KR20140001871A - 전환 가능한 데이터 전송 속도에서의 직렬 데이터 전송을 위한 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 네트워크 내에서 더 많은 양의 데이터를 상대적으로 빠르게 전송할 수 있도록 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 과제는 본 발명에 따라, 전송되는 데이터 프레임이 CAN 사양 ISO 11898-1에 의거하는 논리 구조를 포함하고, 데이터 프레임 내부의 시간 비트 길이는 2개 이상의 값을 취할 수 있으며, 데이터 프레임 내부의 제1 사전 설정 가능 영역의 경우 시간 비트 길이는 약 1 마이크로초의 사전 설정된 최소값보다 길거나 그와 동일하고, 데이터 프레임 내부의 하나 이상의 제2 설정 가능 영역에서 시간 비트 길이는 제1 영역에 비해서 적어도 이등분되고, 바람직하게는 이등분된 것보다 더 짧으며, 시간 비트 길이의 변경은 동작 진행 중에 최소 시간 단위에 대해 또는 발진기 클록에 대해 상대적으로 버스 시간 단위를 세팅하기 위한 2개 이상의 스케일링 계수를 사용하여 실현됨으로써, 해결된다.

Description

전환 가능한 데이터 전송 속도에서의 직렬 데이터 전송을 위한 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SERIAL DATA TRANSMISSION AT A SWITCHABLE DATA RATE}

본 발명은 버스트 시스템의 둘 이상의 가입자 사이에서 데이터를 전송하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이며, 전송되는 비트들의 시간 지속은 2개 이상의 값 간에 전환될 수 있다.

예컨대 공개 공보 DE 100 00 305 A1호로부터는 Controller Area Network(CAN)뿐 아니라, "Time Triggered CAN"(TTCAN)이라 지칭되는 CAN의 확장이 공지되었다. CAN에서 사용되는 미디어 액세스 제어 방법은 비트 중재를 기반으로 한다. 비트 중재의 경우 복수의 가입자국이 동시에 버스 시스템의 채널을 통해 데이터를 전송할 수 있으면서, 그로 인해 데이터 전송이 방해되지도 않는다. 또한, 가입자국들은 채널을 통한 비트의 전송 시 채널의 논리 상태(0 또는 1)를 검출할 수 있다. 전송되는 비트의 값이 채널의 검출된 논리 상태에 상응하지 않는다면, 가입자국은 채널에 대한 액세스를 종료한다. CAN에서 비트 중재는 일반적으로 채널을 통해 전송될 데이터 프레임 내부의 중재 필드에서 실행된다. 가입자국이 중재 필드를 완전하게 채널로 송신한 후에, 가입자국은 자신이 채널에 단독으로 액세스한 것을 알게 된다. 그에 따라 중재 필드 전송의 종료는 릴리스 구간의 시작에 상응하며, 상기 릴리스 구간 내에서 가입자국은 채널을 단독으로 사용할 수 있다. CAN의 프로토콜 사양에 따라서, 또 다른 가입자국은 송신하는 가입자국이 데이터 프레임의 체크 섬 필드(CRC 필드)를 전송 완료할 때까지 채널에 액세스해서는 안 되며, 다시 말하면 채널에 데이터를 전송해서는 안 된다. 그에 따라 CRC 필드의 전송 종료 시점은 릴리스 구간의 종료에 상응한다.

비트 중재를 통해 채널을 통한 데이터 프레임의 비파괴 전송이 달성된다. 그럼으로써 CAN의 우수한 실시간 특성이 제공되는 데 반해, 일측 가입자국에 의해 송신된 데이터 프레임이 채널을 통해 전송되는 동안 타측 가입자국에 의해 송신된 추가 데이터 프레임과의 충돌로 인해 파괴될 수도 있는 미디어 액세스 제어 방법의 경우, 훨씬 불리한 실시간 거동을 보이는데, 그 이유는 상기 충돌 및 그로 인해 요구되는 데이터 프레임의 재전송으로 인해 데이터 전송의 지연이 발생하기 때문이다.

CAN의 프로토콜은 특히 실시간 상황에서 단문 메시지를 전송하는 데 적합하다. 더 큰 데이터 블록들이 CAN 도메인을 통해 전송되어야 한다면, 채널의 상대적으로 낮은 비트율이 제한 요인이 된다. 비트 중재의 올바른 기능을 보장하기 위해, 비트의 전송을 위한 중재 동안 우선적으로 버스 시스템의 확장, 채널을 통한 신호 전파 속도 및 버스 가입자의 인터페이스 모듈들 내 내재성 처리 시간에 따른 최소 기간이 준수되어야 하는데, 그 이유는 모든 버스 가입자가 버스 상태(0 또는 1)의 통일된 이미지를 가지면서 버스 상태에 대해 동일한 권한으로 액세스해야 하기 때문이다. 그러므로 비트율은 단순히 개별 비트들의 기간의 감소를 통해 증가하지는 못한다.

