KR101266899B1 - 제어 장치와 분산형 데이터 처리 장치 사이에 있는 데이터 라인으로 데이터를 전송하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

제어 장치와 분산형 데이터 처리 장치 사이에 있는 데이터 라인으로 데이터를 전송하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중앙 제어 장치(10)와 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3) 사이에 있는 데이터 라인(12)으로 데이터를 전송하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 시스템 정상 작동 중에는 상기 중앙 제어 장치(10)가 데이터 패킷을 요청하기 위하여 상기 데이터 라인(12)을 통해 적어도 하나의 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)로 동기화 펄스(Sync)를 주기적으로 발송하고, 상기 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)는 전송될 자신의 데이터를 데이터 패킷으로서 상기 동기화 펄스(Sync)를 따라 상기 중앙 제어 장치(10)로 발송한다. 상기 데이터 라인(12)은 데이터 버스로서 형성되었다. 상기 각각의 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들은 데이터 패킷을 상기 중앙 제어 장치(10)로 최초로 전송하기 전에 상기 중앙 제어 장치(10)에 의해서 구성되며, 이 때 시스템을 구성하기 위해 상기 중앙 제어 장치(10)와 상기 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3) 간에는 양방향으로 통신이 이루어진다.

Description

제어 장치와 분산형 데이터 처리 장치 사이에 있는 데이터 라인으로 데이터를 전송하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICES FOR TRANSMITTING DATA TO A DATA LINE BETWEEN A CONTROL APPLIANCE AND A DECENTRALISED DATA PROCESSING APPLIANCE}
본 발명은 중앙 제어 장치와 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치 사이에 있는 데이터 라인으로 데이터를 전송하기 위한 방법 및 장치와 관련이 있으며, 이 경우 시스템 정상 작동 중에는 상기 중앙 제어 장치가 데이터 패킷들을 요청하기 위하여 상기 데이터 라인을 통해 적어도 하나의 데이터 처리 장치로 동기화 펄스를 주기적으로 발송하고, 상기 분산형 데이터 처리 장치는 전송될 자신의 데이터를 데이터 패킷으로서 상기 동기화 펄스를 따라 상기 중앙 제어 장치로 발송한다.
상기와 같은 방법 및 이와 같은 방법을 실시하기에 적합한 장치들은 독일 공개 특허 출원 DE 196 09 290 A1호에 공지되어 있다. 상기 간행물에서는, 데이터 라인을 통해 중앙 제어 장치에 접속된 센서 모듈이 기술된다. 상기 센서 모듈은 가속도에 민감한 센서를 포함하고, 라인에서 동기화 전압 펄스가 검출되자마자 상기 센서의 센서 측정값으로부터 편집되어 코딩된 데이터 패킷을 전류-변조 방식으로(in a current-modulated manner) 500 ㎲마다 주기적으로 제어 장치로 전송한다.
제어 장치에는 상기와 같은 다수의 센서 모듈이 접속될 수 있으며, 이 경우 각각의 센서 모듈들은 고유한 2선식 라인(two-wire line)을 통해 제어 장치의 인터페이스에 접속되어 있다. 제어 장치와 센서 모듈 간의 통신이 양방향으로 이루어짐으로써, 하나의 센서 모듈로부터 제어 장치로의 신호 전송뿐만 아니라 그 반대 방향으로 이루어지는 신호 전송도 가능하다. 이와 같은 특성은 차량을 완성하는 경우에, 차량을 처음으로 운전할 때에 또는 사고로 인한 수리 후에도 제어 장치를 통해 관련 센서 모듈을 트리거링 함으로써, 각 센서 모듈의 구성을 가능케 한다.
제 1 변형예에서는, 제어 장치와 하나의 센서 모듈 사이의 통신을 위하여, 상기 제어 장치와 상기 센서 모듈 사이에 있는 접속 라인에서의 전압 값이 처음의 더 높은 값으로부터 더 낮은 값으로 떨어지게 된다. 이와 같은 전압 강하는 한 시점(T1)에서 이루어지고, 한 시점(T2)까지 지속한다. 상기 시점(T2)에서는 전압이 상기 강하된 값으로부터 다시 원래의 값으로 상승한다. 이와 같은 전압 제어 방식은 주기적으로 반복될 수 있다. 상기 전압 강하 주기는 센서 모듈에 의해서 검출될 수 있으며, 이 경우 센서 모듈은 상기 시점들(T2와 T1) 사이의 시간차를 참조하여 제어 장치의 특정 제어 신호의 존재 여부를 검출할 수 있다. 제 2 변형예에서는 센서 모듈을 위한 정보를 코딩된 형태로 보유하고 있는, 다수의 전압 변동들로 구성된 제어 신호가 발송된다.
