KR100239973B1 - 데이타 처리장치에서의 데이타교환 및/또는 신호처리의 동기를 위한 구조화 메시지방법 - Google Patents

데이타 처리장치에서의 데이타교환 및/또는 신호처리의 동기를 위한 구조화 메시지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 데이타 처리 시스템에서의 데이타의 교환 및/또는 신호 처리의 동기를 위한 메시지 구성 방법을 제시한다. 메시지는 적어도 개시에 관한 요소(개시 비트, SOF)와, 식별(다른말로, 인식자) 및 데이타를 인식자의 길이를 특징짓기 위해 적어도 하나의 비트를 갖는 하나의 비트 필드(IDE-필트, IDE-비트)와 함께 포함한다.

Description

[발명의 명칭]
데이타 처리 장치에서의 데이타 교환 및/또는 신호처리의 동기를 위한 구조화 메시지 방법
[도면의 간단한 설명]
본 발명을 도면과 관련하여 설명한다.
제1도는 본질적으로 ISO/TC22/SC3 N608E에 관한 제목이 "제어 장치 영역망(Controller Area Network; CAN)에 따라서 공지된 CAN-프로토콜의 메시지의 한 세그먼트로서, 이 세그먼트는 프레임 개시, 임의 필드, 제어 필드 및 데이타 필드를 구비한다.
제2도는 공지된 CAN-프로토콜로 구성된 본 발명에 의한 프로토콜의 메시지의 한 세그먼트로서, 상기 공지된 CAN-프로토콜은 본 발명의 프로토콜을 갖추고, 본 발명의 프로토콜은 프레임 개시, 짧은 인식자를 구비하는 임의 필드, 제어 필드 및 데이타 필드로 이루어진 짧은 인식자 및 긴 인식자를 허락한다.
제3도는 CAN-프로토콜로 구성된 본 발명에 의한 프로토콜의 메시지의 한 세그먼트로서, 본 발명에 의한 프로토콜은 프레임 개시, 긴 인식자를 구비하는 임의 필드, 제어필드 및 데이타 필드를 이루어지는 프로토콜을 갖춘 짧은 인식자 및 긴 인식자를 허락한다.
제4a도는 짧은 인식자는 물론 긴 인식자를 구비하는 메시지의 수신에 설정된 가능한 상태 장치의 상태도이다.
제4b도는 제4a도의 상태도의 연속이다.
제5a도는 짧은 인식자는 물론 긴 인식자를 구비하는 메시지의 송신시에 구성된 가능한 상태 장치의 상태도이다.
제5b도는 제5a도의 상태도의 연속이다.
제6도는 자동차용 선형 버스 구조를 구비하는 데이타 처리 시스템의 구성도이다.
제7도는 CAN-제어 장치의 블럭도이다.
[발명의 상세한 설명]
[발명의 배경]
신호 처리의 제어는 특히 자동차, 산업용 로보트, 의학용 검사 및 분석 장치, 엘리베이터 시스템 및 기타 장치에서 발생한다. 최근에, 직렬 데이타 교환 방법의 도움으로, 개개의 개방 루프 및 폐쇄 루프 제어 유닛간의 이러한 신호 처리 제어에 관한 데이타 교환이 증가적으로 발생해 오고 있다.
실제로, 그리고 개방 루프 및 폐쇄 루프 제어 유닛과 접속하는 직렬 버스의 할당 및/또는 상기 직렬 버스를 거쳐서 전송된 메시지의 특성화에 관한 우선순위제어에 관하여, 특히 두 등급의 프로토콜이 형성되어 왔다.
(1) 짧은 인식자를 갖춘, 즉, 예컨대, 상이한 우선순위 및/또는 명칭을 부호화하는 소수의 11비트가 유용한 메시지를 구비하는 프로토콜. 이러한 프로토콜은 미국 특허 번호 제5,001,642호 및 ISO 문서 ISO/TC22/SC3 N 608 E(CAN-프로토콜)에 공지되어 있고,
(2) 긴 인식자를 갖춘, 즉, 예컨대, 상이한 우선순위 및/또는 명칭을 부호화하는 다소의 32 비트가 유용한 메시지를 구비하는 프로토콜. 이러한 프로토콜은 ISO/TC22/SC3/WG1 N 429 E인 1989년 4월, 버젼 1.0의 공보 FORD "표준기업 프로토콜(Standard Corporate Protocol)"에 공지되어 있다.
양 가능성을 결합하는 프로토콜은 전혀 알려져 있지 않으며, 이러한 이유로, 사용자는 기술의 존재 상태에 따라 하나의 등급 또는 다른 등급의 프로토콜을 결정해야 한다.
짧은 인식자로 인해, 제1등급의 프로토콜은 필요한 비트 수에 관하여 상응 메시지의 전체 길이가 짧아질 수 있다는 점으로 특징지어진다. 소정의 비트율에서, 이 프로토콜은 시간 단위당 전송되어야 할 메시지의 양이 많게 된다. 고효율은 전송되어야 할 메시지를 특징짓는 직렬 버스 및/또는 성명의 할당에 있어서, 우선권의 상응하게 제한된 입력 가능성에 관한 난점과는 현저히 다르다.
긴 인식자로 인해, 제2등급의 프로토콜은 필요한 비트수에 관하여 상응 메시지의 총길이 또한 각 케이스(case)별로 길다는 점으로 특징지어진다. 소정의 비트율에서, 이 프로토콜은 짧은 인식자를 구비하는 메시지에 비하여 시간 단위당 상당히 적은 양의 메시지가 전송될 수 있다는 결과를 갖는다. 이러한 저효율성은 전송되어야 할 메시지를 특징짓는 직렬 버스 및/또는 성명의 할당에 있어서, 우선권 부여 가능성에 관해 상응하게 폭넓은 변화에 관한 이점과는 현저히 다르다.
