが発生すると、通信装置の受信側で通信データを正常に復元できないことがある。
そこで、特許文献１においては、リンギングの発生を抑制するために、通信信号として差動信号を伝送する一対の通信線間にスイッチング素子を設け、差動信号の信号レベルが変化すると、スイッチング素子を一定期間オンすることが提案されている。

つまり、この提案の装置では、通信線間のインピーダンスを低下させて、差動信号の歪エネルギを吸収することで、リンギングの発生を抑制するのである。

特開２０１２－２５７２０５号公報

しかしながら、上記提案の技術は、理想状態ではすべてのリンギングを抑制するが、通信装置やワイヤハーネスの特性のバラつきや、スイッチング素子のオンのタイミングにより、すべてのリンギングを抑制することは難しく、受信信号にはリンギングの影響が残るケースがある。特に、通信速度が高速であるほどサンプリングポイントに対するその影響が課題となる。

本開示の１つの局面は、通信速度を切り替えて伝送されてくる通信信号からデータを復元する通信装置において、通信速度が高速に切り替えられても、リンギングの影響を受けることなく、データを正確に復元できるようにすることが望ましい。

本開示の一局面の通信装置は、複数の送信ノードから、各送信ノード共通の伝送路に送信された通信データを、伝送路を介して受信するためのものであり、受信部（３２，３５）と、波形記録部（３６）と、演算部（３８）と、を備える。

なお、本開示の通信装置が用いられる通信システムにおいて、複数の送信ノードからは、データ領域の前に調停領域が付与されたフレーム構成の通信データが送信される。また、複数の送信ノードが同時に送信を開始したときには、調停領域にて１つの送信ノードが送信権を取得して通信データの送信を継続し、しかも、各送信ノードは、調停領域では低速、データ領域では高速となるよう、通信速度を切り替えるように構成される。

ここで、受信部は、伝送路を流れる通信信号を所定のサンプリングポイントでサンプリングして、通信データの各ビットの論理値を復号化するよう構成され、波形記録部は、通信信号の信号波形を記録するよう構成される。

また、演算部は、受信部にて通信速度の低速時に復号化された通信データから、論理値が変化する特定のビットを検知すると共に、その特定のビットに対応した通信信号の信号波形を波形記録部から取得する。

そして、演算部は、その取得した信号波形と特定のビットの論理値とに基づき、通信速度が高速時の通信信号のビット毎のサンプリングポイントを演算する。また、受信部は、通信速度の高速時に、通信信号を演算部にて演算されたサンプリングポイントでサンプリングして、通信データの各ビットの論理値を復号化する。

つまり、通信データの通信速度がひとつのフレーム内で切り替えられる場合、低速通信時と高速通信時とで１ビット当たりの通信時間が異なり、低速通信時には高速通信時よりも１ビット当たりの通信時間が長くなる。また、リンギングは、通信データの論理値が「１」から「０」、或いは「０」から「１」に変化した直後に発生する。

このため、低速通信時には、リンギングの発生領域を避けるように１ビットの後半領域で通信信号をサンプリングするようにサンプリングポイントを設定することで、リンギングの影響を受けることなく、通信データを受信できるようにすることができる。

これに対し、高速通信時には、低速通信時に比べて１ビットの周期が短いことから、通信信号のサンプリングポイントを低速通信時よりも短い時間間隔で設定する必要がある。また、リンギングは、通信速度には関係なく、伝送路各部で生じる伝送信号の反射によって発生することから、高速通信時にリンギングが発生した場合には、１ビットの略全域で、信号レベル、延いては論理値、が変化することがある。

そこで、本開示の通信装置では、演算部が、低速通信時に論理値が「０」から「１」或いは「１」から「０」へ変化するビットを特定のビットとして検知し、特定のビットを受信しているときの信号波形と特定のビットの論理値とを取得する。そして、演算部は、その取得した特定のビットの信号波形と特定のビットの論理値とから、高速通信時の通信信号から１ビット毎に論理値を正確に復号化するのに要する、通信信号のサンプリングポイントを設定する。

このため、本開示の通信装置によれば、送信ノードから、ひとつのフレーム内で通信速度を切り替えて通信信号が送信される通信システムにおいて、通信速度が高速になっても、リンギングの影響を受けることなく、通信データを正常に復元できるようになる。

