KR20160083100A - 버스 시스템용 가입자국, 그리고 버스 시스템 내의 라인 전도성 방출을 감소시키는 방법 - Google Patents

버스 시스템용 가입자국, 그리고 버스 시스템 내의 라인 전도성 방출을 감소시키는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 버스 시스템(1)용 가입자국(10; 30), 그리고 버스 시스템(1) 내의 라인 전도성 방출을 감소시키기 위한 방법에 관한 것이다. 가입자국(10; 30)은 버스 시스템(1)의 버스(40)의 신호를 지연시키기 위한 제1 지연 소자(125)와, 버스 시스템(1)의 버스(40)의 신호를 지연시키기 위한 제2 지연 소자(126)를 포함하며, 제1 및 제2 지연 소자(125, 126)의 지연 시간은, 버스(40) 상에서의 상승 및 하강 신호 에지 동안 신호 밸런싱을 수행하기 위해, 버스 상태에 따라 또는 그와 무관하게 버스 시스템(1)의 버스(40) 상에서의 상승 및 하강하는 신호 에지들에 대해 디지털 방식으로 설정될 수 있다.

Description

버스 시스템용 가입자국, 그리고 버스 시스템 내의 라인 전도성 방출을 감소시키는 방법{SUBSCRIBER STATION FOR A BUS SYSTEM AND METHOD FOR REDUCING LINE-CONDUCTED EMISSIONS IN A BUS SYSTEM}
본 발명은 버스 시스템용 가입자국, 그리고 버스 시스템 내의 라인 전도성 방출을 감소시키기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법에 따라 버스 신호의 스위칭 과정 동안 발생하는 스위칭 에지들(switching edges)의 밸런싱이 달성된다.
CAN 버스는 신호 밸런싱에 대한 요구도가 높은 차동 버스 시스템(differential bus system)이다. 이러한 시스템에서는, 신호 밸런싱이 좋아질수록, 예컨대 자동차 라디오와 같은 가입자국에서의 간섭 및 간섭 방출이 더 약화된다. 역위상 신호들(CAN_H 및 CAN_L)은, 이들의 평균값이 중간 전압(middle voltage)(VCC5/2 = 2.5V)과 가능한 적은 편차를 갖도록 제어되어야 한다.
현재, 신호 밸런싱은, 신호들(CAN_H - CAN_L)의 차동 전압이 약 2V의 값을 갖는 우성 버스 상태 또는 버스의 우성 상태에서 평균값 전압이 2.5V가 되도록, 스위치의 대지(GND) 저항과 대전위(VCC5) 저항이 밸런싱되는 방법으로 달성된다. 스위치 저항들의 밸런싱은 예컨대 전문적인 설계를 통해, 또는 예컨대 DE10250576A1호에 기술되어 있는 제어 회로들을 통해 수행된다.
그러나 문제는 스위칭 에지들에서 발생하는데, 그 이유는 CAN_H 및 CAN_L을 위한 구동단들(driver stage)이 상이한 지연 시간을 갖기 때문이다. 이런 지연은 프로세스 및 온도에 따라 좌우되며 노후화의 영향을 받는다. 그럼으로써, 고정된 전파 시간 보상은 단지 평균값 전압에서의 간섭 피크들의 불충분한 감소만을 달성할 수 있다.
그러므로 본 발명의 과제는 앞에서 언급한 문제들을 해결하는 버스 시스템용 가입자국 및 방법을 제공하는 것이다. 특히, 평균값 전압이 스위칭 과정 동안 이상값(ideal value)(VCC5/2)으로부터 가능한 적은 편차를 갖고, 방출되는 간섭의 유의적인 감소가 가능하며, 노후화 및 온도 드리프트 조건에서도 버스 신호의 최적의 밸런싱이 달성될 수 있게 하는 것을 목표로, 버스 신호의 스위칭 과정 동안 발생하는 스위칭 에지들의 밸런싱이 달성되게 하는 버스 시스템용 가입자국 및 방법을 제공해야 한다.
상기 과제는 특허 청구항 제1항에 따른 버스 시스템용 가입자국에 의해 해결된다. 가입자국은 버스 시스템의 버스의 신호를 지연시키기 위한 제1 지연 소자(delay element)와, 버스 시스템의 버스의 신호를 지연시키기 위한 제2 지연 소자를 포함하며, 제1 및 제2 지연 소자의 지연 시간은, 버스 상에서 상승하고 하강하는 신호 에지 동안 신호의 밸런싱을 수행하기 위해, 버스 상태에 따라 또는 그와 무관하게 버스 시스템의 버스 상에서 상승하고 하강하는 신호 에지들에 대해 디지털 방식으로 설정될 수 있다.