각각의 센서 모듈들이 고유한 데이터 라인을 통해 제어 장치에 접속된 후에, 상기 센서 모듈들은 센서 측정값을 포함하는 자신의 데이터를 규정되지 않은 시점에 또는 심지어 동시에, 상기 데이터의 추가 분석을 실행하는 제어 장치로 전송할 수 있다. 상기 센서 모듈들 중에서 하나의 센서 모듈과 제어 장치의 통신은 상기 센서 모듈에 할당된 인터페이스를 통해서 이루어진다. 이와 같은 유형의 시스템은 구조적으로 동일한 센서 모듈들의 사용을 가능케 한다.
센서 장치를 기재된 방식으로 구성하는 것은 통신 기술적인 관점에서 특히 간단한데, 그 이유는 통신과 관련된 특별한 예방 조치들을 취할 필요가 없기 때문이다. 다른 한편으로 단점은, 각각의 모듈에 대하여 차량 내부에 별도의 데이터 라인을 설치해야만 한다는 것이며, 이와 같은 설치 작업에는 상당한 비용이 소요된다.
종래의 또 다른 방법들은 독일 공개 특허 출원 DE 103 21 679 A1호 및 독일 특허 출원 DE 199 09 535 C1호에 공지되어 있다.
본 발명의 과제는 중앙 제어 장치와 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치 사이에 있는 데이터 라인으로 데이터를 전송할 수 있는 가능성을 만드는 것으로서, 여기서 동일하게 구성된 데이터 처리 장치들이 사용될 수 있고, 이와 같은 목적을 위한 방법은 가급적 적은 회로 기술적 자원들을 활용하여 실행될 수 있어야만 한다.
상기 과제는 특허 청구항 1에 따른 특징들을 갖는 방법에 의해서, 및 특허 청구항 16의 특징들을 갖는 중앙 제어 장치에 의해서 해결된다. 바람직한 실시예들은 종속 특허 청구항들에서 기술된다.
중앙 제어 장치와 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치 사이에 있는 데이터 라인으로 데이터를 전송하기 위한 본 발명에 따른 방법에서, 상기 중앙 제어 장치는 데이터 라인을 통해 동기화 펄스를 주기적으로 발송함으로써 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치로부터 데이터 패킷을 요청한다. 상기 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치는 요청된 데이터를 데이터 라인을 통해 하나 이상의 데이터 패킷으로서 동기화 펄스를 따라 중앙 제어 장치로 전송한다. 본 발명에 따르면, 상기 데이터 라인은 데이터 버스로서 형성되었으며, 이 경우 상기 각각의 분산형 데이터 처리 장치들은 데이터 패킷들을 중앙 제어 장치로 최초로 전송하기 전에 상기 중앙 제어 장치에 의해서 구성되며, 이 때 시스템을 구성하기 위해 중앙 제어 장치와 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치 간에는 양방향으로 통신이 이루어진다. 이와 같은 구성의 결과로, 적어도 하나의 데이터 처리 장치와 중앙 제어 장치 간에는 정상적인 통신이 설정된다.
본 발명에 따른 방법은 동일하게 구성된 분산형 데이터 처리 장치들의 사용을 가능케 한다. 시스템을 간단히 구성(configuration)할 목적으로 상기 분산형 데이터 처리 장치들이 버스 라인으로 형성된 데이터 라인에 접속된 후에는, 추후의 장애 없는 통신을 고려해서 상기 데이터 처리 장치들을 구성해야만 한다. 제조 공정 중에 이루어지는 예비 구성을 피하기 위하여, 각각의 분산형 데이터 처리 장치들의 구성(configuration)은 데이터 패킷들을 중앙 처리 장치로 최초로 전송하기 전에 이루어진다. 이 때 상기 구성은 중앙 처리 장치에 의해서 이루어져야만 한다. 이 목적을 위하여, 상응하는 데이터가 중앙 제어 장치로부터 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치로 발송된다. 데이터 패킷들을 중앙 처리 장치로 최초로 전송하기 전에 구성이 이루어진 후에는, 예를 들어 시스템을 스위치-온 할 때에 상응하는 구성이 자동으로 만들어진다. 이와 같은 과정에 의해서는, 예를 들어 결함 있는 분산형 데이터 처리 장치가 간단히 교체될 수 있고, 구조적으로 동일한 다른 분산형 데이터 처리 장치로 대체될 수도 있다. 상응하는 방식에 의해서는, 데이터 처리 장치 특유의 구성을 사전에 실행할 필요 없이, 새로운 분산형 데이터 처리 장치를 데이터 라인에 접속하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 적용예는, 서문에 언급된 독일 공개 특허 출원 DE 196 09 290 A1호에도 기술되어 있는 자동차 탑승자 보호 분야이다. 하지만 본 발명은 안전한 데이터 전송이 결정적으로 중요한 분야에도 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 방법을 자동차 탑승자 보호 분야에 사용하는 한 적용예에서, 중앙 제어 장치로서는 바람직하게 탑승자 보호 시스템(소위 전자 제어 유닛; ECU(Electronic Control Unit))의 중앙에 배치된 중앙 제어 장치가 이용되고, 분산형 데이터 처리 장치로서는 바람직하게 상기 중앙 제어 장치에 접속되어 있고 위성으로도 표기되는 센서 유닛이 이용된다.
