KR20180081565A - 버스 시스템을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

버스 시스템을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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플로리안 하트비히
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 버스 시스템(1; 2)을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 장치(144) 및 방법에 관한 것이다. 이 장치(144)는, 버스 시스템(1; 2)의 일 버스 라인(60) 상에서 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 차이를 모니터링하기 위한 모니터링 요소(1441)와; 이 모니터링 요소(1441)의 모니터링 결과가, 우성 상태(96)로부터 열성 상태(95)로의 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 전환 후에 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 진동이 하나 이상의 예정된 임계값(RTH1, RTH2, RTH3)을 초과하는 것으로 나오면, 예정된 마스킹 시간(tmask) 동안 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 진동을 마스킹하기 위한 마스킹 요소(1442)를 포함한다.

Description

버스 시스템을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 장치 및 방법
본 발명은, 전문가적인 관점에서 볼 때 차량 애플리케이션에서 구현 품질이 점차 더 낮아지는 버스 라인의 종단(termination) 및 토폴로지(topology)를 보상하기 위해, 버스 시스템을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐(hiding)하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
CAN 버스 시스템은 예를 들어 자동차에서 센서와 제어 장치 간의 통신 시 사용된다. CAN 버스 시스템에서는, ISO11898의 CAN 사양에 기술되어 있는 바와 같이, 메시지가 CAN 프로토콜에 의해 전송된다.
CAN 버스 시스템에서는, 모든 프로토콜 부분에서 비트 전송 속도가 동일하다. 최대 비트 전송 속도는 1 MBit/s이며, 다시 말해 비트 시간(tbit)이 1㎲이다. CAN 프로토콜, 즉, CAN FD(CAN with flexible data rate)의 개선예에서는, 전통적인 CAN 프로토콜에 비해, 중재(arbitration) 단계의 끝에서 후속 데이터 단계를 위한 데이터 전송 속도 또는 비트 전송 속도가 예컨대 2MBit/s 또는 5MBit/s로 증가한다. 이와 더불어 상응하게 더 짧은 비트 시간(tbit)이 야기되는데, 예컨대 5MBit/s의 데이터 전송 속도 또는 비트 전송 속도에서 tbit = 200ns이다. 이는 현재 ISO 표준 11898-1(개발중) 또는 "CAN with Flexible Data-Rate, Specification Version 1.0 (2012년 4월 17일 공표)" 사양에 CAN FD를 이용한 CAN 프로토콜 사양으로서 더 정확하게 기술되어 있다.
CAN-Physical Layer Standard ISO11898-2/-5/-6에 따르면, CAN 버스 시스템은, 예컨대 센서 또는 제어 장치 등과 같은 2개 이상의 가입자 스테이션 또는 노드가 각각 버스 라인을 갖는 스터브(stub)와 연결되도록 구성될 수 있다. 버스 라인은 이상적으로 각각 하나의 종단 저항(terminating resistor)에 의해 양측 버스 라인 단부에서 종료되거나 종결된다. 이와 같은 토폴로지는 이상적으로 버스 상태가 우성으로부터 열성으로 또는 그 반대로 변경될 때의 진동 과정을 보여주지 않는다. CAN-Physical Layer Standard ISO11898-2/-5/-6에 따르면, 오로지 상기 토폴로지만 사용할 수 있다.
현재, 실제로는 그와 달리 단 하나의 종단 저항을 갖는 소위 성형 토폴로지(star topology)가 점점 더 빈번하게 사용되는 점이 관찰된다. 이는 무엇보다 차량 제조 시 장점이 되는데, 그 이유는 제조 공정 및 중간 제어를 수월하게 하기 때문이다. 하지만, 이와 같은 토폴로지 및 종단은, 특히 버스 신호가 우성 상태로부터 열성 상태로 전환 시, 트랜스시버 출력단이 스위치 오프되는 경우, 버스 라인 상에 진동 형태의 강한 동특성을 남긴다는 불리한 특성을 갖는다. 최악의 경우에는, 진동이 일 신호 비트의 전체 비트 시간에 걸쳐 사라지지 않고, 추후 이하에서 기술되는 조건들로 인해 바람직하지 않게, 수신측 가입자 스테이션의 수신 신호(RX)용 접속 단자에서 진동으로서 검출된다.