実施形態の通信システム全体の構成を表すブロック図である。 図１の送信ノードから送信される通信データの構成を表す説明図である。 通信データの論理値が変化した特定ビットの伝送信号、受信信号、及び信号波形の論理値を表す説明図である。 図１の送信ノード及び受信ノードとしての機能を有する通信装置の構成を表すブロック図である。 図４の制御回路にて実行される受信処理を表すフローチャートである。 通信装置の他の構成例を表すブロック図である。 変形例のサンプリングポイントの設定方法を説明する説明図である。 変形例の受信処理を表すフローチャートである。 変形例のサンプリングポイント演算処理を表すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．実施形態］
［１－１．通信システムの概要］
図１に示すように、本実施形態の通信システムは、車両に搭載されたセンサや車両制御用のＥＣＵ等、各種車載機器の間でデータを送受信するための車載ネットワークを構築するものであり、図１に示すように、一対の通信線にて構成される伝送路２を備える。

伝送路２には、複数の送信ノード４，５，６及び受信ノード８がバス型接続されており、各送信ノード４～６が送信データを差動信号に変換して伝送路２に送出し、受信ノード８が、伝送路２を介して伝送されてくる差動信号を受信し、受信データを復元する。なお、図１における送信ノード及び受信ノードの数は一例であり、これら各ノードが複数備えられていてもよい。

送信ノード４～６及び受信ノード８は、ＣＡＮ ＦＤプロトコルに従って通信を行うように構成されている。このため、各送信ノード４～６からは、ＣＡＮ ＦＤプロトコルにて規定されている、図２に示すフレーム構造の通信データが送信される。

なお、ＣＡＮ ＦＤプロトコルは、ＣＡＮのプロトコルを拡張して、より多くのデータを高速に転送できるようにした、周知の通信プロトコルである。ＣＡＮは、Controller Area Network の略称であり、登録商標である。また、ＣＡＮ ＦＤは、ＣＡＮ with Flexible Data Rateの略称である。

ＣＡＮ ＦＤプロトコルでは、図２に示すフレーム構造において、「ＢＲＳ」ビットから「ＣＲＣデミリタ」ビットまでのデータフェーズを、その前後のアービットレーションフェーズよりもビットレートを高速化して、高速通信ができるようになっている。

なお、アービットレーションフェーズは、ＣＡＮと同様のビットレートであり、通信速度はデータフェーズよりも低速になる。そして、データフェーズよりも前のアービットレーションフェーズは、本開示の調停領域に相当し、１１ビットの「ベースＩＤ」及び「ＲＲＳ」ビットにて構成される「Arbitration field」にて、通信調停の優先順位を決定できるようになっている。

このため、複数の送信ノードが同時に送信を開始したときには、調停領域であるアービットレーションフェーズの「Arbitration field」にて、優先順位の高い送信ノードが送信権を取得してデータ送信を継続し、他の送信ノードはデータ送信を停止する。

また、受信ノード８側では、伝送路２を介して伝送されてくる差動信号を受信して「Arbitration field」を復元できると、調停が完了したと判断して、復元した「ベースＩＤ」からデータフェーズ内の通信データの種別や送信ノードを識別し、データ受信を継続する。

次に、送信ノード４～６は、図３に示すように、通信データの論理値が「０」であるときに、ドミナントとして、伝送路２を構成する２本の信号線の電位差をハイレベルとし、論理値が「１」であるときには、レセッシブとして、電位差をローレベルにする。

このため、伝送路２を介して伝送される伝送信号、つまり差動信号Ｖdiffには、図３に示すように通信データが論理値「０」のドミナントから、論理値「１」のレセッシブに反転したとき、或いは、その逆方向に反転したときに、リンギングが発生する。

そして、このリンギングは、通信速度が高速であっても低速であっても、通信データの論理値が反転した直後に、同様に発生する。
従って、低速通信時には、通信データの各ビットの周期に同期して、所定のサンプリングポイントＰ１で差動信号Ｖdiffをサンプリングすることで、通信データの各ビットを正常に復号化することができても、高速通信時には、正常に復号化できないことがある。

つまり、高速通信時には、低速通信時に比べて、通信データの１ビットの幅が狭く、１ビットの差動信号Ｖdiff内でリンギングが発生する領域が広くなるため、サンプリングポイントＰ２を予め設定しておくと、通信データを正常に復号化できないことがある。

