KR102243675B1 - 버스 시스템용 가입자국, 그리고 버스 시스템 내 수신 품질의 개선 방법 - Google Patents

버스 시스템용 가입자국, 그리고 버스 시스템 내 수신 품질의 개선 방법 Download PDF

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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 버스 시스템(1)을 위한 가입자국(10; 30), 그리고 버스 시스템(1) 내의 수신 품질을 개선하기 위한 방법에 관한 것이다. 가입자국(10; 30)은 버스 시스템(1)의 버스(40)의 버스 상태를 검출하기 위한 검출 유닛(131)과, 검출 유닛(131)의 결과를 기반으로 버스(40)로부터 수신되는 신호들의 비트의 비트 기간들(t1; t2) 및/또는 상기 비트의 상승 및 하강 에지(51, 52)의 지연 기간들(T1, T2)을 밸런싱하기 위한 밸런싱 유닛(135)을 포함한다.

Description

버스 시스템용 가입자국, 그리고 버스 시스템 내 수신 품질의 개선 방법{SUBSCRIBER STATION FOR A BUS SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVING THE QUALITY OF RECEPTION IN A BUS SYSTEM}
본 발명은, 버스 시스템용 가입자국, 그리고 버스 시스템 내의 수신 품질을 개선하기 위한 방법에 관한 것이다.
CAN 버스 시스템은 예컨대 운송수단에서 통신용 장치들의 네트워크 연결 시 이용되며, 그 병렬 토폴러지로 인해 많은 추가 통신 애플리케이션을 위한 적합성이 매우 우수하다. CAN 버스 시스템에서는, ISO11898의 CAN 사양에 기술된 것처럼, CAN 프로토콜을 포함하는 메시지들이 전송된다.
이를 위해 최근에는, "CAN with Flexible Data-Rate, Specification Version 1.0)"(출처: http://www.semiconductors.bosch.de)의 사양에 상응하게 메시지들이 전송되는, 예컨대 CAN-FD와 같은 기술들이 추가로 제안되었다. 그러한 기술들의 경우, 데이터 필드들의 영역에서 더 상위의 클록 제어(higher clocking)의 이용을 통해 최대로 가능한 데이터 전송 속도가 1Mbit/s의 값을 초과하여 증가한다. 버스 시스템에서 끊임없이 증가하는 데이터 트래픽으로 인해, 기존 제어 유닛들 및 운송수단 플랫폼들이 CAN-FD의 도입을 통해 더 높은 데이터 전송 속도 쪽으로 이행할 수 있게 된다.
버스 시스템 상에서 신호들의 전송 동안, 각각 전송할 데이터에 따라, 높은 신호 상태와 낮은 신호 상태 간에 전환되며, 이때 높은 신호 상태는 우성 상태라고도 지칭되고, 낮은 신호 상태는 열성 상태라고도 지칭된다. 이 경우, 버스 상에서 전송되는 신호, 즉 버스 신호는 버스 시스템의 가입자국의 송신 신호에 비해 지연된다. 또한, 버스 시스템의 추가 가입자국에서의 수신 신호는 송신 신호를 기반으로 제공되는 버스 신호에 비해 지연된다.
송신 신호가 예컨대 우성 상태에서 열성 상태로 전환된다면, 버스 상의 신호는, 마찬가지로 우성 상태에서 열성 상태로 전환하기 위해, t_Neg_송신기라고도 지칭될 수 있는 지연 시간(t11)을 필요로 한다. 동일한 방식으로, 수신 신호는, 버스 상의 신호의 전환 후에, 마찬가지로 우성 상태에서 열성 상태로 전환하기 위해 t_Neg_수신기라고도 지칭될 수 있는 시간(t12)을 필요로 한다. 송신 신호가 다시 열성 상태에서 우성 상태로 전환된다면, 버스 상의 신호는, 마찬가지로 열성 상태에서 우성 상태로 전환하기 위해 t_Pos_송신기라고도 지칭될 수 있는 시간(t13)을 필요로 한다. 동일한 방식으로, 수신 신호는, 버스 신호의 전환 후에, 마찬가지로 다시 열성 상태에서 우성 상태로 전환하기 위해, t_Pos_수신기라고도 지칭될 수 있는 시간(t14)을 필요로 한다.
앞에서 언급한 예시에서 t_Pos = t_Neg가 적용될 때 이상적이며, 여기서,
t_Pos = t_Pos_송신기 + t_Pos_수신기이고,
t_Neg = t_Neg_송신기 + t_Neg_수신기이다.
그러나 문제는, 비트 전송률이 증가함에 따라, 즉, 예컨대 CAN에서 CAN-FD로의 전이 시, 상기 이상적인 경우로부터 점차 멀어진다는 점에 있다. 그 결과, 신호를 위해 요구되는 비트 밸런스가 준수되지 않음으로써, 버스 시스템에서 오류가 있는 전송이 발생하게 된다.
그러므로 본 발명의 과제는, 앞에서 언급한 문제들을 해결하는 버스 시스템용 가입자국 및 버스 시스템 내 수신 품질의 개선 방법을 제공하는 것이다. 특히, 버스 시스템 내에서 수신되는 신호의 비트 밸런스에 대한 요건이 충족됨으로써 오류가 있는 전송이 발생하지 않게 하는 버스 시스템용 가입자국 및 버스 시스템 내의 수신 품질의 개선 방법을 제공해야 한다.