공칭 비트 시간(N)은 4개의 단계, 즉 Sync_Seg(N) 단계, Prop_Seg(N) 단계, Phase-Seg1(N) 단계 및 Phase-Seg2(N) 단계로 분할된다. 이 경우, Sync_Seg(N) 단계는 공칭 비트 시간(N)의 1/N을 포함하고, Sync_Seg(N) 단계는 공칭 비트 시간(N)의 5/N를 포함하며, Phase-Seg1(N) 단계 및 Phase-Seg2(N) 단계는 각각 공칭 비트 시간(N)의 4/N를 포함한다.
비트는 수신측 가입자 스테이션에서 공칭 비트 시간(N) 이내에 지정 가능한 시점에 샘플링된다. 이와 같은 지정 가능한 시점을 표본점 또는 샘플 포인트라고도 한다. 표본점은 일반적으로 Phase_Seg1과 Phase_Seg2 사이로 프로그래밍된다. 표본점 시점에 상응하는 새로운 버스 상태가 수신 노드에 인가되는 경우에만, 이 새로운 버스 상태도 검출된다.
그 결과, 버스 시스템의 올바르지 못한 종단 및 토폴로지로 인해 오래 지속되는 버스 전압의 진동이, 전술한 현재의 실제 조건에서는, 수신측 가입자 스테이션에서의 에러 없는 데이터 수신을 어렵게 하거나 방해하는 요인이 된다. CAN FD의 경우에, 수신측 가입자 스테이션에서의 에러 없는 데이터 수신을 어렵게 하거나 방해하는 또 다른 요인은, 증가하는 비트 전송 속도에 의한 비트 시간(tbit) 단축이다.
본 발명의 과제는, 버스 시스템을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한, 전술한 문제점들을 해결하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 특히, 전문가적인 관점에서 볼 때 차량 애플리케이션에서 구현 품질이 점차 더 낮아지는 CAN 버스 라인의 종단 및 토폴로지를 보상할 수 있는, 버스 시스템을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 장치 및 방법이 제공되어야 한다.
상기 과제는, 청구항 1의 특징들을 갖는, 버스 시스템을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 장치에 의해 해결된다. 이 장치는, 버스 시스템의 일 버스 라인 상에서 버스 신호의 차이를 모니터링하기 위한 모니터링 요소와; 이 모니터링 요소의 모니터링 결과가, 우성 상태로부터 열성 상태로의 버스 신호의 전환 후에 버스 신호의 진동이 하나 이상의 예정된 임계값을 초과하는 것으로 나오면, 예정된 마스킹 시간 동안 버스 신호의 진동을 마스킹하기 위한 마스킹 요소;를 포함한다.
상기 장치에 의해, 전문가적 관점에서 볼 때 CAN-Physical Layer Standard ISO11898-2/-5/-6에서 지정된 것보다 더 낮은 구현 품질을 갖는 버스 토폴로지에서도, 올바른 데이터 수신이 실현될 수 있다. 이로 인해, 차량 내에서 사용된 버스 시스템의 전송 특성이 악화되지 않으면서, 차량 제조 시 차량의 제조 공정 및 중간 제어가 수월해진다.
이 장치는, 또한 버스 시스템의 사용자를 위해서, 시스템을 설계할 때 표본점의 파라미터화 또는 프로그래밍을 위해, 우성의 비트에 대해 도면에 "tdom"으로 표시되어 있는 비트를 위한 비트 시간 내에서 시간상 더 긴 단계를 가능하게 한다.
더 나아가, 이 장치는 실리콘 면적에 대한 매우 적은 수요 및 이에 따른 매우 적은 제조 비용을 갖는다.
이 장치의 또 다른 장점은, 이 장치가 CAN 프로토콜 또는 CAN FD 프로토콜에 따른 중재 단계 동안 버스 토폴로지 및 종단과 같은 상이한 애플리케이터(applicator)에 매칭된다는 데 있다.