このため、高速通信時に、受信ノード８で通信データを正常に復元するには、ビット毎の差動信号ＶdiffのサンプリングポイントＰ２を、リンギングにより発生する差動信号Ｖdiffのレベル変化に応じて適正に設定する必要がある。

そこで、本実施形態では、受信ノード８において、低速通信時に送信ノード間での調停が完了した後の特定のビット、具体的には、図２に示す「Arbitration field 」に続くビットで、ドミナントからレセッシブに変化する「ＦＤＦ」ビット、の信号波形を記憶する。

そして、その信号波形の論理値と、「ＦＤＦ」ビットの論理値「１」とを比較することで、高速通信時の１ビットの期間内で、信号波形の論理値が「１」となるポイントを求め、これを高速通信時の差動信号Ｖdiffのサンプリングポイントとして設定する。

なお、「ＦＤＦ」ビットの信号波形及び論理値に基づき、高速通信時のサンプリングポイントを設定するのは、通信データが、論理値「０」のドミナントから、論理値「１」のレセッシブに反転したときに、リンギングが発生し易くなるためである。

つまり、リンギングは、差動信号Ｖdiffの電位差がローからハイに変化したときに比べ、ハイからローに変化したときの方が大きくなる。このため、本実施形態では、差動信号Ｖdiffの電位差がハイからローに変化する特定のビットを利用して、高速通信時にリンギングの影響を受けることなく通信データの各ビットの論理値を復号化するのに適したサンプリングポイントを設定するのである。
［１－２．通信装置の構成］
以下、このように動作するよう構成された通信装置１０について、図４及び図５を用いて説明する。

図４に示す通信装置１０は、送信ノード４～６及び受信ノード８としての機能を有するものであり、伝送路２を構成する一対の通信線２Ｈ，２Ｌに接続されて、差動信号を送受信するトランシーバ２０と、制御回路３０とを備える。

トランシーバ２０には、ドライバとしての送信回路２２と、レシーバとしての受信回路２４が備えられている。
送信回路２２は、制御回路３０から出力される送信信号ＴＸがドミナントであるとき、所定の電位差を有する差動信号Ｖdiffを伝送路２に出力し、送信信号ＴＸがレセッシブであるとき、電位差がほぼゼロの差動信号Ｖdiffを伝送路２に出力する。

なお、送信回路２２は、通信線２Ｌに、通信線２Ｈへの出力を反転させた信号を出力することで、通信線２Ｈが高電位となり、通信線２Ｌが低電位となる差動信号Ｖdiffを出力する。

また、受信回路２４は、伝送路２を介して伝送されてきた差動信号Ｖdiffの電位差が所定の閾値以上であるときローレベル、そうでなければハイレベルとなる、図３に示す受信信号ＲＸを、制御回路３０に入力するよう構成されている。

制御回路３０は、通信コントローラであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータにて構成されている。
そして、送信時には、図２に示したフレーム構成の送信データを生成して、送信データの論理値が「０」でドミナント（Ｄ）であるとき、ローレベルの送信信号ＴＸを送信回路２２に出力して、所定の電位差を有する差動信号Ｖdiffを伝送路２に出力させる。

また、送信データの論理値が「１」でレセッシブ（Ｒ）であるときには、ハイレベルの送信信号ＴＸを送信回路２２に出力して、電位差がほぼゼロの差動信号Ｖdiffを伝送路２に出力させる。

また、制御回路３０は、送信時には、受信信号ＲＸをサンプリングすることにより、伝送路２を流れる差動信号Ｖdiffを監視し、送信信号ＴＸがレセッシブであるにも関わらず、差動信号Ｖdiffがドミナントである場合には、送信を中止する。

この結果、伝送路２に接続された複数の送信ノード４～６のうち、複数の送信ノードが送信を開始したときには、「Arbitration field」で調停が行われて、調停により優先権を取得したひとつの送信ノードが、送信を継続できることになる。

なお、制御回路３０において、受信信号ＲＸをサンプリングする際、低速通信時には、予め設定された所定のサンプリングポイントＰ１で受信信号ＲＸをサンプリングする。また、高速通信時には、後述のサンプリングポイント演算部３８にて設定されたサンプリングポイントＰ２で受信信号ＲＸをサンプリングする。