기술 상태의 설명에서 언급한 바와같이, 여러 메시지가 동일의 직렬 버스상에서 어떤 소정의 순서로 전송될 수 있는 방식으로 응용하기로 결정된 최적 목표에 따라, 짧은 인식자 또는 긴 인식자를 구비하는 메시지를 자유롭게 선택해서 사용할 수 있는 프로토콜은 전혀 알려져 있지 않다.
따라서, 하나의 직렬 버스 시스템내에서는 메시지의 내용으로(짧은 인식자 그리고/또는 긴 인식자의 선택에 의하여), 전송 용량과 우선권 공간/명칭 공간간의 최적을 선택할 수 없다.
[본 발명의 요약]
본 발명의 목적은 특정 요구 사항에 관하여 유연성이 있는 메시지의 구조화 방법은 물론 데이타 처리 시스템의 운용 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 방법은 하나의 그리고 동일의 버스 시스템내에서 상이한 길이의 인식자를 구비하는 메시지가 시종일관 하나의 그리고 동일의 프로토콜과의 상호 작용없이 전송될 수 있는 기술 상태에 관해 이점을 허용한다.
이러한 방식으로, 각 개별 메시지에는 응용하기로 결정된 길이를 구비하는 인식자가 할당될 수 있다. 그러므로, 인식자의 길이에 관해 축소된 요구 사항의 경우, 기본적으로 요구되는 전송 용량보다 많지 않은 전송 용량이 이용되고, 반면에, 인식자의 길이에 관한 높은 요구 사항이 메시지 레벨에서 개별적으로 다루어질 수 있다.
본 발명의 방법에서 이 두 등급의 인식자는 하나의 그리고 동일의 버스 시스템에서의 하나의 그리고 동일의 프로토콜에 의해서 지원된다.
특히, 본 발명의 한 실시에에서는 모든 등급의 인식지가 선형의 세그먼트되지 않은 우선권 공간 및/또는 명칭 공간을 구조화할 수 있음을 고려한다. 이 우선권 공간 및/또는 명칭 공간의 크기는 특정의 인식자의 길이에 의해서 결정된다.
[본 발명의 보다 나은 실시예의 설명]
제1도는 현재까지 알려진 CAN-프로토콜의 정의에 따른 메시지의 세그먼트를 도시한다.
11비트의 긴 인식자와 RTR은 서로 합동으로 임의 필드를 구성한다. 임의 필드는 제한적이므로, 버스에 필적하는 몇개의 메시지의 경우에 버스 할당에 관하여 애매 모호한 결정에 이용되는 비트들을 정밀하게 포함한다. 몇개의 메시지의 전송이 동시에 시작되는 경우, 어느 메시지가 버스 할당을 수신해야 하는지에 관하여 임의 필드의 전송중에 그 결정이 이루어진다.
임의 필드가 전송된 다음, 정밀하게 임의 필드의 종단에 전송되는 하나의 메시지가 남는다. 반대의 두 비트(r1 및 r0)는 CAN-프로토콜의 결정에 따라 우성으로 전송되는 임의 필드 다음에 이어진다.
제2도는 본 발명에 따른 프로토콜의 표준 포맷으로, 즉, 예컨대 11비트 인식자를 구비하는 예시적인 구성으로 메시지의 세그먼트를 도시한다. 제2도에 설명된 표준 포맷은, 적어도 하나의 비트를 구비하는 IDE-필드의 보충에 의한 CAN-프로토콜의 정의에 따라서, 제1도에 설명된 메시지의 포맷과 구별된다. 본 발명에 따른 프로토콜에는 IDE-필드가 사용되어 확장 포맷의 메시지(제3도 참조)와 구별될 표준 포맷의 메시지를 허락하는 버스 할당에 관해 결정한다. 그러므로, 임의 필드의 정의에 따라서 IDE-필드는 임의 필드의 일부이다.
상술한 것에서 벗어나는 임의 필드의 정의에 관하여, IDE-필드는 기능의 변화없이도 다른 비트 필드에 또한 할당될 수 있다.
제2도에 도시된 실시예에서, IDE-필드는 한 비트로 표현된다(이하 IDE-필드라 한다). 제2도에서의 IDE-필드의 비트 위치는 제1도에서의 반전 비트 r1의 위치에 상응한다. 표준 포맷에서 IDE-비트는 r1으로서 우성으로 정밀하게 전송된다. 따라서, 이 실시예에서, 제2도에 따른 표준 포맷과 제1도에 따른 메시지 포맷은 동형이다. IDE-필드에서 제1도에 따른 r0-비트의 혼성은 마찬가지로 가능하다.
제3도는 본 발명에 따른 프로토콜의 확장 포맷으로 메시지의 세그먼트를 도시한다.
제2도의 RTR-비트 대신, SRR-비트가 상응 위치에 배치된다. SRR-비트 다음에 오는 IDE-비트는 표준 포맷에서와 같은 비트 위치에 있지만, 표준 포맷의 정의와 대비하여 열성으로 전송된다.
인식자의 제2부분은 IDE-비트 다음에 이어지고, 18비트로 주어지는 제3도에서의 길이를 구비한다. 길이 18비트 대신, 예컨대 19나 21 또는 다른값과 같은 작거나 큰 길이도 선택될 수 있다. 그러므로, 인식자의 총길이는 제3도에서와 같이 29비트가 아니고, 대신 30이나 32 또는 상응하는 기타의 값일 수 있다. 반전된 두 비트(r1, r0)는 물론 RTR-비트는 인식자의 제2부분 다음에 이어진다.
이 세 비트는 제1도의 인식자 다음에 오는 세 비트에 정밀하게 상응한다. 이 세 비트의 중요성은 본원에 참조로 인용된 미국특허번호 제5,001,642호의 명세서에 공개되어 있다. r1 및 r0는 반전 비트이고 따라서 기능적으로 점유되는 것이 아니므로, 두 비트(r1 및/또는 r0)는 본 발명의 프로토콜의 기능이 위태롭게 되지 않고서도 제거될 수 있을 것이다.
