KR20120028979A - 버스 시스템 및 통신 장치를 위한 미디어 액세스 제어 방법 - Google Patents

버스 시스템 및 통신 장치를 위한 미디어 액세스 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 가입자 스테이션(13)에 의해 공통으로 사용되는 버스 시스템(11)의 제1 채널(15)에 대한, 버스 시스템(11)의 가입자 스테이션(13)의 액세스를 제어하기 위한 미디어 액세스 제어 방법에 관한 것이며, 상기 방법에서 가입자 스테이션(13)에 대해 하나 이상의 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5)이 사전 설정되고, 이러한 이네이블 간격 내에서 가입자 스테이션(13)은 제1 채널(15)에 배타적으로 액세스한다. 많은 데이터 양이 비교적 신속하게 전달될 수 있으면서 버스 시스템(11)을 통한 정보 전달시에 실시간 조건이 유지될 수 있는 미디어 액세스 제어 방법을 제공하기 위해, 복수의 가입자 스테이션(13)에 의해 사용되는 제2 채널(19)에 대한 액세스가 상기 방법에 의해 제어되며, 이때 제2 채널(19)은 가입자 스테이션(13)을 통한 액세스를 위한 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5) 내에서만 이네이블되는 것이 제시된다.

Description

버스 시스템 및 통신 장치를 위한 미디어 액세스 제어 방법{MEDIA ACCESS CONTROL METHOD FOR A BUS SYSTEM AND COMMUNICATION APPARATUS}
본 발명은 복수의 가입자 스테이션에 의해 공통으로 사용되는 버스 시스템의 제1 채널에 대한, 버스 시스템의 가입자 스테이션의 액세스를 제어하기 위한 미디어 액세스 제어 방법에 관한 것이며, 이러한 방법에서는 가입자 스테이션에 대해 하나 이상의 이네이블 간격(enable interval)이 사전 설정되고, 이러한 이네이블 간격 내에서 가입자 스테이션은 제1 채널에 배타적으로 액세스한다. 또한, 본 발명은 상기 방법을 실행하기 위해 설치된 제어 부재, 특히 CAN 컨트롤러 및 가입자 스테이션에 관한 것이다.
예를 들어 공개 공보 DE 100 00 305 A1호에는 "계측 제어기 통신망(Controller Area Network)"(CAN)과, "Time Triggered CAN"(TTCAN)으로 불리는 CAN의 확장이 공지되어 있다. CAN에서 사용되는 미디어 액세스 제어 방법은 비트 단위 중재에 기초한다. 비트 단위 중재에서는 데이터 전달이 방해받는 일 없이 복수의 가입자 스테이션들이 버스 시스템의 채널을 통해 동시에 데이터를 전달할 수 있다. 또한, 가입자 스테이션들은 채널을 통한 비트 송신시에 채널의 로직 상태(0 또는 1)를 측정할 수 있다. 송신된 비트의 값이 측정된 채널의 로직 상태에 상응하지 않는 경우, 가입자 스테이션은 채널에 대한 액세스를 종료한다. CAN에서 비트 단위 중재는 대체로 중재 필드에서, 채널을 통해 전달될 데이터 프레임 내에 제공된다. 가입자 스테이션이 채널에 중재 필드를 완전히 송신한 이후, 가입자 스테이션은 채널에 배타적으로 액세스하는 것을 알게 된다. 이에 따라, 중재 필드의 전달 종료는 가입자 스테이션이 채널을 배타적으로 사용할 수 있는 이네이블 간격의 시작에 상응한다. CAN의 프로토콜 사양(specification)에 따라, 다른 가입자 스테이션들은 송신하는 가입자 스테이션이 데이터 프레임의 체크섬(check sum) 필드(CRC 필드)를 전달한 때까지 채널에 액세스하는 것, 즉 데이터를 채널에 송신하는 것이 허용되지 않는다. 이에 따라, CRC 필드의 전달의 종료 시점은 이네이블 간격의 종료에 상응한다.
비트 단위 중재를 통해, 채널을 통한 데이터 프레임의 방해가 없는 전달이 달성된다. 이에 의해 CAN의 양호한 실시간 특성이 얻어지는 반면, 하나의 가입자 스테이션으로부터 송신된 데이터 프레임이 채널을 통한 전달 동안 다른 스테이션으로부터 송신된 추가의 데이터 프레임과의 충돌에 의해 방해될 수 있는 미디어 액세스 제어 방법에서는 훨씬 더 바람직하지 않은 실시간 거동이 얻어지는데, 이는 데이터 프레임의 충돌 및 이에 의해 요구되는 새로운 전달에 의해 데이터 전달의 지연이 발생하기 때문이다.
CAN의 실시간 거동의 추가 개선은 확장 TTCAN을 통해 달성된다. TTCAN의 프로토콜 사양에 따라, 서로 이어지는 복수의 시간 프레임들[흔히 "시간 슬롯" 또는 "타임 슬롯(time slot)"으로도 불림]을 포함하면서 규칙적으로 반복되는 시간 프레임 구조가 규정된다. 이 경우, 특정 정보 타입 및 이에 따른 특정 가입자 스테이션에는 이러한 정보 타입의 정보들이 전달되는 것이 허용되는 특정 시간 프레임이 할당될 수 있다. 이에 따라, TTCAN에서는 특정 스테이션이 CAN 도메인의 채널에 배타적으로 액세스하는 특정 시간 프레임들이 제공된다. TTCAN에서 채널에 대한 액세스는 적어도 부분적으로 시간에 기초한 다중 액세스[시분할 다중 액세스(Time Division Multiple Access, TDMA)]의 원리에 따라 조율된다.
CAN의 프로토콜 또는 확장 TTCAN의 프로토콜은 특히 실시간 조건하의 짧은 메시지 전달에 적합하다. 그러나, 더 큰 데이터 블록이 CAN 도메인을 통해 전달되어야 하는 경우, 채널의 비교적 낮은 비트 전송 속도가 방해가 되는 것을 알게 된다. 비트 단위 중재의 적절한 기능을 보장하기 위해서, 특히 버스 시스템의 확장 및 채널의 신호 확장 속도에 좌우되는 최소 기간이 비트의 전달을 위해 유지되어야 한다. 따라서, 비트 전송 속도는 개별 비트들의 기간이 감소함에 따라 용이하게 상승될 수 없다.