そして、高速通信用のサンプリングポイントＰ２は、上記の通り、低速通信時に調停後に得られる特定のビットである「ＦＤＦ」ビットの論理値「１」と、「ＦＤＦ」ビットの差動信号Ｖdiffの信号波形を表す受信信号ＲＸの論理値とに基づき設定される。

次に、制御回路３０には、トランシーバ２０内の受信回路２４から入力される受信信号ＲＸをサンプリングすることで、受信データの各ビットの論理値を復号化する、データリンク層の受信部３２が備えられている。

また、受信部３２では、受信回路２４からの受信信号ＲＸのサンプリングポイントを、通信データの通信速度に応じて切り替える必要がある。このため、制御回路３０には、通信速度に応じて受信信号ＲＸのサンプリングポイントを切り替えるサンプリングポイント判定部３４が設けられている。

サンプリングポイント判定部３４は、通信データの受信開始後、通信データの１フレーム内で通信速度が切り替えられるタイミングでサンプリングポイントを切り替えるだけでなく、高速通信時のサンプリングポイントＰ２を設定する機能を有する。

そして、サンプリングポイントＰ２の設定機能を実現するため、サンプリングポイント判定部３４には、波形記録部３６及びサンプリングポイント演算部３８が設けられている。

波形記録部３６は、低速通信で得られる受信データの内、調停に利用される「ベースＩＤ」に続く特定のビット、すなわち「ＦＤＦ」ビット、の信号波形を記録する。
なお、信号波形の記録は、図３の下段に示すように、受信信号ＲＸを、リンギングによる信号波形の変動周期よりも短い周期である所定の単位時間毎にサンプリングし、そのサンプリングにより得られる信号波形の論理値を記録することにより行われる。

次に、サンプリングポイント演算部３８は、図３の下段に例示するように、波形記録部３６に記録された信号波形の論理値に基づき、高速通信時の１ビットに対応する期間内で、論理値が「ＦＤＦ」ビットの論理値と一致する期間Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを抽出する。

そして、サンプリングポイント演算部３８は、その抽出した期間Ａ～Ｄの中から、高速通信時に受信信号ＲＸをビット毎にサンプリングするのに適したタイミングを、後続通信時のサンプリングポイントＰ２として設定する。
［１－３．受信処理］
上記波形記録部３６及びサンプリングポイント演算部３８としての機能は、制御回路３０内のＣＰＵがＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶されたプログラムに従い、図５に示す受信処理を実行することにより実現される。

図５に示すように、受信処理において、ＣＰＵは、まずＳ１１０にて、受信部３２に対し、予め設定されている低速通信時のサンプリングポイントＰ１で受信信号ＲＸをサンプリングさせる。

次に、続くＳ１２０では、受信部３２でのサンプリング動作により得られる受信データから、「ベースＩＤ」を識別できたか否かを判断することにより、「ベースＩＤ」が受信されるのを待機する。

つまり、受信データは、図２に示すフレーム構成であり、受信開始後「ベースＩＤ」が識別できれば、複数の送信ノード４～６間での調停が完了したと判断できることから、Ｓ１２０では、調停が完了したか否かを判断するのである。

Ｓ１２０にて、「ベースＩＤ」を識別できた、換言すれば、調停が完了した、と判断されると、Ｓ１３０に移行し、「ベースＩＤ」の識別後に受信される特定のビット、つまり「ＦＤＦ」ビット、の受信期間を検知する。

そして、Ｓ１３０では、その検知した特定のビットの受信期間中、受信信号ＲＸを上述した波形検出用の周期でサンプリングすることで、特定のビットの信号波形を検出し、ＲＡＭ等のメモリに記憶する。なお、このＳ１３０の処理により、波形記録部３６としての機能が実現される。

次に、続くＳ１４０では、Ｓ１３０にてメモリに記録した信号波形の論理値と、特定のビットの論理値とを比較して、高速通信時の１ビットの期間中に論理値が一致する期間を抽出する。具体的には、図３の下段に例示する期間Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを抽出する。

そして、Ｓ１５０では、Ｓ１４０にて抽出された期間の中で、信号波形の論理値が特定のビットの論理値と最も長く一致する期間の中央、図３では期間Ｄの中央を、高速通信が行われるデータフェーズの各ビットのサンプリングポイントＰ２として決定する。なお、Ｓ１４０及びＳ１５０の処理により、サンプリングポイント演算部３８としての機能が実現される。