CAN-프로토콜에서 알려진 바와같이, 제2도 및 제3도에 따른 프로토콜은 또한 동시에 전송된 열성 비트에 우성 비트를 고쳐 쓰는 우성 및 열성 특성을 갖춘 두-비트 상태를 이용한다. IDE-필드 또는 IDE-비트는 특정의 메시지에 이용된 인식자의 길이를 특성짓는 역할을 한다.
짧은 인식자를 구비하는 메시지내의 IDE-필드의 위치에 관하여, 본 발명에 따른 표준 포맷이라고 하는 임의 필드(제2도)내의 모든 위치가 적용될 수 있다.
짧은 인식자를 구비하는 메시지에서의 비트 위치에 관한 일련 번호 지정(SOF에서 시작)은 IDE-필드의 비트에 관한 번호를 만든다. 이 일련 번호는 긴 인식자를 구비하는 메시지에서도(비트 위치의 유사한 일련 번호와 함께) IDE-필드의 비트 위치를 결정한다.
이 실시예에서, RTR-비트 후미의 최종 가능한 비트 위치는 IDE-비트의 위치로 선택된다. 요구 사항에 의존하여, 제2도에 따른 RTR-비트 전이나 제3도에 따른 SRR-비트의 전의 각 비트 위치는 프레임 개시 뒤에 있는 이점이 있다.
제2도에 도시된 RTR-비트 대신, 제3도에는 SRR-비트가 있다. 이 실시예에서, 이 SRR-비트는 본 발명에 따른 확장 포맷에서 항상 열성 레벨로 전송된다.
표준 포맷의 메시지와 확장 포맷의 메시지의 전송이 동시에 시작되어 확장 포맷이 있는 메시지의 인식자의 제1 11비트가 표준 포맷에 있는 메시지의 인식자에 상응하는 경우, SRR-비트의 이 선택은 결국 표준 포맷의 메시지가 확장 포맷의 메시지보다 높은 우선권을 갖는 결과가 생긴다.
따라서, 긴 인식자의 제1 11비트와 짧은 인식자의 상응 비트가 일치성이 있는 경우, 그 메시지는 짧은 인식자에 기한 고전송 효율로 유도되는 우월성을 갖는다.
이것은 표준 포맷의 메시지와 확장 포맷의 메시지가 데이타 프래임인지 원격 프레임인지에 관하여 독립적으로 사용한다. 즉, 모든 네개의 가능한 조합을 사용한다.
SRR-비트의 전술의 결정은 버스 할당이 인식자에 의해서 따라서 그 지령된 우선권 공간 및/또는 명칭 공간에 의해서 독점적으로 결정되는 것을 확실하게 해준다.
따라서, 데이타 프레임과 원격 프레임간의 특성을 구별하는 것으로서의 RTR-비트는 긴 인식자와 짧은 인식자간의 등급에 관하여 우선권 관계에 영향을 미치지 않는다.
예시된 실시예에서의 출발로서, SRR-비트가 확장 포맷의 메시지에 대해 항상 우성으로서 정의되는 경우, 다음의 결과로 된다. 즉, 표준 포맷에서의 메시지 및 확장 포맷에서의 메시지의 전송이 동시에 시작되어 확장 포맷에서의 메시지의 인식자의 제1 11 비트가 표준 포맷에서의 메시지의 인식자에 상응하는 경우, SSR-비트의 이 선택은 결국 확장 포맷의 메시지가 표준 포맷의 원격 프레임에 우선하는 결과를 갖는다. 반면에, 표준 포맷의 데이타 프레임은 확장 프레임의 메시지에 우선한다.
짧은 인식자와 긴 인식자를 구비하는 메시지의 자유로운 선택적 사용은 분산 개방 루프 및 폐쇄 루프 제어 유닛을 구비하는 이러한 처리 제어에 대해 특히 이로운 적용을 가능케 하며, 이 유닛들은 상기 다수 유닛중 한 유닛이 짧은 인식자를 구비하는 단일 메시지를 수단으로 하여 몇개의 유닛에 있는 한 그룹의 처리를 트리거하고, 그결과, 이들 유닛 및/또는 처리가 각 개개의 경우에 긴 인식자를 구비하는 메시지를 트리거링 유닛(triggering unit)에 복귀시키는 것을 특징으로 한다. 트리거링 유닛이 단일 메시지에 관한 기억 영역을 오로지 유용하게 해야하고(이부분에 관해서는, 전술의 미국 특허 제5,001,642호의 명세서를 참조), 여기서 트리거링 메시지가 송신될 수 있고, 복귀 메시지가 수신될 수 있는 경우에, 상기 개방 루프 및 폐쇄 루프 제어 유닛에서의 기억 공간을 특히 이롭게 이용할 수 있다.
분산 시스템과 네트워크 관리의 진단에는 이러한 작업이 예컨대 통상적이다.
진단에 있어서, 하나의 유닛은 다른 모든 유닛의 상태 및 오차 환경과 통상 밀접한 관계가 있다. 상응 비트 위치에서 영향을 받은 메시지의 모든 인식자가, 트리거링 메시지의 짧은 인식자의 제1비트에서 시작하여 최종 비트까지, 서로 상응하는 경우, 이들 메시지중 가장 큰 메시지를 기억시킬 수 있는 크기를 갖는 공통의 기억 영역에 필요한 모든 메시지의 할당은 특히 간단하게 구성될 수 있다. 이러한 방식으로 고정되지 않은 복귀 메시지의 긴 인식자의 비트는 예컨대 유닛의 명칭이나 주소와 같은 개별 특성을 부호화하는데 사용될 수 있다.