상기 과제는 특허 청구항 제1항에 따른 버스 시스템용 가입자국에 의해 해결된다. 가입자국은 버스 시스템의 버스의 버스 상태를 검출하기 위한 검출 유닛과, 상기 검출 유닛의 결과를 기반으로, 버스로부터 수신되는 신호들의 비트의 비트 기간들 및/또는 상기 비트의 상승 및 하강 에지의 지연 기간들을 밸런싱하기 위한 밸런싱 유닛을 포함한다.
본원의 가입자국에 의해, 버스 시스템의 CAN_H 및 CAN_L에서 더 향상된 비트 밸런스가 가능하다. 그 결과, 버스 시스템의 가입자국들 간에 오류가 있는 전송이 방지된다.
가입자국의 바람직한 추가 구현예들은 종속 청구항들에 명시되어 있다.
본원의 가입자국에서, 버스 상태는 버스 상에서 전송되는 신호의 비트 전송률이고, 그리고/또는 버스의 열성 또는 우성 상태이고, 그리고/또는 고주파 간섭 신호이고, 그리고/또는 버스 상에서 사전 결정된 값을 초과하는 디지털 신호의 전압값이다.
본원의 가입자국에서, 검출 유닛은, 신호의 전압값이 제1 사전 결정값을 초과하는 경우 버스 시스템의 버스 상에서 디지털 신호를 검출하기 위한 제1 검출 유닛이고, 이때 상기 가입자국은, 제2 사전 결정값이 제1 사전 결정값보다 더 클 때 신호의 전압값이 제2 사전 결정값을 초과하면, 버스 시스템의 버스 상에서 디지털 신호를 검출하기 위한 제2 검출 유닛과, 상기 제1 및 제2 검출 유닛의 검출 결과를 기반으로 버스 상에서 디지털 신호의 우성 상태와 그 열성 상태 간의 차동 전압을 결정하기 위한 결정 유닛을 추가로 포함하며, 상기 밸런싱 유닛은 결정 유닛의 결과를 기반으로 버스로부터 수신되는 신호의 비트 기간들을 밸런싱하도록 형성된다.
예컨대 밸런싱 유닛이 결정 유닛 및 하나 이상의 추가 검출 유닛의 결과를 기반으로 비트 기간을 후처리하도록 형성되고, 그리고/또는 후처리 유닛(post-processing unit)이 수신되는 신호를 디지털 방식으로 후처리하도록 형성될 수 있다.
이에 추가로, 또는 그 대안으로, 밸런싱 유닛은 검출 유닛 또는 결정 유닛의 결과를 기반으로 가입자국의 수신 비교기 상에서 하나 이상의 입력 필터를 매칭시키도록 형성될 수 있다.
또한, 밸런싱 유닛은, 대역 종단 프로그래밍(band end programming)을 통해, 또는 가입자국의 작동 중에 적응 방식으로 하나 이상의 입력 필터를 매칭시키도록 형성될 수도 있다.
또한, 밸런싱 유닛은 입력 필터의 전환을 통해 가입자국의 수신 비교기 상에서 입력 필터들을 매칭시키도록 형성될 수도 있다.
또한, 본원의 가입자국의 경우, 밸런싱 유닛은 하나 이상의 입력 필터의 검출 임계값의 조절을 통해 가입자국의 수신 비교기 상에서 하나 이상의 입력 필터를 매칭시키도록 형성될 수도 있다.
전술한 가입자국은, 하나의 버스와, 상호 간에 통신이 가능하도록 버스를 통해 서로 연결된 둘 이상의 가입자국을 포함하는 버스 시스템의 부분일 수 있으며, 둘 이상의 가입자국 중 하나 이상의 가입자국은 전술한 가입자국이다.
앞에서 언급한 과제는 추가로, 특허 청구항 제10항에 따라 버스 시스템 내의 수신 품질을 개선하기 위한 방법을 통해서도 해결된다. 본원의 방법은, 제1 검출 유닛을 이용하여 버스 시스템의 버스의 버스 상태를 검출하는 단계와, 상기 검출 유닛을 이용한 검출의 결과를 기반으로 밸런싱 유닛을 이용하여 버스로부터 수신된 신호들의 비트의 비트 기간들 또는 상기 비트의 상승 및 하강 에지의 지연 기간들을 밸런싱하는 단계를 포함한다.
본원의 방법은 가입자국과 관련하여 앞에서 언급한 것과 동일한 장점들을 제공한다.
본 발명의 추가의 가능한 구현예들은 실시예들과 관련하여 앞에서 또는 하기에 기술된 특징들 또는 실시형태들의 명시되지 않은 조합들도 포함한다. 이 경우, 통상의 기술자라면 본 발명의 각각의 기본 형태의 개량 또는 보완으로서의 개별 양태들도 부가할 것이다.