본원의 가입자국에 의해, CAN-H 및 CAN_L을 위한 구동단들에 대한 지연 시간은 장시간 작동 동안에도 상호 조정된다. 그에 따라 평균값 전압에서 간섭 피크들은 가입자국의 노후화 및 온도 드리프트 시에도 효과적으로 보상될 수 있다. 그러므로 노후화 및 온도 드리프트 시에도 최적의 밸런싱이 가능하다.
또한, 본원의 가입자국에 의해, 스위칭 과정 동안 발생하는 신호 스위칭 에지들의 밸런싱이 가능하다. 그에 따라, 상이한 신호 경로들에서, 부품 부정합(component mismatch)으로 인해 발생할 수 있는 전류 오차는 방지될 수 있다.
또한, 방출되는 간섭이 상당히 감소한다.
본원의 가입자국의 바람직한 추가 구현예들은 종속 청구항들에 명시되어 있다.
본원의 가입자국은 추가로, 버스 상으로 신호들을 송신하기 위한 송신 유닛을 포함하며, 제1 및 제2 지연 소자는 송신 유닛의 CAN_L 신호 경로 또는 CAN_H 신호 경로 내에 배치된다.
본원의 가입자국의 경우, 지연 소자들은 가능하면, 지연 소자들의 지연 시간이 상보적 경로의 대응 지연 시간보다 확실히 더 짧은 시간 내지 확실히 더 긴 시간이 되도록 형성될 수 있다.
또한, 전술한 가입자국은, 버스 상의 전압을 합산하기 위한 합산 블록과, 합산 블록에서 송출되는 합계 전압(sum voltage)의 필터링을 위한 커패시터와, 버스 상에서 상승하고 하강하는 신호 에지 동안 신호 밸런싱을 수행하기 위해, 커패시터에 의해 필터링된 합계 전압의 평가를 위한 아날로그/디지털 컨버터를 포함한다. 이 경우, 가입자국은 합계 전압에서의 전압 피크들을 이들의 진폭 레벨 및/또는 시간 폭과 관련하여 평가하도록 형성되고, 그리고/또는 버스 신호의 열성-우성 전이 시 합계 전압에서의 전압 피크들을 계수하기 위한 제1 누산 레지스터(accumulation register)와, 버스 신호의 우성-열성 전이 시 합계 전압에서의 전압 피크들을 계수하기 위한 제2 누산 레지스터를 추가로 포함하며, 열성-우성 전이의 경우 합계 전압에서 전압 피크가 양일 때 제1 누산 레지스터는 가산되고, 그에 따라 제1 지연 소자의 지연이 약화되며, 우성-열성 전이의 경우 합계 전압에서 전압 피크가 양일 때 제2 누산 레지스터는 가산되고, 그에 따라 제2 지연 소자의 지연이 약화할 수 있는 가능성도 존재한다.
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.
또한, 앞에서 언급한 과제는, 특허 청구항 제7항에 따라 버스 시스템 내의 라인 전도성 방출을 감소시키기 위한 방법을 통해 해결된다. 상기 방법의 경우, 버스 시스템의 가입자국에 버스 시스템의 버스의 신호를 지연시키기 위한 제1 지연 소자와, 버스 시스템의 버스의 신호를 지연시키기 위한 제2 지연 소자가 제공되고, 제1 및 제2 지연 소자의 지연 시간은, 버스 상에서 상승하고 하강하는 신호 에지 동안 신호 밸런싱을 수행하기 위해, 버스 상태에 따라 또는 그와 무관하게 버스 시스템의 버스 상에서 상승하고 하강하는 신호 에지들을 위해 디지털 방식으로 설정된다.
본원의 방법은 가입자국과 관련하여 앞에서 언급한 것과 동일한 장점들을 제공한다.
본원의 방법의 바람직한 추가 구현예들은 특허 종속 청구항들에 명시되어 있다.
본원의 방법의 경우, 지연 소자들은, 지연 소자들의 지연 시간이 상보적 경로의 대응 지연 시간보다 확실하게 더 짧은 시간 내지 확실히 더 긴 시간이 되도록 형성될 수 있다.