다음에, 제4a도, 제4b도, 제5a도 및 제5b도에 있는 상태도가 설명된다. 각 블럭은 시스템의 상태를 표현한다. 입력 변수와 상태 변수에 의존하는 여러 상태간의 전이는 직선 연결로 도해되어 있다. 상태 전이는 항상 버스 클럭의 활성에지(active edge)로써 발생한다. 동일한 클럭 에지로, 출력 데이타는 버스선에 공급된다. 다음의 활성 버스 클럭 에지에 바로 앞서 실제 버스 레벨이 스캔(scan)될 뿐이다. BUS-IDLE상태 후에, 버스 클럭은 고(high)에서 저(low)로의 차기 버스 레벨 전이로 동기된다. 입력 및 상태 변수가 지시되어 결정 벡터로 회합될 수 있다. 미국 특허 번호 제5,001,642호의 명세서의 수신 및 송신 모드의 상태도와 비교하면, 제4도 및 제5도의 상태도는 스터프 비트(stuff bit)의 추가 및 삭제에 영향을 주는 모든 상태 및 상태 벡터가 빠져 있다는 점에서 단순하게 도시되어 있다. 이러한 방식으로, 결정 벡터의 형태 또한 단순화된다. 본원에 참고하여 미국 특허 번호 제5,001,642호의 명세서가 반영된다.
제4a도, 제4b도, 제5a도 및 제5b도의 상태도에 관한 결정 벡터는 다음의 형태(BUS-MONITOR, BUS-DRIVE, COUNT, IDE, TX-REQUEST)를 취한다.
상기 형태는 다음으로 정의된다.
BUS-MONITOR
버스선상에 스캔된 논리 레벨을 반영하는 입력 변수,
BUS-MONITOR=0는 우성 버스 레벨(저)에 상응한다.
BUS-MONITOR=1은 열성 버스 레벨(고)에 상응한다.
BUS-DIRVE
이 상태에서 전송되는 논리 레벨을 제공하는 상태 변수,
BUS-DRIVE=0은 우성 전송 레벨(저)에 상응한다.
BUS-DRIVE=1은 열성 전송 레벨(고)에 상응한다.
COUNT
내부 카운터(CNTR)가 실행해오고 있는지의 여부를 가리키는 상태 변수, 이 카운터가 모든 상태에 필요한 것은 아니다. 필요한 경우, 카운터는 전이중에 상응 상태로 설정된다.
COUNT=0는 아직 카운터가 실행해오고 있지 않음(CNTR＞0)에 상응한다.
COUNT=1은 카운터가 실행했음(CNTR=0)에 상응한다.
IDE
짧은 인식자가 전송되어야 하는지 긴 인식자가 전송되어야 하는지의 여부에 관한 것을 가리키는 상태 변수,
IDE=0은 짧은 인식자가 전송되어야 함에 상응한다.
IDE=1은 긴 인식자가 전송되어야 함에 상응한다.
TX-REQUEST
차기 버스 임의 순서에 참가가 요구되도록 메시지가 전송 준비되어 있는지의 여부를 가리키는 입력 변수,
TX-REQUEST=0은 전송 지시가 없음에 상응한다.
TX-REQUEST=1은 전송 지시가 있음에 상응한다.
결정 벡터로, 순차 상태가 입력되는 명료한 결정이 이루어진다. 따라서, 결정 벡터의 도움으로 상태 그래프가 묘사될 수 있다.
상태 벡터에 있는 특수 요소에 관하여 "X"가 주어지는 경우, 이는 판정을 위한 상응 변수가 상관없음(변수는 "0" 또는 "1"일 수 있음)을 뜻한다.
제4a도는 예컨대 제2도 또는 제3도에 따른 메시지를 수신하기 위한 상태도를 도시한다. 버스상에서 START-OF-FRAME을 인식함으로써, BUS-IDLE 상태로부터 RECEIVE-BASE-IDENTIFIER 상태가 도달될 수 있다. 상태 이송중에, 카운터(CNTR)가 값 IFLB(IDENTIFIER-FIELD-LENGTH-BASE)로 미리 할당된다. 이값은 예컨대 IFLB=11 일수 있다. 이 값은 짧은 인식자에 얼마나 많은 인식 비트가 일치해 왔는가를 가리킨다. 수신된 각 인식 비트로, RECEIVE-BASE-IDENTIFIER 상태의 루프가 한번 실행되고, 카운터는 감소된다. 카운터가 수행해온 후에, 시스템은 RECEIVE-RTR/SRR-BIT 상태로 변하고 그후에 즉시 RECEIVE-IDE-BIT 상태로 변한다. BUS-MONITOR=0인 경우, 메시지는 짧은 인식자를 포함하고, RECEIVE-IDENTIFIER-EXTENSION 상태, RECEIVE-RTR-BIT 상태 및 RECEIVE-FIRST-BIT 상태는 건너뛴다. BUS-MONITOR=1인 경우, 상태 장치는 RECEIVE-IDENTIFIER-EXTENSION 상태로 이송하고 카운터는 값 IFLE(IDENTIFIER-FIELD-LENGTH-EXTENSION)로 미리 할당된다. 예컨대, IFLE=18일 때, 긴 인식자의 인식 비트의 수는 정확히 18만큼 짧은 인식자의 인식 비트의 수를 초과한다. 카운터가 실행한 후에, 시스템은 RECEIVE-RTR-BIT 순차 상태로 전환한다. CAN-프로토콜의 제어 필드는 ISO 문서, 즉 ISO/TC22/SC3 N 608 E 에 따라서 6비트이다. IDE비트는 이 문서에 고지되어 있는 제어 필드의 제1예비 비트를 대체한다. 이러한 방식으로, 짧은 인식자의 경우 제어 비트는 길이가 5비트이다. 긴 인식자의 경우, 제1예비 비트는 RECEIVE-FIRST-RESERVED-BIT 상태로 조정된다. 이러한 방식으로, 짧은 인식자의 경우와 또 긴 인식자의 경우도 5비트가 유지된다. 상태 장치가 RECEIVE-REST-OF-CONTROL-FIELD 상태로 전환되는 경우에는 이들 5비트가 수신된다. 카운터(CNTR)는 양 포맷에 대하여 값 RCFL=5로 미리 할당된다. 제어 필드의 모든 비트가 수신되면, 제4b도에 도시된 바와같이 데이타 필드가 RECEIVE-DATA-FIELD 상태에서 다음을 수신한다. 