그럼에도 불구하고 본래 CAN 도메인에 대한 접속부를 위해 제공된 통신 인터페이스를 통해 제어 유닛의 프로그래밍에 필요한 비교적 큰 데이터 블록을 충분히 신속하게 전달할 수 있도록, DE 101 53 085 A1호에는 데이터 블록의 전달을 위한 통신 인터페이스를, 비트 단위 중재가 실행되지 않고 이에 따라 비교적 높은 비트 전송 속도가 가능한 다른 통신 모드로 일시적으로 전환하는 것이 제시되어 있다. 그러나, 이 경우, CAN의 프로토콜에 의한 통신은 일정 시간 동안 중단되어야 한다. 예를 들어 에러에 의해 CAN 프로토콜에 따른 버스 시스템의 작동이 더 이상 수용될 수 없는 경우, 버스 시스템의 이상이 발생한다. 또한, 비교적 큰 데이터 블록의 전달을 통해 CAN의 프로토콜에 따라 실행될 후속적인 전달의 현저한 지연이 발생하므로, CAN의 실시간 특성은 나쁜 영향을 받는다. 따라서, 이러한 방법은 제어 유닛 또는 자동차의 제조 공정 종료시에 제어 유닛의 프로그래밍을 위해 사용할 뿐만 아니라, 자동차의 작동 동안에도 사용하기 위해서는 유용하지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 많은 데이터 양이 비교적 신속하게 전달될 수 있으면서 버스를 통한 정보 전달시에 실시간 조건들이 유지될 수 있는, 복수의 가입자 스테이션에 의해 공통으로 사용되는 채널에 대한 버스 시스템의 가입자 스테이션의 액세스를 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 이러한 목적은 청구범위 제1항의 특징부를 갖는 미디어 액세스 제어 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 방법을 구현할 때, 예를 들어 제1 채널에 대한 액세스를 제어하기 위해, 제1 채널의 비트 전송 속도를 제한하는 비트 단위 중재가 사용될 수 있는 반면, 제2 채널을 위해서는 별도의 중재가 필요하지 않다. 가입자 스테이션은 이네이블 간격 내에서 제1 채널에 배타적으로 액세스하고, 제1 채널에 배타적으로 액세스할 때만 제2 채널에 액세스한다. 이에 따라, 제2 채널은 제1 채널보다 훨씬 더 높은 비트 전송 속도를 가질 수 있다. 가입자 스테이션은 제1 채널에 배타적으로 액세스하는 동안, 제2 채널을 통해 비교적 큰 데이터 블록을 전달할 수 있다. 버스 시스템은 바람직하게 CAN 도메인을 포함한다.
규칙적으로 반복되는 시간 프레임 구조 내에 하나 이상의 이네이블 간격으로서 하나의 시간 프레임 또는 시간 프레임의 일부가 사전 설정되는 것이 특히 바람직하다. 버스 시스템이 CAN 도메인을 포함하는 경우, 이네이블 간격 또는 시간 프레임은 바람직하게 TTCAN의 프로토콜에 의해 사전 설정된다. 이 경우, 이러한 시간 프레임은 전체 사이클 내에서 여러 번 반복되는 기본 사이클의 일부분일 수 있다. TTCAN에서 대체로 하나의 특정 정보 타입에 하나의 시간 프레임이 할당되기 때문에, 단 하나의 가입자 스테이션에는 여러 차례 복수의 시간 프레임들 및 이에 따른 복수의 이네이블 간격이 시간 프레임 구조 내에서 사전 설정된다. 이는 특히 이러한 가입자 스테이션이 상이한 정보 타입의 정보 송신을 담당하는 경우, 즉 복수의 정보 타입을 위한 정보원을 형성하는 경우에 적용된다. TTCAN의 사용을 통해, 제2 채널을 위한 별도의 중재 방법이 필요하지 않으면서 제2 채널을 통한 복수의 가입자 스테이션들 사이의 방해가 없는 전달이 보장될 뿐만 아니라, 개별 가입자 스테이션들에 제2 채널의 커패시터의 특정 부분이 할당되기도 한다. 이를 통해, 2개의 특정 가입자 스테이션들 사이의 전달을 위해 또는 특정 정보 타입의 정보들의 전달을 위해 특정한 평균 비트 전송 속도가 사전 설정되거나 보장될 수 있다.
이에 대안적으로 또는 보완적으로, 이네이블 간격의 시작이 가입자 스테이션에 의해 제1 채널의 비트 단위 중재를 통해 측정되고, 가입자 스테이션이 제1 채널의 성공적인 중재 이후에 제1 채널을 재차 이네이블하자마자 이네이블 간격의 종료가 사전 설정될 수 있다. 이를 통해, 제1 채널을 위해 제공된 비트 단위 중재에 의해 제2 채널에 대한 액세스가 제어되는 것이 달성된다. CAN 도메인의 경우, 이네이블 간격의 시작은 하나의 프레임의 중재 필드의 전달 종료에 상응하고, 이네이블 간격의 종료는 이러한 프레임의 체크섬 필드(CRC 필드)의 전달 종료에 상응할 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 일 실시예에서는, 제1 채널을 통해 전달될 제1 데이터와 제2 채널을 통해 전달될 제2 데이터가 공통의 신호 라인을 통해 전달된다. 즉, 개별 가입자 스테이션들 사이에 예를 들어 공통의 버스 라인 형태를 갖는 단 하나의 신호 라인을 제공하는 것으로 충분하다. 공지된 버스 시스템, 특히 CAN의 버스 라인을 말하는 것이며, 이러한 버스 라인을 통해 제1 채널의 데이터가 CAN의 프로토콜에 따라 전달되는 것을 고려할 수 있다. 이는 예를 들어 CAN의 공지된 프로토콜을 컨트롤하는 종래의 가입자 스테이션들이 본 발명에 따른 방법에 의해 작동되는 버스 시스템에 문제없이 접속될 수 있다는 장점이 있다. 이 점에 있어서, 제시된 방법은 공지된 프로토콜 및 CAN의 장치에 모순되지 않는 CAN의 프로토콜의 확장이다.
이 경우, 제1 데이터에 따라 데이터 신호와, 제2 데이터에 의해 변조되는 신호가 형성되고, 이러한 데이터 신호는 변조된 신호와 중첩되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제2 채널을 통한 제1 데이터의 전달은 제2 채널을 통한 제2 데이터의 동시에 진행하는 전달을 통해서 방해되지 않는다. 변조된 신호를 형성하기 위한 변조 방법으로서, 예를 들어 주파수 변조, 특히 제2 채널의 로직 상태(0 또는 1)에 따른 주파수 편이 방식(frequency shift keying)이 사용될 수 있다. 위상 변조, 예를 들어 2진 위상 변조[2진 위상 편이 방식(Binary Phase Shift Keying, BPSK)]를 제공하는 것도 고려 가능하다.
이에 대안적으로, 제1 채널의 제1 데이터는 제1 신호 라인을 통해 전달되고, 제2 채널의 데이터는 제1 신호 라인으로부터 분리된 제2 신호 라인을 통해 전달될 수 있다. 제1 신호 라인은 CAN의 사양에 따른 버스 라인일 수 있는 반면, 제2 신호 라인은 임의의 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 비교적 높은 비트 전송 속도로 작동되는 추가의 CAN 버스 라인이 관건일 수 있다. 임의의 비트 전달 장치들이 사용될 수 있다. 로컬 컴퓨터 네트워크, 특히 이더넷(Ethernet)을 위해 제공된 트랜스시버 회로 및 신호 라인을 사용하는 것도 고려 가능하다. 이에 의해, 제2 채널의 높은 비트 전송 속도가 구현될 수 있다. 제2 채널에 대한 액세스가 본 발명에 따른 방법에 의해 제어되므로, 전달하지 않는 컴퓨터 네트워크를 통한 전달에서 발생하는, 실시간 적용을 위해 바람직하지 않은 충돌이 방지된다. 또한, 자동차 전기 시스템을 통해 데이터를 전달하기 위한 데이터 전달 장치가 가입자 스테이션 내에 제공되는 경우[소위 전력선 통신(Powerline-Communication), PLC], 제2 신호 라인은 자동차 전기 시스템에 의해서도 형성될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 추가의 수단으로서, 청구범위 제7항의 특징부를 갖는 버스 시스템의 가입자 스테이션이 제시된다. 이러한 가입자 스테이션에 의해 제2 채널의 충돌에 의한, 제2 채널을 통해 전달될 데이터의 방해가 발생하지 않는 것이 버스 시스템의 작동시에 보장된다. 왜냐하면, 버스 시스템에 연결되는 각각의 가입자 스테이션은 각각의 시점에 고작 하나의 가입자 스테이션이 제2 채널에 액세스하도록 보장하기 때문이다. 이러한 가입자 스테이션은 예를 들어 자동차의 전자 부품, 특히 자동차의 제어 장치일 수 있다.