그럼에도, 실질적으로 CAN 도메인으로의 접속을 위해 제공되는 고유의 통신 인터페이스를 통해 제어 유닛의 프로그래밍에 필요한 비교적 큰 데이터 블록을 충분히 빠르게 전송할 수 있도록 하기 위해, DE 101 53 085 A1호에서는, 데이터 블록을 전송하기 위한 통신 인터페이스를, 비트 중재가 실행되지 않음으로써 상대적으로 높은 비트율이 가능한 또 다른 통신 모드로 임시로 전환하는 점을 제안하고 있다. 그러나 이런 경우 CAN의 프로토콜과의 통신이 소정의 시간 동안 중단될 수 있다. 예컨대 오류로 인해 더 이상 버스 시스템의 동작이 CAN 프로토콜에 따라 재개될 수 없는 경우, 버스 시스템의 고장이 초래된다. 그 외에도 상대적으로 큰 데이터 블록의 전송에 의해, CAN의 프로토콜에 따라 실행될 후속 전송의 상당한 지연이 발생하게 됨으로써 CAN의 실시간 특성이 저하된다.

DE 103 11 395 A1호는, 비동기 직렬 통신이 선택적으로 비대칭 물리 CAN 프로토콜 또는 대칭 물리 CAN 프로토콜을 통해 이루어질 수 있고, 그럼으로써 비동기 통신을 위한 더 빠른 데이터 전송 속도 또는 더 높은 데이터 전송 안전이 달성될 수 있는 시스템을 설명하고 있다.

DE 10 2007 051 657 A1호는, 전송되는 데이터량을 높이기 위해, TTCAN 프로토콜의 배타적 시간 구간 내에서 CAN에 적합하지 않은 고속의 비동기 데이터 전송을 적용하는 점을 제안한다.

"컨트롤러 영역 네트워크의 오버클록킹(Overclocking of controller area networks)" [Electronics Letters, 35권 22호(1999년), 1924쪽]에서 G. Cena 및 A. Valenzano는 이론적인 측면에서 데이터 프레임의 부분 영역 내 버스 주파수의 오버클록킹이 효과적으로 달성되는 데이터 전송 속도에 미치는 작용을 다루고 있지만, 버스 가입자의 다양한 상태 및 상태 전이와 방법론의 상세 내용은 다루고 있지 않다.

인용된 공보들로부터, 종래 기술은 모든 관점에서 만족스러운 결과를 제공하지 못한다는 점이 확인된다.

본 발명의 과제는, CAN 네트워크에서 데이터 프레임이 더 짧은 시간 내에 전송될 수 있게 하는 동시에, 오류 검출 및 오류 처리와 관련한 CAN의 주요 특성과 네트워크 전반의 데이터 일관성이 유지되도록 하는 방법을 설명하는 것이다. 이를 위해, ISO 11898-1 내지 -4에 의거하는 CAN 프로토콜(이하, 표준 CAN)에 비해 수정된 데이터 전송 방법(이하, 고속 CAN)이 제안된다.

상기 과제는, 청구항 제1항의 특징들을 갖는 전술한 데이터 전송 방법 및 여타 독립 청구항들에 기술된 장치에 의해 해결된다.

상기 과제는, 본 발명에 따라서, 하나의 데이터 프레임 내 시간 비트 길이가 2개 이상의 값을 취할 수 있고, 상기 데이터 프레임 내부의 사전 설정 가능 영역의 경우, 버스의 모든 가입자에 대한 시간 비트 길이가 동일하게 유지되며, 시간 비트 길이의 변경은 동일한 데이터 프레임 내에 포함된 식별 표시에 의해 시그널링되며, 비트 길이의 변경은 동작 진행 중에 버스 시간 단위와, 최소 시간 단위 또는 발진기 클록 사이에서 2개 이상의 상이한 스케일링 계수를 사용하여 실현됨으로써 해결된다.

상기 방법의 한 장점은, 이 경우 CAN 프로토콜의 수정이 최소로 제한되고, 특히 CAN 데이터 프레임의 구조가 적어도 SOF와 CRC 구분자 사이의 영역에 대해 유지된다는 점에 있다. 응용 프로그램으로 향하는 인터페이스는 변경되지 않은 상태로 유지된다. 또한, 고속 CAN 컨트롤러는 표준 CAN 네트워크에서도 사용될 수 있다. 고속 CAN 컨트롤러들을 구비한 가입자들만을 포함하는 네트워크에서 모든 가입자는 중재 이후에 고속 모드로 스위칭되며, 그럼으로써 모든 동기화 및 오류 검출 메커니즘은 계속 그 기능을 충족할 수 있게 된다.