여기서, 카운터가 상수로 미리 할당되지 않고, 가변 DFL(DATA-FIELD-LENGTH)로 미리 할당되는 것은 특수한 상황이다. DFL은 예컨대 값 8, 16, 32 또는 64를 가정한다. 카운터가 수행해온 후에는 RECEIVE-CRC-SEQUENCE 상태에서 CRC-제어워드(word)가 수신된다. 이를 위해, 우선 카운터(CNTR)가 CRCL=15(CRC-SEQUENCE-LENGTH)로 미리 할당된다. 최종 CRC-비트가 수신되고 난 다음, 상태 변수 CRC-ERROR가 설정된다(CRC-ERROR=0은 오차가 없음을 뜻하고, CRC-ERROR=1은 전환 프레임(transfer frame)에서의 오차를 뜻한다). CRC-제어워드는 항상 고(HIGH) 레벨을 구비하는 한 비트(CRC-구분문자(delimiter))에 의해서 마쳐져야 한다. 이것은 RECEIVE-CRC-DELIMITER 상태에서 점검된다. 오류 버스 레벨(false bus level)에 관해서는 오차 조정에 대한 전환이 발생한다. 차기 버스 클럭 사이클에서, 수신기는 메시지의 수신을 확인해야 한다. 이 확인은 SEND-ACK 상태에서 오차없는 수신에 대해서는 저레벨을 오차의 경우에는 고레벨을 보냄으로써 일어난다. 버스 레벨이 고레벨임을 발견하면, 우성 레벨이 버스 시스템에 관하여 저레벨인 경우에 오차 조정으로의 전환이 일어난다.
제1인식 후에, 비트는 항상 고레벨이어야 하는 ACK-구분문자를 뒤따른다. 이 레벨은 TEST-ACK-DELIMITER상태에서 모든 수신기에 의해 출력된다. 저 레벨이 수신되는 경우나 CRC-오차가 결정되었기전인 경우, 오차 조정에 대한 전환이 있다. RECEIVE-END-OF-FRAME 으로의 상태 전환으로, 카운터(CNTR)는 EOFL=7에 초기화된다(END-OF-FRAME-LENGTH), RECEIVE-END-OF-FRAME 중에 저버스 레벨(bus level low)가 수신되는 경우, 오차 조정으로의 전환이 일어난다. 오차가 없는 경우, 이제 메시지는 완전히 수신되었다. TEST-INTERMISSION 상태는 IML=3(INTERMISSION-LENGTH)을 구비하는 다음 것에 뒤따른다. 버스 레벨은 연속으로 높아(high)야 하지만, 반면에 오차 조정으로의 전환이 일어난다. 카운터(IML)가 실행해 온 후, 전환은 새로운 수신 및 송신 사이클이 시작하는 순차 상태 BUS-IDLE로 발생한다.
제5a도는 상태 장치의 송신 모드에 관한 상태도를 도시한다. BUS-IDLE 상태로부터 송신 모드로의 전환은 송신 요청이 BUS-IDLE 이전이나 BUS-IDLE 중에 수신될 때, 발생한다(TX-REQUEST=1). 이를 위해, 제4a도에 있는 상태도에 대해 기준이 만들어질 수도 있다. 메시지의 송신은 우성 전송 레벨 "0"이 전송되는 "TRANSMIT-START-OF-FRAMS 메시지로 시작한다. 어떤 교란이 우성 레벨 "0"을 "1"로 왜곡하는 경우, 오차 조정으로의 전환이 일어난다. 반면에, 버스 임의 절차는 TRANSMIT-BASE-IDENTIFIER 상태에서 뒤따른다. 초기에, 카운터(CNTR)는 값 IFLB(IDENTIFIER-FIELD-LENGTH-BASE)로 미리 할당된다. 예컨대, 이값은 IFLB=11일 수 있다. 이값은 짧은 인식자에 대해서 얼마나 많은 인식 비트가 일치해 왔는지를 가리킨다. 수신 레벨이 송신 레벨에 상응하고 카운터가 아직 실행해오지 않았을 때 동작은 TRANSMIT-BASE-IDENTIFIER 상태로 남아 있는다(카운터만 감소된다). 다음의 경우에는 TRANSMIT-BASE-IDENTIFIER 상태가 남는다.
(a) 송신된 열성 "1"레벨은 "0"으로 고쳐 쓰여지는 경우. 따라서 버스 임의는 없어진다. 아직 카운터가 실행해오지 않을 때는 순차 상태는 RECEIVE-BASE-IDENTIFIER이고, 카운터가 실행해온 때에는 순차 상태는 RECEIVE-SRR/RTR-BIT 이고, 또는
(b) 송신된 우성 "0"레벨이 "1"로 왜곡되는 경우, 따라서 순차 상태는 오차 조정이고, 또는
(c) 베이스 인식자의 비트에 관하여, 수신 레벨이 항상 송신 레벨에 상응하고, 카운터가 실행해온 경우.
이경우, 임의는 이 시점까지 없어진다. TRANSMIT-BASE-IDENTIFIER 후의 순차 상태는 결정 벡터에서의 엔트리 IDE의 값에 의존한다. 이 값이 "1"이면, 즉, 확장 포맷의 메시지가 송신되어야 하는 경우, TRANSMIT-SRR-BIT 상태가 뒤따른다. 열성 비트가 송신된다. 우성 비트가 스캔되어야 했던 경우, 임의는 없어지고 상태 장치는 RECEIVE-IDE-BIT 상태로 전환한다. TRANSMIT-SRR-BIT 후의 순차 상태는 TRANSMIT-IDE-BIT 이다. 열성 비트가 전송된다. 이 시점까지 임의가 없어지지 않는 경우, TRANSMIT-IDENTIFIER-EXTENSION 상태가 뒤따른다. 출발점에서, 카운터는 값 IFLE(IDENTIFIER-FIELD-LENGTH-EXTENSION)로 미리 할당된다. 예컨대, 이 값은 IFLE=18 일수 있다. 이값은 긴 인식자가 짧은 인식자보다 얼마만큼 인식 비트가 많은지를 가리킨다. 수신 레벨이 송신 레벨에 상응하고, 카운터가 아직 실행해오지 않는 경우, 동작은 TRANSMIT-IDENTIFIER-EXTENSION 상태로 남는다.