바람직하게, 가입자 스테이션은 제2 채널에 대한 액세스를 제어하기 위한 제2 제어 부재를 포함한다. 이러한 제2 제어 부재는 제2 채널에 대한 액세스를 제어하기 위한 프로토콜을 실행할 필요가 없는 임의 유형의 통신 컨트롤러일 수 있다. 간단하게 이러한 통신 컨트롤러는 비동기식 직렬 데이터 흐름을 송신 및 수신하기 위한 컨트롤러로서 구현될 수 있다.
별도의 미디어 액세스 제어 방법 또는 프로토콜의 사용 없이 제2 채널에 대한 액세스를 조율할 수 있도록, 제2 제어 부재가 바람직하게는 제1 제어 부재에 의해 생성된 액세스 제어 신호에 의해 제2 채널에 대한 액세스를 이네이블하기 위해 제어될 수 있는 방식으로, 제2 제어 부재가 제1 제어 부재와 커플링되는 것이 특히 바람직하다. 이 경우, 제1 제어 부재는 액세스 제어 신호를 전달하기 위한 출력부를 포함하고, 제2 제어 부재는 이러한 출력부와 연결된 상응하는 제어 입력부를 포함할 수 있다.
또한, 가입자 스테이션은, 다양한 가입자 스테이션들 사이의 공통의 신호 라인을 통해 제1 데이터와 제2 데이터가 전달될 수 있는 방식으로, 2개의 제어 부재들을 공통의 신호 라인과 연결시킬 수 있는 커플링 부재를 포함하는 것이 바람직하다.
이에 대안적으로, 가입자 스테이션은 제1 신호 라인에 가입자 스테이션을 접속하기 위한 제1 트랜스시버 회로와, 제1 신호 라인으로부터 분리된 제2 신호 라인에 가입자 스테이션을 접속하기 위한 제2 트랜스시버 회로를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로 비교적 복잡도가 낮은, 특히 비용면에서 유리한 가입자 스테이션을 갖는 제2 채널의 비교적 높은 비트 전송 속도가 구현된다.
바람직하게 가입자 스테이션은 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위해 설치되므로, 본 발명의 장점이 구현된다.
상술한 목적을 달성하기 위한 또 다른 추가의 수단으로서, 청구범위 제13항의 특징부를 갖는 제어 부재가 제시된다. 이러한 제어 부재는 바람직하게 CAN 컨트롤러이다.
제어 부재 또는 CAN 컨트롤러는 제2 채널이 가입자 스테이션을 통한 액세스를 위해 제어 부재에 의해 이네이블되는지를 표시하는 액세스 제어 신호를 생성하기 위해 제어 부재 또는 CAN 컨트롤러가 설치되도록, 공지된 제어 부재 또는 CAN 컨트롤러에 비해 확장될 수 있다. 특히, 제어 부재 또는 CAN 컨트롤러는 액세스 제어 신호를 전달하기 위한 출력부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 장점을 실현하기 위해, 제어 부재 또는 CAN 컨트롤러가 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위해 설치되는 것이 특히 바람직하다.
제어 부재 또는 CAN 컨트롤러는 하나 이상의 집적 회로에 의해 구현될 수 있다. 이러한 집적 회로는 예를 들어 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit, ASIC) 또는 상응하게 프로그래밍된 로직 회로[설계 가능 논리 소자(programmable logic device, PLD)]일 수 있다.
본 발명의 추가의 특징들 및 장점들은 본 발명의 예시적인 실시예가 도면에 의해 더 상세히 설명되는 하기의 설명부에 기재되어 있다.
도 1은 복수의 가입자 스테이션을 구비한 버스 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따라 도 1의 가입자 스테이션들 중 하나를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따라 가입자 스테이션의 일부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 버스 시스템의 채널 할당을 시간에 따라 도시한 그래프이다.
도 5는 채널을 통한 프레임의 전달 동안의 채널 할당을 시간에 따라 도시한 그래프이다.
도 1에는 복수의 가입자 스테이션(13, 13a) 및 이러한 가입자 스테이션(13, 13a)에 의해 공통으로 사용되는 제1 채널(15)을 포함하는 자동차 버스 시스템(11)이 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 실시예에서 가입자 스테이션(13, 13a)과 제1 채널(15)은 CAN 도메인(17)을 형성한다. 그러나, 본 발명은 CAN에 적용될 뿐만 아니라, 적어도 특정 시간 간격에서 공통의 채널에 대한 스테이션의 배타적이며 충돌없는 액세스가 보장되는 다른 유형의 통신 네트워크에도 적용된다. 가입자 스테이션(13, 13a)은 예를 들어 자동차의 표시 장치 또는 제어 장치일 수 있다.
가입자 스테이션(13)의 일부가 이러한 가입자 스테이션(13)의 일부에 의해 공통으로 사용되는 제2 채널(19)에 접속된다. 도시된 실시예에서는 가입자 스테이션(13a)을 제외한 모든 가입자 스테이션들(13)이 2개 채널들(15, 19)에 접속된다. 이러한 가입자 스테이션(13a)은, CAN의 프로토콜을 컨트롤하지만 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위해 설치된 것은 아닌 종래의 가입자 스테이션(13a)이다. 다른 가입자 스테이션들(13)은 본 발명에 따라 추가의 기능들로 확장되므로, 추가로 제2 채널(19)을 통해 통신할 수 있다. 따라서, 도 1에 도시된 버스 시스템(11)에서 종래의 가입자 스테이션들(13a)과 확장된 가입자 스테이션들(13)은 서로 연결될 수 있다. 복수의 종래의 가입자 스테이션들(13a)도 버스 시스템 내에 제공될 수 있지만, 2개 채널들(15, 19)에 접속되는 확장된 가입자 스테이션들(13)만이 버스 시스템(11) 내에 제공되는 것도 고려 가능하다.
도 2에는 확장된 가입자 스테이션(13)이 세부적으로 도시되어 있다. 이러한 가입자 스테이션(13)은 예를 들어 마이크로컨트롤러로서 형성될 수 있는 마이크로컴퓨터(21)를 포함한다. 마이크로컴퓨터(21)에는 제1 커플링 장치(25)를 통해 CAN 컨트롤러(23) 형태인 가입자 스테이션의 제1 제어 부재가 연결된다. 또한, 가입자 스테이션(13)은 제2 커플링 장치(29)를 통해 마이크로컴퓨터(21)와 연결되는 통신 컨트롤러(27) 형태인 제2 제어 부재를 포함한다. 2개의 커플링 장치들(25, 29)은 버스 시스템(11)을 통해 전달될 데이터들의 교환을 위해, 그리고 마이크로컴퓨터(21)와 2개 제어 부재(23, 27) 사이의 구성 정보, 제어 정보, 그리고 상태 정보의 교환을 위해 설치된다. 통신 컨트롤러(27)는 CAN 컨트롤러(23)가 CAN 컨트롤러에 의해 형성된 액세스 제어 신호(a)에 의해 통신 컨트롤러(27)를 제어할 수 있는 방식으로 CAN 컨트롤러와 커플링된다. 이를 위해 CAN 컨트롤러(23)의 제어 출력부(24)에 통신 컨트롤러(27)의 제어 입력부(28)가 접속된다.