또한, 본원의 방법의 경우, 합산 블록은 버스 상의 전압을 합산할 수 있고, 커패시터는 합산 블록으로부터 송출되는 합계 전압을 필터링할 수 있으며, 아날로그/디지털 컨버터는, 버스 상에서 상승하고 하강하는 신호 에지 동안 신호 밸런싱을 수행하기 위해, 커패시터에 의해 필터링된 합계 전압을 평가할 수 있다. 이 경우, 합계 전압에서의 전압 피크들은 이들의 진폭 레벨 및/또는 시간 폭과 관련하여 평가될 수 있고, 그리고/또는 제1 누산 레지스터는 버스 신호의 열성-우성 전이 시 합계 전압에서의 전압 피크들을 계수하고, 제2 누산 레지스터는 버스 신호의 우성-열성 전이 시 합계 전압에서의 전압 피크들을 계수하며, 열성-우성 전이의 경우 합계 전압에서 전압 피크가 양일 때 제1 누산 레지스터는 가산되고, 그에 따라 제1 지연 소자의 지연은 약화되며, 우성-열성 전이의 경우 합계 전압에서 전압 피크가 양일 때 제2 누산 레지스터는 감산되고, 그에 따라 제2 지연 소자의 지연은 강화된다. 감산 및 가산은, 지연 소자들이 CAN_L 경로 내에 배치되는 경우에 적용된다.
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 버스 신호의 설정 전압 특성곡선을 나타낸 그래프이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 버스 시스템에서 시간에 걸친 다양한 전압 특성곡선들을 나타낸 그래프이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 버스 시스템의 가입자국의 송신 유닛의 전기 회로도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 버스 시스템의 가입자국의 송신 유닛의 전기 회로도이다.
도 6은 제3 실시예에 따른 버스 시스템의 가입자국의 송신 유닛의 전기 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. 송신 유닛(12)은 메시지들(45, 47)의 신호 형태의 송신을 위해, 그리고 차후에 훨씬 더 상세히 기술되겠지만, 신호 밸런싱에 대한 버스 시스템(1)의 요건을 충족하기 위해, 버스 시스템(1) 내 라인 전도성 방출을 감소시키는 데 이용된다. 라인 전도성 방출은 버스(40) 상에서 발생할 수 있다. 통신 제어 유닛(11)은 종래의 CAN 컨트롤러처럼 구현될 수 있다. 수신 유닛(13)은 그 수신 기능과 관련하여 종래의 CAN 트랜시버처럼 구현될 수 있다. 송/수신 유닛(14)은 종래의 CAN 트랜시버처럼 구현될 수 있다.
도 2에는, 도 4에 더 구체적으로 도시되어 있는 송신 유닛(12)에 의해 생성되는 것과 같은 스위칭 에지들(51, 52)을 갖는, 시간(t)에 걸친 전압 특성곡선(U)이 도시되어 있다. 스위칭 에지(51)는 우성 상태(53)에서 열성 상태(54)로 신호의 전이에 상응한다. 스위칭 에지(52)는 열성 상태(54)에서 우성 상태(53)로 신호의 전이에 상응한다. 도시된 전압 특성곡선은 송신 유닛(12)에 의해 생성될 설정 전압 특성곡선처럼 스위칭 에지들(51, 52)을 갖는다. 우성 상태(53)는 우성 버스 상태에 상응한다. 열성 상태(54)는 열성 버스 상태에 상응한다.
도 3에는, 마이크로초 단위(㎲)의 시간(t)에 걸쳐 볼트(V) 단위의 다양한 전압 특성곡선들이 도시되어 있다. 도 3의 최상부(A)는 시간(t)에 걸쳐 두 버스 전압(CAN_H 및 CAN_L)의 특성곡선에 대한 2가지 상이한 예를 차례로 나타낸 것이며, 이들 중 도 3에서 좌측 예시는 이미 도 2에서 구체적으로 설명하였다. 그 아래 도시된 도 3의 부분(B)은 개별 예시에 대해 각각 도출된, 두 버스 전압(CAN_H 및 CAN_L)의 합계 전압(USUM), 다시 말해 CAN_H + CAN_L의 특성곡선을 나타낸다. 도 3에서 좌측에 도시된 두 버스 전압(CAN_H 및 CAN_L)의 특성곡선의 경우, 합계 전압(USUM)은 일정한 전압값(Vcc)을 갖는다. 그에 반해, 중앙 및 우측에 도시된 경우들에서는 버스 전압들(CAN_H 및 CAN_L)이 시간에 따라 서로 오프셋됨으로써, 합계 전압(USUM)에서 전압 피크들이 발생하며, 이는 도 4와 관련하여 훨씬 더 상세히 기술될 것이다.