상기 방법의 또 다른 한 장점은, 고속 CAN 컨트롤러로서 기능할 수 있도록 하기 위해, 표준 CAN 컨트롤러가 최소로만 변경되면 된다는 점이다. 표준 CAN 컨트롤러로서도 기능할 수 있는 고속 CAN 컨트롤러는 표준 CAN 컨트롤러보다 약간 클 뿐이다. 응용 프로그램은 변경되지 않아도 되고, CAN 적합성 검사(ISO 16845)의 광범위한 부분도 수행될 수 있다.

비트 길이의 축소는, 중재를 포함하는 이벤트 기반 통신의 경우 중재가 완수된 후에 비로소 이루어지는데, 그 이유는 앞에서 계속 기술한 것처럼 중재를 위해서는 버스 전반의 데이터 일관성이 요구되기 때문이다. 또는 그 외에 TTCAN 프로토콜과 고속 CAN 프로토콜을 조합할 수도 있는데, 그 이유는 TTCAN에서도 그 기본 구성이 ISO 11898-1의 표준에 상응하는 CAN 데이터 프레임 내에서 모든 데이터가 전송되기 때문이다. 이런 경우에 적어도, 중재는 실시되지 않고 버스 액세스가 배타적으로 할당되는 TTCAN 매트릭스의 배타적 시간 구간에서는, 주소 필드 및 제어 필드도 전체적으로 또는 부분적으로 축소된 비트 길이로 전송될 수도 있다.

또한 바람직하게는, 다양한 비트 길이 간 전이들은 간단하게 전환될 수 있는 전이 조건을 갖는 간단한 상태 모델에 의해 설명될 수 있다.

마찬가지로 바람직하게는, 보 레이트 프리스케일러(baud rate prescaler)에 의해 발진기 주기 또는 최소 시간 단위와 버스 시간 단위 사이의 스케일링 계수의 간단한 적응을 통해서 비트 길이의 전환이 이루어질 수 있다. 이 경우 당연히 전제 조건은 발진기 주기가 충분히 짧아야 한다.

하기에서는 도면을 참고로 본 발명을 더 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 방법과 관련하여 고속 CAN 컨트롤러가 취할 수 있는 다양한 상태 및 전이 조건들을 포함하는 상태 다이어그램의 개략도이다.
도 2는 전송 속도에 따라 상이한 비트 타이밍의 세팅에 대한 일례를 도시한 도이다.
도 3은 상이한 비트 길이의 영역들로의 본 발명에 따른 분할 및 예약 비트에 의한 식별 표시가 이루어지는, 표준 형식 및 확장 형식에서의 CAN 데이터 프레임의 구조를 도시한 도이다.
도 4는 TTCAN 프로토콜의 시간 제어식 전송 방법과 본원의 방법의 조합 시 비트 길이가 축소된 영역의 확장에 대한 일례를 시스템 행렬을 통해 도시한 도이다.
도 5는 배타적 TTCAN 시간 구간 내 데이터 프레임을 상이한 비트 길이의 영역들로 분할할 수 있는 한 방법을 도시한 도이다.
도 6은 종래 기술에 비해서 확장된, CRC 구분자 또는 확인응답 비트를 위한 승인 기준들을 도시한 도이다.

하기에서는 본 발명에 따른 방법과 장치에 대한 실시예들이 설명된다. 이러한 구체적인 실례들은 실시예의 설명을 위해 사용되지만, 본 발명의 사상의 범위를 제한하지는 않는다.

우선, 도 1 내지 도 3에 따른 제1 실시예에서는, 본 발명에 따른 고속 CAN 컨트롤러의 상태들과 관련 데이터 전송 특성뿐 아니라, 이들의 전이 및 이를 위해 필요한 전이 조건들이 설명된다.

도 1에는 고속 CAN 컨트롤러의 3가지 동작 상태, 즉 표준 CAN(101), 고속 CAN 중재(102) 및 고속 CAN 데이터(103)가 도시되어 있다. 표준 CAN(101)의 동작 상태에서 고속 CAN 컨트롤러는 표준 CAN 프로토콜에 따라 기능한다. 고속 CAN 중재(102)의 동작 상태에서 고속 CAN 컨트롤러는 표준 CAN 컨트롤러처럼 거동하지만, 고속 CAN 데이터 상태(103)로 변경될 수도 있다. 고속 CAN 데이터 상태(103)에서 고속 CAN 컨트롤러는 표준 CAN 컨트롤러처럼 기능하지만, 더 짧은 비트 시간을 갖는다. 컨트롤러는, 응응 프로그램에 의해 요구되는 경우, 스위치-온 이후에 고속 CAN 중재 모드(102)에 위치한다. 그 밖의 경우, 컨트롤러는 스위치-온 이후에 표준 CAN 모드(101)에 위치한다.

