JPH0626335B2 - デ−タ伝送通信システム - Google Patents

デ−タ伝送通信システム

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JPH0626335B2
JPH0626335B2 JP61184119A JP18411986A JPH0626335B2 JP H0626335 B2 JPH0626335 B2 JP H0626335B2 JP 61184119 A JP61184119 A JP 61184119A JP 18411986 A JP18411986 A JP 18411986A JP H0626335 B2 JPH0626335 B2 JP H0626335B2
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チヤールズ フランクス ドナルド
キムバー,ジユニア セオ
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電気通信回線網に係り、さらに詳細には、車輌
内の電気的機能制御に最も適した通信回線網に関する。
[従来の技術] 過去数年間に車輌内データ通信に使用するためのいくつ
かのプロトコルが提案されていて、現在使用されている
多量の配線設備に代わつて車輌内にくまなく配置されて
いる種々のスイツチ類、検出器類、電灯類、電動機類、
及び電子制御装置類の相互接続を効率的に行なおうと試
みられている。
従来の技術において提案されている1つのプロトコルは
時分割多重方式(TDM)を基本とするものであり、こ
の中では個別の従属局の時分割区間を同期制御するため
に主タイミング局が用いられており、個々の従属局で
は、それぞれの時分割区間内でデータ通信を行なうよう
に構成されている。TDM内の個々の時分割区間ではあ
らかじめ定義されている制御情報を生成し、各従属局で
は、あらかじめ定義されている機能を実行するために、
その機能に対応する時分割区間内の情報を引き出すよう
にプログラムされている。個々の「受信」従属局はデー
タの流れの中でいつその制御機能が発生したかを正確に
知らなければならない。従つてこのようなシステムは主
局の故障に対して弱点を有しており、そのような場合に
は回線網全体で通信が不能となる。
TDM方式の主局動作依存性に加えて、TDMシステム
はフレキシビリテイに乏しい、それはデータの流れの中
に割り当てられる時分割区間の数に制限があるためであ
る。従つて、それぞれの回線網内で受信局の追加や削除
を行なう場合には、主制御局のプログラムで時分割区間
の再配列を行なう必要がある。
TDMシステムは又開ループシステムとして動作し、一
般的には、個々の制御機能が受信されたことを積極的に
は確認しない。従つて、TDMシステムは通常、個々の
制御機能が指令されている間は制御データを連続して更
新する機能を備えている。
主局/従局回線方式の中にはポーリング技法を用いてい
るものもある。これは主局が時分割区間を絶えず再構成
できるので従来形TDMシステムの改善であると考えら
れる。しかしながら、全通信網の処理が親局に依存して
いるため、システムの信頼性を上げるためには親局を冗
長化する必要がある。
時分割多重方式回線網での重要な改善はバスコンテンシ
ヨン(Bus Contention)通信網技術である。バスコンテン
シヨン回線網の特徴は、通信局がすべて対等であり、各
局が必要に応じて回線網を使用できる点にある。従つて
“親局”は存在せず、回線網動作が特別な局に依存する
こともない。
TDM方式で使われる時分割区間の代わりにバスコンテ
ンシヨン方式の局はそれぞれを区別するための「番地」
を持つている。この番地は各局を回線網システム内で特
定して識別する。制御情報は番地に従つて個々の制御機
能を処理する特定の局に導かれる。
バスコンテンシヨンシステムがTDMシステムに比べて
非常に効率が良い理由は回線網の活動度が通信要求の度
数のみに関係しているためである。バスが通信の必要の
ない制御信号の定期的な繰り返しで負担をうけることも
ない。通信情報は局の間を必要に応じて、親局を中継す
ることなく流れる。このような手法は非常な適応性と、
拡張性を回線網に与える。局を新しく追加する場合は単
にバスに接続するだけで良い。時分割区間の再設定の必
要もなく、既設の局にも影響を与えない。
バスコンテンシヨン式回線網を構成する際必要なのは中
継局が回線に働きかける際の優先順の判定方法である。
全ての局がそれぞれ個々の要求に従つて回線網に働きか
けることができる(すなわち“送信”できる)ために、
送信器が同時に起動された際に生ずる衝突を回避する手
段が必要である。いくつかの異なる解決方法が局所通信
網(LAN)で広く用いられている。CSMA/CD
(衝突検知を備えたキヤリア検出多重アクセス方式)及
びバトン・パス方式が一般的である。しかしこれらは、
物理的に(かつ電気的に)大規模で、局相互間の通信の
伝播遅れが大きな通信網に対して最適化されたものであ
る。衝突が生じたことは互いの送信器が完全に個々の通
信手順に入るまで検知されない。“消去と再試行”手法
が衝突を解決するために用いられており、ここでは両者
の通信内容は消去され、両送信器は後から送信の再試行
を試みる。
これらとは別のさらに効果的な通信衝突回避方法で小規
模な回線網に適したものが開発されている。これは“ビ
ツト対応コンテンシヨン法”とよばれている。1例はフ
イリツプス/シグネテイクスDB通信網プロトコルで