본 발명에 따른 방법의 한 개선예에 따르면, 양방향 통신의 틀 안에서 볼 때 중앙 제어 장치로부터 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치로 전송될 데이터는 동기화 펄스의 한 시퀀스로서 발송되며, 통신 중에 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치로부터 중앙 제어 장치로 전송될 데이터는 데이터 패킷으로서 상기 동기화 펄스를 따라 중앙 제어 장치로 발송된다. 이와 같은 바람직한 개선예에 의해서는 종래 방식의 중앙 제어 장치들 및 분산형 데이터 처리 장치들의 사용이 가능해지는데, 그 이유는 양방향 통신을 위한 하드웨어-구현과 관련하여 상기 장치들을 변형시킬 필요가 없기 때문이다. 통신이 분산형 데이터 처리 장치로부터 중앙 제어 장치로 종래 방식을 따라 구현된 경우, 구성을 목적으로 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치로 전송될 데이터는 중앙 제어 장치에 의해서 주기적으로 발생하는 동기화 펄스로 코딩된다. 따라서, 한 분산형 데이터 처리 장치의 구성은 상기 주기적으로 예상되는 동기화 펄스를 분석함으로써 이루어진다. 동기화 펄스가 존재하는 경우에는 예를 들어 제 1 논리 값으로서 해석될 수 있고, 동기화 펄스가 발생하지 않은 경우는 제 2 논리 값으로서 해석될 수 있다.
한 개선예에 따르면, 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치의 구성은 시스템 초기화 단계 중에 실행된다. 상기 개선예에서는 초기화 단계가 시스템의 스위치-온 또는 리셋 후에 실행될 수 있음으로써, 결과적으로 구성은 시스템이 다시 시작될 때마다 이루어진다. 따라서, 이러한 구성은 전술된 바와 같이, 개별 분산형 데이터 처리 장치들을 교체하거나 또는 새로운 데이터 처리 장치들을 데이터 라인에 부가하는 추가 조치 없이도 가능해진다.
한 개선예에 따르면, 분산형 데이터 처리 장치의 구성은 상기 분산형 데이터 처리 장치에 의해서 분석될 수 있는, 사전 결정된 한 구성 시퀀스의 발송을 포함한다. 상기 구성 시퀀스에는, 데이터 처리 장치에 의해서 분석되는 상응하는 구성 데이터가 사전에 결정된 순서대로 포함될 수 있다. 바람직하게 하나의 구성 시퀀스가 구성을 위해 반드시 필요한 모든 데이터를 포함함으로써, 개별 데이터 처리 장치의 구성은 간단하고 신속하게 실행될 수 있다.
한 가지 개선예는 한 분산형 데이터 처리 장치의 구성이 적어도 하나의 고유한 어드레스의 할당을 포함하는 것을 제안하고 있으며, 이 경우 상기 어드레스는 정상 작동 모드에서 동기화 펄스를 수신한 후에 시스템 고유의 발송 시점을 규정한다. 따라서, 동기화 펄스 수신 후에 시스템 고유의 발송 시점을 나타내주는 어드레스를 할당하는 작업은 정상적인 통신 중에 중앙 제어 장치와 데이터 라인에 접속된 다수의 데이터 처리 장치 간에 이루어지는 정상적인 통신을 위해서 필요하다. 이 경우에는, 데이터 라인에 접속된 분산형 데이터 처리 장치들이 자신의 데이터 패킷들을 동시에 상기 데이터 라인에 인가하는 것이 피해진다. 또한, 할당된 어드레스를 통해 제어 장치가 발송 시점을 규정함으로써, 중앙 제어 장치는, 상황에 따라 그 영역에 적합한 보호 수단들을 트리거링 하기 위해서는 어떤 데이터 패킷이 어느 분산형 데이터 처리 장치에 할당되어야 하는지를 검출할 수 있게 된다.
한 개선예에서는, 구성이 성공적으로 이루어진 후에 분산형 데이터 처리 장치가 자신의 어드레스를 중앙 제어 장치로 발송하는 것이 제안되었다. 상기 정보를 참조하여, 중앙 제어 장치는 관련 데이터 처리 장치의 정확한 구성을 체크할 수 있다.
추가의 한 실시예에서는, 이미 구성이 완료된 한 분산형 데이터 처리 장치가 추가 분산형 데이터 처리 장치의 구성이 진행되는 동안에 한 가지 상태를 중앙 제어 장치로 발송한다. 이와 같은 방식에 의해, 중앙 제어 장치는 전체 구성 과정 동안 한 분산형 데이터 처리 장치에 적합한 기능화에 대하여 알 수 있게 된다.