이 장치는 또한 기존의 버스 시스템에 차후에 간단히 부가될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예들은 종속 청구항들에 명시되어 있다.
모니터링 요소는 수신 비교기의 일 출력을 모니터링하도록 배치되고, 상기 수신기의 2개 이상의 입력에 버스 신호의 차이가 공급될 수 있으며, 그리고/또는 마스킹 요소는 가입자 스테이션의 수신 신호 드라이버를 예정된 마스킹 시간 동안 열성 상태로 유지하도록 설계될 수 있다.
일 변형 실시예에 따르면, 우성 비트에 대한 비트 시간의 측정 및 마스킹 시간은, 가입자 스테이션이 버스 신호의 수신기로서 동작하는지 아니면 버스 신호의 송신기로서 동작하는지에 따라 변경될 수 있다.
모니터링 요소는, 수신 임계값이 버스 신호로부터 발생한 신호의 음의 값으로 초과한 횟수를 마스킹 요소의 스위치 온을 위한 예비 조건으로서 계수하도록 설계될 수 있으며, 그리고/또는 모니터링 요소는, 2개의 수신 임계값 또는 3개의 상이한 수신 임계값의 초과 횟수를 계수하도록 설계될 수 있다.
바람직하게, 제1 수신 임계값은 제2 수신 임계값보다 작은 전압 값을 가지며, 마스킹 요소는, 제2 수신 임계값이 제1 수신 임계값보다 덜 빈번하게 초과되는 경우, 버스 신호로부터 발생한 신호의 진동을 예정된 마스킹 시간 동안 마스킹하도록 설계된다. 대안적으로 또는 추가로, 모니터링 요소는, 제3 수신 임계값을 이용해서 신호의 음의 값으로 초과한 횟수를 체크하도록 설계될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 마스킹 요소는, 우성 상태로부터 열성 상태로의 상태 변경이 이루어지고 제3 수신 임계값에 미달된 경우에만, 디지털 수신 신호를 일 비트 시간 후에 마스킹 시간 동안 마스킹하도록 설계될 수 있다.
전술한 장치는 버스 시스템용 가입자 스테이션을 위한 송신/수신 모듈의 부분일 수 있다.
전술한 송신/수신 모듈은, 일 버스 시스템용의 일 가입자 스테이션의 부분일 수 있다. 가입자 스테이션은 추가로 CAN 컨트롤러, 및 송신/수신 모듈을 수용하기 위한 ASIC 시스템을 구비할 수 있으며, 이 경우 전술한 장치는 송신/수신 모듈의 수신 비교기의 일 출력과 CAN 컨트롤러의 일 수신 신호를 위한 일 신호 드라이버의 일 입력 사이에 접속된다.
바람직하게, 가입자 스테이션용 버스 신호는, CAN 프로토콜 및/또는 CAN FD 프로토콜 및/또는 TTCAN 프로토콜에 따라 구성된다.
전술한 장치는, 버스 라인, 및 통신을 위해 상기 버스 라인에 의해 서로 연결되어 있는 2개 이상의 가입자 스테이션을 구비한 일 버스 시스템의 부분일 수도 있다. 이 경우, 하나 이상의 가입자 스테이션이 전술한 장치를 구비할 수 있다.
전술한 과제는 또한, 청구항 10의 특징들을 갖는, 버스 시스템을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 방법에 의해 해결된다. 이 방법은 다음의 단계: 모니터링 요소를 이용하여 버스 시스템의 일 버스 라인 상에서 버스 신호의 차이를 모니터링하는 단계; 및 이 모니터링 요소의 모니터링 결과가, 우성 상태로부터 열성 상태로의 버스 신호의 전환 후에 버스 신호의 진동이 하나 이상의 예정된 임계값을 초과하는 것으로 나오면, 마스킹 요소를 이용하여 예정된 마스킹 시간 동안 버스 신호의 진동을 마스킹하는 단계;를 포함한다.