또한, 가입자 스테이션(13)은 CAN 트랜스시버(31)로서 형성된 제1 트랜스시버 회로를 포함한다. CAN 트랜스시버(31)는 CAN 도메인(17)을 통해, 즉 제1 채널(15)을 통해 전달될 데이터들이 CAN 컨트롤러(23)와 CAN 트랜스시버(31) 사이에서 교환될 수 있는 방식으로(화살표 33), CAN 컨트롤러(23)와 연결된다. 또한, CAN 트랜스시버(31)는 CAN 컨트롤러(23)가 CAN 트랜스시버에 제어 신호를 전달할 수 있도록(화살표 35), CAN 컨트롤러(23)에 접속된다. CAN 트랜스시버(31)는 제1 채널(15)에 접속된다.
또한, 가입자 스테이션(13)은 제2 트랜스시버 회로(37)를 포함하며, 이러한 제2 트랜스시버 회로는 CAN 도메인(17)을 통해 교환될 제1 데이터(화살표 34)를 전달하기 위해, 그리고 통신 컨트롤러(27)와 제2 트랜스시버 회로(37) 사이의 제어 신호(화살표 41)를 전달하기 위해 통신 컨트롤러(27)에 연결된다. 제2 트랜스시버 회로(37)는 제2 채널(19)에 접속된다.
또한, 2개의 트랜스시버 회로들(31, 37)은 마이크로컴퓨터(21)에 연결될 수 있으므로, 마이크로컴퓨터(21)는 2개의 트랜스시버 회로들(31, 37)을 제어할 수 있고, 2개의 트랜스시버 회로들(31, 37)로부터의 상태 정보를 판독할 수 있다(화살표 43 및 화살표 45 참조). 그러나, 트랜스시버 회로들(31, 37)에 대한 마이크로컴퓨터(21)의 이러한 연결은 선택적인 것이기에, 본 발명은 이러한 연결 없이도 구현될 수 있다.
통신 컨트롤러(27)와 제2 트랜스시버 회로(37)의 정확한 구성을 위해, 높은 자유도가 존재한다. 통신 컨트롤러(27)와 제2 트랜스시버 회로(37)는 확장된 가입자 스테이션들(13) 사이의 제2 데이터의 전달을 위한 전달 장치를 제공한다는 사실만 요구된다. 제2 채널에 대한 미디어 액세스를 제어하기 위한 프로토콜[미디어 액세스 제어 프로토콜(Media Access Control Protocol, MAC Protocol)]은 제2 채널(19)을 통해 실행될 필요가 없다. 도시된 실시예에서 통신 컨트롤러(27)는 비동기식 직렬 데이터 흐름을 송신 및 수신하기 위해 설치된다. 제2 트랜스시버 회로(37)로서, 예를 들어 본래 CAN을 위해 제공된 트랜스시버 회로가 사용될 수 있다. 제2 채널(19)을 통해 미디어 액세스 방법이 실행될 필요가 없고, 이에 따라 CAN의 비트 단위 중재가 실행될 필요도 없기 때문에, 제2 트랜스시버 회로(37)는 CAN의 프로토콜에 따른 제2 트랜스시버 회로의 작동을 위해 허용되는 비트 전송 속도보다 높은 비트 전송 속도로 작동될 수 있다. 2개의 트랜스시버 회로들(31, 37)이 구조상 동일하게 CAN 트랜스시버로서 형성되는 경우, 제2 채널(19)은 제1 채널(15)보다 더 높은 비트 전송 속도로 작동될 수 있다. 제2 채널(19)의 비트 전송 속도는 예를 들어 3 내지 4Mbit/s일 수 있다.
제2 채널(19)을 통한 데이터 전달을 위해 더 높은 비트 전송 속도가 제공되어야 하는 경우, 제2 트랜스시버 회로(37)로서 예를 들어, 통신 시스템 "플렉스레이(FlexRay)"를 위한 트랜스시버 회로 또는 예를 들어 "이더넷"과 같은 근거리 통신망을 위한 트랜스시버 회로가 사용될 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 제2 채널(19)에서 10Mbit/s 또는 100Mbit/s의 비트 전송 속도가 구현될 수 있다. 제2 채널(19)은 가입자 스테이션들(13)의 제2 트랜스시버 회로들(37) 사이의 전기적 연결부 및/또는 광학적 연결부로서 형성될 수 있다.
또한, 제2 채널은 버스 시스템(11)이 장착된 자동차 전기 시스템(49)에 의해서도 장착될 수 있다["전력선 통신(Powerline-Communication)", PLC]. 이러한 경우, 제2 트랜스시버 회로(37)는 PLC 모뎀(47)을 포함하며, 이러한 PLC 모뎀은 전기 시스템(49)을 통한 제2 데이터의 전달을 위해 자동차 전기 시스템(49)과 커플링된다.
도 2에 도시된 실시예에서, 제1 채널(15)은 제1 신호 라인(51)에 의해 형성된다. 제2 채널(19)은 제1 신호 라인(51)으로부터 분리된 제2 신호 라인(53)을 통해 형성된다. 제1 신호 라인(51)은 예를 들어 제1 채널(15)을 통해 전달될 제1 데이터들의 차등 전달을 위한, CAN에서 통상적인 2선식 라인이다[도 2에서 제1 비트 흐름(b1)으로 도시됨]. 제2 신호 라인(53)은 제2 채널(19)을 통해 전달될 데이터들을 전달하기 위해, 즉 제2 비트 흐름(b2)을 전달하기 위해 설치된다. 제2 신호 라인(53)은 제2 데이터(b2) 또는 제2 비트 흐름(b2)의 차등 전달을 위한 추가의 2선식 라인으로서 형성되거나 다른 방식으로 형성될 수 있다.
도 3에는 2개의 채널(15, 19)을 위해 공통의 신호 라인(55)이 제공되는 일 실시예가 도시되어 있다. 공통의 신호 라인(55)은 제1 가이드(CANH)와 제2 가이드(CANL)로 구성된 가이드 쌍을 포함한다. 도시된 실시예에서 공통의 신호 라인(55)은 CAN에 기초하는 버스 시스템에 적합한 종래의 버스 라인이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 공통의 신호 라인(55)으로의 접속을 위해 구성된 가입자 스테이션(13)에서도 CAN 트랜스시버(31)는 존재한다. CAN 트랜스시버(31)의 2개의 버스 접속부들(57)에는 공통 모드 초크(common mode choke)(59)가 배치된다. 공통의 신호 라인(55)의 가이드 쌍(CANH, CANL)과 공통 모드 초크(59) 사이에는 커플링 부재(61)가 위치한다. 또한 제1 가이드(CANH)와 제2 가이드(CANL) 사이에는 직렬 접속된 2개의 차단 저항들(65)을 포함하는 버스 차단 회로(63)가 배치되며, 이러한 직렬 회로의 외부 단부는 가이드(CANH, CANL)에 접속되고, 이러한 직렬 회로의 중간탭은 커패시터(67)를 통해 접지와 연결된다. 도시되지 않은 실시예에서 공통 모드 초크(59) 및/또는 버스 차단 회로(63)는 제공되지 않는다.