하기에서는 첨부한 도면과 관련하여, 그리고 실시예들에 기초하여 본 발명을 더 상세히 기술한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 버스 시스템의 간소화된 블록 회로도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 버스 시스템에서 시간에 걸친 2개의 버스 신호의 전압 특성곡선들을 나타낸 그래프이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 버스 시스템의 수신 유닛의 간소화된 블록 회로도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른, 비트 밸런싱 조치 전 버스 시스템의 가입자국에서 시간에 걸친 2개의 수신 신호의 전압 특성곡선들을 나타낸 그래프이다.
도 5는 제1 실시예에 따른, 비트 밸런싱 조치 후 버스 시스템의 가입자국에서 시간에 걸친 2개의 수신 신호의 전압 특성곡선들을 나타낸 그래프이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 버스 시스템 내에서 수신 품질을 개선하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 버스 시스템의 수신 유닛의 간소화된 블록 회로도이다.
도 8은 제3 실시예에 따른 버스 시스템의 수신 유닛의 간소화된 블록 회로도이다.
도 9는 제4 실시예에 따른 버스 시스템의 수신 유닛의 간소화된 블록 회로도이다.
도 10은 제4 실시예에 따른, 비트 밸런싱 조치 전 버스 시스템의 가입자국에서 시간에 걸친 수신 신호의 전압 특성곡선을 나타낸 그래프이다.
도 11은 제4 실시예에 따른, 비트 밸런싱 조치 후 버스 시스템의 가입자국에서 시간에 걸친 수신 신호의 전압 특성곡선을 나타낸 그래프이다.
도 12는 제5 실시예에 따른 버스 시스템의 수신 유닛의 간소화된 블록 회로도이다.
도 13은 제6 실시예에 따른 버스 시스템의 수신 유닛의 간소화된 블록 회로도이다.
도 14는 제7 실시예에 따른 버스 시스템의 수신 유닛의 간소화된 블록 회로도이다.
도면들에서 동일하거나 기능이 동일한 요소들은, 별도의 사항이 명시되어 있지 않는 한, 동일한 도면부호들을 갖는다.
도 1에는, 예컨대 CAN 버스 시스템, CAN-FD 버스 시스템 등일 수 있는 버스 시스템(1)이 도시되어 있다. 버스 시스템(1)은 운송수단, 특히 자동차, 비행기 등에서, 또는 병원 등에서 이용될 수 있다.
도 1에서, 버스 시스템(1)은 제1 버스 코어(41) 및 제2 버스 코어(42)를 가진 버스(40)에 각각 연결되는 복수의 가입자국(10, 20, 30)을 포함한다. 버스 코어들(41, 42)은 CAN_H 및 CAN_L로도 지칭될 수 있고, 송신 상태에서 우성 레벨의 결합을 위해 이용된다. 버스(40)를 통해, 메시지들(45, 46, 47)은 신호들의 형태로 개별 가입자국들(10, 20, 30) 간에 전송될 수 있다. 가입자국들(10, 20, 30)은 예컨대 자동차의 제어 유닛들 또는 표시(display) 장치들일 수 있다.
도 1에 도시된 것처럼, 가입자국들(10, 30)은 각각 통신 제어 유닛(11)과, 송신 유닛(12)과, 수신 유닛(13)을 포함한다. 그에 비해, 가입자국(20)은 통신 제어 유닛(11)과, 송/수신 유닛(14)을 포함한다. 가입자국(10, 30)의 송신 유닛들(12) 및 수신 유닛들(13)과, 가입자국(20)의 송/수신 유닛(14)은, 비록 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 각각 버스(40)에 직접 연결되어 있다.
통신 제어 유닛(11)은, 버스(40)에 연결된 가입자국들(10, 20, 30) 중 타측 가입자국과 버스(40)를 통한 각각의 가입자국(10, 20, 30)의 통신을 제어하기 위해 이용된다. 통신 제어 유닛(11)은 종래의 CAN 컨트롤러처럼 구현될 수 있다.
송신 유닛(12)은 메시지들(45, 47)을 신호 형태로 버스 시스템(1)의 또 다른 가입자국으로 송신하기 위해 이용된다. 송신 유닛(12)은 그 송신 기능과 관련하여 종래의 CAN 트랜시버처럼 구현될 수 있다.
수신 유닛(13)은 하기에서 더 상세하게 기술된다.
송/수신 유닛(14)은 종래의 CAN 트랜시버처럼 구현될 수 있다.
도 2에는, 시간(t)에 걸친 제1 및 제2 버스 신호의 전압 특성곡선(U1, U2)의 일부분에 대한 예시로서, 버스 신호들이 송신 유닛(12)으로부터 신호의 송신 후에 버스(40)로 전송되는 방법이 도시되어 있다. 제1 및 제2 버스 신호는 버스(40) 상에서의 제1 및 제2 신호라고도 지칭될 수 있다. 송신 유닛(12)의 신호는 송신 신호라고도 지칭될 수 있다.