이미 구성이 완료된 한 분산형 데이터 처리 장치가 데이터 라인을 통해 전송된 한 구성 시퀀스를 무시하는 경우도 또한 바람직하다. 이와 같은 조치에 의해서는, 특유의 메시지 프로토콜들을 제공하는 작업이 피해진다. 따라서, 상기 구성 시퀀스는 - 바로 그때에 어느 분산형 데이터 처리 장치들이 구성되어야 하는지와 상관없이 - 동일하게 구성될 수 있다. 특유의 어드레싱도 필요치 않다.
추가의 한 실시예에 따르면, 모든 분산형 데이터 처리 장치의 구성이 실행된 후에는 한 구성 종료 시퀀스가 구성 시퀀스로서 전송되고, 그로 인해 시스템이 정상 작동 모드로 스위칭 된다. 상기 구성 종료 시퀀스로써, 구성 절차가 종료되었고 이제는 정상 작동 모드로 넘어간다는 내용이 신호화 되어 데이터 라인에 접속된 데이터 처리 장치들로 발송되며, 상기 정상 작동 모드에서 데이터 처리 장치들은 규정된 자신의 발송 시점에 상응하게, 전송될 자신의 데이터를 데이터 패킷으로서 동기화 펄스를 따라 중앙 제어 장치로 발송한다.
상기 실시예에는 또한, 버스 라인에 접속된 다수의 분산형 데이터 처리 장치들의 구성이 연속으로 이루어진다. 그럼으로써, 메시지 특유의 프로토콜들을 포기하는 것이 가능하다. 이 경우 데이터 라인에 접속된 다수의 데이터 처리 장치들의 구성은, 중앙 제어 장치에 직접 접속된 데이터 처리 장치가 제일 먼저 구성되는 방식으로 이루어진다. 다음 단계에서는 이미 구성이 완료된 데이터 처리 장치에 이웃하는 데이터 처리 장치가 구성되며, 이와 같은 방식으로 계속 구성이 진행된다.
또한, 한 분산형 데이터 처리 장치들 중 하나의 분산형 처리 장치의 구성이 실패한 경우에는 상기 구성이 중단되고, 데이터 라인에 접속된 모든 분산형 데이터 처리 장치들이 재구성된다. 그럼으로써, 한 데이터 라인에 접속된 전체 데이터 처리 장치들이 적합하게 구성될 수 있는 경우에만 정상 작동 모드로 스위칭이 이루어진다.
중앙 제어 장치의 하드웨어-성분들의 변경을 피하기 위하여, 구성 및 정상 작동 중에는 주기적인 동기화 펄스의 주파수 및/또는 펄스-포즈(pause) 비율이 동일하게 선택된다.
한 실시예에 따르면, 분산형 데이터 처리 장치는 센서 유닛이고, 상기 분산형 데이터 처리 장치로부터 중앙 제어 장치로 전송되는 데이터 패킷들은 센서 측정값들을 포함한다.
바람직하게, 동기화 펄스는 전압 펄스로서 제공되는 한편, 분산형 데이터 처리 장치의 데이터 패킷들은 전류 펄스로서 발송된다.
전술된 방법에 따라 데이터를 전송하기 위한 한 방법에 사용하기 위한 본 발명에 따른 분산형 데이터 처리 장치는, 상기 분산형 데이터 처리 장치가 이 장치에 의해서 트리거링 될 수 있는 스위칭 소자를 포함하고, 상기 스위칭 소자가 개방된 위치에서는 데이터 라인을 분리함으로써, 결과적으로 후속하는 분산형 데이터 처리 장치가 중앙 제어 장치와의 데이터 교환을 전혀 실행할 수 없게 되는 것을 특징으로 한다.
전술된 방법과 같은 한 방법에 사용하기 위한 본 발명에 따른 중앙 제어 장치는, 데이터 라인에 인가될 수 있는 동기화 펄스를 주기적으로 발생시키기 위한 동기화 펄스 발생기 그리고 상기 동기화 펄스 발생기를 제어하기 위한 수단을 포함하며, 상기 동기화 펄스 발생기 제어 수단은 발생할 구성 시퀀스에 따라 한 동기화 펄스의 발생을 유발시키거나 또는 비-발생을 유발시킨다. 바람직하게는 상기 동기화 펄스 발생기 제어 수단이 소프트웨어 형태로 구현될 수 있기 때문에, 제어 장치를 변형시킬 필요가 전혀 없다.
전술된 방법을 실행하기 위해 사용될 수 있는 본 발명에 따른 시스템은 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치 및 본 발명에 따른 중앙 제어 장치를 구비한다.