커플링 부재(61)는 도 3에 도시된 실시예에서 제2 트랜스시버 회로(37) 대신에 제공되는 가입자 스테이션(13)의 접속 회로(69)의 일부이다. 접속 회로(69)의 모뎀(71)은 한편으로는 마이크로컴퓨터(21)와 연결되고, 다른 한편으로는 커플링 부재(61)에 접속된다. 모뎀(71)은 제2 비트 흐름(b2)에 따라 변조되는 신호(m)를 생성하기 위한 변조기(73)를 포함한다. 또한 모뎀(71)은 다른 가입자 스테이션(13)으로부터 공통의 신호 라인(55)을 통해 송신되는 변조되는 신호(m)를 복조하기 위한 복조기(75)를 포함한다.
하기에는 도 4 및 도 5에 의해 가입자 스테이션(13) 및 버스 시스템(11)의 기능 방법이 더욱 상세하게 설명된다. 버스 시스템(11)의 작동시, 개별 가입자 스테이션(13)의 마이크로컴퓨터(21)는, 정보를 포함하는 프레임이 제1 채널(15)을 통해 전달됨으로써 CAN의 프로토콜에 따라 가입자 스테이션들(13, 13a) 사이에서 정보들이 교환될 수 있도록 개별 CAN 컨트롤러(23) 및 CAN 트랜스시버(31)를 제어한다.
도시된 실시예에서 개별 가입자 스테이션(13)은 확장 TTCAN을 보조한다. TTCAN에 따라, 시간은 규칙적으로 반복되는 전체 사이클들로 분할된다. 이러한 전체 사이클(77)은 도 4에 개략적으로 도시되어 있다. 전체 사이클(77)은 시점(t0)에 시작되어 시점(tm)에 종료된다. 전체 사이클(77)이 재차 복수의 기본 사이클들(79)로 분할되는 것을 알 수 있다. 도시된 실시예에서 전체 사이클(77)은 4개의 기본 사이클들(79)로 분할된다. 제1 기본 사이클(79)(도 4에서 상단에 도시됨)은 시점(t0)에 시작되어 시점(tb1)에 종료된다. 이러한 시점(tb1)에서는 제1 기본 사이클(79)에 이어지는 제2 기본 사이클(79)도 시작되고, 이러한 제2 기본 사이클은 시점(tb2)에 종료된다. 상응하는 방식으로, 제3 기본 사이클은 시점(tb2)에 시작되어 시점(tb3)에 종료된다. 제4 기본 사이클은 시점(tb3)에 시작되어 시점(tm)에 종료되고, 이에 따라 전체 사이클(77)을 종료한다.
개별 기본 사이클들(79)은 복수의 시간 프레임으로, 도시된 실시예에서는 6개의 시간 프레임(81)으로 분할되며, 기본 사이클(79)의 시간 프레임(81)으로의 분할은 각각의 기본 사이클(79)에 대해 동일하다. 전체 사이클(77)을 통해, 규칙적으로 반복되는 시간 프레임 구조가 규정되며, 이러한 시간 프레임 구조는 개별 기본 사이클(79)의 시간 프레임(81)으로의 동일한 분할에 의해 매트릭스 형태의 구조를 갖고, 이에 따라 대체로 통신 매트릭스로 불린다.
제1 시간 프레임(81a)은 제1 채널(15)을 통한 기준 정보의 전달을 위해 제공된다. 기준 정보는 특히 개별 가입자 스테이션들(13) 서로의 동기화를 위해 사용되므로, 개별 시간 프레임들(81)의 시간적 위치는 개별 가입자 스테이션들(13)의 관점에서 적어도 실질적으로 동일하다. 시간 프레임들(81)의 일부는 특정 정보 타입에 할당되며, 즉 이러한 시간 프레임들(81) 내에서는 오로지 특정한 특성값을 갖는 데이터 프레임만이 전달된다. 예를 들어, "81b"로 표시된 시간 프레임들(81)이 특정 타입의 정보를 전달하기 위해 예약될 수 있다.
CAN에서는 특정 타입의 정보, 즉 특정한 특성값을 갖는 정보가 단지 하나의 가입자 스테이션(13)에 의해서 생성될 수 있으므로, 시간 프레임들(81b)은 이러한 가입자 스테이션(13)에 배타적으로 할당된다. 즉, 시작 시점(ta1, ta2, ta3 또는 ta4)에 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3 또는 ΔT4)이 시작되고, 이러한 이네이블 간격 내에서 가입자 스테이션(13)은 제1 채널(15)에 배타적으로 액세스한다. 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3 또는 ΔT4)은 각각 관련 시간 프레임(81b)의 종료에서, 즉 시점(te1, te2, te3 또는 te4)에 종료된다. 도시된 실시예에서, 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3 또는 ΔT4)은 전체 사이클의 각각의 시간 프레임(81b)에 상응한다. 그러나, 이와 달리 이네이블 간격(단지 ΔT1, ΔT2, ΔT3 또는 ΔT4)이 각각의 시간 프레임(81b)의 일부에 상응할 수도 있다. 본 발명에 따른 방법의 기능을 위해, 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3 또는 ΔT4)이 시간적 관점에서 완전히 하나의 시간 프레임(81b)에 의해 또는 서로 바로 이어지는 복수의 시간 프레임들(81b)에 의해 충족되는 것이 중요하다.
각각의 가입자 스테이션(13)은 개별 기준 정보들이 수신되는 시점들(t0, tb1, tb2, tb3)을 측정하고, 적어도 버스에 액세스하기를 원하는 시간 프레임(81)의 시간적 위치를 연산한다. 시간 프레임(81b)이 할당된 정보들의 송신을 담당하는 가입자 스테이션(13)은 도 4에 도시된 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3 또는 ΔT4)의 위치를 연산한다. 도시된 실시예에서 CAN 컨트롤러(23)는 이러한 연산을 실행한다. 그러나 이러한 연산이 마이크로컴퓨터(21)에 의해 실행될 수도 있다. 또한 CAN 컨트롤러(23)는 액세스 제어 신호(a)를 생성하고, 이러한 액세스 제어 신호를 통신 컨트롤러(27)에 공급한다(도 2 참조). 액세스 제어 신호(a)는 항상 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3 또는 ΔT4) 내에서 활성화된다. 통신 컨트롤러(27)는 액세스 제어 신호(a)를 평가하고, 액세스 제어 신호(a)가 활성화되는 경우에만 제2 채널(19)에 액세스한다. 액세스 제어 신호(a)가 활성화되지 않는 경우에, 통신 컨트롤러(27)는 제2 채널(19)을 비워두므로, 다른 가입자 스테이션들(13)이 제2 채널(19)에 액세스할 수 있다. 즉, CAN 도메인(17)의 미디어 액세스 제어 방법에 따라 제1 채널(15)에 대한 액세스도 허용되는 경우에만 통신 컨트롤러(27)가 제2 채널(19)에 액세스하는 방식으로, CAN 도메인 내에서 실행되는 액세스 제어 방법에 따라 CAN 컨트롤러(23)가 통신 컨트롤러(27)를 제어하도록 가입자 스테이션들(13)이 설치된다.