이 경우, 합계 전압(USUM)이 공급 전압(Vcc)에 대해 더 적은 편차를 가질수록, 가입자국(10, 20, 30)의 방출이 더 약화되는 점이 적용된다.
방출의 원인은, 버스 전압들(CAN_H 및 CAN_L)을 위한 구동기들이 버스(40) 상에서의 스위칭 과정 동안 이상적으로 균일하게 구동될 수 없다는 점에 있기 때문에, 도 4에 도시된 것처럼, 인위적인 지연 장치들이 CAN_H 및 CAN_L을 위한 출력단들의 구동 회로들 내에 통합된다.
도 4에 따라, 송신 유닛(12)은 구동단(121)과, 버스(40)의 버스 코어(41)(CAN_H)로 전류를 전도하는 CAN_H 출력단(122)과, 버스(40)의 버스 코어(42)(CAN_L)로 전류를 전도하는 CAN_L 출력단(123)을 포함한다. 그에 따라, 버스 코어(41)는 신호(CAN_H)의 전송을 위해 제공되고, 버스 코어(42)는 신호(CAN_L)의 전송을 위해 제공된다.
도 4에서는, 버스 코어들(41, 42)이 저항(124)에서 종결된다. 그에 따라, 저항(124)은 버스(40)의 파동 임피던스(surge impedance)와 동일한 저항을 가지며, 그로 인해 버스(40) 상에서 반사가 발생하지 않게 된다. 도 4의 회로는 저항(124)과 관련하여 극히 간소화되어 있다. 실제로는, 버스 코어들(41, 42)의 각각의 라인 종단에 종결을 위해 직렬로 연결된 각각 2개의 60Ω짜리 저항이 제공된다. 각각의 중점은 2.5V로 결정된다.
도 4에서도 알 수 있는 것처럼, 송신 유닛(12)은, 디지털 방식으로 설정될 수 있는 제1 및 제2 지연 소자(125, 126)와, 신호 CAN_H 및 신호 CAN_L이 그 내로 입력되어 합산되는 합산 블록(127)을 추가로 포함한다.
송신 유닛(12)의 동작 중에, 다시 말하면 버스 시스템(1) 내의 라인 전도성 방출을 감소시키기 위한 방법이 실행되는 동안, 구동단(121)은 단자(TX0)로부터 송신 신호(TX-신호)를 수신하여, CAN_H 출력단(122) 및 CAN_L 출력단(123)을 위한 전류 신호 또는 전압 신호를 발생시킨다. 도 4의 회로 내의 합산 블록(127)은 송신 유닛(12)의 동작 동안 도 3의 부분(B)에 따른 합계 전압(CAN_H + CAN_L)을 계산한다.
앞에서 도 2와 관련하여 언급한 것처럼, CAN 버스(40)는 2개의 논리 상태, 요컨대 우성 상태(53)와 열성 상태(54)를 가질 수 있다. 열성 상태(54)에서 도 4의 두 출력단(122, 123)은 스위치 오프되고 신호 전압들(CAN_H 및 CAN_L)은 외부 회로에 의해 2.5V로 조정된다. 우성 상태(53)에서 도 4의 두 출력단(122, 123)은 스위치 온된다. 전압들(CAN_H 및 CAN_L)은 전형적으로 2V만큼 서로 차이가 나며, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼 중간 전압(2.5V)에 대한 밸런스 저장부(balanced storage)를 갖는다.
이 경우, 도 3의 부분(B)에서 알 수 있는 것처럼, 열성 상태(54)에서 우성 상태(53)로 전이 시, CAN_H 출력단(122)이 시간상 CAN_L 출력단(123)보다 먼저 스위치 온된다면, 도 4의 합산 블록(127)의 출력 신호에는 항상 합계 전압(CAN_H + CAN_L)에서의 양의 전압 피크(스파이크)가 공급된다는 점이 적용된다. 이와 반대로, CAN_H 출력단(122)이 시간상 CAN_L 출력단(123)보다 늦게 스위치 온된다면, 합계 전압(CAN_H + CAN_L)에서 음의 전압 피크(스파이크)가 존재한다.