동작 진행 중에 버스 시간 단위("시간 할당량")와, 최소 시간 단위("최소 시간 할당량") 또는 발진기 클록 간에 스케일링 계수("프리스케일러")의 변경을 통한 시간 비트 길이의 변경이 수행된다. 그럼으로써 버스 시간 단위들의 길이와 그에 따른 비트들의 길이가 설정된다. 버스 시간 단위로 길이가 측정되는 비트 시간 세그먼트들은 변경되지 않은 상태로 유지되며, 재동기화를 위한 규칙 및 샘플 포인트의 위치도 마찬가지로 변경되지 않는다. 고속 CAN 중재(102) 및 표준 CAN(101)의 상태들에서는 긴 버스 시간 단위가 사용되고, 고속 CAN 데이터(103)의 상태에서는 짧은 버스 시간 단위가 사용된다. 그 대안으로, 비트 시간 세그먼트들의 세팅들도 각각의 상태 및 사용된 버스 시간 단위에 따라 변경될 수 있으며, 이는 도 2와 관련하여 더 상세하게 설명된다.

고속 CAN 중재 상태(102)에서, 예컨대 식별 표시로서, CAN 프레임 내에서 데이터 길이 코드(DLC)의 전방에 위치하는 "예약 비트"(R0)가 열성으로 송신된다. 표준 CAN 프로토콜에서는 상기 비트가 우성으로 전송되어야 한다고 규정되어 있다. 고속 CAN 컨트롤러가 상기 비트를 우성으로 수신한다면, 고속 CAN 컨트롤러는 영구적으로 표준 CAN 상태로 변경된다(상태 변경 T1 또는 T2). 그럼으로써, 고속 CAN과 표준 CAN 컨트롤러가 동일한 네트워크에서 사용될 수 있고, 이 경우 두 컨트롤러 모두 표준 CAN 프로토콜에서 기능하는 점이 보장된다. 표준 CAN 프로토콜에서 고정 값으로 규정되어 있는 또 다른 비트가 식별 표시로서 선택될 수도 있다.

고속 CAN 중재(102) 상태에서, 식별 표시로서 예컨대 DLC 전방의 "예약 비트"(R0)를 열성으로 수신하거나, 상기 예약 비트를 성공적으로 열성으로 송신하는 고속 CAN 컨트롤러는, 샘플 포인트에서부터 스케일링 계수를 전환함으로써 상기 비트를 더 짧은 버스 시간 단위로 전환하고, 고속 CAN 데이터(103) 상태로 변경된다(상태 변경 T3). 또한, 상태 변경은 적어도 거의 일정한 시간 간격으로 이루어질 수 있거나, 샘플 포인트 이후 소정의 개수의 버스 시간 단위의 경과 이후에 이루어질 수 있다.

고속 CAN 데이터(103)의 상태에 있는 고속 CAN 컨트롤러는, 2개의 조건 중 하나의 조건이 실현될 때까지, 상기 상태에서 유지된다.

(A) 고속 CAN 컨트롤러가 CAN 오류 프레임을 시작하는 이유를 확인하거나,

(B) CAN 프레임 내에서 CRC 구분자에 도달한 경우.

(A) 또는 (B)가 충족되면, 컨트롤러는 다시 고속 CAN 중재(102)의 상태로 스위칭된다(상태 변경 T4).

DLC와 CRC 구분자 사이의 영역에서는 CAN 프로토콜에 따라 오류 프레임을 시작하는 2가지 이유가 있다. 즉, (A1)송신기가 비트 오류를 확인하거나, (A2)수신기가 스터프(stuff) 오류를 확인한다. 경우에 따라 중첩되는 오류 플래그의 종료 시, 즉 오류 구분자의 시작 시, 네트워크 내 모든 컨트롤러는 고속 CAN 중재(102)의 상태에 위치한다.

(A1)과 (A2)에서뿐만 아니라, (B)에서도 고속 CAN 중재(102) 상태로의 변경(T4)이 이루어지며, 그에 따라 조건이 실현되는 샘플 포인트에서, 또는 상기 샘플 포인트에 대해 적어도 거의 일정한 시간 간격을 두고 스케일링 계수의 전환이 이루어진다. 상태 변경은 샘플 포인트 이후 소정 개수의 버스 시간 단위가 경과 하고 나서도, 예컨대 위상 버퍼 세그먼트(2)의 종료 시에도 이루어질 수 있다(도 2 참조).

