KR20170017997A

KR20170017997A - 검사 기능을 갖는 전송 유닛

Info

Publication number: KR20170017997A
Application number: KR1020177000149A
Authority: KR
Inventors: 슈테판 틸레
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2017-02-15
Also published as: EP3152872A1; CN106664231A; EP3152872B1; CN106664231B; WO2015185386A1; US20170192920A1; DE102014210505A1; US10162777B2; KR102366436B1

Abstract

본 발명은, 제1 버스 시스템(240)에 연결하기 위한 전송 유닛(310, 510)에 관한 것으로, 상기 전송 유닛은 제1 버스 시스템을 통해 메시지를 수신하고, 메시지는 제1 비트 시퀀스(110), 적어도 하나의 제어 신호(120) 및 제2 비트 시퀀스(130)의 순서로서 구성되며, 전송 유닛에 의해, 수신된 메시지의 제1 비트 시퀀스(110)가 처리 스테이션(251, 520, 540)에 전달되고, 수신된 메시지의 적어도 하나의 사전 설정된 제어 신호(120)가 검사되며, 수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값을 갖는 경우, 수신된 메시지의 제2 비트 시퀀스(130)가 전송 유닛을 통해 처리 스테이션에 전달되며, 수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값으로부터 편차가 나는 값을 갖는 경우, 전송 유닛은 제2 비트 시퀀스 대신, 사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 종단 비트 시퀀스를 처리 스테이션에 송신한다.

Description

검사 기능을 갖는 전송 유닛{TRANSMISSION UNIT WITH CHECKING FUNCTION}

공지된 버스 시스템은 계측 제어기 통신망(CAN; Controller Area Network)이다. 이는, 예를 들어, 로베르트 보쉬 게엠베하 웹 사이트 http://www.semiconductors.bosch.de로부터 다운로드받을 수 있는 BOSCH CAN-specification 2.0에 설명되어 있다. CAN 프로토콜은 예를 들어 자동차 산업, 산업 자동화 또는 빌딩 네트워킹에서 널리 보급되어 있다.

이 경우에, 버스 시스템은 통상, 예를 들어 트위스트 페어 동선과 같은 페어 라인이다. 버스 시스템에 연결된 통신 사용자는 CAN-노드로도 언급되며, 버스 시스템을 통해 예를 들어 전송될 데이터를 포함하는 메시지를 교환할 수 있다. 메시지는 CAN 프로토콜을 통해 사전 설정된 규칙에 따라 구성된다.

CAN 프로토콜 내에서 전송될 메시지는 헤더 부분, 데이터 필드 및 및 트레일러 부분을 포함하며, 전송될 데이터는 데이터 필드 내에 포함된다. 메시지의 헤더 부분은 SOF(Start Of Frame) 비트, 중재 필드(Arbitration Field) 및 제어 필드(Control Field)를 포함한다. 중재 필드는 메시지의 우선 순위를 결정하는 식별자를 포함한다. CAN은 11비트("표준 포맷" 또는 "베이스 포맷") 및 29비트 ("확장 포맷")의 식별자 길이를 지원한다. 제어 필드는 데이터 필드의 길이를 사전 설정하는 데이터 길이 코드를 포함한다. 메시지의 트레일러 부분은 CRC 필드, ACK(acknowledge) 필드 및 EOF(End Of Frame) 필드를 포함한다. CAN 프로토콜은 이하 "Classic CAN"으로 표시된다. Classic CAN을 통해 1Mbit/s까지의 비트 속도가 달성된다.

개별 비트는 통상, 버스 시스템의 라인들 간의 전압차를 나타내며, 제1 전압차는 논리 "0"에 상응하고, 제2 전압차는 논리 "1"에 상응한다. CAN에서, "0"에 상응하는 제1 전압차는 "우성 레벨"로도 표시되며, "1"에 상응하는 제2 전압차는 "열성 레벨"로 표시된다.

전송될 메시지에 대해, 송신자 및 수신자의 역할은 중재 프로세스를 통해 메시지의 헤더 부분으로부터의 정보를 참조하여 메시지를 사용자들에게 할당하는 것이다. 이와 관련하여, 중재 프로세스는 메시지에 포함된 식별자를 이용하여, 복수의 사용자가 동시에 메시지 송신을 시도하는 경우, 어느 사용자가 버스에 대한 송신 액세스를 획득하는 지를 중재하는 것을 의미하며, 정확히 하나의 사용자에게 식별자가 명확히 할당된 경우 송신 액세스가 중재 프로세스를 통해 식별된다.

점차 더 강하게 배선되는 어플리케이션, 예를 들어 차량 내 어시스턴트 시스템 또는 산업 설비 내의 네트워킹 제어 시스템의 도입은 직렬 통신을 위한 대역폭이 증가해야만 하는 일반적인 요건을 야기한다.

"CAN with Flexible Data Rate" 또는 CAN FD로 불리는 다른 프로토콜도 알려져 있다. 상기 프로토콜은, CAN에 의해 알려진 버스 중재 프로세스를 이용하나, 짧은 비트 지속 시간으로의 전환을 통해 중재의 종료 후에 비트 속도를 비트 CRC 구분 문자(delimiter)까지 증가시킨다. 또한, 효율적인 데이터 레이트는 긴 데이터 필드의 허용을 통해 증가된다.

CAN FD는 일반적인 통신을 위한 것으로서, 그러나 특정 작동 방식으로, 예를 들어 소프트웨어 다운로드 또는 행 종료 프로그래밍 또는 서비스 작업을 위해 이용될 수 있다.

CAN FD에서, 통상, 중재 위상을 위한 비트 지속 시간 및 데이터 위상을 위한 추가의 비트 지속 시간을 규정하는 두 세트의 비트 클록 구성 레지스터가 제공된다. 중재 위상을 위한 비트 지속 시간은 Classic CAN 네트워크와 같은 동일한 한정을 가지며, 데이터 위상을 위한 비트 지속 시간은 선택된 트랜시버의 성능 및 CAN FD 네트워크의 요건과 관련하여 짧게 선택될 수 있다.