다음의 경우에는 TRANSMIT-IDENTIFIER-EXTENSION이 남는다.
(a) 송신된 열성 "1" 레벨이 "0"으로 고쳐 쓰여지는 경우, 이로써 버스 임의는 없어진다. 카운터가 아직 실행해오지 않은 경우에는 순차 상태가 RECEIVE-IDENTIFIER-EXTENSION이고, 카운터가 실행해온 경우에는 순차 상태가 RECEIVE-RTR-BIT이고, 또는
(b) 송신된 우성 "0" 레벨이 "1"로 왜곡되는 경우, 순차 상태는 오차 조정이고, 또는
(c) 인식자 확장의 비트에 관하여, 수신 레벨이 송신 레벨에 상응하고, 카운터가 실행해온 경우, 이경우, 이 시점까지 임의는 없어지지 않는다.
이 시점까지 임의가 없어지지 않는 경우, 또는 TRANSMIT-BASE-IDENTIFIER 상태중에 결정 벡터에서의 엔트리 IDE가 "0"인 경우, 순차 상태는 TRANSMIT-RTR-BIT이다. RTR-BIT는 우성적으로 또는 열성적으로 전송될 수 있다. 열성적으로 전송된 비트가 우성적으로 전송된 비트로 고쳐 쓰여지면, 버스 임의는 없어지고 다음에 RECEIVE-FIRST-RESERVED-BIT 상태가 가정된다. 오차 조정으로의 전환에 이르는 기타의 경우, 순차 상태는 TRANSMIT-CONTROL-FIELD 이다. TRANSMIT-CONTROL-FIELD 상태로의 엔트리가 있으면, 카운터(CNTR)는 CFL=6(CONTROL-FIELD-LENGTH)로 초기화된다. 버스 임의가 종료되기 때문에, 이 시점에서부터 항상 송신 레벨과 수신 레벨은 RECEIVE-ACK 상태에서 수신된 비트를 제외하고는 모든 것이 같아야 한다. 만일 그렇지 않은 경우, 오차 조정으로 전환한다. 최종 5클럭 사이클내에서 에지 변환에 관하여 카운터가 실행해오지 않는 경우, 시스템은 TRANSMIT-CONTROL-FIELD 상태로 남아 있고 카운터만이 감소된다. TRANSMIT-CONTROL-FIELD 상태에서의 동작은 TRANSMIT-DATA-FIELD 상태 및 TRANSMIT-CRC-SEQUENCE 상태로도 사용한다(제5b도 참조). TRANSMIT-DATA-FIELD로 들어갈 때, 카운터(CNTR)는 값을, 0, 8, 16, 14, 32, 40, 48, 56 또는 64들로 가정할 수 있는 가변 DFL(DATA-FIELD-LENGTH)로 미리 할당된다. TRANSMIT-CRC-SEQUENCE로의 엔트리가 있으면, 카운터는 상수 CRCL=15(CRC-FIELD-LENGTH)로 미리 할당된다. CRC-구문분자는 CRC-순차 후에 이송되어야 한다. 이것은 TRANSMIT-CRC-DELIMITER 상태에서 일어난다. 전송된 높은 상태(high state)가 낮은 상태(low state)로 왜곡되는 경우, 오차 조정으로의 전환이 일어난다. 인식-비트가 다음에 점검된다. 수신된 높은 레벨(high level)은 오차없이 메시지를 수신한 스테이션이 없거나 모든 스테이션이 부정확한 프레임 동기를 구비함을 의미한다. 따라서, 송신기는 오차 조정에 관한 오차 프레임을 공급한다. TEST-ACK-DELIMITER 순차 상태로의 전환은 낮은 레벨이 수신될 때 일어난다. ACK-DELIMITER는 항상 높은 레벨이어야 한다. 만일 그렇지 않은 경우, 오차 조정으로의 비월(jump)이 일어난다. TRANSMIT-END-OF-FRAME 상태에서는 메시지 종료가 전송된다. 프레임 종료는 7 고 비트(high bits)를 구비하므로, 카운터(CNTR)는 EOFL=7(END-OF-FRAME-LENGTH)로 미리 할당된다. 카운터가 실행해오고 다음에 TEST-INTERMISSION으로 전환할 때까지 높은 레벨이 수신되는 경우, 시스템은 TRANSMIT-END-OF-FRAME 상태로 남아 있다. 고레벨이 수신되는 경우, 오차 조정으로 전환된다. TEST-INTERMISSION 상태로의 전환으로 송신 모드는 종료된다. TEST-INTERMISSION 상태는 수신 모드에서 서술된 것과 동일하다.
제6도는 상이한 위치에서 동작하는 몇개의 제어 장치를 구비하는 자동차용 데이타 처리 시스템의 구성도이며, 이 데이타 처리 시스템은 선형 버스 구조를 통해서 상호 연결되어 있다. 제어 장치는 엔진 제어 유닛(1), 전송 제어 유닛(2), ABS-제어 유닛(3), 스티어링(steering) 제어 유닛(4) 및 기후 조정 유닛(5)이다. 각 제어 유닛은 인터페이스 구성부재(8)를 구비한다. 있을 수 있는 인터페이스 제어 유닛(8)은 예컨대 CAN-프로토콜에 따라 데이타 전송을 수행할 수 있는 CAN-제어 장치가 될 수도 있다. 따라서, 인터페이스 구성부재(8)는 길고 짧은 포맷들에 관한 메시지 포맷을 처리할 수 있어야 한다.