あり以下の文献に発表されている。“DB、民生用単
一論理回線(The DB a One Logical Wire Bus for
Consumer Applications)”シー・エイチ・カプリンス
キー(C・H・Kaplinsky)その他、IEEE コンシユマー
エレクトロニクス会報、CE−27巻、1981年2月
102〜116頁;“車輌で使用される直列回線構造
(Serial Bus Structures for Automotive Application
s)”エイ・ジエー・ボツイーニ、(A,J,Bozzini)その
他、SAE技報第830536号、1983年2月28
日;および“車輌向小規模通信網(A Small Area Networ
k for cars)”アール・エル・ミツシエル(R.L.Mitchel
l)SAE技報第840317号、1984年2月であ
る。
B法は通信電送遅れが小さな場合を前提としてお
り、その大きさは単一ビットの通信時間以下である。通
信網の大きさが決まつている場合には、この条件は周波
数応答又は通信速度の上限値となる。通信網が電気的に
小さいと見なせるので、通信情報の各ビツトは通信網の
すべての点に同時に存在している。従つて各送信器は通
信網の稼動状態をビツト毎に実時間で認識することがき
る。この結果“送信中”に衝突している通信を調停する
技法が可能となる。この調停処理作業中に通信情報は破
壊されない;むしろ、通信網は衝突中の通信情報の一方
を有効であると見なす。情報が失われた側の送信器はこ
の状態を検知して、第1の通信情報が通過した直後に再
試行を行なう。
以上述べたような各局が固有の番地を有している一般的
なバスコンテンシヨン通信網技法の特徴は、各通信情報
が特定の発信元、受信先とを有している点である。これ
らの“局から局”への通信情報は、実行すべきある特定
の動作に関する符号化されたデータと共に、発信器と受
信器の物理的な番地に相当する情報をも含んでいる。バ
スコンテンシヨン通信網構成は、TDMシステムに関し
ての大きな改善ではあるが、自動車関係で要求されるよ
うな、局対局通信手法によつては完全に処理できないよ
うな回線網動作方式も存在する。
[発明の要約] 本発明は車輌内で使用するのに最適なデータ伝送通信シ
ステムに関するものであり、車輌内には多数の受信器/
発信器制御モジユールがくまなく種々の局(制御点)に
配置されている。制御モジユールは、共通データ回線を
介して相互接続されているので、それぞれデータ回線か
ら機能又は情報データを受信したり、肯定回答を送信し
たり、又は必要に応じて、データ回線に連結されている
その他の1つ又は複数の制御モジユールに指令又は情報
データを送信したりできる。
本発明で採用したプロトコルでは回線網上の各局はすべ
て対等であるので特別な発信局、受信局又は主タイミン
グ局は存在しない。本システムにおいては、全ての局で
受信及び指令の送信が可能であり、情報データの送信
を、局体局又は全回線網一括で行なうことができる。
本発明では分散制御方式を用いているので、どの制御モ
ジユールも機能指令を全回線網一括(ブロード・キヤス
ト)送信ができるようにプログラムされ又残りの制御モ
ジユールはこのような機能指令を受信し、肯定回答を行
ない送信された機能指令に応じて動作するようにプログ
ラムされている。
本発明において各々の機能情報又はデータ情報は、独立
な優先順位領域を有しており、送信を許可された各通信
文は回線を専有するためのあらかじめ定められた階層に
応じて識別される。優先順位領域信号は、1つの情報が
送信される間に、高い優先順位を持つ通信文が回線を専
有できるように保証している。自動車において、高い優
先順位の機能とは例えばブレーキペダル監視制御モジユ
ールから“停止灯点灯”機能指令に応じて停止灯を点灯
するようにあらかじめプログラムされている制御モジユ
ールへの機能指令であろう。典型的には、前記の例より
も少ないがやはり優先順位の高い機能指令として、前照
灯の点灯、前照灯のビーム切換え、扉施錠及び警報音の
操作等が上げられる。
本発明では完全な肯定回答通信プロトコルを用いて、情
報送信/受信の信頼性をあげている。本システムにおい
て、各通信文は肯定回答部を有し、この部分を通して各
受信制御モジユールはそれぞれの番地信号をデータ回線
上に送出する。このようシステム規模の相互確認技法を
用いることで送信モジユールに対して情報が受信された
ことと、各受信局の識別信号とを与えている。
システム上で送信される各通信文は又誤り検出用の通信
文毎のチエツク和で保護されている。チエツク和は通信
文の一部として送信され、受信局による肯定回答は、受
信局でチエツク和の積算を行ない、受信した通信文に対
応する信号を比較検索した後にのみ返送される。受信局
による肯定回答はパリテイ・ビツトで保護されている。
このパリテイ・ビツトは受信局の番地をあらかじめ定め
られた奇数又は偶数のチエツク和となるように付加され
る。
回線上の通信文の争奪は、ビツト毎に処理される。従つ
て、回線上で通信文が衝突する毎に、一番高い優先順位
を持つ通信分が勝つて送信を継続する。衝突によつて、
回線時間が失われることはない、これは各通信文が回線
上でビツト毎に全ビツトを調停され、優勢ビツトが選択
されるためである。このようにして、有効通信文が送信
される一方で優先順位の低い通信文の送信が禁止され
る。調停に敗れた側の送信局はより高い優先順位を持つ
通信文が終了するまで送信動作を待ちつづける。従つ