CAN FD 메시지는 Classic CAN 메시지와 동일하나 상세하게는 구별되는 요소들로 구성된다. CAN FD 메시지 내에서 데이터 필드 및 CRC 필드는 더 길 수 있다. 예를 들어 Classic CAN 메시지 및 CAN FD 메시지가 도 1에 도시된다.

CAN FD는 CAN 프로토콜의 두 개의 식별자 길이, "베이스 포맷"으로도 불리는 11 비트 길이 "표준 포맷" 및 29 비트 길이 "확장 포맷"을 지원한다. CAN FD 메시지는 Classic CAN 메시지와 동일한 구조를 갖는다. Classic CAN 메시지와 CAN FD 메시지 간의 구별은, 제어 신호, Classic CAN 내에서 항상 우성적으로 전송되며 명칭 "r0" 또는 "r1"을 가지며 제어 필드 내에서 데이터 길이 코드 이전에 위치하는 예약된 제어 비트를 통해 수행된다. CAN FD 메시지 내에서 상기 제어 비트는 열성적으로, 즉, FDF("FD 포맷")으로 전송된다.

많은 다른 통신 시스템은 유사 제어 신호 또는 제어 비트를 식별하며, 이를 통해 예를 들어 상이한 포맷들이 구별될 수 있다. 이하, 본 발명의 구상이 CAN을 참조하여 설명된다. 그러나 본 발명은 CAN 버스 시스템으로 한정되는 것이 아니라, 청구한 방법의 전제부의 특징을 충족시키는 모든 버스 시스템을 기초로 하여 실시될 수 있다.

Classic CAN 메시지와 비교하여 CAN FD 메시지 내에는 추가의 제어 필드 비트, 예를 들어 비트 BRS가 이어지는데, BRS 비트는, BRS 비트가 상응하는 값을 갖는 경우, CAN FD 메시지 내의 비트 지속 시간이 더 짧은 값으로 전환되는 위치를 나타낸다. 이는, 도 1a에 화살표로 표시되는데, 화살표는 높은 비트 속도 또는 짧은 비트 지속 시간이 사용되는 명칭 "CAN FD 데이터 위상"을 갖는 섹션 및 더 낮은 비트 속도 또는 더 긴 비트 지속 시간이 사용되는 명칭 "CAN FD 중재 위상"을 갖는 두 개의 섹션에 데이터를 분배한다.

데이터 필드 내의 바이트의 수는 데이터 길이 코드로 표시된다. 상기 코드는 4비트폭이며 제어 필드 내에서 전송된다. CAN FD에서의 부호화는 Classic CAN에서와 다르다. 처음 9개의 코드(0x0000 내지 0x1000)는 동일하나, 그 다음 코드(0x1001 내지 0x1111)는 CAN FD 메시지의 더 큰 데이터 필드, 예를 들어 12, 16, 20, 24, 32, 48 및 64 비트에 상응한다.

트랜시버는, 송신 시에, 예를 들어 통신 컨트롤러 또는 마이크로컨트롤러로부터 수신되는 논리 신호를 예를 들어 신호 라인들 간의 전압차와 같은 물리적으로 제공된 신호로 변환하는 버스 연결 유닛이다. 수신 시에, 버스 시스템 상에 존재하는 물리적 신호가 수신되어 논리 신호로 변환된다.

Classic CAN 트랜시버는 CAN FD를 위해 사용될 수 있고, 특수하게 변경된 트랜시버는 경우에 따라 데이터 위상 내의 비트 속도의 추가의 증가에 기여할 수 있거나 또는 추가의 기능을 넘겨 받을 수 있다.

CAN FD 프로토콜은 이하에서 CAN FD specification으로 표시되며, 로베르트 보쉬 게엠베하의 웹 사이트 http://www.semiconductors.bosch.de에서 다운로드받을 수 있는 제목 "CAN with Flexible Data-Rate Specification"의 프로토콜 설명서에서 설명된다.

상기 언급된 공지된 네트워크에서 네트워크의 모든 사용자는 CAN FD 통신 컨트롤러를 포함해야 하며, 이로써 CAN FD 통신이 실행될 수 있다. 그러나 CAN FD 통신 컨트롤러는 Classic CAN 통신에 관여할 수 있다. Classic CAN 사용자가 네트워크 내에 있는 경우, 이로 인해 통신이 Classic CAN 메시지 포맷으로 되돌아간다.

혼합된 네트워크 내의 느린 통신으로의 이러한 역행의 원인은, 예를 들어 CAN 버스 시스템 내의 높은 전송 안전성을 위해 공동 책임이 있는 통신 사용자를 통한 통신의 모니터링에 있다. 변경되지 않은 Classic CAN 통신 컨트롤러가 CAN FD 메시지의 빠른 데이터 비트를 정확하게 수신할 수 없기 때문에, 변경되지 않은 Classic CAN 통신 컨트롤러가 에러 메시지(이른바 에러 프레임)를 통해 상기 메시지를 파괴할 수도 있다.

그러나 CAN FD를 위한 버스 시스템이 평가 절상되어야 하는 경우, 이를 증분적으로, 즉, 모든 버스 사용자에 대해 동시적이지 않게 실행하는 것이 바람직할 수 있다. 변경 위험 및 비용은 허용 가능한 정도로 제한될 수 있다. 즉, 예를 들어, 빠르게 통신되어야 하는 버스 사용자만이 교체되고, 작은 데이터 볼륨을 갖는 버스 사용자는 우선 불변되어 유지된다.