본 발명은 실시예들을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
도 1은 중앙 제어 장치 그리고 데이터 교환을 목적으로 데이터 라인에 접속된 다수의 분산형 데이터 처리 장치를 구비한 본 발명에 따른 시스템의 구성을 보여주며,
도 2는 구성 데이터(configuration data)를 코딩할 수 있는 동기화 펄스들의 시퀀스를 보여주고,
도 3은 분산형 데이터 처리 장치를 구성하기 위한 구성 시퀀스의 개략적인 구성을 보여주며,
도 4는 구성 데이터를 포함하고 있는 동기화 펄스들의 시퀀스 그리고 개별 데이터 처리 장치들의 시간에 따른 응답 특성을 보여주고,
도 5는 구성 종료 시퀀스의 개략적인 구성을 보여주며,
도 6은 정상 작동 중에 이루어지는 중앙 제어 장치와 데이터 처리 장치들 간의 통신 실행 과정을 보여준다.
도 1은, 데이터 라인(12)을 통해 예를 들어 동일하게 형성된 세 개의 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들이 접속되어 있는 중앙 제어 장치(10)를 보여준다. 상기 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들은 예를 들어 자동차 내부에서 중앙 제어 장치(10)로부터 떨어져 배치된 센서 유닛들이다. 상기 데이터 라인(12)에 접속된 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들은 인터페이스(20)를 통해 전자 제어 유닛(EUC; Electronic Control Unit)으로서도 표기되는 제어 장치(10)에 접속되어 있다. 상기 제어 장치(10)도 마찬가지로 예를 들어 세 개의 추가 인터페이스(20)를 포함하며, 상기 추가의 인터페이스에는 버스 라인으로 형성된 데이터 라인을 통해 다수의 데이터 처리 장치들이 선택적으로 접속될 수 있거나 또는 개별 데이터 처리 장치가 각각 접속된다. 자동차에 있는 보호 시스템의 통상적인 한 구성에서는, 측면 충돌을 검출하기 위해서 제공된 데이터 처리 장치들이 버스 라인으로 형성된 데이터 라인을 통해 접속된 한편, 예를 들어 정면-충돌 또는 후방-충돌의 검출은 2선식 라인을 통해 인터페이스(20)에 접속된 개별 데이터 처리 장치들을 통해 이루어진다.
도 1에 버스 라인으로 형성되어 있는 데이터 라인(12)은 2선식 라인으로 형성되어 있으며, 상기 2선식 라인은 도면에서 다수의 섹션들로 세분되어 있다. 도면 부호 13.1, 13.2 및 13.3으로 표기된 섹션들은 한편으로는 예를 들어 500 ㎲마다 주기적으로 전압 펄스(Sync)를 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들로 송출하기 위해서 이용되는 공통의 데이터 라인이며, 이로 인해 중앙 제어 장치(10)는 정상 작동 중에 데이터 처리 장치로부터 데이터 패킷들을 요청한다. 다른 한편으로, 상기 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들은 상기 장치들에 공통적인 데이터 라인(13.1, 13.2, 13.3)에서 예컨대 센서 데이터를 포함하는 전류 펄스들의 형태로 된 데이터 패킷들을 발송한다. 또한 하나의 공통된 접지 라인(14.1, 14.2, 14.3)도 도시되어 있으며, 상기 접지 라인은 중앙 제어 장치(10)의 접지 전위를 상기 접속된 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들로 안내한다. 각각의 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들은 바람직하게 접지 전위를 구비하며, 상기 접지 전위에는 상기 접지 라인(14.1, 14.2, 14.3)에 상응하는 섹션이 접속되어 있다.
각각의 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들은 하나의 입력부(18.1, 18.2, 18.3) 그리고 하나의 출력부(19.1, 19.2, 19.3)를 구비하며, 상기 입력부 및 출력부에는 데이터 라인(13.1, 13.2, 13.3) 또는 접지 라인(14.1, 14.2, 14.3)에 상응하는 섹션들이 접속되어 있다. 상기 데이터 라인(13.1, 13.2, 13.3)의 섹션들이 개별 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3) 내에서 전기적으로 상호 접속된 한편, 상기 접지 라인(14.1, 14.2, 14.3)의 섹션들은 상기 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들에 각각 제공된 제어 가능한 스위칭 소자(16.1, 16.2, 16.3)들을 통해 분리 가능하게 상호 접속되어 있다. 상기 스위칭 소자(16.1, 16.2, 16.3)들은 상기 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들의 개별 처리 유닛(15.1, 15.2, 15.3)에 의해서 제어될 수 있다.
데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들은 또한 센서 소자(17.1, 17.2, 17.3)들을 구비하며, 이 경우 상기 센서 소자들에 의해서 검출된 데이터는 개별 처리 유닛(15.1, 15.2, 15.3)에 의해서 개별 데이터 처리 장치들의 데이터 라인들에 인가될 수 있다.
데이터 처리 장치들에 의해서 얻어진 정보들을 분석하기 위한 도면에 도시되지 않은 추가의 소자들 이외에, 중앙 제어 장치(10)는 동기화 펄스 발생기(21) 그리고 상기 동기화 펄스 발생기(21)에 의해서 이루어지는 동기화 펄스들의 송출 동작에 영향을 미치기 위한 제어 수단(22)을 포함한다.