て、本発明は回線の利用率を100%に高めることがで
きる。
[実施例] 本発明は、例えば第1図に示す自動車に装備するのに適
するように考えられている。車輌10内での本発明設備
の全体的な位置関係を明らかにするために機関12が透
視的に示されている。データ通信システムは、単一デー
タ回線通信路20を用いて示されていて、これは、車輌
内の種々の制御モジユールにはりめぐらされている。本
例では2本より線がデータ回線として使用されている。
もつとも、その他の通信媒体、例えば光フアイバー、音
声伝播路又は同軸ケーブル等も適用可能である。
第1図において、制御モジユール30は車輌の右前部に
配置されている。この制御モジユール30は、機能指令
を受けて、前照灯、駐車灯、ハイビーム灯、方向指示
灯、警報点滅灯、及び通常この付近に配置されているホ
ーンの動作を制御する。これに対応して車輌の左前部に
配置されている制御モジユール32は、制御モジユール
30と同様に機能し、この付近にある種々の電灯の制御
を行なう。制御モジユール34は機関12の上かその近
くにあつて、機関に装着されている検出器からの信号、
例えばオイル・レベル、冷却水温度及び機関回転数等を
データ回線を介して、これに接続されているその他の制
御モジユールに伝送する。制御モジユール36は車輌1
0の計器盤の付近にあつて、計器の照明を制御すると共
に、車輌内の種々のパラメータに関する情報を計器盤に
表示する。制御モジユール38は車輌のハンドル操作部
にあつて、車輌内での種々の機能を制御するスイツチ類
の信号を入力する。例えば、前照灯、駐車灯方向指示
灯、及びホーンの動作等はこの制御モジユール38に接
続されているスイツチ類によつて制御される。ブレーキ
・ペダル検出スイツチは車輌の構造に応じて、制御モジ
ユール36又は38に接続される。制御モジユール4
0,42,50及び52は車輌10の各扉に配置されて
いて、窓開閉モータ、扉施錠装置、扉開閉検出スイツ
チ、補助灯等に接続されている。又前扉の制御モジユー
ル40及び52は電動式座席調節器操作スイツチに接続
されている。制御モジユール54は、車輌のほぼ中央、
好適には前部座席の下に配置されており、制御情報を、
座席調節モータ、及びシート・ベルト装着検出器に供給
する。制御モジユール46及び48は、車輌10後部の
両脇に配置されていて、車輌後部にある種々の電灯、停
止灯、後進灯、運転灯、方向指示灯、緊急点滅灯の動作
を制御し、又、燃料レベル検出器の信号をデータ回線に
送信する。
上記の機能は本発明に示す通信システムで処理できるも
のの一例であつて、システムは十分にフレキシブルであ
り、制御モジユールの新規追加や、すでにあるモジユー
ルに例えば診断機能等の新たな機能を追加することを、
その他のモジユールのプログラムを手直しすることなく
実現できる。
以下の記述は、本発明で用いるプロトコルに関するもの
であり、上に述べた変更に適している独特のフレキシビ
リテイについて示している。
第2図は、データ回線20に接続されている2つの制御
モジユール32及び38の関係を示す。さらに、各制御
モジユールは電源母線22に接続されている。(電源母
線22は第1図に示されてはいないが、通常、電源母線
22は車輌内に配線されていて、制御モジユールで制御
されている種種の付属品に必要な電力を供給してい
る。) 本実施例において、データ回線20の各線は非活性電位
を区別するためにバイアスがかけられている。第1線は
抵抗器R1を経由して、約5Vの電圧でバイアスされて
いる。データ回線20のもう一方の線は、抵抗器R2を
介して接地されている。従つて不活性状態では、一方の
線の電位は約5VDCであり、もう一方は接地電位であ
る。論理ビツト信号がデータ回線上に出されて、データ
回線がある一定時間専有状態に励起されると、通常5V
にバイアスされている線はほぼ接地電位に落とされ、通
常0Vにバイアスされている線は約5Vに引き上げられ
る。この手法を用いれば差動式ドライブ回路及び受信器
を介しての信号送信及び受信の信頼性を上げることがで
きる。
第2図に示す構成において、各制御モジユールはインタ
フエース回路32I、38Iを有し、これはそれぞれ差
動式ドライブ回路32D、38D及び差動式受信器32
B,38Bで構成されている。それぞれの制御モジユー
ルは、制御プロセツサ32C、38C及び局プロセツサ
を有している。
本発明の実施例ではインテル社製8751マイクロ・コ
ンピユータをそれぞれ制御及び局プロセツサに使用して
いる。もちろん、先に述べた制御プロセツサは、回線網
の通信処理を制御し、一方局プロセツサは局部的な処理
や機能を制御する。回線網上にあるすべての制御用マイ
クロプロセツサは、通信網制御処理を行なうために同一
のプログラムを用いているが、それぞれは特定の制御モ
ジユールを区別するための番地と、それぞれの局プロセ
ツサで処理される機能に関する機能コードとを記憶素子
内に記憶している。制御プロセツサは、インタフエース
回路を通して回線網と通信する一方、並列インタフエー
スを介して、局プロセツサとも通信している。
局プロセツサは、その付近にある種々の装置を、入出力
部を介して電源母線22に好適に連結している。それぞ
れの局プロセツサに常駐するソフトウエアは、各々のプ
ロセツサに独特の″独自性″を与え、車輌内での異なる
素子の制御又は応答を処理する。
構造的には、制御プロセツサは局プロセツサに対して、
直列の読み取り/書き込みレジスタとして働き、このレ
ジスタには、種々の状態やデータ情報が含まれる。局プ