이러한 배경에서, CAN FD 버스 사용자와 종래의 CAN 버스 사용자의 혼합된 작동을 가능케 하는 것이 바람직하다. 이를 위해, CAN FD 메시지는 비호환성인 종래의 CAN 컨트롤러로부터 배제될 수 있다. 이 경우에, CAN FD 메시지로부터, 개별 사용자뿐만 아니라, 전체 부분 버스 시스템이 물리적 버스의 적절한 2등분을 통해 차폐될 수 있어야 한다.

여기서, 부분 버스 시스템은, 독립적으로 기능할 수 있으나, -예를 들어 적절한 장치를 통해- 하나 또는 복수의 다른 부분 버스 시스템과 더 큰 버스 시스템으로 조합될 수 있는 버스 시스템이다.

바람직하게는, 본 발명은 제1 버스 시스템에 접속을 위한 전송 유닛을 포함하며, 전송 유닛은 제1 버스 시스템을 통해 메시지를 수신하며, 메시지는 제1 비트 시퀀스, 적어도 하나의 제어 신호 및 제2 비트 시퀀스의 순서로서 구성되며, 전송 유닛을 통해, 수신된 메시지의 제1 비트 시퀀스가 처리 스테이션에 전달되며, 전송 유닛을 통해, 적어도 하나의 사전 설정된 제어 신호가 검사되며, 수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값을 갖는 경우, 전송 유닛을 통해, 수신된 메시지의 제2 비트 시퀀스가 처리 유닛에 전달된다. 수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값으로부터 편차가 나는 값을 갖는 경우, 전송 유닛은, 제2 비트 시퀀스 대신, 사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 종단 비트 시퀀스를 처리 스테이션에 송신하는 것을 특징으로 한다.

이러한 유형의 전송 유닛은, 예를 들어 CAN FD 버스 사용자와 종래의 CAN 버스 사용자의 혼합된 작동을 가능케 한다. CAN FD 메시지는 전송 유닛을 통해, 비호환성인 종래의 CAN 컨트롤러로부터 배제된다. 이 경우에, 본 발명을 이용하여, CAN FD 메시지로부터, 개별 사용자뿐만 아니라, 전체 부분 버스 시스템이 물리적 버스의 적절한 2등분을 통해 차폐될 수 있다.

여기서, 브리지 유닛에 연결된 버스 시스템 또는 부분 버스 시스템의 사용자뿐만 아니라, 예를 들어 통신 컨트롤러 또는 마이크로컨트롤러와 같은 브리지 유닛과 연결된 구성 요소가 처리 스테이션으로서 고려된다. 이는 실시예에서 상세히 설명된다.

전송 유닛이 제1 버스 시스템을 통해 제1 포맷 및 적어도 하나의 다른 포맷 내에서 메시지를 수신하는 경우 더 바람직하며, 사전 설정된 제어 신호의 사전 설정된 값이 제1 포맷의 메시지를 특성화하며, 사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 종단 비트 시퀀스는, 처리 스테이션이 제1 포맷의 메시지를 수신하도록 구성된다. 이를 통해, 제1 포맷의 메시지의 수신을 위해 설치된 상용 처리 스테이션이 처리될 수 있다. 이러한 방식으로, 처리 스테이션이 다른 포맷의 메시지로부터 신뢰성 있게 차폐된다.

제1 버스 시스템의 라인과 제2 버스 시스템의 라인의 물리적 연결이 형성됨으로써, 전송 유닛을 통해, 수신된 메시지의 제1 비트 시퀀스가 처리 스테이션으로 전달되는 경우 더 바람직하며, 처리 스테이션은 제2 버스 시스템의 사용자이다. 이에 의해, 예를 들어 제1 및 제2 (부분) 버스 시스템의 사용자들 중에 버스 시스템에 대한 액세스의 우선 순위가 예를 들어 Classic CAN 또는 CAN FD에서 사용되는 것과 같은 중재 프로세스의 범주 내에서 전반적으로 수행될 수 있다. 또한, 이러한 해결책은 낮은 하드웨어 비용으로 구현될 수 있고 결과적으로, 실제로 메시지 전송 시에 추가의 대기 시간없이 두 개의 부분 버스 시스템의 연결을 생성한다.

수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값으로부터 편차가 나는 값을 갖는 경우, 물리적 연결이 분리되면 더 바람직하다. 이에 이해, 제2 (부분) 버스 시스템의 사용자가 제1 포맷의 메시지를 수신하고 예를 들어 에러 신호를 송신하는 것이 방지되는데, 그 이유는 사용자가 상기 포맷의 메시지의 수신을 위해 설치된 것이 아니기 때문이다.

다른 실시예에서, 비트 단위로, 제1 버스 시스템을 통해 수신된 신호가 제2 버스 시스템의 라인로 전송됨으로써, 전송 유닛을 통해, 수신된 메시지의 제1 비트 시퀀스가 처리 스테이션에 전달되는 경우 바람직하며, 처리 스테이션은 제2 버스 시스템의 사용자이다. 또한, 제1 및 제2 (부분) 버스 시스템의 사용자들 중에 버스 시스템에 대한 액세스의 우선 순위가 전반적으로 수행될 수 있다.

이 경우에, 수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값으로부터 편차가 나는 값을 갖는 경우, 전송 유닛이 제2 비트 시퀀스 대신에 사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 종단 비트 시퀀스를 제2 버스 시스템을 통해 송신하는 경우 바람직하다. 이로써, 제2 버스 시스템의 사용자는 제어 신호의 편차 값을 갖는 메시지로부터 신뢰성 있게 차폐된다.

다른 실시예에서, 비트 단위로, 제1 버스 시스템을 통해 수신된 신호가 내부 라인을 통해 처리 스테이션으로서의 통신 컨트롤러에 또는 마이크로컨트롤러에 전송되는 방식으로, 전송 유닛을 통해, 수신된 메시지의 제1 비트 시퀀스가 처리 스테이션에 전달되는 경우 바람직하며, 통신 컨트롤러 또는 마이크로컨트롤러는 제1 포맷의 메시지의 처리를 위해 설치된다.