또한, 우성 상태(53)에서 열성 상태(54)로 전이 시, CAN_H 출력단(122)이 시간상 CAN_L 출력단(123)보다 늦게 스위치 오프된다면, 합계 전압(CAN_H + CAN_L) 내에 항상 양의 전압 피크가 존재한다는 점이 적용된다. 이와 반대로, CAN_H 출력단(122)이 시간상 CAN_L 출력단(123)보다 먼저 스위치 오프된다면, 합계 전압(CAN_H + CAN_L) 내에는 음의 전압 피크가 존재한다.
본 실시예에 따라, 도 4에서 디지털 방식으로 설정될 수 있는 제1 및 제2 지연 소자(125, 126)에 의한 지연은 버스 상태에 따라 매칭된다. 이 경우, 열성 상태(54)(도 2 참조)에서 우성 상태(53)(도 2 참조)로의 전이를 위해, 우성 상태(53)에서 열성 상태(54)로 전이를 위한 경우와 다른 비트 설정이 선택된다. 그에 따라, 스위칭 밸런스에 대한 최상의 결과가 달성될 수 있다.
본 실시예의 경우, CAN_H 출력단(122)에서 상대적으로 더 느린 PMOS 트랜지스터를 보상하기 위해, 바람직하게는 CAN_L이 지연된다. 여기서 목표는, 버스 신호들 또는 버스 전압들(CAN_H 및 CAN_L)의 두 에지가 동시에 발생하게 하는 것이다. 이 경우, CAN_H 경로는 CAN_L 경로보다 명백히 더 느리기 때문에, 추가 지연 소자들의 지연 시간은, 설정 범위로써 CAN_H 경로 및 CAN_L 경로의 스위칭 시간을 확실하게 밸런싱할 수 있도록 선택된다. 이 경우, CAN_L 경로 내에서 추가 지연(들)의 보정 범위의 폭을 결정하기 위해, 특히 온도, 프로세스, 모델 부정확성, 기생 커패시턴스 등으로 인해 CAN_H 경로 내의 지연 시간이 얼마나 변동하는지가 고려된다.
또 다른 한 실시예에서, CAN_H 경로가 CAN_L 경로와 유사하게 빨라야 한다면, 가속 소자들이 존재하지 않는 한, 비지연 경로(예: CAN_L 경로) 내에 설정 가능한 지연 소자들을 설치하기 위해, 일측 경로(예: CAN_H 경로)가 (역시 소정의 가정하에) 타측 경로에 비해 확실히 더 느려질 때까지, 상기 일측 경로를 지연시켜야 할 수 있다.
다시 말하면, 도 4의 송신 유닛(12)에 의해, 버스 시스템(1) 내의 라인 전도성 방출의 감소를 위한 방법이 실행된다. 이 경우, 송신 유닛(12)은, 전술한 것처럼, 버스 상태에 따라 디지털 방식으로 설정 가능한 신호 지연 또는 신호 지연 시간을 이용한다.
도 5에는, 송신 유닛(12)이, 제2 실시예에 따라, 구동단(121), CAN_H 출력단(122), CAN_L 출력단(123), 저항(124), 디지털 방식으로 설정 가능한 제1 및 제2 지연 소자(125, 126), 및 합산 블록(127)에 추가로, 스위치(129)를 스위칭하기 위한 논리 회로(128)와, 커패시터(130)와, 아날로그/디지털 컨버터(131)와, 제1 및 제2 누산 레지스터(132, 133)를 포함하는 점이 도시되어 있다. 아날로그/디지털 컨버터(131)는 1비트 컨버터인 비교기일 수 있다.