ロセツサは通信網での伝送処理を、必要な情報をこれら
のレジスタに書き込むことで行ない、その他のレジスタ
を読むことで通信情報を受信する。すべてのレジスタに
ついての読み取り/書き込み操作は、2つのプロセツサ
を連結している並列データ・バスを介して行なわれる。
これらのレジスタの読み取り及び書き込み過程は、4つ
の制御線「データ/ポインタ」、「読み取り/書き込
み」、「ストローブ」及び「処理中」で調整されてい
る。「処理中」を除く、すべての線は制御プロセツサに
対する入力線である。「処理中」の線は、制御プロセツ
サが、局プロセツサ・インタフエースに係る何らかの処
理を実行するために専有されていることを示すために使
われる。制御プロセツサと局プロセツサ間の通信伝送を
実行するために、制御プロセツサは、局プロセツサに対
する並列インタフエースを通して通信文をバイト型式で
受信しデータ回線20上に伝送可能なプロトコルに定形
化する。制御プロセツサは又、回線からの定形化された
通信文を認識し解読する。
本発明の通信網プロトコルにおける通信基本単位は通信
文形式である。各通信文はその形に応じて40から12
0ビツト長となるように考えられている。5キロヘルツ
のクロツクに対して情報伝達周期は、通信文の長さに応
じて8ミリ秒から24.2ミリ秒必要である。典型的な
情報伝達時間は1通信文あたり10ミリ秒であり、結果
として、通信網の能力は1秒あたり100通信文とな
る。もちろん、さらに高周波のクロツクを用いれば通信
網の情報伝達能力を上げることができる。
本発明では2種類の通信文を扱つている。第1は局対局
の通信文であつて、特定の発信局と受信局の番地を通信
文内に持つている。第2の通信文は機能を示す通信文で
あつて、回線網全体に分配伝送されるものである。第1
形の機能通信文をここでは「機能指令」通信文と名付け
るが、ここでは、全通信文が伝送され、通信文に含まれ
るそれぞれの機能指令を受信するようにプログラムされ
ている1つ又は複数の制御モジユールで識別して受信さ
れる。第2形の機能通信文をここでは「機能データ送
信」通信文と名付けるが、これは機能指令文を拡張した
もので、受信局肯定回答部に続くデータ情報を含み全回
線網に伝送される。
第3図は本発明で用いられる基本通信文形式を示す。基
本通信文形式には通信文記述部と受信局肯定回答部とが
含まれる。データ部を備えた形式の通信文もある。(局
対局及び機能データ送信)通信文記述部には、最初に開
始ビツトがあつて続いて優先順コードがある。優先順コ
ードはビツト対応の通信文調停に使用されるが詳細には
第11図で説明する。優先順コードに続くのは形式制御
コードであつて、これは2つの形式のうちどちらの通信
文が伝送されているかを示す。次はブロード・キヤスト
機能通信文で用いられる機能番地又は、局対局通信の場
合の特定受信局番地が含まれている。その次に発信局番
地があつてそれに続いて通信文チエツク和が含まれてい
る。
第3図に示す基本通信文形式中の受信局肯定回答部の長
さが可変であるのは、通信文形式がブロードキヤスト機
能形通信文の時であり、通信文の受信肯定回答を行なう
受信局の数に対応する。又固定長となるのは伝送される
通信文が局対局形の場合である特定の受信局によつて識
別される番地が記述されている。
通信文が局対局又は機能情報形である場合には、受信局
肯定回答部に続いてデータ部があつて、これはあらかじ
め定められた個数以内のデータ列を含んでいる。
本発明の長所として、全通信網通信文を備えている点が
あり、これはいくつかの局対局通信文に代わることがで
きる。一方、局対局通信は検出器の情報、例えば機関回
転数、自動車速度、又は温度等で特定の制御モジユール
で必要な信号の情報通信に使用される。車輌の緊急点滅
灯の点灯や消去を行なう場合には、最も効率的なのは、
ブロード・キヤスト通信を用いて、全制御モジユールに
機能指令を供給することである。もちろん、緊急点滅灯
に接続されている制御モジユールのみがこの1回の機能
指令に応答する。このように応用すると、4カ所に分散
し、別々に制御されている点滅灯に4つの個別の局対局
通信を行なう必要がなくなる。
確実なシステムを構築するために肯定回答機能を備える
必要がある。個々の機能通信文を受信し、応答する受信
局の数は不特定であるので本システムでは各通信文の受
信局肯定回答部は可変長としている。
機能指令通信文の形式が第4図に示されており、先頭2
ビツトは開始信号である。開始信号の次の3ビツトは優
先順信号でありそれに続く2ビツトは制御信号である。
制御信号は送信される機能指令の形式を示す。次に続く
11ビツトのはじめの7ビツトは一般機能番地を示して
おり、残りの4ビツトは特定機能番地を示している。例
えば一般機能としては“前照灯”がそして、特定機能と
しては“点灯”又は“消灯”が記述されている。その他
の一般機能指令の例としては“扉錠”が、そしてこれに
関連する特定機能としては、“施錠”又は“解錠”があ
げられる。機能指令に続いては7ビツトに伝送制御モジ
ユールの番地と、7ビツトの通信文チエツク和とが用意
されている。通信文チエツク和が終わると、伝送制御モ
ジユールは受信モードに戻つて、受信制御モードからの
肯定回答信号を待ち受けている、これらの肯定回答信号
は通信文の機能指令に対して応答するように各受信制御
モジユール内にプログラムされている。一番高い優先順
位を持つ受信器の番地が第1の肯定回答信号となり、以
下好適なプロトコルに従つて、バスを専有し、確認番地
信号送信競争に敗けたその他の受信局は除外ビツトを受