이러한 전송 유닛은 예를 들어, CAN FD 메시지가 교환되는 버스 시스템에서 종래 Classic CAN 통신 컨트롤러를 갖는 사용자의 작동 가능케 한다. CAN FD 메시지는 전송 유닛을 통해 비호환성인 종래 Classic CAN 컨트롤러로부터 배제된다.

특히 바람직하게는, 본 발명은 제1 포맷이 Classic CAN 메시지 포맷이며, 다른 포맷이 CAN FD 메시지 포맷인 버스 시스템에서 응용될 수 있다. 이렇게, Classic CAN을 가지며 광범위하게 유통된 반도체 소자가 CAN FD 버스 시스템에서 처리될 수 있다.

수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값으로부터 편차가 나는 값을 갖는 경우, 전송 유닛이 사전 설정된 제어 신호에 대한 사전 설정된 값을 처리 스테이션에 송신하는 경우 바람직하다. 그럼으로써 처리 스테이션이 제1 포맷에 따른 온전한 메시지를 포함하는 점이 보장된다.

종속 청구항은 본 발명의 바람직한 추가의 특성을 규정하며, 특히 버스 사용자로서 또는 버스 연결부로서 또는 브리지 요소로서 사용될 수 있는 장치, 및 마찬가지로 전송 유닛의 장점을 포함하는 본 발명에 따른 방법을 규정한다.

도 1은 공통 기본 구성 및 고유 포맷 차이를 갖는 메시지들 및 제어 신호에 의한 식별을 도시한 도이다.
도 2는 두 개의 부분 버스 시스템이 연결된 공지된 브리지를 갖는 버스 시스템의 개략도이다.
도 3은 두 개의 부분 버스 시스템이 연결된 전송 유닛을 갖는 본 발명에 따른 장치를 포함하는 버스 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전송 유닛의 제1 실시예의 개략적인 블록 회로도이다.
도 5는 장치와 버스 시스템을 연결하는 전송 유닛을 갖는 본 발명에 따른 장치를 포함하는 버스 시스템의 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전송 유닛의 제2 실시예의 개략적인 블록 회로도이다.

도 1은 Classic CAN 메시지 (도면 상단부) 및 CAN FD 메시지 (도면 하단부)의 예에서, 고유의 포맷 차이를 갖는 전송된 메시지들의 기본 구성 및 제어 신호에 의한 식별을 도시한다. Classic CAN 메시지 및 CAN FD 메시지에서, 11비트 주소 지정을 갖는 경우만 도시되어 있다. 본 발명은 29비트 주소 지정의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.

메시지(100)는 통상, 제1 비트 시퀀스(110), 적어도 하나의 제어 신호(120) 및 제2 비트 시퀀스(130)의 순서로 구성된다. 메시지 섹션들의 명칭은, 프레임 시작(Start-OF-Frame) 비트(101), 중재 필드(Arbitration Field)(102), 제어 필드(Control Field)(103), 데이터 필드(Data Field)(104), CRC 필드(105), ACK 필드(Acknowledge Field)(106) 및 프레임 종료(End-OF-Frame) 필드(107)가 이어진다. 비트들의 구체적인 순서는 도면의 11비트 Classic CAN 또는 CAN FD의 선택된 예를 참조한다. 적어도 하나의 제어 신호(120)는 선택된 예에서, CAN FD 메시지 내에서 FDF로 표시된 위치에서의 제어 필드(103) 내의 단일 제어 비트이다. 제어 신호는 본 발명과 관련하여 하나의 메시지의 복수의 비트도 포함할 수 있다.

CAN 메시지의 메시지 섹션들에 대해서는 통상 ISO 11898 표준에서 정한 바와 같은 영어식 명칭이 사용된다.

메시지의 SOF 비트(101) 이전과 EOF 필드(107) 이후에는 버스가 데이터 전송이 없는 상태로 존재한다. CAN FD 메시지에서 수행될 수 있는 선택적 비트 속도 전환은 "Data Phase"라고 지칭된 CAN FD 메시지의 영역 내에서 실시되며, 즉, BRS 비트("Bit Rate Switch")로써 시작되고 CRC Delimiter로써 종료된다.

본 발명은 Classic CAN 및 CAN FD의 예에서 설명되나, 상이한 메시지 포맷이 하나 또는 복수의 제어 신호 또는 제어 비트를 통해 메시지 내의 결정된 비트 위치에서 특성화되는 임의의 다른 버스 시스템에도 전용될 수 있다.

본 발명은 제어 신호로서 단일 제어 비트가 주어지는 경우를 위한 이하의 실시예에서 상세히 설명된다. 그러나 통상의 기술자에게 있어서, 본 발명이 복수의 제어 비트로 구성된 제어 신호를 갖는 메시지 포맷에도 적용될 수 있는 점은 자명하다.

도 2에 도시된, 브리지를 갖는 공지된 해결책에서는, 필터 유닛을 통해 메시지 필터링이 실시된다. 브리지(200)는 두 개의 트랜시버 또는 버스 연결 유닛(210, 220)을 포함한다. 제1 트랜시버(210)에는 적어도 하나의 사용자(241)를 갖는 제1 부분 버스 시스템(240)이 연결된다. 제2 트랜시버(220)에는 적어도 하나의 사용자(251)를 갖는 제2 부분 버스 시스템(250)이 연결된다. 브리지(200)는, 제1 트랜시버(210)와 필터 유닛(230)을 연결하는 제1 통신 컨트롤러(211)를 포함한다. 브리지(200)는, 제2 트랜시버(220)를 필터 유닛(230)과 연결하는 제2 통신 컨트롤러(221)를 더 포함한다.