각 인터페이스 구성부재(8)는 버스선(7)에 연결되어 있다. 수동의 종단 구성부재(6)는 버스선(7)의 종단과 같이, 버스선(7)의 단부(end)에 배치된다. 제1도 내지 제3도에서 도시된 바와같은 형식 구조를 구비하는 메시지는 이 버스선(7)상에서 전송된다. 이러한 방식으로, 예컨대, 엔진 제어 유닛(1)은 자동차의 엔진 속도를 검출할 수 있고, 여기서 데이타 처리 시스템이 이용되어, 제2도에 도시된 구조를 구비하는 메시지의 도움을 빌어 이 엔진 속도를 버스선(7)을 거쳐서 전송 제어 유닛(2)으로 전송할 수 있다.
다른예는 엔진 제어 유닛(1)에 의한 엔진 온도의 검출이다. 이 측정 변수는 기후 제어 유닛(5)에 대해서 또한 중요하며, 따라서 메시지의 도움을 빌어, 마찬가지로 기후 제어 유닛(5)으로 전송될 수 있다. 일반적으로 온도 변화는 엔진 속도의 변화보다 느리기 때문에, 온도 데이타를 전송하는 메시지는 엔진 속도 데이타를 전송하는 메시지보다 단지 낮은 우선권으로 전송된다. 이러한 방식으로, 엔진 온도 데이타를 전송하는 메시지는 제3도에 도시된 바와같은 형식 구조로 전송될 수 있다.
데이타 전송에 관하여, 데이타를 전송하고자 하는 스테이션은 그 데이타에 상응하는 인터페이스 구성부재(8)에 전송 요청을 보낸다. 다음에, 지정된 인터페이스 구성부재(8)는 독립적으로 전송 명령을 수행하고, 뒤이어 상기 스테이션에 전송 통보를 한다. 상기 전송 통보에는 있을 수 있는 오차 메시지뿐만 아니라 전송 명령의 성공적 수행을 포함할 수 있다.
제7도는 일예로서 인터페이스 구성부재(8)에 관한 CAN-제어 장치의 블럭도를 도시한다. 이 CAN-제어 장치는 상기 CAN-프로토콜을 수행하도록 구성된다. 따라서, 상기 CAN-제어 장치는 제4a도, 제4b도, 제5a도 및 제5b도에 관해 서술된 바와같이 동작하는 상태 장치로서의 역할을 한다. 연결선(9)은 CAN-버스이 RxD선이고, 연결선(10)은 CAN-버스의 TxD선이다. 연결선(9)은 비트 타이밍 논리(BTL; 11)에 연결되어 있다. 논리(11)로부터, 연결선은 CRC-레지스터(12), 시프트 레지스터(13), 클럭 발생기(14) 및 비트-스트림 프로세서(BSP; 16)로 이어진다. 더우기, 비트 타이밍 논리(11)는 양방향 버스를 거쳐서 스테이션의 시스템 버스에 연결되어 있다. 시스템 버스는 CPU와 한 스테이션의 인터페이스 구성부재(8)간에 데이타/명령어/상태 메시지의 교환을 가능하게 한다.
연결선은 CRC-레지스터(12)에서 비트 스트림 프로세서(16)로 이어진다. 연결선은 시프트 레지스터(13)에서 CAN-버스 연결의 TxD선(10)으로 전개한다. 스마트 메모리(15)는 양방향 버스를 거쳐서 시프트 레지스터(13) 및 스테이션의 시스템 버스에 연결되어 있다. 비트 스트림 프로세서(16) 또한 마찬가지로 양방향 버스를 거쳐서 스테이션의 시스템 버스에 연결되어 있다. 더우기, CAN-제어 장치에는 오차 관리 논리(EML; 17)가 포함되어 있고, 이 오차 관리 논리(17)는 연결선을 거쳐서 비트 스트림 프로세서(16)에 연결되어 있다. 클럭 발생기(14)에서 CAN-제어 장치의 모든 제어 구성부재 까지는 부가 연결선이 전개한다.
비트 타이밍 논리(11)는 CAN-버스를 통해 데이타 전송에 관한 비트 속도가 발생될 수 있는 어떤 논리를 가용하게 한다. 비트 타이밍 논리(110는 시스템 파라미터가 조절될 수 있게 하는, 보속도(baud rate), 버스선(7)의 전파 지연 보상 및 위상 전이 등의 프로그램 유닛으로서 구성되어 한 비트 시간중에 표본 시점을 조절한다. 비트 타이밍 논리(11) 또한 마찬가지로 조절된 시스템 파라미터에 따라 버스 레벨 스캐닝을 수행하여 상태 변수 BUS-MONITOR를 공급한다.
비트 타이밍 논리(11)의 다른 임무는, 프레임 개시 비트가 있을 때, 그리고 인터페이스 구성부재(8) 자체가 동시에 한 우성 비트를 전송하지 않는 경우 각각의 다른 열성/우성 에지에 대하여, 인터페이스 구성부재(8)의 버스 레벨 스캐닝을 열성/우성 에지에 동기시키는 것이다. CRC-레지스터(12)는 메시지의 CRC-코드를 발생하여, 이 코드를 데이타 비트 후의 메시지에 삽입한다. 더우기, CRC-레지스터(12)는 한 수신 메시지의 CRC-코드 점검을 수행한다. 필요한 경우, 오차 메시지가 비트 스트림 프로세서(16)로 방출될 수 있다. 시프트 레지스터(13)는 데이타의 직렬 송/수신을 가능하게 한다. 스마트 메모리(15)는 시프트 레지스터에 있는 데이타와 병렬로 작동할 수 있다. 이것은, 예컨대, 수신 메시지의 인식자의 도움을 빌어 인수 검사에 필수적이다. 클럭 발생기(14)는 인터페이스 구성부재(8)의 다양한 작동에 관한 시간 신호(시스템 클럭, 비트 타임 클럭, 등등)를 발생한다. 스마트 메모리(15)는 송/수신 대상을 위한 장소를 제공하고, 상기 각 대상은 인식자, 제어 비트 및 데이타 비트를 구비하고, 또한 상기 각 대상의 길이는 8 바이트이다. 초기화 이후, 메모리는 다른 CPU 작용없이 데이타의 수신 및 송신을 수행할 수 있다. 더우기, 메모리는 상응 제어 논리를 구비하는 인터럽트 레지스터를 포함하므로, 예컨대, 메시지의 정정 수신 후에, 인터럽트 요청이 시스템 버스를 거쳐서 스테이션의 CPU에 유도될 수 있다. 더우기, 스마트 메모리는 수신 메시지의 인수 검사를 수행한다. CAN-제어 장치에서는 오차 조정에 관해 오차 관리 논리(17)가 응답할 수 있다.