動状態から専有状態に変化させて、バスに対してその固
有番地を肯定回答信号として伝送しようと努める。この
ような確認作業は機能指令に該当する受信局が受信を確
認し、除外ビツトが1ビツトの間受動状態となるまで継
続する。除外ビツトが1ビツト長の間受動状態を継続し
た後で、その他の制御モジユールで伝送する通信文を有
しているものが、開始ビツトを出してバスを専有し、そ
の全通信文を伝送しようと試行する。
第5図に示す機能データ形式は第4図に示した機能指令
通信文形式と非常に良く似ており、違うのは、受信局肯
定回答の後で送信制御モジユールが再び送信モードに切
換わつて、8ビツトからなるバイト単位のデータ伝送を
行なう点である。データ信号末尾には8ビツトのデータ
・チエツク和信号が続いている。
局対局データ伝送通信文形式は第6図に示されており、
第5図に示す機能データ送信通信文と違う点は、2ビツ
トの制御領域には異なる形式の信号コードを具備し、制
御領域に続く7ビツト領域に特定受信局番地が入つてい
る点である。局対局データ送信通信文には、単一の受信
局肯定回答部があつて、その後にそれぞれ8ビツトで構
成された複数のデータバイトが続いている。
局対局データ伝送を必要とする例として、制御モジユー
ル52がその局プロセツサを介して1組の電動窓操作ス
イツチに接続されていてそのうちの1つのスイツチを操
作して、右前方の窓を動かす場合があげられる。この場
合、通信文は、右前方窓の駆動モータに接続されている
制御モジユール40に特定して送信される。この時、制
御領域は、局対局形の通信文が伝送されることを示し、
制御モジユール40の番地が受信局領域に入り、データ
領域には、特定の窓の開又は閉指令が入つている。
第7図にチエツク和生成手順を示す。ここでは優先順指
定域制御指定域、機能指定域、及び発信局番地の2進数
を加算し1つの2進数を作り出して、これを発信局制御
モジユールの通信文チエツク和格納領域に格納する。従
つて、受信制御モジユールは、受信したチエツク和と、
伝送された2進信号と加算した信号とを比較し、受信し
た内容と、発信された内容とが対応するか否かの判定を
行なえる。
データ回線上に送信される信号は、2進論理値や独特の
開始信号を表わすためにパルス幅変調技法を用いてい
る。ビツト単位時間はさらに3つの小時間単位に分割さ
れている。第8図に示すように、2進論理状態の“ゼ
ロ”(0)ビツトは、データ回線20が占有される状態
が最初の2小時間区間継続して、最後の小時間区間受動
状態となるように表現される。
第9図に2進論理値が“1”の場合が示されている。こ
の場合データ回線は1ビツト単位時間の最初の3/1だ
け専有状態となり残りの2小時間区間の間は受動状態と
なる。
本実施例において、論理“0”ビツトの伝送の方が論理
“1”ビツト伝送よりバス上で優勢である。それは、第
2小時間区間に、“0”信号は励起されるが、同じ小時
間区間で“1”信号はバスを受動状態に戻すためであ
る。
第10図は独特な開始信号を示している。開始信号は2
ビツト単位時間で構成され、その最初の4小時間区間バ
スを励起して専有状態にし、残りの2小時間区間バスを
受動状態に戻している。開始信号を表現する別の方法と
して、最初の5小時間区間バスを励起して専有状態に
し、残りの1小時間区間バスを受動状態に戻す方法もあ
る。
パルス幅変調技法を用いて、データバス上に2進ビツト
信号を送信する場合のビツト対応調停技法で本発明の実
施例が第11図に示されている。第11図において発信
局“A”と発信局“B”とは、それぞれの通信文をほぼ
同時に、回線が少なくとも1ビツト単位時間静になつた
後にデータ回線上に送信開始した場合を示している。第
11図において、発信局“A”が最初にデータ回線上に
開始ビツトを送り出したものと仮定している。しかしな
がら、発信局Bはデータ回線上の各信号の立上がりに同
期するため、その開始ビツト信号はほぼ同時に発生する
ことになり、B開始ビツト及びそれに続くビツト信号は
発信局Aから伝送されるビツト信号と同期する。回線上
に最終的に出現する信号は有効な開始ビツト信号であ
り、データ回線に接続されているその他の全ての制御モ
ジユールは開始ビツトを認識し自動的に信号の立上がり
に同期する。
第11図に示す例において、3ビツトで構成されている
優先順指定領域の最上位ビツトは発信局A及び発信局B
で共に論理状態で“1”であるため回線上に残る論理ビ
ツト信号は1となる。優先順指定領域の第2ビツトは発
信局Aも発信局Bも共に0である。回線上の論理ビツト
信号も0である。しかし、優先順指定領域の最下位ビツ
トは発信局Aからは1が回線上に出力されるのに発信局
Bからは0が出力されている。本発明においては、論理
0信号の方が論理1信号に対して優勢であるのでデータ
回線上に表われる論理ビツト信号は0となる。従つて、
発信局Aは伝送しようとした信号と異なるビツト信号を
検知し、それ以上の送信を禁止し、発信局Bがデータ回
線上に送信し続ける。
優先順の決定に関して言えば、あらかじめ強弱関係は確
立されていて、送信される通信文の優先順は既知であ
る。例えば7段階に分けると、停止灯の指令は最高の優
先順位を持つべきである。安全に係る信号、例えば荷物
室扉の半開きや扉の半開き信号がその次の水準の優先順
位である。以下に続く優先順位は、高いものから順に運
転者により行なわれる制御信号、例えば前照灯の操作、
扉施錠操作であり、次は、検出器のデータ情報例えば燃
料レベル、室内温度、速度等である。