브리지 내에서, 송신 측 사용자, 예를 들어 사용자(241)의 메시지가 제1 부분 버스 시스템(240) 및 제1 트랜시버(210)를 통해, 이 부분 버스 시스템에 할당된 통신 컨트롤러(211) 내에서 전부 수신되어 적절한 메시지 저장 장치 또는 메시지 버퍼 내에 저장된다. 브리지(200) 내의 필터 유닛(230)은 수신 및 저장된 메시지를 평가하고, 제2 부분 버스 시스템(250)에 할당된 제2 통신 컨트롤러(221)의 메시지가 메시지 저장 장치로부터 판독되는지 그리고 제2 트랜시버(220)를 통해 제2 부분 버스 시스템(250)으로 송신되는지의 여부를 판단한다. 이와 유사하게, 필터링된 메시지 전송은 제2 부분 버스 시스템(250)으로부터 제1 부분 버스 시스템(240)으로 역방향으로 수행된다. 상기 두 부분 버스 시스템은 물리적으로 서로 분리되어 있다.

브리지는, 제어 신호가 메시지의 결정된 위치(예를 들어 CAN FD 메시지의 FDF 비트)에 사전 설정된 값을 갖는 경우, 예를 들어 제1 부분 버스 시스템(240)으로부터 수신된 메시지를 제2 부분 버스 시스템(250)에 전달할 수 있다.

이러한 공지된 해결책의 단점은, 두 개의 통신 컨트롤러 및 메시지 저장 장치가 제공되어야 한다는 것이다. 또한, 두 개의 부분 버스 시스템 사이에 비교적 높은 대기 시간이 발생하는데, 그 이유는 메시지가 다른 부분 버스 시스템으로 송신될지의 여부를 필터 유닛이 판단하기 전에, 메시지가 전부 수신되어 저장되기 때문이다. 또한, 복수의 사용자의 동시 송신 시도가 있는 경우, 버스 액세스의 우선 순위를 결정하는 CAN 메시지 또는 CAN FD 메시지를 위한 중재 메커니즘이 별도로 분리된 부분 버스 시스템 내에서 실시되는 것이 단점일 수 있다.

이에 반해, 본 발명에 따른 전송 유닛을 갖는 장치에 의해서는, 제1 부분 버스 시스템 및 제2 부분 버스 시스템으로의 버스 시스템의 물리적 분리가 방지되거나, 이하의 실시예에서 설명되는 바와 같이 일시적으로 제한되어 실행된다.

실시예 1(도 3 및 도 4):

도 3은 두 개의 부분 버스 시스템이 연결된 본 발명에 따른 장치를 갖는 버스 시스템을 개략 도시한다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예의 개략적인 블록 회로도를 도시한다.

본 발명의 장치(300)는 본 발명에 따른 전송 유닛(310) 및 선택적으로 추가의 부품(320)을 포함한다. 이 경우, 도시된 부품(320)은, 예를 들어 장치(300) 내에 제공될 수 있는 제어부, 에너지 공급부 등을 위한 다양한 선택적 부품들을 대표한다. 적어도 하나의 사용자(241)를 갖는 제1 부분 버스 시스템(240) 및 적어도 하나의 사용자(251)를 갖는 제2 부분 버스 시스템(250)은 본 발명에 따른 전송 유닛(310)을 통해 장치(300)에 연결된다. 각각의 부분 버스 시스템은 예를 들어 두 개의 라인, 예컨대, 서로 절연된 두 개의 구리선을 갖는다.

전송 유닛(310)은 도 4에 도시된 바와 같이 두 개의 트랜시버 또는 버스 연결 유닛(410, 420)을 가질 수 있다. 제1 트랜시버(410)에는 적어도 하나의 사용자(241)를 갖는 제1 부분 버스 시스템(240)이 연결된다. 제2 트랜시버(420)에는 적어도 하나의 사용자(251)를 갖는 제2 부분 버스 시스템(250)이 연결된다. 대안적으로, 두 개의 트랜시버가 하나의 단일 부품 내에 일체되어 구성될 수도 있다.

또한, 전송 유닛(310)은 프로토콜 검사 유닛(430)을 포함하는데, 이 프로토콜 검사 유닛은 연결된 부분 버스 시스템들 중 적어도 하나에서 수신된 메시지 내에서, 결정된 제어 신호의 값을 검사하도록 설계된다. 이하에서는, 제1 부분 버스 시스템의 메시지의 제어 신호의 값이 검사될 수 있다는 점이 전제된다.

제1 부분 버스 시스템(240)에서 데이터 또는 메시지 비트가 전송되지 않는 동안, 본 발명의 전송 유닛(310) 또는 장치(300)는 투과적(transparent)이다. 연결된 두 부분 버스 시스템은 장치(300)를 통해 전기적으로 연결된다. 즉, 장치를 통해 두 부분 버스 시스템(240, 250)이 단일 물리 버스로 통합된다. 제1 사용자(241)에 의해 제1 부분 버스 시스템(240)에 인가되는 전압차는 제2 사용자(251)를 위해 제2 부분 버스 시스템(250)에도 인가된다.

대안적 실시예에서, 데이터 또는 메시지 비트는 거의 지연 없이 비트 단위로 전달되나, 신호(예를 들어 전압차)의 물리적 구현은 다를 수 있다.

예를 들어, 사용자(241)가 교호식 전압차를 부분 버스 시스템(240)의 라인들에 인가하는 방식으로 제1 부분 버스 시스템(240)에 메시지가 전송되는 경우, 본 발명의 장치(300)는 전압차의 값, 즉 메시지 비트의 값을 검사한다.