정상 작동 모드에서 중앙 제어 장치(10)의 요청에 따라, 시스템이 전송될 데이터를 데이터 패킷으로서 동기화 펄스에 따라 중앙 제어 장치(10)로 발송할 수 있기 전에는, 하드웨어 및 소프트웨어 측면에서 동일하게 형성된 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들의 구성이 반드시 필요하다. 상기 구성의 틀 안에서는, 동기화 펄스를 수신한 후의 어느 시점에 개별 데이터 처리 장치가 전송될 데이터를 데이터 패킷으로서 중앙 제어 장치(10)로 발송할 수 있는지가 1차적으로 결정된다.
구성의 필연성 및 목적을 더 잘 이해하기 위하여, 도 6에는 정상 동작 중에 중앙 제어 장치(10)와 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3) 간에 이루어지는 통신 시퀀스가 도시되어 있다. 데이터 패킷들을 요청하기 위하여, 중앙 제어 장치는 주기적으로, 예컨대 500 ㎲의 간격으로 동기화 펄스(Sync)들을 데이터 라인을 통해 송출한다. 이와 같은 동기화 펄스(Sync) 다음에서는, 제 1 데이터 패킷이 전송되기 전에 전기적인 방전 펄스가 발생한다(도면 부호 C). 이 목적을 위해 데이터 처리 장치 내에서 반드시 필요한 장치들은 동일 출원인의 독일 공개 특허 출원 DE 103 21 678 A1호에 기술되어 있고, 상기 출원의 내용이 본원에 인용된다. 도 1에 도시된 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들은 전송될 자신의 데이터를 발송 시점(tsend1, tsend2, tsend3)들에 데이터 패킷들로서 발송한다. 데이터 처리 장치들의 구성에 의해서는, 어떤 데이터 처리 장치가 어느 발송 시점에 자신의 데이터 패킷들을 데이터 라인을 통해 중앙 제어 장치로 전송할 수 있는지가 결정된다.
데이터 처리 장치들은 구조적인 동일성 때문에 임의의 위치에서 데이터 라인에 접속될 수 있다. 이와 같은 내용이 의미하는 바는, 각각의 데이터 처리 장치들에 할당되어야만 하는 발송 시점은, 데이터 패킷들이 중앙 제어 장치로 최초로 전송되기 전에 시스템 초기화 단계에서 규정되어야만 한다는 것이다. 동기화 펄스 수신 후의 응답 시간을 나타내는 발송 시점은, 데이터 패킷을 발송하기 위한 정확한 발송 시점을 결정하는 하나의 데이터 처리 장치에 하나의 어드레스를 할당함으로써 구현된다. 이와 같은 조치의 특별한 장점은, 데이터 처리 장치들의 구성이 상기 데이터 처리 장치들의 제조 중에 실행될 필요가 없다는 것이다.
상기 구성은 구성 시퀀스들을 사용하여 이루어지며, 이 경우 하나의 구성 시퀀스(configuration sequence) 내에 포함된 정보들은 동기화 펄스(Sync)들로 코딩된다. 동기화 펄스의 존재 상태는 예를 들어 논리 "1"에 해당하는 한편, 동기화 펄스의 부재 상태는 논리 "0"에 해당한다. 이와 같은 내용은 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 따라서, 하나의 구성 시퀀스의 발생은 동기화 펄스 발생기(21)의 영향을 받아 제어 수단(22)에 의해서 이루어진다(도 1).
어드레싱은 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 구성 시퀀스에 의해서 이루어진다. 중앙 제어 장치(10)는, 어드레싱이 이루어져야만 한다는 내용이 비트들(2 내지 4)에 코딩되어 있는 도 3에 따른 구성 시퀀스를 발송한다. 데이터 처리 장치에 할당될 어드레스는 비트들(5 내지 7)에 포함되어 있다. 비트들(9 내지 10)에는, 예를 들어 원하는 기능 방식 또는 센서 측정 데이터의 원하는 검출 혹은 처리와 관련하여 데이터 처리 장치를 구성하기 위한 추가의 파라미터들이 포함될 수 있다. 비트(12)에는 스위칭 소자의 위치에 영향을 미치는 정보가 포함되어 있다.
주기적인 동기화 펄스들의 주파수 그리고 펄스-포즈 비율(pulse-pause ratio)은 구성의 실행 중에 그리고 추후의 정상 작동 중에 동일하게 선택된다. 이와 같은 선택 방식은 중앙 제어 장치와 데이터 처리 장치들 간에 안전한 정보 교환을 가능케 한다. 데이터 라인의 장애로 인하여 동기화 펄스가 데이터 처리 장치에 의해서 검출되지 않거나 또는 잘못 검출되는 경우에는, 이와 같은 상황이 체크섬(checksum)을 참조하여 확인될 수 있으며, 그로 인해 구성 절차는 중단되고, 데이터 라인에 접속된 전체 데이터 처리 장치들을 위해서 반복된다.