2つの発信局が同じ優先順位の通信文を同時にデータ回
線に送信した場合には本実施例におけるビツト毎調停方
式では、全通信文領域にわたつて調停作業を続け、発信
局の1つが他と異なる専有信号を検出すると直ちに解除
する。同一の優先順で同一の機能を送信する場合には調
停作業は発信局番地の部分で生じるであろう、それは各
発信局が互いに異なる番地を持つているからである。
第12図から第18図に、回線網を通して情報を受信及
び送信するために使用されている制御用プロセツサの動
作を表わすフロー図が示されている。第12図には始動
とアイドリングの流れ図が示されている。始動に際し
て、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)の内部レジ
スタを消去し、全タイマ及び情報レジスタを初期化す
る。次にプロセツサはデータ回線20上に送信する情報
を構成するために同じ局内の局プロセツサからの通信か
データ回線からの認識可能な開始ビツトの入力待ち状態
となる。開始ビツトがデータ回線20上に受信される
と、制御プロセツサはその受信処理に入り、これは第1
3A図から第13C図に示されている。制御プロセツサ
がその局プロセツサからの送信要求を受けると、送信処
理モードに入りこれは第16A図及び第16B図に示さ
れている。一方制御プロセツサが、その局プロセツサへ
の通信要求を受けると第18図に示す局通信処理に入
る。
通信文受信処理過程において、受信通信文検索サブルー
チンには一般機能領域を受信し、好適なレジスタに一時
記憶した後で入る。第14図に示される受信通信文検索
処理では制御領域を見て、機能指令(FCMD)形信号
か、機能データ送信(FDATA)形信号か又は局対局
(NTN)形信号かを識別して、一時記憶し、この内容
を適切な通信文形式を記憶しているレジスタと比較し、
受信した通信文がその制御モジユールで受信すべき内容
であるか否かを判定する。通信文が適切ではないと見な
されると、モジユールはそのアイドリング状態に戻る。
一方、通信文が適切なレジスタ内に見つかつて、チエツ
ク和が検証されると、肯定回答を行なつた後関連する局
プロセツサに通知し、その情報を送信する。第15図に
示す送信肯定回答処理において、受信中の制御モジユー
ルはそれ自身の“局”番地を適切な肯定回答領域内に用
意する。しかし調停に敗れると、回線の専有を試み、そ
の局番地をあらかじめ定められた回数送信する。
第16A図及び第16B図に示す送信処理において、制
御モジユールは回線が少なくとも1ビツト単位時間の間
不活性になるのを待つて開始ビツトを送信するか、他の
局からの開始ビツト信号を待つている。開始ビツトが検
知されると、制御モジユールは回線上の開始ビツトに同
期し開始ビツト信号に続いてその優先順位信号を送信す
る。優先順位信号の送信中に調停に敗れると、敗れた発
信局はそれ以上の送信を禁止し受信モードに切換わつ
て、他の制御モジユールの送り出す優先順位信号を受信
する。調停に勝つと制御モジユールは制御信号を送り、
続いて一般機能領域信号特定機能領域信号及び発信局制
御モジユールの番地それに累積加算されたチエツク和信
号とを送信する。各領域信号を送信する各々の場合に、
調停操作が実行され、送信中の制御モジユールが回線上
に送信した信号と異なる論理状態を検知すると調停に敗
れたことを示す。調停に敗れたり、送信された情報に対
して肯定回答がなかつたりして通信文が送信されなかつ
た場合には、制御モジユールの送信モードはリセツトさ
れ通信文は再度送信される。
本発明の新規な概念の範囲内で多くの改変や変更が可能
なのは明白であろう。したがつて、添付の特許請求の範
囲は、本発明の真の精神及び範囲内のそのような改変や
変更をも含むように意図している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概念図であり、自動車内での典型的な
配置を示す。 第2図は、第1図に示す回線に接続された一対の制御モ
ジユールの詳細ダイアグラム。 第3図は、基本通信文形式を示す。 第4図は、本発明で用いられる、複数の受信局肯定回答
を備えた機能指令形式を示す。 第5図は、本発明に基づく機能データ伝送通信文形式を
示す。 第6図は、本発明に基づく、局対局データ伝送通信文形
式を示す。 第7図は、各通信情報に対するチエツク和発生方法を示
す。 第8図は、“0”ビツト信号波形を示す。 第9図は、“1”ビツト信号波形を示す。 第10図は、“開始”ビツト信号波形を示す。 第11図は、本発明で行なうビツト毎通信情報調停を示
す。 第12図は、制御プロセツサの始動及びアイドリング時
の流れ図を示す。 第13A図から第13C図は制御プロセツサの通信文受
信処理流れ図を示す。 第14図は制御プロセツサの通信文検索処理流れ図を示
す。 第15図は制御プロセツサの送信肯定回答処理流れ図を
示す。 第16A図及び第16B図は制御プロセツサの通信文送
信処理流れ図を示す。 第17図は制御プロセツサの受信肯定回答処理流れ図を
示す。 第18図は制御プロセツサの局通信処理流れ図を示す。 [符号の説明] 10……車輌、12……機関、20……回線、30,3
2,34,36,38,40,42,46,48,5
0,52,54……制御モジユール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド チヤールズ フランクス アメリカ合衆国ミシガン州アン アーバ ー,ヒドン バレー 630,アパートメン ト 115 (72)発明者 セオ キムバー,ジユニア アメリカ合衆国アラバマ州ハンツビル,ナ デイナ ドライブ 10019 (72)発明者 ダグラス アール.ノルフ アメリカ合衆国ミシガン州サイオ タウン シツプ,グリーン ノルズ 4994