프로토콜 검사 유닛(430)은, 수신된 메시지 비트를 검사하여 거의 지연 없이 연결된 제2 부분 버스 시스템(250)에 송출하도록 설계된다. 메시지 내의 결정된 위치에 제공된, 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값을 갖는 경우, 연결된 제2 부분 버스 시스템(250)에 전체 메시지가 송출된다. 사전 설정된 제어 신호의 편차가 나는 값이 존재하는 경우, 전송 유닛(310) 또는 프로토콜 검사 유닛(430)에 의해, 후속 수신되는 메시지 비트 대신, 사전 설정된 제어 신호에서부터, 사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 또는 결정된 종단 비트 시퀀스, 즉, 사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 또는 결정된 비트열이 제2 부분 버스 시스템의 사용자(251)를 위한 메시지를 완성하기 위해 제2 부분 버스 시스템(250)에 송출된다. 이 경우, 제2 부분 버스 시스템의 사용자(251)를 위한 메시지를 유효하게 완성하기 위해, 이전에 수신된 메시지 비트에 따라 종단 비트 시퀀스를 결정하는 것이 요구될 수 있다.

상이한 포맷을 갖는 메시지들, 즉, 본 실시예에서는 종래의 Classic CAN 포맷을 갖는 메시지와 CAN FD 포맷을 갖는 메시지는 도 1에서 FDF로 표시된 제어 비트에서 구별될 수 있다.

일반적으로, 장치를 이용하여 제1 버스 시스템에 의해 메시지가 수신되며, 메시지는 제1 비트 시퀀스, 적어도 하나의 제어 신호 및 제2 비트 시퀀스의 순서로서 구성되며, 상기 장치를 통해, 수신된 메시지의 제1 비트 시퀀스가 처리 스테이션에 전달되고, 사전 설정된 적어도 하나의 제어 신호가 검사된다. 수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값을 갖는 경우, 장치를 통해, 수신된 메시지의 제2 비트 시퀀스가 처리 스테이션에 전달된다.

수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값으로부터 편차가 나는 값을 갖는 경우, 장치는 제2 비트 시퀀스 대신 사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 또는 결정된 종단 비트 시퀀스를 처리 스테이션에 송신한다. 종단 비트 시퀀스는 제1 비트 시퀀스에 따라 결정될 수 있다.

Classic CAN 버스 시스템 또는 CAN FD 버스 시스템을 갖는 실시예에서, 이미 열성으로 수신된 CAN FD 메시지를 특성화하는 FDF 비트가 우성 비트로서 Classic CAN 부분 버스로 전달되는 것이 바람직하다. 즉, 사전 설정된 제어 비트는 제1 부분 버스 시스템에서 수신된 제어 비트의 값과는 무관하게 항상 정해진 값으로 제2 부분 버스 시스템에 송출된다.

Classic CAN 버스 시스템 또는 CAN FD 버스 시스템을 갖는 실시예에서, 수신된 메시지의 사전 설정된 제어 비트가 사전 설정된 값으로부터 편차가 나는 값을 가질 경우, 장치는 값 0을 갖는 데이터 길이 코드, 즉 DLC = 0x0000을 포함하는 종단 비트 시퀀스를 통해 메시지를 완성한다. 메시지는 데이터 필드를 포함하지 않는다 (도 1, Data Field). 데이터 길이 코드 다음에 CRC 필드, ACK 필드 및 EOF 필드가 이어진다. CRC 필드는 이전에 수신된 메시지 비트에 따라 결정된다. 이에 의해, 제2 부분 버스 시스템으로 전송된 메시지는 유효 Classic CAN 메시지이며, 이 메시지는 최초에 제1 부분 버스 시스템에서 수신된 메시지보다 더 길지 않은 것이 보장된다. 이러한 방식으로, 제2 부분 버스 시스템에서 아직 종단 비트 시퀀스를 송신하는 동안, 제1 부분 버스 시스템에서 미리 후속 메시지의 송신이 개시되는 는 것이 방지된다.

종단 비트 시퀀스에 의해 완성된 메시지는 제2 부분 버스 시스템의 프로토콜 손상의 방지에만 사용되며, 제2 부분 버스 시스템의 사용자(251)에 의한 수용 필터링(acceptance filtering) 시 폐기될 수 있다.

제1 부분 버스 시스템으로부터의 메시지의 수신이 종료되면, 제1 및 제2 부분 버스 시스템은 다시 하나의 단일 물리 버스로 결합된다.

각각 제시된 물리적 전송 표준에 따라, 부분 버스 시스템 및 연결된 버스 시스템의 전송 특성을 최적화하기 위해, 상응하는 종단 저항들을 연결하거나 차단할 수 있다.

실시예 2 (도 5 및 도 6):

도 5는 버스 시스템에 연결된 본 발명에 따른 장치를 갖는 버스 시스템을 개략 도시한다. 도 6은 본 발명의 제2 실시예의 개략적인 블록 회로도를 도시한다.

본 발명에 따른 장치(500)는 본 발명에 따른 전송 유닛(510), 통신 컨트롤러(520) 및 마이크로컨트롤러(530)를 포함한다. 통신 컨트롤러(520) 및 마이크로컨트롤러(530)는, 도 5에서 점선으로 표시된 단일 반도체 소자(540) 내에 통합될 수도 있다. 장치(500)는 본 발명에 따른 전송 유닛(510)을 통해, 적어도 하나의 다른 사용자(241)를 갖는 버스 시스템(240)에 연결된다. 버스 시스템은 예를 들어 두 개의 라인, 즉, 서로 절연된 대략 두 개의 구리선을 갖는다.

도 6에 도시된 바와 같이, 전송 유닛(510)은 트랜시버 또는 버스 연결 유닛(610)을 갖는다. 트랜시버(610)에는 적어도 하나의 사용자(241)를 갖는 버스 시스템(240)이 연결된다.

또한, 전송 유닛(510)은 프로토콜 검사 유닛(630)을 포함하는데, 이 프로토콜 검사 유닛은, 연결된 버스 시스템을 통해 수신된 메시지 내에서, 결정된 제어 신호의 값을 검사하도록 설계된다. 마지막으로, 전송 유닛(510)은 적절한 신호를 통신 컨트롤러(520)로 전달하는 전달 유닛(620)을 포함한다.