도 2에는, 예시로서 도시되는 두 버스 신호의 각각 하나의 비트만이 도시되어 있다. 비트는 기간 또는 비트 기간(T)과 스위칭 에지들(51, 52)을 포함하고, 상기 스위칭 에지들에서 비트는 자신의 낮은 신호 상태에서 자신의 높은 신호 상태로 변경되거나 이전 상태로 변경되거나, 또는 자신의 열성 상태(53)에서 자신의 각각의 우성 상태(54, 55)로 변경되거나 이전 상태로 변경된다. 또한, 도 2에서 제1 버스 신호는, 자신의 우성 상태(55)와 자신의 열성 상태(53) 간에 차동 전압(UDIFF2)을 갖는 제2 버스 신호보다, 자신의 우성 상태(54)와 자신의 열성 상태(53) 간에 더 낮은 차동 전압(UDIFF1)을 갖는다. 수신 유닛(13)은 수신 임계값(UD)을 가지며, 이 수신 임계값을 초과한 상태에서 수신 유닛(13)은 버스 신호를 검출할 수 있다. 종래의 CAN 트랜시버의 경우, 수신 임계값(UD)은, 도 2에 기재된 것처럼, 약 0.7V이다. 그에 따라, 본 예시에서, 차동 전압(UDIFF1)은 약 1.5V이고, 차동 전압(UDIFF2)은 약 0.3V이다. 그러나 다른 전압값들도 가능하다.
도 3에는, 자신의 일측에서 버스(40)에 연결되어 있고 자신의 타측에서는 통신 제어 유닛(11)에 연결되어 있는 수신 유닛(13)의 구성이 더 구체적으로 도시되어 있다. 그에 따라, 수신 유닛(13)은 제1 검출 유닛(131)과, 제2 검출 유닛(132)과, 제3 검출 유닛(133)과, 결정 유닛(134)과, 밸런싱 유닛(135)과, 수신 비교기(136)를 포함한다.
도 2에 도시된 것처럼, 버스(40)를 경유하여 신호들이 전송된다면, 도 4에 도시된 것처럼, 수신 유닛(13)은 자신의 입력단에서 검출 유닛들(131, 132, 133)로 버스(40)로부터 비트 형태를 갖는 신호들을 수신한다. 이와 반대로, 수신 비교기(136)는, 도 5에 도시된 것처럼, 밸런싱 유닛(135)으로부터 비트 형태를 갖는 신호들을 수신한다. 도 5에서의 신호들은, 도 4에서의 신호들에 비해, 자신의 비트 기간(t1, t2)과 관련하여, 하기에 기재되는 것처럼 밸런싱되어 있다.
도 3에서, 제1 내지 제3 검출 유닛(131, 132, 133)으로는 버스(40) 상에서 현재 전송되는 버스 신호가 각각 공급된다. 버스 신호는 도 2에 도시된 버스 신호들 중 하나일 수 있다. 제1 검출 유닛(131)은, 버스 신호가 예컨대 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 전압(UD1)과 동일할 수 있는 제1 사전 결정값을 초과할 경우, 영(0)이 아닌 버스 신호의 전압값을 검출한다. 제2 검출 유닛(132)은, 버스 신호가 예컨대 마찬가지로 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 전압(UD2)과 동일할 수 있는 제2 사전 결정값을 초과할 경우, 영(0)이 아닌 버스 신호의 전압값을 검출한다. 이 경우, 제2 사전 결정값은 제1 사전 결정값보다 더 크다. 제3 검출 유닛(132)은, 버스 신호가 예컨대 마찬가지로 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 전압(UD3)과 동일할 수 있는 제3 사전 결정값을 초과할 경우, 영(0)이 아닌 버스 신호의 전압값을 검출한다. 이 경우, 마찬가지로 도 4 및 도 5에서 알 수 있는 것처럼, 제3 사전 결정값은 제2 사전 결정값보다 더 작지만, 그러나 제1 사전 결정값보다는 더 크다.
도 3에 도시된 것처럼, 제1 및 제2 검출 유닛(131, 132)의 검출 결과들은 결정 유닛(134)으로 공급되며, 이 결정 유닛은 각각 본 실시예에 따라서 제1 또는 제2 차동 전압(UDIFF1, UDIFF2)을 결정한다. 결정 유닛(134)은, 자신의 결정 결과를, 수신 신호의 비트 기간들(t1, t2)을 밸런싱하기 위해 이용되는 밸런싱 유닛(135)으로 공급한다. 이 경우, 밸런싱 유닛(135)은 결정 유닛(134)의 결정 결과를 이용한다.
본 실시예의 경우, 밸런싱 유닛(135)은, 도 4의 수신 신호의 비트 기간들(t1, t2)의 밸런싱을 위해, 결정 유닛(134)의 결과를 기반으로 비트 기간들(t1, t2)의 후처리를 실행한다. 이 경우, 밸런싱 유닛(135)은, 그 외에 제3 검출 유닛(133)의 검출 결과도 이용한다. 추가로, 자신의 검출 임계값들이 값들(UD1 및 UD2) 사이에 위치할 수 있거나, 또는 이 값들을 초과할 수 있는 추가 검출 유닛들 역시도 제공될 수 있다. 후처리 동안, 도 4의 수신 신호의 스위칭 에지들(51, 52)은, 도 5에 도시된 것처럼, 비트 기간들이 동일하고, 그에 따라 t1' = t2'가 적용되도록 변경된다. 그 결과, 수신 비교기(136)는 신호의 비트들 내에 포함된 정보들을 확실하게 평가할 수 있다. 그에 따라, 수신 유닛(13)은 차동 전압(UDIFF1 또는 UDIFF2)과 무관하게 버스 신호를 확실하게 수신할 수 있다. 그 결과로서, 예컨대 CAN-FD의 경우처럼 비트 전송률이 높을 때에도 전송 오류들은 방지될 수 있다.