통신 시퀀스, 즉 제 1 데이터 처리 장치(11.1)의 어드레싱이 종료된 후에는 - 이와 같은 종료 사실은 상기 데이터 처리 장치(11.1)가 자신의 어드레스-ID를 발송함으로써 확인된다 - 나머지 데이터 처리 장치들이 동일한 방식으로 구성된다. 한편, 하나의 동기화 펄스가 중앙 제어 장치로부터 발송되면, 이미 초기화된, 즉 어드레싱된 데이터 처리 장치들은 하나의 상태 메시지로 응답한다. 구성된 데이터 처리 장치들로부터 중앙 제어 장치로 발송되는 상태 바이트들은 더 이상 상기 중앙 제어 장치에 의해서 분석되지 않는다. 상기 상태 바이트들의 단 한 가지 목적은, 각각의 어드레싱된 데이터 처리 장치에 할당된 발송 시점 동안 상기 데이터 처리 장치가 데이터를 발송하고 있다는 사실을 확인하는 것이다.
구성이 시작되면, 데이터 처리 장치(11.1)의 스위칭 소자(16.1)가 처리 유닛(15.1)에 의해서 개방됨으로써, 우선은 상기 데이터 처리 장치만 접지 라인(14.1)에 접속된다. 데이터 처리 장치(11.1)의 구성이 종료된 후에는, 상기 데이터 처리 장치가 자신의 스위칭 소자(16.1)를 폐쇄함으로써, 데이터 처리 장치(11.2)가 데이터 라인에 접속된다. 이 때 상기 데이터 처리 장치는 상응하는 방식으로 어드레싱 되고, 그에 따라 정상 작동 모드에서 동기화 펄스를 수신한 후에는 자신 특유의 발송 시점을 얻게 된다. 상기 제 2 데이터 처리 장치(11.2)도 비트(12) 및 상기 비트 내에서 상응하게 설정된 비트를 분석한 후에는 자신의 스위칭 소자(16.2)를 폐쇄함으로써, 후속하는 데이터 처리 장치(11.3)를 위해서는 동일한 시퀀스가 실행된다.
마지막 데이터 처리 장치(11.3)의 어드레싱 또는 구성 후에, 비트(12)에 있는 구성 시퀀스에는 상기 데이터 처리 장치의 스위칭 소자(16.3)가 개방된 상태로 유지되어야 한다는 정보가 포함되어 있다. 이어서, 예를 들어 도 5에 도시되어 있는 바와 같은 구성 종료 시퀀스가 발송된다. 이 경우 비트들(2 내지 4)에는, 구성 종료 시퀀스가 사용되고 있다는 내용을 지시하는 정보가 코딩 입력된다. 비트들(6 내지 12)에는 표준에 따라 비트(1)가 할당된다. 비트들(13 내지 16)은 상기 구성 시퀀스에서와 마찬가지로 체크섬을 형성하기 위한 정보들을 포함한다. 비트들(17 내지 19)에 의해서는, 정확한 체크섬이 검출되었는지의 여부를 검사할 수 있기 위하여, 구성된 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들에 대해서는 자신의 상태를 재발송하라는 요청이 제기된다.
도 4는 제 2 데이터 처리 장치(11.2)의 어드레싱 과정을 보여주며, 이 경우 제 1 데이터 처리 장치(11.1)는 이미 어드레싱 된 상태다. 본 도면에는, 도 3에 따른 구성 시퀀스에 포함된 동기화 펄스(1 내지 26)들이 도시되어 있으며, 상기 이미 구성된 제 1 데이터 처리 장치(11.1)의 상응하는 응답들 그리고 현재 구성 과정에 있는 데이터 처리 장치(11.2)의 응답들도 도시되어 있다.
전체 데이터 처리 장치의 구성이 완료된 후에는, 시스템의 테스트 단계를 실행한 후에 선택적으로 정상 작동 모드로 옮겨진다.
따라서, 전술된 양방향 통신은 단지 데이터 처리 장치들의 초기화 단계 중에만 반드시 필요한 것이다. 동기화 펄스의 존재가 예를 들어 논리 1을 나타내고, 동기화 펄스의 비-존재가 논리 0을 나타내는 동기화 펄스들을 토대로 하여, 구성될 데이터 처리 장치는 특성 시점에 예상되는 정보들을 분석하는 동시에 2진 정보를 구성한다.
본 발명의 장점은, 중앙 제어 장치뿐만 아니라 데이터 처리 장치들에서도 추가의 값비싼 부품들이 필요치 않다는 것이다. 본 시스템은 우수한 전자기적 호환 특성을 지니며, 이와 같은 특성을 위해서 반드시 필요한 구성을 토대로 하여 다른 파라미터들과 관련하여서도 적응될 수 있다. 본 시스템은 높은 데이터 안정성을 갖는데, 그 이유는 큰 펄스-포즈-시간이 설정될 수 있고, 동기화 펄스를 위한 검출 임계치가 유휴 전압(idle voltage)에 비해 상대적으로 높기 때문이다.