こうして、Ｓ１５０にてサンプリングポイントＰ２が決定されると、Ｓ１６０に移行して、受信部３２でのサンプリング動作により得られる受信データから、アービットレーションフェーズの受信、つまり低速通信によるデータ受信、が終了したか否かを判断する。

そして、Ｓ１６０にて、アービットレーションフェーズの受信が終了したと判断されると、Ｓ１７０に移行し、そうでなければ再度Ｓ１６０の判定処理を実行することで、アービットレーションフェーズの受信が終了するのを待機する。

Ｓ１７０では、低速通信によるデータ受信が終了したので、受信部３２に対し、Ｓ１５０にて決定した高速通信時のサンプリングポイントＰ２で受信信号ＲＸをサンプリングさせることで、アービットレーションフェーズに続くデータフェーズの受信を開始させる。つまり、データ受信の通信速度を低速から高速に切り替える。

次に、続くＳ１８０では、受信部３２でのサンプリング動作により得られる受信データから、データフェーズの受信、つまり高速通信によるデータ受信、が終了したか否かを判断する。

そして、Ｓ１８０にて、データフェーズの受信が終了したと判断されると、Ｓ１９０に移行し、そうでなければ再度Ｓ１７０の判定処理を実行することで、データフェーズの受信が終了するのを待機する。

Ｓ１９０では、高速通信によるデータ受信が終了したので、受信部３２に対し、低速通信時のサンプリングポイントＰ１で受信信号ＲＸをサンプリングさせることで、データフェーズに続くアービットレーションフェーズの受信を開始させ、当該受信処理を終了する。
［１－４．効果］
以上説明したように、本実施形態の通信装置１０においては、通信速度を切り替えて送信されてくる差動信号Ｖdiffを受信して、受信データを復号化する際、低速通信時に得られる受信データの中から、論理値が既知の特定ビットの信号波形を検出して記録する。

そして、その記録した信号波形の論理値と特定ビットの論理値とを比較することで、高速通信時の１ビットの期間内で論理値が一致する期間を抽出し、その抽出した期間の中から、高速通信時のサンプリングポイントＰ２を決定する。

このため、本実施形態の通信装置１０によれば、送信ノード４～６から送信されてくる通信データの通信速度が低速から高速に切り替えられても、リンギングの影響を受けることなく、通信データを正常に復元できるようになる。
［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
［２－１．第１変形例］
例えば、上記実施形態では、サンプリングポイント判定部３４は、通信コントローラである制御回路３０に設けられ、制御回路３０において、高速通信時のサンプリングポイントＰ２が設定されるものとして説明した。

これに対し、図６に示すように、サンプリングポイント判定部３４は、トランシーバ２０に設けられ、制御回路３０の受信部３２には、通信ポートを介して、サンプリングポイント判定部３４からサンプリングポイントＰ２を通知するようにしてもよい。

なお、この場合、トランシーバ２０には、トランシーバ２０内の受信回路２４から出力される受信信号ＲＸをサンプリングすることで、少なくとも低速通信時の受信データを復号化する、データリンク層の受信部３５を設ける必要はある。
［２－２．第２変形例］
次に、上記実施形態では、送信ノード４～６からの通信信号を受信する度に、高速通信時のサンプリングポイントＰ２を設定するものとして説明した。

これに対し、高速通信時のサンプリングポイントＰ２は、通信システムが構築又は変更された後の一定期間だけ、送信ノード４～６毎に設定するようにしてもよい。
つまり、各送信ノード４～６からの通信信号に発生するリンギングは、送信ノード４～６から受信ノード８に至る通信信号の伝送特性に応じて発生する。

このため、受信ノード８となる通信装置１０において、送信ノード４～６毎にサンプリングポイントＰ２を設定するようにすれば、通信信号を受信する度にサンプリングポイントＰ２を設定する必要はない。

また、このように、送信ノード４～６毎にサンプリングポイントＰ２を設定する場合には、図７の下段に例示するように、送信ノード４～６毎に通信信号を複数回受信して、特定のビットの信号波形を順次取得する。