다시 말해, 수신 유닛(13)에 의해, 버스 시스템(1) 내에서 수신 품질을 개선하기 위한 방법은 도 6에 도해로 도시된 것처럼 실행된다.
이 경우, 본원의 방법의 개시 후에, 단계 S1에서, 버스 신호의 전압값이 제1 사전 결정값을 초과한다면, 제1 검출 유닛(131)에 의해 버스(40) 상의 디지털 신호가 검출된다. 또한, 앞서 도 3 내지 도 5와 관련하여 기재한 것처럼, 버스 신호의 전압값이 제2 사전 결정값을 초과한다면, 제2 검출 유닛(132)에 의해 버스(40) 상의 디지털 신호가 검출된다. 그런 후에, 흐름은 단계 S2로 계속 진행된다.
단계 S2에서, 수신 유닛(13), 더 정확하게는 그의 결정 유닛(134)이 버스(40) 상의 디지털 신호, 즉 버스 신호의 낮은 값과 높은 값 사이, 또는 그 상태들(53, 54, 55) 사이의 제1 차동 전압(UDIFF1) 또는 제2 차동 전압(UDIFF2)을 결정한다. 더 정확하게 말하면, 결정 유닛(134)은 각각 신호의 우성 단계 동안, 즉, 도 2 및 도 4의 신호가 열성 상태(53)에서 우성 상태(54 또는 55)로 변경되거나 그 역으로 변경될 때, 제1 차동 전압(UDIFF1) 및 제2 차동 전압(UDIFF2)을 결정한다. 그런 후에, 흐름은 단계 S3으로 계속 진행된다.
단계 S3에서, 밸런싱 유닛(135)은 단계 S2에서 결정 유닛(134)의 결정의 결과를 기반으로 도 4의 수신 신호의 비트 기간들(t1, t2)을 밸런싱하며, 밸런싱된 비트 기간들(t1', t2')을 갖는 신호를 통신 제어 유닛(11)으로 송출한다. 그런 후에, 본원의 방법은 종료된다.
제2 실시예에 따라서, 밸런싱 유닛(135)은 결정 유닛(134)의 결과를 기반으로 가입자국들(10, 30)의 수신 비교기(136)의 입력단 상에서 입력 필터들을 매칭시키도록 형성된다. 본 실시예의 경우, 버스 시스템은 앞에서 제1 실시예와 관련하여 기재한 것처럼 폭넓은 부분들에서 구성된다. 그러나 제1 실시예와 달리, 가입자국들(10, 30)은, 본 실시예의 경우, 수신 유닛(13) 대신, 그 구성이 도 7에 도시되어 있는 수신 유닛(130)을 포함한다.
도 7에서, 본 실시예에 따른 수신 유닛(130)은, 다시 제1 검출 유닛(131)과, 제2 검출 유닛(132)과, 결정 유닛(134)과, 밸런싱 유닛(135)과, 수신 비교기(136)를 포함하나, 제3 검출 유닛(133)은 포함하지 않는다. 제1 실시예에 대한 또 다른 차이점으로서, 본 실시예에 따른 수신 유닛(130)은, 수신 비교기(136)의 입력단에 배치되는 제1 및 제2 입력 필터(137, 138)를 포함한다. 또한, 두 입력 필터(137, 138)보다 더 많은 입력 필터 역시도 수신 비교기(136)의 입력단에 제공될 수 있다.
밸런싱 유닛(135)은, 본 실시예의 경우, 단계 S3에서 버스(40) 상의 버스 상태 또는 레벨, 다시 말하면 버스 신호의 낮거나 높은 신호 상태 또는 열성 상태 또는 우성 상태(53, 54, 55)(도 2)에 따라 입력 필터들(137, 138)을 전환함으로써, 도 4의 수신 신호들의 비트 기간들(t1, t2)을 밸런싱한다. 그에 따라, 밸런싱 유닛(135)은 결정 유닛(134)의 결정 결과 및 각각 존재하는 버스 상태를 기반으로 도 4에 따른 수신 신호를 제1 입력 필터(137) 또는 제2 입력 필터(138) 상으로 전송한다.
이런 방식으로, 수신 유닛(130)은 차동 전압(UDIFF1 또는 UDIFF2)과 무관하게 버스 신호를 확실하게 수신할 수 있다. 그 결과로, 본 실시예의 경우에서도, 예컨대 CAN-FD의 경우처럼 비트 전송률이 높더라도 전송 오류는 방지될 수 있다.
제3 실시예에 따라서, 수신 유닛(1300)에는, 단지 하나의 입력 필터(137)만이 제공될 수 있으며, 이 입력 필터는 도 8에 도시된 것처럼 조절 가능하게 형성된다. 그에 따라, 밸런싱 유닛(135)은, 도 4의 비트 기간들(t1, t2)에 따라서 입력 필터(137)의 통과 임계값(pass threshold) 또는 검출 임계값을 조절하는 것을 통해, 결정 유닛(134)의 결과를 기반으로, 가입자국들(10, 30)의 수신 비교기(136)의 입력단 상에서 입력 필터(137)를 매칭시킨다. 그 밖의 점에서, 도 8의 수신 유닛(1300)은 도 7의 수신 유닛(130)과 동일하게 구성된다.