송신 시, 장치(500)가 메시지를 버스 시스템(240)을 통해 송신하기를 원할 경우, 전송 유닛(510)은 버스 시스템(240)을 위한 종래의 트랜시버와 같이 거동한다.

제1 부분 버스 시스템(240)에서 데이터 또는 메시지 비트가 전송되지 않는 동안, 본 발명의 전송 유닛(510)이 종래의 트랜시버의 기능을 넘겨받고 라인 레벨을 관찰한다.

예를 들어, 사용자(241)가 교호식으로 전압차를 부분 버스 시스템(240)의 라인에 인가하는 방식으로, 제1 부분 버스 시스템(240)에 메시지가 전송되는 경우, 본 발명에 따른 전송 유닛(510)은 전압차의 값, 즉 메시지 비트의 값을 수신한다.

프로토콜 검사 유닛(630)은, 수신된 메시지 비트를 검사하여 거의 지연 없이 전달 유닛(620)을 통해 통신 컨트롤러(520)에 전달하기 위해 설치된다. 메시지 내의 결정된 위치에 제공되고 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값을 가질 경우, 전체 메시지가 통신 컨트롤러(520)에 전달된다. 사전 설정된 제어 신호의 편차가 나는 값의 존재 시, 전송 유닛(510) 또는 프로토콜 검사 유닛(630)으로부터, 후속적으로 수신된 메시지 비트 대신 사전 설정된 제어 신호에서부터, 사전 설정되거나 사전 설정 가능하거나, 또는 결정된 종단 비트 시퀀스, 즉, 사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 또는 결정된 비트열이 메시지를 완성하기 위해 통신 컨트롤러(520)에 전달된다. 이 경우, 통신 컨트롤러(520)를 위한 메시지를 유효하게 완성하기 위해, 이전에 수신된 메시지 비트에 따라 종단 비트 시퀀스를 결정하는 것이 요구될 수 있다.

상이한 포맷을 갖는 메시지, 즉, 본 실시예에서, 종래의 Classic CAN 포맷을 갖는 메시지와 CAN FD 포맷을 갖는 메시지는 도 1에 FDF로 표시된 제어 비트에서 구별될 수 있다.

통상, 장치를 이용하여 제1 버스 시스템에 의해 메시지가 수신되며, 메시지는 제1 비트 시퀀스, 적어도 하나의 제어 신호 및 제2 비트 시퀀스의 순서로서 구성되며, 장치를 통해, 수신된 메시지의 제1 비트 시퀀스가 처리 스테이션에 전달되며, 장치를 통해, 사전 설정된 적어도 하나의 제어 신호가 검사된다. 수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값을 갖는 경우, 장치를 통해, 수신된 메시지의 제2 비트 시퀀스가 처리 스테이션에 전달된다.

수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값으로부터 편차가 나는 값을 갖는 경우, 장치는 제2 비트 시퀀스 대신, 사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 또는 결정된 종단 비트 시퀀스를 처리 스테이션에 송신한다. 종단 비트 시퀀스는 제1 비트 시퀀스에 따라 결정될 수 있다.

Classic CAN 버스 시스템 또는 CAN FD 버스 시스템을 갖는 본 실시예에서, 수신된 메시지의 사전 설정된 제어 비트가 사전 설정된 값으로부터 편차가 나는 값을 가질 경우, 장치는 값 0을 갖는 데이터 길이 코드, 즉 DLC = 0x0000을 포함하는 종단 비트 시퀀스에 의해 메시지를 완성한다. 메시지는 데이터 필드를 포함하지 않는다 (도 1, Data Field). 데이터 길이 코드 다음에 CRC 필드, ACK 필드 및 EOF 필드가 이어진다. CRC 필드는 이전에 수신된 메시지 비트에 따라 결정된다. 이에 의해, 통신 컨트롤러(520)에 송신된 메시지는 유효 Classic CAN 메시지이며, 이러한 메시지는 최초에 제1 부분 버스 시스템에서 수신된 메시지보다 더 길지 않은 것이 보장된다. 이러한 방식으로, 통신 컨트롤러(520)가 여전히 종단 비트 시퀀스를 수신하는 동안, 제1 부분 버스 시스템에서 이미 후속되는 메시지의 송신이 개시되는 것이 방지된다.

Classic CAN 버스 시스템 또는 CAN FD 버스 시스템을 갖는 본 실시예에서, 이미, 열성으로 수신된 CAN FD 메시지를 특성화하는 FDF 비트가 우성 비트로서 통신 컨트롤러(520)에 전달되는 것은 바람직하다. 즉, 제어 비트는 버스 시스템에서 수신된 제어 비트의 값과는 무관하게 항상 결정된 값으로 통신 컨트롤러(520)에 전달된다.

상술된 바와 같이, 실시예에서는 메시지가 단일 제어 비트를 갖는 경우만이 상세하게 설명되었다. 본 발명은 제어 신호가 복수의 비트로 구성된 경우에도 용이하게 전용될 수 있다. 예를 들어, 4개의 상이한 메시지 포맷(F1, F2, F3 및 F4)들을 구별하기 위해, 두 개의 비트가 사용될 수 있다. 제어 신호로서 비트 순서 "00"은 포맷(F1)을 시그널링하고, 비트 순서 "01"은 포맷(F2)을 시그널링하며, 비트 순서 "10"은 포맷(F3)을 시그널링하고, 비트 순서 "11"은 포맷(F4)을 시그널링한다. 제어 신호 "11"을 갖는 메시지의 경우에만, 제어 신호에 따라 수신된 제2 비트 시퀀스 대신, 사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 또는 결정된 종단 비트 시퀀스가 처리 유닛에 송신된다.