そして、サンプリングポイントＰ２は、取得した複数の信号波形に基づき、全ての信号波形で論理値が特定のビットの論理値と一致する期間Ａ～Ｄの中から決定するようにすればよい。

つまり、このようにすれば、通信信号を受信する度に生じる信号波形の揺らぎ、つまりジッター、の影響を受けることなく、送信ノード４～６毎にサンプリングポイントＰ２を設定することができるようになる。

以下、送信ノード４～６毎にサンプリングポイントＰ２を設定する場合に実行される受信処理の一例について説明する。なお、この受信処理は、制御回路３０内のＣＰＵが、サンプリングポイント判定部３４としての機能を実現するために実行するものとする。

図８に示すように、この受信処理においては、図５に示した受信処理と同様、Ｓ１１０にて、受信部３２に対し、予め設定されている低速通信時のサンプリングポイントＰ１で受信信号ＲＸをサンプリングさせる。

そして、続くＳ１２０では、受信部３２でのサンプリング動作により得られる受信データから、「ベースＩＤ」を識別できたか否かを判断することにより、「ベースＩＤ」が受信されるのを待機する。

Ｓ１２０にて、「ベースＩＤ」を識別できたと判断されると、Ｓ１２２に移行して、「ベースＩＤ」から通信信号を送信してきた送信ノードを特定し、Ｓ１２４にて、特定した送信ノードのサンプリングポイントＰ２は設定済みであるか否かを判断する。

Ｓ１２４にて、サンプリングポイントＰ２は設定済みであると判断されると、Ｓ１６０に移行し、サンプリングポイントＰ２は設定済みではないと判断されると、Ｓ２００に移行する。そして、Ｓ２００では、上記特定した送信ノードのサンプリングポイントＰ２を演算する演算処理を実行する。

Ｓ２００の演算処理においては、図９に示すように、まずＳ２１０にて、「ベースＩＤ」の識別後に受信される特定のビット、つまり「ＦＤＦ」ビット、の信号波形を検出し、Ｓ１２２で特定した送信ノードの信号波形としてＲＡＭ等のメモリに記憶する。つまり、Ｓ２１０では、送信ノード毎に、信号波形を記録する。

次に、続くＳ２２０では、Ｓ２１０にて記録した信号波形に基づき、送信ノードのサンプリングポイントＰ２の演算に用いる信号波形を更新する。
なお、Ｓ２２０では、サンプリングポイント演算用の信号波形がまだ記録されていなければ、Ｓ２１０でメモリに記憶した信号波形を、そのまま、サンプリングポイント演算用の信号波形として記録する。

また、サンプリングポイント演算用の信号波形が既に記録されていれば、その記録された信号波形とＳ２１０でメモリに記憶した信号波形とを比較する。そして、双方の信号波形において一致しない論理値が存在する場合には、その一致しない論理値を、特定のビットの論理値とは異なる論理値として、サンプリングポイント演算用の信号波形を更新する。

この結果、送信ノード毎に、サンプリングポイント演算用の信号波形が、複数の信号波形の中で全て特定ビットと同じ論理値となるように更新されることになる。
こうして、送信ノードのサンプリングポイント演算用の信号波形が更新されると、Ｓ２３０に移行して、更新後の信号波形の論理値と、特定のビットの論理値とを比較し、高速通信時の１ビットの期間中に論理値が一致する期間を抽出する。

そして、Ｓ２４０では、Ｓ２３０にて抽出された期間の中で、信号波形の論理値が特定のビットの論理値と最も長く一致する期間の中央を、Ｓ１２２で特定した送信ノードから送信されてくるデータフェーズのサンプリングポイントＰ２として決定する。

次に、Ｓ２５０では、Ｓ２２０において、今回更新した信号波形の送信ノードに対する信号波形の更新を、所定回以上実施したか否かを判断し、送信ノードに対する信号波形の更新を所定回以上実施していれば、Ｓ２６０に移行する。

そして、Ｓ２６０では、Ｓ２４０で決定したサンプリングポイントＰ２を、今後、Ｓ１２２で特定した送信ノードからの通信データを受信する際のサンプリングポイントＰ２として設定し、図８のＳ２００に戻る。