도 9에는, 제 실시예에 따른 수신 유닛(1300)과 매우 유사하게 구성되는 제4 실시예에 따른 수신 유닛(1301)이 도시되어 있다. 본 실시예에 따른 수신 유닛(1301) 역시도 단지 하나의 입력 필터(137)를 포함하며, 이 입력 필터는 한계 주파수와 관련하여 조절 가능하게 형성된다. 이 경우, 검출 유닛들(131, 132)은 버스(40) 상의 버스 상태를 결정하며, 요컨대 우성 상태(54, 55) 또는 열성 상태(53)가 존재하는지 그 여부를 결정한다. 각각의 검출된 상태에 따라서, 밸런싱 유닛(135)은 상승하는 에지(51)에서 지연 시간의 기간(T1) 및 하강하는 에지(52)에서 지연 시간의 기간(T2)을 도 10의 상태에서 도 11의 상태로 밸런싱한다. 열성 상태의 경우에, 밸런싱 유닛(135)은, 입력 필터(137)의 한계 주파수가 우성 상태가 존재하는 경우에서보다 더 작은 방식으로, 가입자국들(10, 30)의 수신 비교기(136)의 입력단 상에서 입력 필터(137)의 한계 주파수를 매칭시킨다. 그 결과, 상승하는 에지(51)에서의 지연 시간의 기간(T1)이 하강하는 에지(52)에서의 지연 시간의 기간(T2)보다 더 짧은 도 10에 따른 수신 신호는 도 11에 따른 신호로 변경된다. 도 11에서 수정된 수신 신호의 경우, 수정된 수신 신호의 상승하는 에지(51)에서의 지연 시간의 기간(T1)은 수정된 수신 신호의 하강하는 에지(52)에서의 지연 시간의 기간(T2')과 동일하다.
그에 따라, 밸런싱 유닛(135)은 본 실시예의 경우에서도 버스 상태에 따라서 입력 필터(137)의 한계 주파수를 조절하는 것을 통해 결정 유닛(134)의 결과를 기반으로 가입자국들(10, 30)의 수신 비교기(136)의 입력단 상에서 입력 필터(137)를 매칭시킨다. 그 밖의 점에서, 도 9의 수신 유닛(1301)은 도 8의 수신 유닛(1300)과 동일하게 구성된다.
제4 실시예의 변형에 따라서, 수신 유닛(1301)은 단지 제1 검출 유닛(131) 또는 제2 검출 유닛(132)만을 포함한다. 또한, 이런 경우에, 결정 유닛(134) 역시도 생략될 수 있으며, 그럼으로써 밸런싱 유닛(135)은, 버스 상태에 따라서 입력 필터(137)의 한계 주파수를 조절하는 것을 통해, 제1 또는 제2 검출 유닛(131, 132)의 결과를 기반으로 가입자군들(10, 30)의 수신 비교기(136)의 입력단 상에서 입력 필터(137)를 매칭시킨다.
도 12에는, 제5 실시예에 따른 수신 유닛(1302)이 도시되어 있다. 제5 실시예에 따라서, 버스 시스템(1)이 예컨대 CAN-FD 모드에서처럼 1Mbit/s를 초과하는 비트 전송률로 데이터가 전송되는 모드에 있다면, 밸런싱 유닛(135)에 의해 입력 필터(137)의 대역폭은 증가된다. 그에 따라서, 검출 유닛(131)은, 버스(40) 상에 1Mbit/s를 초과하는 비트 전송률로 데이터가 전송되는지 그 여부를 검출할 수 있다. 각각의 적용에 따라서, 1Mbit/s를 초과하는 비트 전송률로 데이터가 전송되는 동작 모드가 존재할 때, 입력 비교기(136)의 입력 필터(137)는 자신의 통과 주파수 대역의 대역 종단 프로그래밍을 통해 매칭될 수 있다. 그러나 입력 필터(137)의 매칭은 동작 중에 적응 방식으로도 수행될 수 있다. 또한, 본 실시예의 경우, 제2 검출 유닛(132) 및/또는 결정 유닛(134) 역시도 제공될 수 있다.
도 13에는, 제6 실시예에 따른 수신 유닛(1303)이 도시되어 있다. 제6 실시예에 따라서, 고주파 간섭 방사선(140)이 예컨대 검출 유닛(131)으로서의 고주파 검출기에 의해 검출된다면, 밸런싱 유닛(135)에 의해, 입력 필터(137)의 대역폭은 감소된다. 그에 따라, 제1 검출 유닛(131)은, 버스 시스템(1)에서 데이터 전송이 간섭받거나 간섭받을 수도 있는 근거가 되는 고주파 간섭 방사선(140)의 발생을 검출할 수 있다. 고주파 간섭 방사선은 약 500kHz 내지 약 10GHz의 범위이고 특히 약 900kHz 내지 약 3GHz의 범위인 주파수들을 갖는 신호들을 의미한다. 특히 바람직하게는, 고주파 간섭 방사선은 약 1MHz 내지 약 1GHz의 범위인 주파수들을 갖는 신호들을 의미한다.