오차 관리 논리는 수신 및 송신 동작을 위해 오차 통계를 설정하는 수단을 구비한다. CAN-제어 장치의 상태는 이 오차 통계에 따라 조절된다. 비트 스트림 프로세서(16)는 시프트 레지스터(13), CRC-레지스터(12) 및 버스선(9 및 10) 사이에서의 데이타 동작을 제어한다. 비트 스트림 프로세서 또한, 마찬가지로 시프트 레지스터(13)와 스마트 메모리(15) 사이에서 병렬 데이타 트래픽을 제어하므로, 수신, 임의, 송신 및 오차 검출에 관한 동작이 CAN-프로토콜에 상응해서 수행될 수 있다. 비트 스트림 프로세서(16)의 다른 임무는 외부 영향이나 잡음 효과로 인한 오차로 전송되는 메시지의 자동 반복 전송이다. 비트 스트림 프로세서(16)는 시스템 버스를 거쳐서 스테이션의 CPU로부터 질문받을 수 있는 상태 레지스터를 포함한다.
전술의 설명은 본 발명의 보다 나은 실시예의 설명이며, 첨부된 청구범위에 정의된 바와같이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서도 다양한 변화 및 변형이 실시예로 만들어질 수 있음은 당연한 것이다.

Claims (11)

  1. (2회 정정) 적어도 두 스테이션이 직렬 데이터 버스로 서로 연결되어 있는 데이터 처리 시스템에서 데이터를 교환하고, 또는 처리를 동기 시키는 메시지 구성 방법에 있어서, 적어도 개시 요소(개시 비트, SOF), 인식자 요소, 데이타 및 종료 요소(EOF)를 포함하도록 메시지를 구성하는 단계와, 상기 식별자가 메시지의 우선권에 의해서 버스로의 접근을 결정하여, 메시지의 우선권뿐만 아니라 메시지로 전송될 데이터의 종류를 결정하는 단계 및, 여기서 상기 메시지는 적어도 하나의 비트를 구비하는 비트 필드(IED 필드)를 포함하고, 상기 식별자의 적어도 두 개의 가능성이 있는 길이 중 하나의 길이를 선택하기 위한 정보가 상기 비트 필드로 설정되는 것을 특징으로 하는 데이터 교환 및/또는 신호 처리의 동기를 위한 메시지 구성 방법.
  2. (2회 정정) 제1항에 있어서, 상기 인식자의 길이를 특징짓는 상기 IDE-필드가 짧은 인식자의 경우, 버스 임의에 관한 결정에 사용되는 비트들에 포함되는 것을 특징으로 하는 메시지 구성 방법.
  3. (2회 정정) 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 인식자의 길이를 특징짓는 상기 IDE-필드가 모든 메시지에서 같은 위치를 취하는 것을 특징으로 하는 메시지 구성 방법.
  4. (2회 정정) 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 인식자의 길이를 특징짓는 상기 IDE-필드가 CAN-메시지의 예비 비트중 한 비트를 이용하는 것을 특징으로 하는 메시지 구성 방법.
  5. (2회 정정) 제1항에 있어서, 버스 임의에 관한 결정에 대해서 비트 조합이 우선권 공간 및/또는 명칭 공간을 포괄하는 인식자 비트에 더하여, 변경될 수도 있는 가중치를 구비하는 적어도 하나의 비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 구성 방법.
  6. (2회 정정) 제5항에 있어서, 버스 접근에 관한 우선권이 주로 상기 인식자에 의해 주어진 우선권에 의해서, 상기 인식자의 길이와 무관하게 발생하도록 가중치의 변경이 발생하는 것을 특징으로 하는 메시지 구성 방법.
  7. (2회 정정) 제5항에 있어서, 짧은 인식자의 길이에 의해 결정된 긴 인식자의 제1다수의 비트가 짧은 인식자의 상응 비트에 상응하는 경우, 가중치의 변경에 의해서 짧은 인식자를 구비하는 메시지가 우선권을 갖는 것을 특징으로 하는 메시지 구성 방법.
  8. (2회 정정) 제5항에 있어서, 적어도 하나의 변경 가능한 비트가 열성으로 전송되는 것을 특징으로 하는 메시지 구성 방법.
  9. (2회 정정) 제5항에 있어서, 하나의 변경 가능한 비트가 모든 메시지에 대해 우성 또는 열성으로 결정되는 것을 특징으로 하는 메시지 구성 방법.
  10. (2회 정정) 제1항, 제2항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 IDE-필드가 하나의 비트를 구비하고, CAN-프로토콜과 호환 가능한 메시지에서는 짧은 인식자를 특징짓도록 하기 위해 우성으로 설정되고, 긴 인식자를 갖는 메시지에서는 열성으로 설정되는 것을 특징으로 하는 메시지 구성 방법.
  11. (2회 정정) 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 다른 비트가 긴 인식자를 구비하는 메시지(SRR-비트)에서 열성으로 설정되는 것을 특징으로 하는 메시지 구성 방법.
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