도 2에는, 각각의 전송되는 비트가 버스 시간 단위로 길이가 측정되는 비트 시간 세그먼트들로 분할되는 점이 설명된다. 이런 세팅들은 통상적으로 각각의 버스 가입자에서 구성되며, 버스를 통한 신호 전파 시간 및 사용된 클록 발생기들 또는 발진기들 하에서의 공차를 보상하는 역할을 한다. 이제 본 발명에 따른 고속 CAN 컨트롤러들에서는, 각각의 상태 및/또는 현재 사용되는 버스 시간 단위에 따라서 개별적으로 비트 시간 세그먼트들의 세팅들이 실행될 수 있다. 이를 위해, 구성 세팅들이 내부에 저장되어 있는 대응하는 레지스터들이 이중으로 제공될 수 있다. 설명한 예에서 하나의 비트(210)를 위한 개별 세그먼트들은 200㎱의 버스 시간 단위로 도시되어 있고, 4개의 연속되는 비트(220)에 대한 세그먼트들은 50㎱의 버스 시간 단위로 도시되어 있다. 비트(210)의 경우 전파 시간 세그먼트는 1개의 버스 시간 단위의 길이에 불과한 반면, 위상 버퍼 세그먼트 1과 2는 각각 4개의 버스 시간 단위를 점유한다. 그에 반해서 220에서의 각각의 비트의 경우, 전파 시간 세그먼트와 위상 버퍼 세그먼트 1 및 2의 길이는 각각 3개의 버스 시간 단위에 상응한다.

고속 CAN 중재(102)와 표준 CAN(101)의 상태들에서는 긴 버스 시간 단위가 사용되고, 비트 시간 세그먼트들은 도시된 비트(210)의 비트 시간 세그먼트들에 상응하며, 고속 CAN 데이터(103)의 상태에서는 짧은 버스 시간 단위가 사용되고, 비트 시간 세그먼트들은 도시된 비트(220)의 비트 시간 세그먼트들에 상응한다.

본 발명에 따른 경우, 고속 CAN 데이터의 상태에서 특히 빠른 전송 속도에 관련될 수 있는 발진기 공차를 CAN 재동기화 메커니즘을 통해 최대한 양호하게 보상할 수 있도록 하기 위해, 고속 CAN 데이터의 상태에서의 전파 시간 세그먼트를 가능한 한 짧게, 다시 말하면 예컨대 1개의 버스 시간 단위의 길이로 선택하는 것이 특히 바람직할 수 있다.

하기에서는 도 3에 따라, 사용된 데이터 프레임들의 구성, 상이한 비트 길이를 갖는 영역들, 컨트롤러의 각각의 상태에 따른 상기 영역들의 의존성 및 본 발명에 따른 식별 표시가 설명된다.

도 3에는 2가지 가능한 버전, 즉 표준 형식 및 확장 형식으로 ISO 11898-1에 의거하는 CAN 데이터 프레임의 구조가 도시되어 있다. 두 버전 모두에 대해, 본 발명에 따라 고속 CAN 중재(102)와 고속 CAN 데이터(103) 상태들 간에 전환이 이루어지는 영역들이 도시되어 있다. 그와 더불어 수반되는 비트 길이의 전환 및 스케일링 계수의 대응하는 변경도 역시 도시되어 있다. 마지막으로, DLC 이전에 전송되는 "예약 비트"(R0)에는, 상기 실시예에서 선택된, 본 발명에 따른 식별 표시의 위치가 여전히 표시되어 있다.

데이터 전송 속도를 위한, 제1 실시예에 따라 실시되는 방법의 장점에 대해서는 다음의 고려 사항에서 구체적으로 설명된다. 즉, 8 바이트의 데이터 필드 길이, 11비트 주소 지정을 갖는 표준 형식의 데이터 프레임 및 500kBit/s의 보 레이트를 전제로 한다. 또한, "예약 비트"(R0) 이후 스케일링 계수가 계수 4만큼 증가한다고 가정된다. 즉, 이 경우 비트 길이는 "예약 비트"(R0) 이후에 2 마이크로초에서 0.5 마이크로초로 축소될 수도 있다. 상기 예에서 가능한 스터프 비트를 무시할 경우, 데이터 프레임당 표준 비트 길이를 갖는 27비트(SOF, 식별자, RTR, IDE, r0, ACK-필드, EOF, 중지)와 축소된 비트 길이를 갖는 84비트(DLC, 데이터, CRC, CRC 구분자)가 전송되며, 그럼으로써 96 마이크로초 이내에 111비트의 유효 전송 용량이 제공된다. 이는, 버스 부하가 동일하다는 가정 하에, 수정되지 않은 표준 CAN 전송에 비해서 계수 2.3만큼 증가한 데이터 전송 속도에 상응한다.