본 실시예의 경우에서도, 각각의 적용에 따라서, 고주파 간섭 방사선(140)이 발생할 경우 입력 필터(137)는 대역 종단 프로그래밍을 통해 매칭될 수 있다. 그 결과, 고주파 간섭 방사선(140)은 도 13에 도해로 도시된 것처럼 수신 신호로부터 필터링된다. 그러나 입력 필터(137)의 매칭은 동작 중에 적응 방식으로도 수행될 수 있다. 본 실시예의 경우에서도, 제2 검출 유닛(132) 및/또는 결정 유닛(134)이 제공될 수 있다.
도 14에는, 제7 실시예에 따른 수신 유닛(1304)이 도시되어 있다. 제7 실시예에 따라서, 수신 비교기(136)의 하류에는 수신 유닛(1304)의 후처리 유닛(139)이 연결되며, 이 후처리 유닛은 수신 비교기(136)로부터 송출되는 디지털 신호를 디지털 방식으로 후처리한다. 그 결과, 수신 유닛(1304)의 수신 품질은 경제적으로 추가로 증가될 수 있다. 수신 비교기(136)의 상류에서 버스(40)로부터 수신되는 신호의 고가의 유사한 후처리는 생략될 수 있다. 후처리의 경우, 예컨대 제1 또는 제2 내지 제4 실시예에 따른 검출 유닛들(132 및 133)에 의해 검출될 수 있는 추가 임계값들로 이루어진 정보들 역시도 고려될 수 있다.
그에 따라, 앞에서 기재한 실시예들 및 그 변형예들의 경우, 제1 검출 유닛(131) 및/또는 제2 검출 유닛(132)은 버스 시스템(1)의 버스(40)의 버스 상태의 검출을 위해 이용된다. 이 경우, 버스 상태는 제1 내지 제4 실시예의 경우 버스(40) 상의 디지털 신호의 전압값이며, 이 전압값은 사전 결정된 값을 초과한다. 제3 및 제4 실시예의 경우에, 버스 상태는 특히 버스(40)의 우성 또는 열성 상태(53, 54, 55)이다. 그 밖에도, 제5 실시예의 경우 버스 상태는 버스(40) 상에서 전송되는 신호의 비트 전송률이다. 또한, 제6 실시예의 경우 버스 상태는 고주파 간섭 신호이다. 제7 실시예의 경우 버스 상태는 제1 내지 제6 실시예의 경우 기재한 것과 같은 버스 상태들 중 하나일 수 있다.
앞서 기재한 버스 시스템(1), 가입자국(10, 30), 송신 유닛(13, 130, 1300, 1301, 1302) 및 방법의 모든 구현예는 개별적으로, 또는 가능한 모든 조합으로 이용될 수 있다. 특히 실시예들의 특징들의 임의의 조합 및 그 변형도 가능하다. 추가로 특히 하기의 추가 변형들도 생각해 볼 수 있다.
실시예들에 따른 버스 시스템(1)은 특히 CAN 네트워크 또는 CAN FD 네트워크 또는 플렉스레이 네트워크이다.
실시예들의 버스 시스템(1) 내에서 가입자국들(10, 20, 30)의 개수 및 배치는 임의적이다. 특히 가입자국들(10)만, 또는 가입자국들(30)만, 또는 가입자국들(10, 30)만 실시예들의 버스 시스템(1) 내에 제공될 수도 있다.
전술한 가입자국들(10, 30) 및 이들에 의해 실행되는 방법은 특히 바람직하게는 2011년 05월 02일 인터넷 사이트 http://www.semiconductors. bosch.de/veroeffentlichte Dokument "CAN with Flexible Data-Rate, White Paper, Version 1.0"에서 공개된 한 변형 데이터 프로토콜에서 적용될 수 있으며, 상기 데이터 프로토콜은 특히 데이터 필드의 확장뿐만 아니라, CAN 메시지의 부분에 대해서는 중재 수행 후 비트 길이의 단축도 가능하게 한다.
가입자국들(10, 30)은, 특히 CAN-FD의 경우, 명백히 더 높은 데이터 전송률을 이용할 경우 통상의 CAN 전송의 범위에서 CAN-FD의 송신 품질을 개선하는 가능성을 구현한다.
전술한 실시예들의 기능은 트랜시버 또는 송/수신 유닛(13) 또는 통신 제어 유닛(11) 등에서도 구현될 수 있다. 그에 추가로, 또는 그 대안으로, 송신 유닛(12)이 기존 제품들에 통합될 수 있다.