Claims (18)

  1. 중앙 제어 장치(10)와 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3) 사이에 있는 데이터 라인(12) 상에서 데이터를 전송하기 위한 방법으로서,
    어레인지먼트(arrangement) 정상 작동 모드 중에는 상기 중앙 제어 장치(10)가 데이터 패킷들을 요청하기 위하여 상기 데이터 라인(12)을 통해 상기 적어도 하나의 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)로 동기화 펄스(Sync)들을 주기적으로 출력하고, 상기 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)는 전송 대기 중인 자신의 데이터를 상기 동기화 펄스(Sync) 다음의 데이터 패킷으로서 상기 중앙 제어 장치(10)로 발송하며,
    a) 상기 데이터 라인(12)은 데이터 버스로서 형성되고, 각각의 상기 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들은 데이터 패킷들을 상기 중앙 제어 장치(10)로 최초로 전송하기 전에 상기 중앙 제어 장치(10)에 의해서 구성되며, 이 때 어레인지먼트를 구성하기 위한 목적을 위해 상기 중앙 제어 장치(10)와 상기 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3) 간에는 양방향 통신이 이루어지고,
    b) 상기 양방향 통신 중에,
    상기 중앙 제어 장치(10)로부터 상기 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)로 전송될 데이터는 동기화 펄스(Sync)들의 시퀀스로서 발송되고, 및
    상기 동기화 펄스(Sync) 다음에, 상기 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)로부터 상기 중앙 제어 장치(10)로 전송될 데이터는 데이터 패킷으로서 상기 중앙 제어 장치(10)로 발송되고,
    c) 구성 시퀀스에 포함된 정보는 상기 동기화 펄스(Sync)들로 인코딩되는,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    전송된 동기화 펄스는 이 경우 논리 "1"에 대응하고, 동기화 펄스의 부재는 논리 "0"에 대응하며, 연속적인 동기화 펄스들의 시퀀스로부터 상기 구성 시퀀스에 포함된 정보는 상기 동기화 펄스(Sync)들로 인코딩되는,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 분산형 데이터 처리 장치의 구성은 상기 어레인지먼트의 초기화 단계 동안에 실행되는,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)의 구성은,
    상기 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)에 의해서 분석될 수 있는 사전 정의된 구성 시퀀스의 발송을 포함하는,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)의 구성은,
    적어도 고유한 어드레스(address)의 할당을 포함하며, 상기 어드레스는 상기 정상 작동 모드 동안 동기화 펄스(Sync)를 수신한 후의 발송 시점을 정의하고,
    상기 발송 시점은 상기 어레인지먼트에 대해 고유한,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    성공적인 구성 다음에, 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)가 자신의 어드레스를 상기 중앙 제어 장치(10)로 발송하는,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    이미 구성된 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)는 추가의 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)의 구성이 진행되는 중에 상태를 상기 중앙 제어 장치(10)로 발송하는,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    미리 구성된 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)는 상기 데이터 라인(12)을 통해 전송되는 구성 시퀀스를 무시하는,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들 모두의 구성이 완료된 후에 구성 종료 시퀀스가 구성 시퀀스로서 전송되고, 그에 따라 상기 어레인지먼트가 정상 작동 모드로 스위칭 되는,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 데이터 라인(12)에 접속된 다수의 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들의 구성이 순차적으로 일어나는,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)들 중 하나의 구성이 실패한 경우에는 상기 구성이 중단되고, 상기 데이터 라인(12)에 접속된 상기 분산형 데이터 처리 장치들 모두가 재구성되는,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 구성 및 상기 정상 작동 모드 동안에 주기적인 동기화 펄스들의 주파수 및 펄스-포즈(pause) 비율이 동일하게 선택되는,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)는 센서 유닛이고, 상기 센서 유닛으로부터 상기 중앙 제어 장치(10)로 전송되는 데이터 패킷들은 센서 측정값들을 포함하는,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 동기화 펄스(Sync)는 전압 펄스로서 출력되는,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분산형 데이터 처리 장치(11.1, 11.2, 11.3)의 데이터 패킷들은 전류 펄스들로서 발송되는,
    데이터를 전송하기 위한 방법.
  16. 데이터 라인(12)에 인가될 수 있는 주기적인 동기화 펄스(Sync)들을 발생시키기 위한 동기화 펄스 발생기(21)를 구비한, 제 1 항 또는 제 2 항에 따라 데이터를 전송하기 위한 방법에 사용하기 위한 중앙 제어 장치로서,
    상기 동기화 펄스 발생기(21)를 제어하기 위한 수단(22)을 포함하며, 상기 동기화 펄스 발생기를 제어하기 위한 수단은 발생될 구성 시퀀스의 함수로써 동기화 펄스(Sync)의 발생 또는 비-발생을 개시하는,
    중앙 제어 장치.
  17. 삭제
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