나머지 조건들은 동일한 상태에서 29비트 주소 지정을 갖는 확장 형식을 전제로 한다면, 데이터 프레임당 표준 비트 길이를 갖는 47비트와 축소된 비트 길이를 갖는 84비트가 전송되며, 그럼으로써 136 마이크로초 이내에 131비트의 유효 전송 용량이 제공된다. 이는, 버스 부하가 동일하다는 가정 하에, 표준 전송 용량에 비해 계수 1.9만큼 증가한 데이터 전송 속도에 상응한다.

하기에서는 도 4와 도 5를 토대로 또 다른 실시예를 설명한다.

도 4에는 ISO 11898-4에 기재된 기본 주기 및 시간 구간을 갖는, 상기 표준에 따른 TTCAN 네트워크의 시스템 행렬이 도시되어 있다. 특정 데이터 프레임의 전송을 위해 배타적으로 제공되는 "메시지 A", "메시지 C" 등으로 지칭되는 시간 구간이 존재하는 한편, "중재"로 지칭되는 또 다른 시간 구간에서는 버스 액세스가 통상적인 CAN 중재에 의해 할당된다.

제2 실시예에서는, 별도로 설명되어 있지 않은 모든 데이터 프레임이 제1 실시예의 방법에 따라 다루어진다. 그 외에 사전에 확정되고 배타적으로 할당되는 특정 시간 구간 동안에 비트 길이의 축소는 스케일링 계수의 적응에 의해 이미 더 이른 시점에, 예컨대 SOF 비트에서부터 수행되고, 예컨대 CRC 필드의 종료 시까지 지속된다. 상기 방식으로 수정되어 전송되는 데이터 프레임에 대한 일례가 도 5에 도시되어 있다. 임박한 고속 전송에 대한 식별 표시로서 예컨대 선행하는 기준 메시지의 예약 비트가 고려될 수 있다. 상기 비트의 설정은, 설명된 경우에서는, 후속 기본 주기에서 배타적인 시간 구간에서 전송되는 데이터 프레임들이 이미 SOF 비트에서부터, 그리고 CRC 필드의 종료 시까지 가속되는 점, 다시 말해 축소된 비트 길이로 전송된다는 점을 시그널링할 것이다.

한 바람직한 실시예에 따라, 각각의 기본 주기에서, 즉 반복 계수 1과 함께 전송되는 배타적 데이터 프레임만이 본원의 방법에 의해 추가로 가속되는 점을 생각해볼 수 있다. 이런 경우는 도 4에 도시되어 있다. 예시로서 도시된 시스템 행렬에서는 "메시지 A" 및 "메시지 C"로 지칭되는 데이터 프레임들이 설명한 방법에 따라 가속되어, 각각 선행하는 기준 메시지 내 대응하는 식별 표시와 함께 전송될 것이다.

제2 실시예에 설명된 방법의 경우, 식별 표시를 생략하고, 모든 배타적 시간 구간에서 데이터 프레임들이 기본적으로 예컨대 SOF 비트와 CRC 필드의 종료 사이에서와 같은 확정된 영역에서 축소된 비트 길이로 전송되도록 확정할 수도 있다. 이런 이유에서, 도 4에서는 식별 표시에 "optional(선택 사양)"이라는 표시가 제공된다.

도시된 제2 실시예에서 본원의 방법의 장점은 제1 실시예에서보다 더 많은데, 그 이유는 중재 및 제어 필드의 비트들도 배타적인 시간 구간 이내에 고속으로 전송되기 때문이다. 실제로 달성되는 데이터 전송 속도는 적어도 배타적 시간 구간의 비율 및 주소 지정 유형에 따라 결정된다.

ISO 11898-1에 명시된 방법에 비해서 수정된 한 방법은, 도 6에서 더 상세하게 설명되는 것처럼, 고속 CAN 컨트롤러에서 송신 확인응답(CRC 구분자 및 확인응답 구간)의 처리를 위해 필요할 수 있다.