Claims (10)

  1. 버스 시스템(1)을 위한 가입자국(10; 30)에 있어서,
    상기 버스 시스템(1)의 버스(40)의 버스 상태를 검출하기 위한 검출 유닛(131)과,
    상기 검출 유닛(131)의 결과를 기반으로, 버스(40)로부터 수신되는 신호들의 비트의 비트 기간들(t1; t2) 및/또는 상기 비트의 상승 및 하강 에지(51, 52)의 지연 기간들(T1, T2)을 밸런싱하기 위한 밸런싱 유닛(135)을 포함하고,
    상기 검출 유닛은, 상기 신호의 전압값이 제1 사전 결정값을 초과할 경우 버스 시스템(1)의 버스(40) 상에서 디지털 신호를 검출하기 위한 제1 검출 유닛(131)이고,
    상기 가입자국(10; 30)은, 제2 사전 결정값이 제1 사전 결정값보다 더 클 때, 상기 신호의 전압값이 제2 사전 결정값을 초과한다면, 상기 버스 시스템(1)의 버스(40) 상에서 디지털 신호를 검출하기 위한 제2 검출 유닛(132)과, 상기 제1 및 제2 검출 유닛(131, 132)의 검출 결과를 기반으로 상기 버스(40) 상에서 디지털 신호의 우성 상태와 열성 상태 간의 차동 전압(UDIFF1; UDIFF2)을 결정하기 위한 결정 유닛(134)을 추가로 포함하며,
    상기 밸런싱 유닛(135)은 상기 결정 유닛(134)의 결과를 기반으로 버스(40)로부터 수신되는 신호의 비트 기간들(t1; t2)을 밸런싱하도록 형성되는, 버스 시스템용 가입자국(10; 30).
  2. 제1항에 있어서, 상기 버스 상태는, 버스 상에서 전송되는 신호의 비트 전송률이고, 그리고/또는 상기 버스(40)의 열성 또는 우성 상태(53, 54, 55)이고, 그리고/또는 고주파 간섭 신호이고, 그리고/또는 상기 버스(40) 상에서 사전 결정된 값을 초과하는 디지털 신호의 전압값인, 버스 시스템용 가입자국(10; 30).
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 밸런싱 유닛(135)은 결정 유닛(134) 및 하나 이상의 추가 검출 유닛(133)의 결과를 기반으로 비트 기간들(t1; t2)을 후처리하도록 형성되고, 그리고/또는 후처리 유닛(139)은 수신되는 신호를 디지털 방식으로 후처리하도록 형성되는, 버스 시스템용 가입자국(10; 30).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밸런싱 유닛(135)은 검출 유닛(131) 또는 결정 유닛(134)의 결과를 기반으로 가입자국(10; 30)의 수신 비교기(136) 상에서 하나 이상의 입력 필터를 매칭시키도록 형성되는, 버스 시스템용 가입자국(10; 30).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밸런싱 유닛(135)은 대역 종단 프로그래밍을 통해, 또는 상기 가입자국(10; 30)의 작동 중에 적응 방식으로 하나 이상의 입력 필터를 매칭시키도록 형성되는, 버스 시스템용 가입자국(10; 30).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밸런싱 유닛(135)은 입력 필터들(137, 138)의 전환을 통해 가입자국(10; 30)의 수신 비교기(136) 상에서 입력 필터들(137, 138)을 매칭시키도록 형성되는, 버스 시스템용 가입자국(10; 30).
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밸런싱 유닛(135)은 하나 이상의 입력 필터(137, 138)의 검출 임계값의 조절을 통해 상기 가입자국의 수신 비교기 상에서 하나 이상의 입력 필터(137, 138)를 매칭시키도록 형성되는, 버스 시스템용 가입자국(10; 30).
  9. 버스(40)와,
    상호 간에 통신이 가능하도록 상기 버스(40)를 통해 서로 연결된 둘 이상의 가입자국(10, 20, 30)을 포함하는 버스 시스템(1)으로서,
    상기 둘 이상의 가입자국(10, 20, 30) 중 하나 이상의 가입자국은 제1항 또는 제2항에 따른 가입자국(10; 30)인, 버스 시스템(1).
  10. 버스 시스템(1) 내의 수신 품질을 개선하기 위한 방법에 있어서,
    검출 유닛(131)을 이용하여 버스 시스템(1)의 버스(40)의 버스 상태를 검출하는 단계와,
    상기 검출 유닛(131)을 이용한 검출의 결과를 기반으로, 밸런싱 유닛(135)을 이용하여 버스(40)로부터 수신되는 신호들의 비트의 비트 길이들(t1; t2) 또는 상기 비트의 상승 및 하강 에지(51, 52)의 지연 기간들(T1, T2)을 밸런싱하는 단계를 포함하고,
    상기 검출 유닛은, 상기 신호의 전압값이 제1 사전 결정값을 초과할 경우 버스 시스템(1)의 버스(40) 상에서 디지털 신호를 검출하기 위한 제1 검출 유닛(131)이고,
    가입자국(10; 30)은, 제2 사전 결정값이 제1 사전 결정값보다 더 클 때, 상기 신호의 전압값이 제2 사전 결정값을 초과한다면, 상기 버스 시스템(1)의 버스(40) 상에서 디지털 신호를 검출하기 위한 제2 검출 유닛(132)과, 상기 제1 및 제2 검출 유닛(131, 132)의 검출 결과를 기반으로 상기 버스(40) 상에서 디지털 신호의 우성 상태와 열성 상태 간의 차동 전압(UDIFF1; UDIFF2)을 결정하기 위한 결정 유닛(134)을 추가로 포함하며,
    상기 밸런싱 유닛(135)은 상기 결정 유닛(134)의 결과를 기반으로 버스(40)로부터 수신되는 신호의 비트 기간들(t1; t2)을 밸런싱하도록 형성되는, 버스 시스템 내 수신 품질의 개선 방법.
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