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】共通データ回線と、複数の通信制御モジュ
    ールとを備えたデータ伝送通信システムであって: 前記複数の通信制御モジュールの各々は、独自の識別番
    地を有し、かつ一つあるいはそれ以上の所定の機能を実
    行するようにプログラムされており; さらに、前記複数の通信制御モジュールの各々は、前記
    共通データ回線に接続されており、データ通信文を前記
    共通データ回線を介して前記複数の通信制御モジュール
    間で受信する手段と送信する手段とを有し; さらに、前記複数の通信制御モジュールの各々は、前記
    共通データ回線に送信するために少なくとも二つある通
    信文の形式の内の一つの該通信文形式になるように前記
    データ通信文を定形化する手段を有し; 前記通信文の形式は、前記データ通信文の送信開始を示
    す第1の所定領域長を持つ開始信号と、前記データ通信
    文の所定の階層の送信優先順位に関するコードを示す第
    2の所定領域長を持つ優先順位指定信号と、前記少なく
    とも二つある通信文の形式の内の一つの該通信文形式に
    関するコードを示す第3の所定領域長を持つ形式制御信
    号とさらに、第4の所定領域長を持ち前記共通データ回
    線に接続された他の前記通信制御モジュールにより実行
    されるべき機能のコードを示す機能信号かあるいは前記
    データ通信文を受け取るべき特定の前記通信制御モジュ
    ールの独自の識別番地を示す受信局番地信号が順次連な
    ったものを含み; 前記各通信制御モジュールはさらに、前記独自の識別番
    地と実行するようにプログラムされた特定の所定の機能
    のコードとを格納する格納手段を有するデータ伝送通信
    システム。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項に記載のシステムに
    おいて、各々の前記通信制御モジュールがさらに、定形
    化された通信文を前記共通データ回線上に2進ビット信
    号で伝送するための装置を具備し、前記2進ビット信号
    は、あらかじめ定められたビット単位時間を有し、各々
    の2進ビット信号は少なくとも3つの小時間区間に分割
    され、前記伝送するための装置は異なる通信制御モジュ
    ールが同時に前記共通データ回線上に2つの相反する2
    進ビット信号を伝送した場合に一方の2進ビット信号を
    優先して処理できるような方法で伝送していることを特
    徴とするデータ伝送通信システム。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項に記載のシステムに
    おいて、前記定形化する手段は、前記データ通信文を少
    なくとも下記のいずれかの形式に定形化するものであっ
    て、該いずれかの形式は、 第1の所定の形式制御信号で指定される機能指令のデー
    タ形式であって、該形式信号に続いて伝送される機能の
    コードに対応するコードを格納して持っている通信制御
    モジュールが、該第1の所定の形式制御信号に引き続く
    前記データ通信文を受け取るものと; 第2の所定の形式制御信号で指定される局と局の間のデ
    ータ通信文のデータ形式であって、該形式信号に続いて
    伝送される受信局番地の対応する独自の番地を格納して
    持っている通信制御モジュールが、該第2の所定の形式
    制御信号に引き続く前記データ通信文を受け取るもの を含むことを特徴とするデータ伝送通信システム。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第2項に記載のシステムに
    おいて、前記システムがさらに、それぞれの前記通信制
    御モジュールに関連して接続され前記通信制御モジュー
    ルに対して機能又は情報データを表わす入力信号を与え
    前記制御モジュールからの前記機能又は情報出力信号に
    応答する複数の付加制御装置を具備し、各前記通信制御
    モジュールは、前記共通データ回線上に伝送されたそれ
    ぞれの開始信号を受信し、認識するための装置、優先順
    位信号を受信し認識するための装置、前記形式制御信号
    を受信し認識するための装置、それに機能又は受信局番
    地信号を受信し認識するための装置と、前記形式制御信
    号に対応して、受信した機能信号を、あらかじめ記憶し
    ている機能コードと比較するか又は受信局番地信号を、
    あらかじめ記憶している番地コード信号と比較する装置
    と、それに前記比較装置が一致を示した時に前記データ
    回線上に前記番地信号を定形化して伝送するための装置
    とを有することを特徴とするデータ伝送通信システム。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第1項に記載のシステムに
    おいて、前記データ通信文はその中の領域に受信局肯定
    回答信号を含み、該受信局肯定回答信号は、前記通信制