복수의 제어 비트 또는 제어 신호가 복수의 상이한 메시지 포맷의 구별을 위해 사용되는 다른 경우를 위해, 본 발명은 마찬가지로, 예를 들어 캐스케이딩을 통해 적용될 수 있다. 즉, 각각의 제어 신호 또는 제어 비트에서, 수신된 메시지 비트가 각각의 처리 스테이션에 전달되는지, 아니면 그 대신 이러한 제어 신호를 위해 적절한 종단 비트 시퀀스가 전달되는지의 여부가 값에 따라 판단된다. 이 경우, 종단 비트 시퀀스는, 처리 스테이션이 유효 메시지를 포함하도록, 각각의 제어 신호에 따라 선택 또는 결정된다.

Claims

제1 버스 시스템(240)에 연결하기 위한 전송 유닛(310, 510)이며,
전송 유닛은 제1 버스 시스템을 통해 메시지를 수신하고,
메시지는 제1 비트 시퀀스(110), 적어도 하나의 제어 신호(120) 및 제2 비트 시퀀스(130)의 순서로서 구성되며,
전송 유닛을 통해, 수신된 메시지의 제1 비트 시퀀스(110)가 처리 스테이션(251, 520, 540)에 전달되며,
전송 유닛을 통해, 수신된 메시지의 적어도 하나의 사전 설정된 제어 신호(120)가 검사되며,
수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값을 갖는 경우, 전송 유닛을 통해, 수신된 메시지의 제2 비트 시퀀스(130)가 처리 스테이션에 전달되는, 전송 유닛에 있어서,
수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값으로부터 편차가 나는 값을 갖는 경우, 전송 유닛은 제2 비트 시퀀스 대신 사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 종단 비트 시퀀스를 처리 스테이션에 송신하는 것을 특징으로 하는, 전송 유닛(310, 510).
제1항에 있어서, 전송 유닛은 제1 버스 시스템을 통해 제1 포맷의 메시지 및 적어도 하나의 다른 포맷의 메시지를 수신하고,
사전 설정된 제어 신호의 사전 설정된 값은 제1 포맷의 메시지를 특성화하며,
사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 종단 비트 시퀀스는, 처리 스테이션이 제1 포맷의 메시지를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 전송 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 종단 비트 시퀀스는, 처리 스테이션에 의해 수신된 제1 포맷의 메시지가 제1 버스 시스템을 통해 수신된 메시지보다 더 늦게 종료되지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 전송 유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 버스 시스템의 라인과 제2 버스 시스템의 라인의 물리적 연결이 형성됨으로써, 전송 유닛을 통해, 수신된 제1 비트 시퀀스가 처리 스테이션에 전달되며,
처리 스테이션은 제2 버스 시스템의 사용자인 것을 특징으로 하는, 전송 유닛.
제4항에 있어서, 수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값으로부터 편차가 나는 값을 갖는 경우, 상기 물리적 연결이 분리되는 것을 특징으로 하는, 전송 유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전송 유닛은, 제1 버스 시스템을 통해 수신된 신호가 제2 버스 시스템의 라인으로 비트 단위로 전달되는 방식으로, 수신된 메시지의 제1 비트 시퀀스를 처리 스테이션에 전달하며,
처리 스테이션은 제2 버스 시스템의 사용자인 것을 특징으로 하는, 전송 유닛.
제6항에 있어서, 전송 유닛은, 수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값으로부터 편차가 나는 값을 갖는 경우, 제2 비트 시퀀스 대신 사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 종단 비트 시퀀스를 제2 버스 시스템을 통해 송신하는 것을 특징으로 하는, 전송 유닛.
제2항 또는 제3항에 있어서, 전송 유닛은, 제1 버스 시스템을 통해 수신된 신호가 내부 라인을 통해 처리 스테이션으로서의 통신 컨트롤러 또는 마이크로컨트롤러에 비트 단위로 전송되는 방식으로, 수신된 메시지의 제1 비트 시퀀스를 처리 스테이션에 전달하며,
통신 컨트롤러 또는 마이크로컨트롤러는 제1 포맷의 메시지를 처리하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 전송 유닛.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 포맷은 CAN 메시지 포맷이며, 또 다른 포맷은 CAN FD 메시지 포맷인 것을 특징으로 하는, 전송 유닛.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값으로부터 편차가 나는 값을 갖는 경우, 전송 유닛은 사전 설정된 제어 신호의 사전 설정된 값을 처리 스테이션에 송신하는 것을 특징으로 하는, 전송 유닛.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 전송 유닛은 반도체 소자로서 또는 집적 회로로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 전송 유닛.
버스 시스템에 연결하기 위한 장치에 있어서,
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 전송 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1 버스 시스템(240)을 통해 메시지를 수신하기 위한 방법이며,
메시지는 제1 비트 시퀀스(110), 적어도 하나의 제어 신호(120) 및 제2 비트 시퀀스(130)의 순서로서 구성되며,
상기 방법은,
수신된 메시지의 제1 비트 시퀀스를 처리 스테이션(251, 520, 540)에 전달하는 단계와,
수신된 메시지의 적어도 하나의 사전 설정된 제어 신호를 검사하는 단계와,
수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값을 갖는 경우, 수신된 메시지의 제2 비트 시퀀스를 처리 스테이션에 전달하는 단계와,
수신된 메시지의 사전 설정된 제어 신호가 사전 설정된 값으로부터 편차가 나는 값을 갖는 경우, 제2 비트 시퀀스 대신 사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 종단 비트 시퀀스를 처리 스테이션에 송신하는 단계를 포함하는, 메시지 수신 방법.
제13항에 있어서, 버스 시스템을 통해, 제1 포맷 및 적어도 하나의 다른 포맷의 메시지가 수신될 수 있으며,
사전 설정된 제어 신호의 사전 설정된 값이 제1 포맷의 메시지를 특성화하며,
사전 설정된 또는 사전 설정 가능한 종단 비트 시퀀스는 처리 스테이션이 제1 포맷의 메시지를 수신하도록 구성되는, 메시지 수신 방법.