도 6의 "A"에는 내부 처리 시간 및 신호 전파 시간이 매우 짧은 경우에 고속 CAN 데이터 상태에서 고속 CAN 중재로 전이되는 이상적인 시퀀스가 도시되어 있다. 송신기는 단일의 열성 비트로서 CRC 구분자를 송신하고, 본 발명의 앞서 설명한 실시예들에 따라 예컨대 상기 CRC 구분자 비트의 샘플 포인트에서 또는 위상 버퍼 세그먼트(2)의 경과 이후에 고속 CAN 중재 상태로 변경된다. 수신기도 예컨대 상기 비트 위치에서 고속 CAN 중재의 상태로 변경된다. 스케일링 계수의 리셋을 수반하는 상기 상태 전이들(T4)은 예컨대 신호 전파 시간 또는 내부 처리 시간을 바탕으로 상이한 버스 가입자들에서 정확하게 일치하지 않는 시점들에서 실시될 수 있다. 즉, 관여된 버스 가입자들은 정확하게 일치하지 않은 시점들에서 버스 시간 단위에 대한 그들의 스케일링 계수를 다시 초기 상태로 세팅한다. 그 결과 버스 가입자들에 대해 후속 비트의 상이한 시작 시점들이 제공된다.

CRC 구분자의 수신 이후에, 수신기의 CRC 체크가 긍정적이었다면, 각각의 수신기는 개별적인 우성 확인응답 비트를 송신한다. 상기 송신이, 예컨대 수신기들이 버스의 이격된 말단들에 연결되어 있어서 상대적으로 늦어지면, 열성 CRC 구분자 비트가 1비트보다 더 길게 나타날 수 있다. 상기 경우는 도 6의 "B"에 도시되어 있다. 그 외에도 확인응답 비트들의 중첩을 통해 확인응답 구간이, 도 6의 "C"에 도시된 것처럼, 1비트보다 더 길게 나타날 수 있다. 경우에 따라 상기 확인응답 비트들의 위상 변위된 전송 시점들을 보상하도록 하기 위해서, 고속 CAN 컨트롤러들에서의 상기 비트들의 처리는, 고속 CAN 중재 상태에서 CRC 구분자 직후에, 또는 1비트 더 늦게 개시되는 1비트 또는 2비트 길이의 우성 확인응답 구간이 유효한 확인응답으로서 인식되는 방식으로 변경될 수 있다.

이어서, 확인응답 비트의 하강 에지(falling edge)에 의해 버스 가입자들이 통상적인 재동기화 메커니즘의 범주에서 다시 동기화된다. 송신기로부터 CRC 구분자의 제1 비트 이후에 추가 열성 비트가 1개만이 아니고 2개가 수신된다면, 이는 상기 송신기의 경우 확인응답 오류이다. 제2 우성 확인응답 비트 이후에 제3 우성 비트가 수신된다면, 이는 모두 형식 오류이다.

확인응답 구간 이후에는, 표준 CAN에서처럼, 1비트 길이의 열성 확인응답 구분자가 후속된다. 표준 CAN에서처럼, CRC 오류를 검출한 고속 CAN 수신기는 확인응답 구분자 이후의 비트에서 비로소 오류 프레임을 시작한다.

요컨대, 전술한 본 발명에 의해, CAN 네트워크에서 데이터 프레임들이 더 짧은 시간 이내에 전송될 수 있게 하는 동시에 오류 검출 및 오류 처리와 관련한 CAN의 주요 특성뿐 아니라 네트워크 전반의 데이터 일관성이 유지될 수 있게 하는 방법을 제공하는 과제가 해결된다.

Claims (17)