    御モジュールがデータ通信文を受信したことの確認と、
    受信した前記通信制御モジュールの特定の機能の実行を
    行ったという確認のいずれかあるいはそれら両方の確認
    のために前記受信した通信制御モジュールが発すること
    を特徴とするデータ伝送通信システム。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第5項に記載のシステムに
    おいて、前記データ通信文が特定の通信制御モジュール
    の識別番地を含む場合、前記データ通信文には固定長の
    受信局肯定回答信号が設けられ、前記データ通信文を受
    信した前記識別番地の前記通信制御モジュールは優先順
    位に応じて応答し、もしも前記データ通信文が機能信号
    を含む場合、前記データ通信文には可変長の受信局肯定
    回答信号が設けられ、すべての通信制御モジュールがそ
    れに応答できるように構成されることを特徴とするデー
    タ伝送通信システム。
  7. 【請求項7】共通データ回線上の受信局間のデータ伝送
    通信方法であって、以下のa)、b)、c)、d)、
    e)、f)及びg)の工程を含み、該工程は、 a)2進ビット信号の形式を用意する工程であって、該
    2進ビット信号の形式は、所定のビット単位時間を有し
    各前記ビット単位時間が少なくとも三つの小ビット単位
    時間に分割されている第1と第2の2進ビット信号と、
    独自の開始ビット信号とを含み、前記第1の2進ビット
    信号は前記共通データ回線を最初の前記小ビット単位時
    間の間所定の最小値レベルに励起し、続く前記ビット単
    位時間の残り2つの小ビット単位時間の間は前記共通デ
    ータ回線を非励起状態とすることで表現され、第2の信
    号は前記共通データ回線を最初の2つの小ビット単位時
    間の間少なくとも前記所定のレベルに励起し、前記ビッ
    ト単位時間の残りの1小ビット単位時間の間は前記共通
    データ回線を非励起状態とすることで表現され、そして
    前記開始ビット信号は、前記共通データ回線を少なくと
    も5つの小ビット単位時間の間少なくとも前記所定のレ
    ベルに励起し、残りの1つの小ビット単位時間の間非励
    起とすることで表現され; b)データ伝送形式を用意する工程であって、前記2進
    ビット信号と前記開始ビット信号とを使用し、該形式
    は、データ通信文の送信開始を示す開始信号と、前記デ
    ータ通信文の所定の階層の送信優先順位に関するコード
    を示す所定領域長を持つ優先順位指定信号と、少なくと
    も二つある通信文の形式の内の一つの該通信文形式に関
    するコードを示す所定領域長を持つ形式制御信号とさら
    に、所定領域長を持ち一方の前記通信文の形式の受信局
    で実行されるべき機能のコードを示す機能信号かあるい
    は他方の前記通信文の形式の受信局の識別番地を示す受
    信局番地信号が順次連なったものを含み、 前記形式制御信号は前記共通データ回線に接続された一
    つあるいはそれ以上の受信局を指定し引き続く信号の領
    域が機能指令を持つことを示し可変長肯定回答領域が続
    く第1の通信文形式か、あるいは前記共通データ回線に
    接続された特定の受信局を指定し引き続く信号の領域が
    前記特定の受信局の独自の番地であることを示し可変長
    肯定回答領域が続く第2の通信文形式を定義し; c)前記受信局として複数個の制御モジュールを用意す
    る工程であって、各前記制御モジュールは前記共通デー
    タ回線に接続され、それぞれ、あらかじめ記憶した特定
    機能コードと、特定番地とを有し切換可能な伝送モード
    と受信モードを有し; d)前記制御モジュールにデータ通信文を供給する工
    程; e)前記制御モジュール内にて前記データ伝送形式に従
    って前記データ通信文を組合せる工程; f)前記共通データ回線を前記データ送信方式と、2進
    ビット信号形式とに従って、順次に励起させたり、非励
    起にさせたりする工程; g)前記制御モジュール内において、それぞれ伝送され
    るビット信号と、前記共通データ回線上に存在するビッ
    ト信号との間に不一致を生じたら伝送を停止させるため
    にビット信号同志の比較を行なう工程; からなる共通データ回線上のデータ伝送通信方法。
  8. 【請求項8】特許請求の範囲第7項に記載の方法におい
    て、さらに、各制御モジュールにおいて前記共通データ
    回線を監視し;前記共通データ回線上の開始ビット信号
    を認識し;優先順位指定信号を受信記憶し;機能信号又
    は受信局番地信号を伴う形式制御信号を、それぞれ、記
    憶された機能コード又は番地と比較し;前記比較工程に
    おいて、一致を検出すると、それぞれの前記制御モジュ
    ールを伝送モードに切換え、その固有番地信号を肯定回
    答信号として、前記共通データ回線上に送信する手順を
    含む共通データ回線上のデータ伝送通信方法。
JP61184119A 1985-09-23 1986-08-05 デ−タ伝送通信システム Expired - Lifetime JPH0626335B2 (ja)

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