또한, 전체 사이클(77) 내에 추가의 시간 프레임들(81c)이 제공되며, 이러한 시간 프레임들 내에서는 원하는 타입의 정보들이 전달되는 것이 허용된다. 이러한 시간 프레임들(81c) 내에서는 제1 채널에 대한 특정 스테이션의 배타적 액세스가 보장되지 않는다. 따라서, 시간 프레임들(81c) 내에서는 CAN의 프로토콜에 따른 비트 단위 중재가 실행된다. 이러한 비트 단위 중재는 복수의 가입자 스테이션들(13)이 동시에 제1 채널(15)에 액세스하고 다양한 값을 갖는 비트를 송신하는 경우를 위해, 항상 특정 값을 갖는 하나의 비트가 모든 스테이션들에 의해 수신되는 것에 기초한다. 이러한 비트의 값은 "우성 비트(dominant bit)"로 불리며, 도시된 실시예에서 0의 값에 상응한다. 또한, 제1 신호 라인(51)은 제1 채널(15)에 액세스하는 동안 CAN 트랜스시버(31)를 통해 각각의 가입자 스테이션(13)이 수신할 수 있도록 형성된다. 이에 따라, 각각의 가입자 스테이션(13)은 하나의 비트를 송신하기 위해 제1 채널(15)에 액세스하는 동안, 송신된 비트에 이러한 상태가 상응하는지를 확인하기 위해 제1 채널(15)의 순간적인 상태를 판독할 수 있다.
도 5에는 시간 프레임(81c) 내에서 제1 채널(15)의 로직 상태(0의 값 또는 1의 값)의 시간 곡선 일부가 도시되어 있다. 제1 채널(15)이 가입자 스테이션(13)에 의해 채워지지 않은 무부하 시간(82) 이후에, 고려되는 가입자 스테이션(13)은 프레임(85)의 시작 비트(83)를 송신하기 시작한다. 시작 비트(83)의 전달 이후, 가입자 스테이션(13)은 특히 정보의 타입을 표시하는 정보의 특성값을 포함하는 중재 필드(87)를 송신한다. 중재 필드(87)가 전달되는 동안, 가입자 스테이션(13)은 제1 채널(15)의 로직 상태를 중재 필드(87)의 각각 송신된 비트와 비교한다. 중재 필드(87)가 전달되는 동안, 송신된 비트에 제1 채널의 측정된 상태가 상응하지 않음을 가입자 스테이션(13)이 확인하는 경우, 가입자 스테이션(13)은 프레임(85)의 전달을 중단한다. 이에 따라 중재 필드(87)의 전달 이후, 시점(ta5)에 가입자 스테이션(13)이 제1 채널(15)에 배타적으로 액세스하는 것이 보장된다. 프레임(85)을 전달하기 위해 동시에 제1 채널(15)에 액세스한 다른 모든 스테이션들은 시점(ta5)에 전달을 중단하였고, 이에 따라 제1 채널(15)에 대한 액세스를 중단하였다. 이에 따라 시점(ta5)은 추가 이네이블 간격(ΔT5)의 시작에 상응한다. 중재 필드(87)의 송신 이후, 가입자 스테이션(13)은 프레임(85)의 제어 필드(89), 프레임(85)의 데이터 필드(91), 그리고 체크 필드(93)(소위 CRC 필드)를 송신한다.
체크 필드(93)에 이어지는 긍정 응답 필드(95)에서, 다른 가입자 스테이션들(13)은 제1 채널(15)을 통해 긍정 응답 비트를 전달할 수 있으며, 즉 제1 채널(15)에 액세스할 수 있다. 이에 따라, 고려되는 가입자 스테이션(13)이 제1 채널(15)에 배타적으로 액세스하는 이네이블 간격(ΔT5)은 체크 필드(93)의 전달 종료시에, 즉 시점(te5)에서 종료된다. 긍정 응답 필드(95)에는 정지 비트를 갖는 필드(97)가 이어진다. 도시된 실시예와는 다르게, 이네이블 간격은 더욱 짧게 선택될 수도 있다. 하지만, 이러한 이네이블 간격은 가입자 스테이션(13)이 제1 채널(15)에 배타적으로 액세스하는 간격(ΔT5) 내에 위치해야 한다.
시간 프레임(81c) 동안, CAN 컨트롤러(23)는 액세스 제어 신호(a)가 이네이블 간격(ΔT5) 동안만 활성화되도록 하므로, 통신 컨트롤러(27)는 시간 프레임(81c) 내에서 이네이블 간격(ΔT5) 동안만 제2 채널(19)에 액세스한다.
도시된 실시예와는 다르게, CAN 컨트롤러(23)는 제2 채널(19)에 대한 액세스를 이네이블하기 위한 이네이블 신호(a)를, 특정 타입의 정보를 전달하기 위해 사용되는 시간 프레임(81) 내에서만, 즉 예를 들어 시간 프레임(81b) 내에서만 이네이블하는 것도 가능하다. 상이한 타입의 정보들을 전달하기 위해 사용되는 시간 프레임, 즉 비트 단위 중재가 발생하는 시간 프레임[예를 들어 시간 프레임(81c)] 동안, 이러한 실시예에서 제2 채널(19)은 사용되지 않는다. 간격(ΔT5) 동안 제2 채널에 대한 액세스가, TTCAN이 예를 들어 CAN 도메인(17) 내 에러 때문에 사용 불가능할 때만 이네이블되는 것도 고려 가능하다. 이에 따라, TTCAN이 사용되지 않을 때, 즉 시간 프레임 구조(77)가 존재하지 않을 때 버스 시스템(11), 특히 제2 채널(19)의 비상 작동이 가능하다.
또한, 확장 TTCAN을 보조하지 않는 CAN 도메인(17)에 본 발명이 적용될 수 있다. 이러한 CAN 도메인(17)에서 시간 프레임 구조(77)는 존재하지 않는다. 이에 따라, 비트 단위 중재가 항상 발생한다. 이러한 CAN 도메인(17)에서, 도 5에 도시된 이네이블 간격(ΔT5) 동안 제2 채널(19)에 대한 액세스는 이네이블된다.
액세스 제어 신호(a)가 활성화되는 경우, 즉 제2 채널(19)에 대한 액세스가 이네이블되는 경우, 도 2에 도시된 실시예에서 제2 트랜스시버 회로(37)는 제2 비트 흐름(b2)을 전달한다. 제2 신호 라인(53)이 전기 시스템(49)을 통해 형성되는 경우, 가입자 스테이션(13)의 송신시 PLC 모뎀(47)은 비트 흐름(b2)을 변조하고, 상응하게 변조된 신호를 전기 시스템(49)에 송출한다. 가입자 스테이션(13)의 수신시 PLC 모뎀(47)은 송신하는 가입자 스테이션(13)으로부터 송출된 변조된 신호를 복조하고, 이에 따라, 송신된 비트 흐름(b2)을 재구성하여, 제2 비트 흐름(b2) 내에 포함된 제2 데이터를 통신 컨트롤러(27)에 전달한다.