1. 네트워크를 통해 데이터 프레임을 교환하는 2개 이상의 관여하는 데이터 처리 유닛을 포함하는 네트워크에서 데이터를 전송하기 위한 방법이며,
   전송되는 데이터 프레임은 CAN 사양 ISO 11898-1에 의거한 논리 구조를 포함하고,
   하나의 데이터 프레임 내에서 시간 비트 길이는 2개 이상의 값을 취할 수 있고,
   데이터 프레임의 내부에서 제1 사전 설정 가능 영역의 경우 시간 비트 길이는 약 1 마이크로초의 사전 설정된 최소값보다 길거나 그와 동일하고, 데이터 프레임의 내부에서 하나 이상의 제2 사전 설정 가능 영역에서는 시간 비트 길이가 제1 영역에 비해 적어도 이등분되며, 바람직하게는 이등분된 것보다 더 짧은, 데이터 전송 방법에 있어서,
   시간 비트 길이의 변경은 동작 진행 중에 최소 시간 단위에 대해 또는 발진기 클록에 대해 상대적으로 버스 시간 단위의 세팅을 위한 2개 이상의 스케일링 계수를 사용하여 실현되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
2. 제1항에 있어서, 버스 가입자들의 제2 영역은 오류 프레임의 시작에 대한 이유를 인식한 직후에, 또는 재전환을 위해 확정된 비트에 도달한 직후에 종료되고, 버스 가입자들 내 스케일링 계수는 제1 영역의 값으로 세팅되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 버스 액세스는 ISO 11898-1에 기재된 중재를 통해 할당되며, 데이터 프레임의 내부에서 사전 설정 가능한 제2 영역은 빨라도 데이터 길이 코드의 제1 비트로 시작되고 늦어도 CRC 구분자의 비트로 종료되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 시간 비트 길이의 변경은 제1 사전 설정 가능 영역의 내부에 위치하는 식별 표시에 의해 시그널링되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 식별 표시는 데이터 프레임의 제어 필드 내부의 예약 비트인 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 버스 액세스는 ISO 11898-4에 기재된 시간 제어식 방법에 의해 할당되며, 데이터 프레임의 내부에서 사전 설정 가능한 제2 영역은 빨라도 데이터 프레임의 프레임 시작 비트로 시작되고 늦어도 CRC 구분자의 비트로 종료되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
7. 제1항 또는 제2항 또는 제6항에 있어서, 데이터 프레임들의 주소들과, 시간 비트 길이의 변경이 실시되는 데이터 프레임들 내부의 영역들은 시간 제어식 버스 통신의 구성의 범주에서 확정되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
8. 제1항 또는 제2항 또는 제6항에 있어서, 시간 비트 길이의 변경은 앞서 송신된 기준 메시지 내에 위치하는 식별 표시에 의해 시그널링되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 버스 가입자들에서 제2 영역으로의 전이는, 전환을 위해 확정된 식별 표시 또는 전환을 위해 확정된 비트를 인지한 직후에 실행되며, 스케일링 계수가 전환되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 통신 프로토콜은, 송신측 버스 가입자들이 ISO 11898-1 사양에 비해서 하나 이상의 수신기에 의한 데이터 프레임의 올바른 수신에 대한 1비트만큼 너무 늦은 확인응답(Acknowledge), 및/또는 최대 2비트 길이의 확인응답 구간을 승인하여 오류로서 처리하지 않는 방식으로 변경되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 영역과 제2 영역에서 비트 시간 세그먼트들로 비트들을 분할하기 위해 상이한 값들이 사용되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
12. 2개 이상의 관여하는 데이터 처리 유닛과 데이터 프레임을 전송하기 위한 연결부를 포함하는 네트워크에서 데이터를 전송하기 위한 장치이며,
    전송된 데이터 프레임들은 CAN 사양 ISO 11898-1에 의거하는 논리 구조를 포함하고,
    2개 이상의 상이한 스케일링 계수가 최소 시간 단위에 대해 또는 발진기 클록에 대해 상대적으로 버스 시간 유닛을 세팅하기 위해 사용되고,
    1회 이상의 세팅에서 세팅 결과로 발생하는 시간 비트 길이는 약 1 마이크로초의 사전 설정된 최소값보다 길거나 그와 동일하고, 1회 이상의 제2 세팅에서는 제1 세팅에 비해서 적어도 이등분되며, 바람직하게는 이등분된 것보다 더 짧은, 데이터 전송 장치에 있어서,
    세팅의 전환은 동작 진행 중에 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 장치.
13. 제12항에 있어서, 버스 시간 단위의 세팅을 위해 사용할 스케일링 계수의 2개 이상의 상이한 값, 또는 스케일링 계수의 기본 값뿐 아니라, 하나 이상의 관련 승수 및/또는 제수가 이를 위해 제공되는 하나 이상의 레지스터 또는 데이터 필드의 명시에 의해 세팅될 수 있는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 장치.
14. 제12항에 있어서, 비트 시간 세그먼트들의 세팅을 위해 사용할 2개 이상의 상이한 값은 이를 위해 제공되는 하나 이상의 레지스터 또는 데이터 필드의 명시에 의해 세팅될 수 있는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 장치.
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 2개 이상의 스케일링 계수 간의 전환은 제2항 내지 제9항에 설명된 방법에 따라서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 장치.
16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 오류 프레임의 시작을 위한 이유의 인지 시, 또는 상이한 스케일링 계수의 사용을 시그널링하지 않는 식별 표시의 값의 수신 시 버스 가입자들 내의 스케일링 계수가 하나의 값으로 설정됨으로써, 전체 데이터 프레임 내의 비트 길이는 일관적이며, 표준 ISO 11898-1에 의거하여 허용된 값에 상응하는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 장치.
17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 전송 장치를 사용하여 송신하는 버스 가입자는, 하나 이상의 수신기에 의한 데이터 프레임의 올바른 수신에 대해 사양 ISO 11898-1에 비해서 1비트 늦은 확인응답(Acknowledge), 및/또는 최대 2비트 길이의 확인응답 구간을 승인하여 오류로서 처리하지 않는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 장치.

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