도 5의 회로의 경우, 합산 블록(127)에 의해 계산된 합계 전압(CAN_H + CAN_L)은 열성 상태(54)에서 우성 상태(53)로 또는 그 반대로의 전이 동안, 합산 블록(127)의 출력 신호로서 논리 회로(28) 및 스위치(129)에 의해 커패시터(130)로 스위칭된다. 커패시터(130)는 가능한 전압 피크를 적분하고 각각의 버스 스위칭 과정 전에 방전된다. 후속하는 아날로그/디지털 컨버터(131)는 버스 스위칭 과정 후에, 다시 말하면 열성 상태(54)에서 우성 상태(53)로, 또는 그 반대로의 전이 후에 양의 전압 피크가 존재하는지 또는 음의 전압 피크가 존재하는지를 결정한다. 결과는, 열성-우성 전이를 위한 누산 레지스터(132)로, 그리고 우성-열성 전이를 위한 누산 레지스터(133)로 송출된다. 각각의 누산 레지스터(132, 133)에서는 +1 또는 -1을 갖는 전압 피크 극성(스파이크 극성)이 합산된다.
CAN_L 출력단(123)의 신호 경로 내에는 디지털 방식으로 설정 가능한 제1 및 제2 지연 소자(125, 126)가 배치된다. 이 경우, 디지털 방식으로 설정 가능한 제1 지연 소자(125)는 열성-우성 전이를 위한 누산 레지스터(132), 즉 제1 누산 레지스터(132)에 의해 구동되고 설정된다. 또한, 디지털 방식으로 설정 가능한 제2 지연 소자(126)는 우성-열성 전이를 위한 누산 레지스터(133), 즉 제2 누산 레지스터(133)에 의해 구동되고 설정된다. 지연 소자들(125, 126)의 설정 범위는, 지연 소자들(125, 126)의 지연 기간 또는 지연 시간이 상보적 경로의 대응 지연 시간보다 확실히 더 짧은 시간 내지 확실히 더 긴 시간이 되도록 형성된다. CAN_L 출력단(123)의 신호 경로의 상보적 경로는 CAN_H 출력단(122)의 신호 경로이며, 그리고 그 반대의 경우도 적용된다. 그에 따라 본 실시예에서, 제1 및 제2 지연 소자(125, 126)의 지연 시간은 전체적으로 CAN_L 출력단(123)의 신호 경로 내 회로 소자들을 기반으로 발생하는 대응하는 지연 시간보다 확실히 더 짧은 시간 내지 확실히 더 긴 시간이 되도록 선택된다. CAN_L 경로 내에서의 지연은 제어 루프를 통해 항상 CAN_H 경로 내의 지연에 매칭될 수 있고, 그에 따라 동일한 값으로 조정될 수 있다. 온도 변동, 프로세스 변동 등에 의해 가능한 편차들은 보상된다.
도 5의 회로는, 이제 논리 회로(128), 스위치(129), 커패시터(130) 및 아날로그/디지털 컨버터(131)와 함께, 열성-우성 전이의 경우 전압 피크가 양일 때 누산 레지스터(132)가 가산되고, 그에 따라 CAN_L 신호 경로 내에서 지연 또는 지연 시간은 감소되는 방식으로 구성된 디지털 제어 루프를 포함한다. 전압 피크들은 단계적으로 작아지며, 특정 지점부터 지연이 너무 약화되어 음의 전압 피크들이 존재한다. 이후 디지털 제어 루프는 최적값 가까이에서 지연 시간을 유지하며, 그럼으로써 양의 전압 피크와 음의 전압 피크가 교호적으로 발생하게 된다.
우성-열성 전이의 경우, 디지털 제어 루프는 유사한 유형 및 방식으로 기능한다.
따라서 도 5의 송신 유닛(12)에 의해, 버스 시스템(1) 내의 라인 전도성 방출의 감소를 위한 방법이 실행된다. 이 경우, 송신 유닛(12)은 버스(40) 상에서 상승하고 하강하는 신호 에지들에 대해 독립적으로 디지털 방식으로 설정 가능한 신호 지연 또는 신호 지연 시간을 이용한다. 신호 에지 동안, 버스(40) 상의 합계 전압(CAN_H + CAN_L)은 합산 블록(127)에 의해 측정되고, 커패시터(130)에 의해 필터링된다. 필터링된 측정값은 아날로그/디지털 컨버터(131)에 의해 평가된다. 이 경우, 스위칭 과정 동안, 다시 말해 상승하고 하강하는 신호 에지 동안, 합계 전압(CAN_H + CAN_L)이 양의 전압 피크를 갖는지 또는 음의 전압 피크를 갖는지가 결정된다. 피크를 갖는다면, 디지털 제어 루프는 전술한 것처럼 전압 피크를 최소화한다.