도 3에 도시된 실시예에서, 송신하는 가입자 스테이션(13)의 모뎀(71)의 변조기(73)는 통신 컨트롤러(27)가 접속 회로(69)에 전송한 제2 데이터(b2)에 따라, 변조된 신호(m)를 생성한다. 커플링 부재(61)는 CAN 트랜스시버(31)에 의해 제1 비트 흐름(b1)에 따라 생성된 데이터 신호(d)를 제2 비트 흐름(b2)에 따라 변조된 신호(m)와 중첩시키고, 이러한 신호를 공통의 신호 라인(55)의 2개의 가이드(CANH 및 CANL)에 전달한다. 수신하는 가입자 스테이션(13)에서 커플링 부재(61)는 2개의 가이드(CANH 및 CANL)를 통해 수신된 신호를, 선택적으로 공통 모드 초크(59)를 통해 CAN 트랜스시버(31)에 전달하고, 모뎀(71)의 복조기(75)에 공급한다. CAN 트랜스시버(31)는 수신된 신호로부터 제1 비트 흐름(b1)을 추출하여 이를 CAN 컨트롤러(23)에 전달한다. 상응하는 방식으로 복조기(75)는 수신된 신호로부터 제2 비트 흐름(b2)을 측정한다. 선택적으로 존재하는 공통 모드 초크(59)가 CAN 트랜스시버(31)와 커플링 부재(61) 사이에 배치됨으로써, 공통의 신호 라인(55)에 접속되는 2개의 가입자 스테이션들(13)의 모뎀들(71) 사이의 신호 경로 내에서 변조된 신호(m)를 공통 모드 초크(59)가 감쇠하는 것이 방지된다.
도시된 실시예에서 모뎀(71)은 변조 방법으로서 제2 비트 흐름(b2)의 시간적으로 서로 이어지는 개별 비트들의 값에 따라 주파수 편이 방식을 사용한다. 이와는 다르게, 주파수 편이 방식 대신에 위상 편이 방식 또는 임의의 다른 변조 방법도 적용될 수 있다.
커플링 부재(61)는 가장 간단한 경우, 저항 네트워크로서 형성될 수 있다. 그러나, 커플링 부재(61)는 CAN 트랜스시버(31)에 공급될 데이터 신호(d)를 변조된 신호(m)로부터 분리하기 위한 하나 또는 복수의 필터를 포함할 수도 있다. 또한, 커플링 부재(61)가 공통 모드 초크(59)와 조합되며, 즉 공통 모드 초크(59)를 위해서는 4개의 접속부를 갖는 간단한 인덕터 대신에 6개 이상의 접속부를 갖는 간단한 인덕터가 사용되는 것이 고려 가능할 것이다. 이러한 방식으로 HF 신호는 유도되어 커플링 연결 또는 커플링 해제될 수 있으며, HF 부분은 갈바니 방식으로 CAN 버스로부터 커플링 분리된다. 또한, 이에 따라 비용상의 장점이 얻어진다.
전체적으로, 본 발명은 추가의 제2 채널(19)에 의해 CAN 도메인(17)의 유효 비트 전송 속도를 훨씬 상승시키는 것을 가능하게 하는 가입자 스테이션(13) 및 방법을 제공하므로, 더 큰 데이터 블록이 버스 시스템(11)을 통해 문제없이 전달될 수 있다. 제2 채널(19)에 대한 액세스가 CAN 도메인(17)의 미디어 액세스 제어에 따라 제어되므로, 충돌, 즉 제2 채널(19)에 대한 복수의 가입자 스테이션(13)의 의도하지 않은 동시 액세스에 의한 장애가 방지될 수 있다. 이에 따라, 자동차 기술에서 나타나는 실시간 조건을 유지할 수 있으면서, 비교적 높은 비트 전송 속도를 갖는 전달을 가능하도록 하고, 그럼에도 불구하고 비용면에서 유리하게 구현될 수 있는 버스 시스템(11)이 얻어진다.

Claims (15)

  1. 복수의 가입자 스테이션(13)에 의해 공통으로 사용되는 버스 시스템(11)의 제1 채널(15)에 대한, 버스 시스템(11)의 가입자 스테이션(13)의 액세스를 제어하기 위한 미디어 액세스 제어 방법이며, 가입자 스테이션(13)의 제1 채널(15)은 하나 이상의 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5) 동안 제1 채널(15)에 대한 배타적인 액세스를 위해 이네이블되는 미디어 액세스 제어 방법에 있어서,
    복수의 가입자 스테이션(13)에 의해 사용되는 제2 채널(19)에 대한 액세스는, 제2 채널(19)이 제1 채널(15)의 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5) 내에서만 가입자 스테이션(13)을 통한 액세스를 위해 이네이블되는 방식으로 제어되는 것을 특징으로 하는 미디어 액세스 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5)으로서는 규칙적으로 반복되는 시간 프레임 구조(77) 내에 하나의 시간 프레임(81b) 또는 상기 시간 프레임(81b)의 일부가 사전 설정되는 것을 특징으로 하는 미디어 액세스 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5)의 시작(ta1, ta2, ta3, ta4, ta5)은 가입자 스테이션(13)에 의해 제1 채널(15)의 비트 단위 중재를 통해 측정되고, 가입자 스테이션(13)이 제1 채널(15)의 성공적인 중재 이후에 제1 채널을 재차 이네이블하자마자 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5)의 종료(te1, te2, te3, te4, te5)가 사전 설정되는 것을 특징으로 하는 미디어 액세스 제어 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 채널(15)을 통해 전달될 제1 데이터(b1)와 제2 채널(19)을 통해 전달될 제2 데이터(b2)는 공통의 신호 라인(55)을 통해 전달되는 것을 특징으로 하는 미디어 액세스 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 제1 데이터(b1)에 따라 데이터 신호(d)와, 제2 데이터(b2)에 의해 변조되는 신호(m)가 형성되고, 상기 데이터 신호(d)는 변조된 신호(m)와 중첩되는 것을 특징으로 하는 미디어 액세스 제어 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 데이터(b1)는 제1 신호 라인(51)을 통해 전달되고, 제2 데이터(b2)는 제1 신호 라인(51)으로부터 분리된 제2 신호 라인(53)을 통해 전달되는 것을 특징으로 하는 미디어 액세스 제어 방법.
  7. 복수의 가입자 스테이션(13)에 의해 공통으로 사용되는 버스 시스템(11)의 제1 채널(15)에 대한 가입자 스테이션(13)의 액세스를 제어하기 위한 제1 제어 부재(23)을 구비한, 버스 시스템(11)의 가입자 스테이션(13)이며, 제1 제어 부재(23)는 가입자 스테이션(13)이 제1 채널(15)에 배타적으로 액세스하는 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5)을 사전 설정하기 위해 설치되는, 버스 시스템의 가입자 스테이션에 있어서,
    제1 제어 부재(23)는, 제2 채널(19)이 가입자 스테이션(13)을 통한 액세스를 위해 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5) 내에서만 이네이블되는 방식으로, 복수의 가입자 스테이션(13)에 의해 사용되는 제2 채널(19)에 대한 가입자 스테이션(13)의 액세스를 제어하기 위해 설치되는 것을 특징으로 하는, 버스 시스템의 가입자 스테이션.
  8. 제7항에 있어서, 가입자 스테이션(13)은 제2 채널(19)에 대한 액세스를 제어하기 위한 제2 제어 부재(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 버스 시스템의 가입자 스테이션(13).