また、Ｓ２５０にて、送信ノードに対する信号波形の更新を所定回以上実施していないと判断された場合にも、図８のＳ２００に戻る。

次に、図８のＳ１６０では、図５に示した受信処理と同様、アービットレーションフェーズの受信、つまり低速通信によるデータ受信、が終了したか否かを判断することにより、アービットレーションフェーズの受信が終了するのを待機する。

そして、Ｓ１６０にて、アービットレーションフェーズの受信が終了したと判断されると、Ｓ１７０～Ｓ１９０の処理を実行することで、受信部３２に、送信ノードから高速通信及び低速通信にて送信されてくるデータを順次復号化させ、当該受信処理を終了する。
［他の変形例］
図９に示したサンプリングポイント演算処理では、受信信号ＲＸから得られる特定のビットの信号波形を送信ノード毎に検出し、その検出した信号波形に基づき、サンプリングポイントＰ２演算用の信号波形を更新するものとして説明した。

これに対し、受信信号ＲＸから得られる特定のビットの信号波形を送信ノード毎に所定回検出し、その検出した複数の信号波形の中から、全ての信号波形において特定のビットと論理値が同じ期間を抽出して、サンプリングポイントＰ２を決定するようにしてもよい。

また、上記実施形態及び変形例では、高速通信時のサンプリングポイントＰ２には、高速通信時の１ビットの期間内で、信号波形の論理値と特定のビットの論理値とが最も長く一致する期間の中央を設定するものとして説明した。

これに対し、高速通信時のサンプリングポイントＰ２には、信号波形の論理値と特定のビットの論理値とが最も長く一致する期間の特定の位置を設定するようにしてもよい。
また、信号波形の論理値と特定のビットの論理値とが一致する期間のうち、期間が長くなる上位３つの期間を選択し、各期間の中央を、それぞれサンプリングポイントＰ２として設定するようにしてもよい。

この場合、高速通信時には各サンプリングポイントＰ２で得られた論理値のうち、２つのサンプリングポイントＰ２で一致する論理値を、対応するビットの論理値として特定するようにすればよい。

また、高速通信時のサンプリングポイントＰ２は、信号波形の論理値と特定のビットの論理値とが一致する期間のうち、高速通信時の１ビットの中で最も後ろに位置する期間の中から設定するようにしてもよい。

次に、上記実施形態及び変形例では、高速通信時のサンプリングポイントＰ２は、低速通信時に通信データが論理値「０」のドミナントから論理値「１」のレセッシブに変化したときのビットの信号波形に基づき設定するものとして説明した。

これに対し、高速通信時のサンプリングポイントＰ２は、通信データがドミナントからレセッシブに変化したとき、及び、通信データがレセッシブからドミナントに変化したときのビットの信号波形に基づき設定するようにしてもよい。

この場合、例えば、通信データが上記各方向に変化したときの信号波形毎に、信号波形の論理値が低速通信時のビットの論理値と一致する期間を抽出し、抽出した期間が重複する期間の中から、サンプリングポイントＰ２を設定するようにするとよい。

また、上記実施形態及び変形例では、波形記録部３６がメモリに記録する信号波形は、特定のビットの信号波形であるとして説明したが、メモリには、特定のビットの受信期間のうち、高速通信１ビットに対応する期間の信号波形だけを記録するようにしてもよい。

また、上記実施形態及び変形例では、本開示の通信装置の一例として、送信ノード４～６及び受信ノード８としての機能を有する通信装置１０について説明したが、本開示の通信装置は、受信ノード８として、データ受信専用の通信装置として構成されてもよい。

次に、上記実施形態では、波形記録部３６及びサンプリングポイント演算部３８としての機能は、ＣＰＵが図５又は図８，９に示した受信処理を実行することにより実現されるものとして説明した。

しかし、これらの機能は、必ずしも、ＣＰＵが実行するコンピュータプログラムにて実現される必要はなく、各種論理回路によって構成されたハードウェア、或いは、ハードウェアとコンピュータプログラムとの組み合わせにより、実現されてもよい。

また、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

２…伝送路、８…受信ノード、１０…通信装置、３２，３５…受信部、３６…波形記録部、３８…サンプリングポイント演算部。

Claims (8)