달리 표현하면, 본 실시예에 따라서, 기재한 방법의 경우 도 5의 회로에 의해, 합계 전압(USUM)이 사전 결정된 임계값을 초과하는지의 여부가 검사된다. 만일 초과한다면, 상응하는 누산 레지스터들(132, 133)에 의해 가산이 수행된다. 임계값의 초과가 사전 결정된 빈도수에 도달하면, 조정 메커니즘들이 조정된다. 이 경우, 조정 메커니즘들로서는 예컨대 전류 미러들에서 비트별로 접속 가능한 커패시터들이 이용되며, 이 커패시터들이 의도하는 지연 시간을 유발한다. 그에 따라, 스위칭 과정 동안 스위칭 에지들의 밸런싱이 최적화될 수 있다.
도 6에 도해로 도시된 제3 실시예에 따라서, 디지털 방식으로 설정 가능한 제1 및 제2 지연 소자(125, 126)는 CAN_H 출력단(122)의 신호 경로 내에 배치된다. 이 경우, 디지털 제어 루프는 제2 실시예에 따른 도 5의 구성과 유사한 유형 및 방식으로 기능한다. 그 밖의 경우 제3 실시예는 제2 실시예와 관련하여 기술한 것처럼 구성된다.
제4 실시예에 따라서는, 합산 블록(127) 이후에, 누산 레지스터들(132, 133)을 대체하는 2개의 아날로그 적분기 블록으로 향하는 2개의 아날로그 경로가 형성된다. 그로면 적분기들의 아날로그 출력 전압이 아날로그에서 디지털 방식으로 변환되어 디지털 지연 소자들을 위한 제어 워드(control word)를 생성할 수 있을 것이다.
본 실시예의 한 변형에서, 아날로그 지연 소자들을 구동하기 위해, 적분기 블록들의 아날로그 전압들도 이용된다.
앞서 기재한 버스 시스템(1), 가입자국(10, 30), 송신 유닛(12) 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.
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.
앞에서 제2 및 제3 실시예에서 기재한 전압 피크들의 계수 및 후속하는 버스 신호의 보정에 추가로, 하기와 같은 방식으로도 진행될 수 있다. 앞에서처럼, 합산 블록(127)에 의해, 합계 전압(USUM)이 검출된다. 그러나 본 변형예의 경우, 스위치(129) 및 커패시터(130) 대신, 이들의 진폭 레벨[전압(U)의 크기] 및/또는 시간 폭과 관련하여 전압 피크들을 측정하고, 그리고/또는 평가하는 블록이 제공될 수 있다. 그런 다음, 블록을 통한 평가의 결과에 따라서, 이미 실시예들과 관련하여 기재한 것처럼 보정이 수행된다. 예컨대 보정은 전압 피크들의 진폭 레벨 및/또는 시간 폭에 대한 사전 결정된 임계값들에 도달할 때 비로소 수행된다.

Claims (10)

  1. 버스 시스템(1)의 버스(40)의 신호를 지연시키기 위한 제1 지연 소자(125)와,
    버스 시스템(1)의 버스(40)의 신호를 지연시키기 위한 제2 지연 소자(126)를 구비한, 버스 시스템(1)용 가입자국(10; 30)으로서,
    상기 제1 및 제2 지연 소자(125, 126)의 지연 시간은, 버스(40) 상에서 상승하고 하강하는 신호 에지 동안 신호 밸런싱을 수행하기 위해, 버스 상태에 따라 또는 그와 무관하게 상기 버스 시스템(1)의 버스(40) 상에서의 상승 및 하강 신호 에지들에 대해 디지털 방식으로 설정될 수 있는, 버스 시스템용 가입자국(10; 30).