  9. 제8항에 있어서, 바람직하게는 제1 제어 부재(23)에 의해 생성된 액세스 제어 신호(a)에 의해 제2 제어 부재(27)가 제2 채널(19)에 대한 액세스를 이네이블하기 위해 제어될 수 있는 방식으로, 제2 제어 부재(27)는 제1 제어 부재(23)와 커플링되는 것을 특징으로 하는, 버스 시스템의 가입자 스테이션(13).
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 제1 채널(15)을 통해 전달될 제1 데이터(b1)와 제2 채널(19)을 통해 전달될 제2 데이터(b2)가 다양한 가입자 스테이션들(13) 사이의 공통의 신호 라인(55)을 통해 전달될 수 있는 방식으로, 가입자 스테이션(13)은 2개의 제어 부재들(23, 27)을 공통의 신호 라인(55)과 연결시킬 수 있는 커플링 부재(61)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 버스 시스템의 가입자 스테이션(13).
  11. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 가입자 스테이션(13)은 제1 신호 라인(51)에 가입자 스테이션(13)을 접속하기 위한 제1 트랜스시버 회로(31)와, 제1 신호 라인(51)으로부터 분리된 제2 신호 라인(53)에 가입자 스테이션을 접속하기 위한 제2 트랜스시버 회로(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 버스 시스템의 가입자 스테이션(13).
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 가입자 스테이션(13)은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위해 설치되는 것을 특징으로 하는, 버스 시스템의 가입자 스테이션(13).
  13. 복수의 가입자 스테이션(13)에 의해 공통으로 사용되는 버스 시스템(11)의 제1 채널(15)에 대한 가입자 스테이션(13)의 액세스를 제어하기 위한, 버스 시스템(11)의 가입자 스테이션(13)의 제어 부재(23)이며, 상기 제어 부재(23)는 가입자 스테이션(13)이 제1 채널(15)에 배타적으로 액세스하는 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5)을 사전 설정하기 위해 설치되는, 버스 시스템의 가입자 스테이션의 제어 부재에 있어서,
    제어 부재(23)는, 제2 채널(19)이 가입자 스테이션(13)을 통한 액세스를 위해 이네이블 간격(ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5) 내에서만 이네이블되는 방식으로, 복수의 가입자 스테이션(13)에 의해 사용되는 제2 채널(19)에 대한 가입자 스테이션(13)의 액세스를 제어하기 위해 설치되는 것을 특징으로 하는, 버스 시스템의 가입자 스테이션의 제어 부재(23).
  14. 제13항에 있어서, 제어 부재(23)는 제2 채널(19)이 가입자 스테이션(13)을 통한 액세스를 위해 제어 부재(23)에 의해 이네이블되는지를 표시하는 액세스 제어 신호(a)를 생성하기 위해 설치되는 것을 특징으로 하는, 버스 시스템의 가입자 스테이션의 제어 부재(23).
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 제어 부재(23)는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위해 설치되는 것을 특징으로 하는, 버스 시스템의 가입자 스테이션의 제어 부재(23).
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010041368A1 (de) * 2010-09-24 2012-04-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Teilnehmerstation zum optimierten Übertragen von Daten zwischen Teilnehmerstationen eines Bussystems
US8698571B2 (en) * 2011-03-30 2014-04-15 Hitachi, Ltd. Circuit for improving the immunity performance of a vehicle network
DE102013222790A1 (de) * 2013-11-08 2015-05-13 Robert Bosch Gmbh Teilnehmerstation für ein Bussystem und Verfahren zur Verbesserung der Empfangsqualität in einem Bussystem
DE102014216547A1 (de) * 2014-08-20 2016-03-10 Robert Bosch Gmbh Teilnehmerstation für ein Bussystem und Verfahren zum Prüfen der Richtigkeit einer Nachricht
DE102014221346A1 (de) * 2014-10-21 2016-04-21 Robert Bosch Gmbh Teilnehmerstation für ein Kommunikationssystem und Verfahren zur hochdatenratigen CAN-basierten Kommunikation
DE102015218202B4 (de) * 2015-09-22 2022-10-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum gemeinsamen Übertragen von Daten auf einem Bus in einem Kraftfahrzeug und diesbezügliche Vorrichtungen
DE102017205785A1 (de) * 2017-04-05 2018-10-11 Robert Bosch Gmbh Teilnehmerstation für ein Bussystem und Verfahren zur Verbesserung der Einhaltung der Bit-Timing-Anforderung in einem Bussystem
DE102017223775A1 (de) * 2017-12-22 2019-06-27 Robert Bosch Gmbh Teilnehmerstation für ein Bussystem und Verfahren zum Senden einer Nachricht mit unterschiedlichen Bitraten in einem Bussystem
DE102018221961A1 (de) 2018-12-17 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem
DE102019203001A1 (de) * 2019-03-06 2020-09-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines TSN-Kommunikationssystems
DE102019205488A1 (de) * 2019-04-16 2020-10-22 Robert Bosch Gmbh Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem
CN112949247B (zh) * 2021-02-01 2022-05-20 上海天数智芯半导体有限公司 一种基于相位的芯片片上总线调度装置及调度方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060262814A1 (en) * 2003-05-20 2006-11-23 Ungermann Joern Time-triggered communication system and method for the synchronization of a dual-channel network
US20070286225A1 (en) * 2004-02-24 2007-12-13 Thorsten Enders Method and Communications System for Transmitting Information in a Motor Vehicle

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5574848A (en) * 1993-08-24 1996-11-12 National Semiconductor Corporation Can interface selecting one of two distinct fault recovery method after counting a predetermined number of recessive bits or good can frames
US5724370A (en) * 1995-02-28 1998-03-03 Harris Corporation CRC generation and detection method
JP3717551B2 (ja) * 1995-08-31 2005-11-16 株式会社日立製作所 ディスクアレイシステム
DE19915253A1 (de) * 1999-04-03 2000-10-05 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines verteilten Steuersystems in einem Fahrzeug
DE10000305B4 (de) 2000-01-05 2011-08-11 Robert Bosch GmbH, 70469 Verfahren und Vorrichtung zum Austausch von Daten zwischen wenigstens zwei mit einem Bussystem verbundenen Teilnehmern
DE10153085A1 (de) 2001-10-30 2003-05-15 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Programmierung einer Steuereinheit
DE10301637A1 (de) * 2003-01-17 2004-07-29 Robert Bosch Gmbh Sende-/Empfangseinrichtung für eine an ein Kommunikations-Netzwerk angeschlossene Komponente eines Kraftfahrzeugs
JP2007517427A (ja) * 2003-11-19 2007-06-28 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド メービウス時間トリガ型通信
JP2006317237A (ja) * 2005-05-11 2006-11-24 Keyence Corp 多光軸光電式安全装置
US8165058B2 (en) * 2007-03-01 2012-04-24 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Protocol data units and header in multihop relay network
JP2008290538A (ja) * 2007-05-23 2008-12-04 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 車載用の電子制御ユニット
US20090085605A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Inventec Corporation System and method for parallel burning using multiplex technology

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060262814A1 (en) * 2003-05-20 2006-11-23 Ungermann Joern Time-triggered communication system and method for the synchronization of a dual-channel network
US20070286225A1 (en) * 2004-02-24 2007-12-13 Thorsten Enders Method and Communications System for Transmitting Information in a Motor Vehicle

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