1. 複数の送信ノードから、各送信ノード共通の伝送路に、それぞれ、データ領域の前に調停領域が付与されたフレーム構成の通信データが送信され、複数の送信ノードが同時に送信を開始したときには、前記調停領域にて１つの送信ノードが送信権を取得して前記通信データの送信を継続し、しかも、前記各送信ノードは、前記調停領域では低速、前記データ領域では高速となるよう、通信速度を切り替えるように構成された通信システムにおいて、前記伝送路を介して、前記各送信ノードから送信された前記通信データを受信する通信装置であって、
   前記伝送路（２）を流れる通信信号を所定のサンプリングポイントでサンプリングして、前記通信データの各ビットの論理値を復号化するよう構成された受信部（３２，３５）と、
   前記通信信号の信号波形を記録するよう構成された波形記録部（３６）と、
   前記受信部にて前記通信速度の低速時に復号化された通信データから、論理値が変化する特定のビットを検知すると共に、該特定のビットに対応した前記通信信号の信号波形を前記波形記録部から取得し、該取得した信号波形と前記特定のビットの論理値とに基づき、前記通信速度が高速時の前記通信信号のビット毎のサンプリングポイントを演算するよう構成された演算部（３８）と、
   を備え、前記受信部は、前記通信速度の高速時には、前記通信信号を、前記演算部にて演算されたサンプリングポイントでサンプリングして、前記通信データの各ビットの論理値を復号化するよう構成されている、通信装置。
2. 請求項１に記載の通信装置であって、
   前記波形記録部は、前記受信部にて前記通信速度の低速時に復号化された通信データに基づき、前記受信部が前記調停領域で前記特定のビットを受信する期間を検知し、該期間中に、前記通信信号の信号波形を記録するよう構成されている、通信装置。
3. 請求項２に記載の通信装置であって、
   前記波形記録部は、前記受信部にて前記通信速度の低速時に復号化された通信データに基づき、前記調停領域において前記１つの送信ノードが送信権を取得するのに要する調停期間が経過した後に受信される前記特定のビットの期間を検知し、該期間中に、前記通信信号の信号波形を記録するよう構成されている、通信装置。
4. 請求項１～請求項３の何れか１項に記載の通信装置であって、
   前記演算部は、前記特定のビットの期間内に変化する前記信号波形の論理値と、前記受信部にて得られる前記特定のビットの論理値とを比較し、双方の論理値が一致するポイントを、前記通信速度が高速時の前記通信信号のサンプリングポイントとして決定するよう構成されている、通信装置。
5. 請求項４に記載の通信装置であって、
   前記演算部は、前記双方の論理値が一致する複数の期間の中から、前記サンプリングポイントを決定するよう構成されている、通信装置。
6. 請求項１～請求項５の何れか１項に記載の通信装置であって、
   前記波形記録部は、前記受信部にて前記通信速度の低速時に復号化された通信データに基づき、該通信データを送信してきた前記送信ノードを特定し、該特定した送信ノード毎に、前記通信信号の信号波形を記録するよう構成され、
   前記演算部は、前記受信部にて前記通信速度の低速時に復号化された通信データに基づき、該通信データを送信してきた前記送信ノードを特定して、該送信ノードから送信されてくる前記特定のビットの信号波形を前記波形記録部から取得し、該取得した信号波形と前記受信部にて復号化された前記特定のビットの論理値とに基づき、前記特定した送信ノードから高速で送信されてくる前記通信信号のビット毎のサンプリングポイントを演算するよう構成されている、通信装置。
7. 請求項６に記載の通信装置であって、
   前記波形記録部は、前記特定した送信ノード毎に、
   前記受信部が前記特定のビットを受信しているときの前記通信信号の信号波形を、前記通信速度が高速時の１ビットの時間間隔よりも短い単位時間毎の論理値として複数回取得し、該取得した複数の信号波形に基づき、前記演算部が前記サンプリングポイントを演算するのに用いる信号波形を生成して記録するよう構成されている、通信装置。
8. 請求項７に記載の通信装置であって、
   前記波形記録部は、前記特定した送信ノード毎に、
   前記受信部が前記特定のビットを受信しているときの前記通信信号の信号波形を取得する度に、該取得した信号波形と、前記演算部が前記サンプリングポイントを演算するのに用いる信号波形として既に記録されている信号波形とを比較し、双方の信号波形において一致しない論理値が存在する場合には、該論理値を、前記受信部にて復号化された前記特定のビットの論理値とは異なる論理値として、既に記録されている信号波形を更新するよう構成されている、通信装置。

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