  2. 제1항에 있어서, 버스(40)로 신호를 송신하기 위한 송신 유닛(12)을 추가로 구비하며,
    제1 및 제2 지연 소자(125, 126)가 상기 송신 유닛(12)의 CAN_L 신호 경로 또는 CAN_H 신호 경로 내에 배치되는, 버스 시스템용 가입자국(10; 30).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 지연 소자들(125, 126)은, 이들 지연 소자(125, 126)의 지연 시간이 상보적 경로의 대응 지연 시간보다 확실히 더 짧은 시간 내지 확실히 더 긴 시간이 되도록 형성되는, 버스 시스템용 가입자국(10; 30).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    버스 상의 전압을 합산하기 위한 합산 블록(127)과,
    상기 합산 블록(127)으로부터 송출되는 합계 전압(USUM)을 필터링하기 위한 커패시터(130)와,
    상기 버스(40) 상에서 상승하고 하강하는 신호 에지 동안 신호 밸런싱을 수행하기 위해, 상기 커패시터(130)에 의해 필터링된 합계 전압(USUM)을 평가하기 위한 아날로그/디지털 컨버터(131)를 추가로 포함하는, 버스 시스템용 가입자국(10; 30).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가입자국(10; 30)은 상기 합계 전압(USUM)에서의 전압 피크들을 이들의 진폭 레벨 및/또는 시간 폭과 관련하여 평가하도록 형성되고, 그리고/또는
    버스 신호의 열성-우성 전이 시 합계 전압(USUM)에서의 전압 피크들을 계수하기 위한 제1 누산 레지스터(132)와, 버스 신호의 우성-열성 전이 시 합계 전압(USUM)에서의 전압 피크들을 계수하기 위한 제2 누산 레지스터(133)를 추가로 포함하며,
    상기 열성-우성 전이의 경우, 합계 전압(USUM)에서 전압 피크가 양일 때 제1 누산 레지스터(132)가 가산되고, 그에 따라 제1 지연 소자(125)의 지연이 약화되며,
    상기 우성-열성 전이의 경우, 합계 전압(USUM)에서 전압 피크가 양일 때 제2 누산 레지스터(133)가 가산되고, 그에 따라 제2 지연 소자(126)의 지연이 약화되는, 버스 시스템용 가입자국(10; 30).
  6. 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 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 가입자국(10; 30)인, 버스 시스템(1).
  7. 버스 시스템(1) 내의 라인 전도성 방출을 감소시키기 위한 방법으로서, 버스 시스템(1)의 가입자국(10; 30)에 상기 버스 시스템(1)의 버스(40)의 신호를 지연시키기 위한 제1 지연 소자(125)와, 상기 버스 시스템(1)의 버스(40)의 신호를 지연시키기 위한 제2 지연 소자(126)가 제공되고, 상기 제1 및 제2 지연 소자(125, 126)의 지연 시간은, 상기 버스(40) 상에서 상승하고 하강하는 신호 에지 동안 신호 밸런싱을 수행하기 위해, 버스 상태에 따라 또는 그와 무관하게 상기 버스 시스템(1)의 버스(40) 상에서 상승하고 하강하는 신호 에지들에 대해 디지털 방식으로 설정되는, 버스 시스템 내의 라인 전도성 방출의 감소 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 지연 소자들(125, 126)은, 이들 지연 소자(125, 126)의 지연 시간이 상보적 경로의 대응 지연 시간보다 확실히 더 짧은 시간 내지 확실히 더 긴 시간이 되도록 형성되는, 버스 시스템 내의 라인 전도성 방출의 감소 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 합산 블록(127)이 버스 상의 전압을 합산하고, 커패시터(130)가 상기 합산 블록(127)으로부터 송출되는 합계 전압(USUM)을 필터링하며, 상기 버스(40) 상에서 상승하고 하강하는 신호 에지 동안 신호 밸런싱을 수행하기 위해, 아날로그/디지털 컨버터(131)가 상기 커패시터(130)에 의해 필터링된 합계 전압(USUM)을 평가하는, 버스 시스템 내의 라인 전도성 방출의 감소 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 합계 전압(USUM)에서의 전압 피크들은 이들의 진폭 레벨 및/또는 시간 폭과 관련하여 평가되고, 그리고/또는
    제1 누산 레지스터(132)가 버스 신호의 열성-우성 전이 시 합계 전압(USUM)에서의 전압 피크들을 계수하고, 제2 누산 레지스터(133)가 버스 신호의 우성-열성 전이 시 합계 전압(USUM)에서의 전압 피크들을 계수하며, 상기 열성-우성 전이의 경우 합계 전압(USUM)에서 전압 피크가 양일 때 상기 제1 누산 레지스터(132)가 가산되고, 그에 따라 상기 제1 지연 소자(125)의 지연이 약화되며, 상기 우성-열성 전이의 경우 합계 전압(USUM)에서 전압 피크가 양일 때 상기 제2 누산 레지스터(133)가 가산되고, 그에 따라 상기 제2 지연 소자(126)의 지연이 약화되는, 버스 시스템 내의 라인 전도성 방출의 감소 방법.
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