상기 방법은, 앞에서 장치와 관련하여 명시된 바와 동일한 장점들을 달성한다.
본 발명의 또 다른 가능한 구현예들은 전술한 또는 하기에서 실시예들과 관련하여 기술되는 특징들 또는 실시형태들의 명시되지 않은 조합들도 포함한다. 이 경우, 통상의 기술자는 개별 양태들도 개선 또는 보완으로서 본 발명의 각각의 기본 형태에 부가할 것이다.
이하에는, 첨부된 도면들 및 실시예들을 참조해서 본 발명이 더 상세하게 기술된다.
도 1은 제1 실시예에 따른 버스 시스템의 개략적인 블록 회로도이다.
도 2는 도 1에 도시된 버스 시스템의 일 가입자 스테이션의 개략적인 블록 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 버스 시스템의 일 가입자 스테이션의 송신 신호(TX)의 일 부분에 대한 일례를 도시한 그래프이다.
도 4는 도 3에 도시된 송신 신호(TX)의 연속인, 버스 신호(CAN_H 및 CAN_L)의 그래프이다.
도 5는 도 3에 도시된 송신 신호(TX)를 토대로 하여 2개의 버스 신호(CAN_H와 CAN_L) 사이에서 설정되는 차동 전압(VDIFF)의 아날로그 신호의 그래프이다.
도 6은 도 3에 도시된 송신 신호(TX)를 토대로 하여 가입자 스테이션에서 설정되는 수신기 출력 신호(REC_O)의 그래프이다.
도 7은 제1 실시예에 따른 장치를 갖는 일 가입자 스테이션의 수신 신호(RxD1)와 제1 실시예에 따른 버스 시스템에서의 종래의 일 가입자 스테이션의 수신 신호(RxD2)가 중첩된 그래프이다.
도 8은 도 3의 송신 신호(TX)로부터 도출되며, 추가의 수신 임계값들이 도시되어 있는 차동 신호(VDIFF)의 그래프이다.
도 9는 제2 실시예에 따른 일 버스 시스템의 개략적인 블록 회로도이다.
달리 명시되어 있지 않은 한, 각각의 도면에서 동일하거나 기능적으로 동일한 요소들에는 동일한 참조 부호가 부여된다.
도 1은, 차량, 특히 자동차, 비행기 등에서 또는 병원 등에서 사용될 수 있는 버스 시스템(1)을 보여준다.
도 1에서, 버스 시스템(1)은, 제1 가입자 스테이션(10), 제2 가입자 스테이션(20), 제3 가입자 스테이션(30), 제4 가입자 스테이션(40), 제5 가입자 스테이션(50), 버스 라인(60) 및 종단 저항(70)을 구비한다.
버스 시스템(1)은 예를 들어 CAN 버스 시스템 또는 CAN-FD 버스 시스템 등일 수 있다. 아주 일반적으로, 본 실시예의 버스 시스템(1)은, 버스 라인(60)에 대한 가입자 스테이션들(10 내지 50) 중 하나의 배타적이고 충돌없는 액세스가 적어도 일시적으로 보장되는 통신용으로 설계되었다.
제1 가입자 스테이션(10)은 예를 들어 자동차의 제어 장치일 수 있다. 제2, 제4 및 제5 가입자 스테이션(20, 40, 50)은 예를 들어 각각 자동차의 센서일 수 있다. 제3 가입자 스테이션(30)은 예를 들어 자동차의 디스플레이 장치일 수 있다.
도 2는, 가입자 스테이션(10)의 구조를 그의 CAN 모듈과 관련하여 더 정확하게 보여준다. 다른 가입자 스테이션(20 내지 50)의 CAN 모듈은 각각 가입자 스테이션(10)의 CAN 모듈과 동일한 방식으로 구성되어 있다.
가입자 스테이션(10)은 폭넓은 부분에서 CAN 모듈을 갖는 종래의 가입자 스테이션과 동일한 방식으로 구성되어 있다. 그렇기 때문에, 이하에서는 다만, CAN 모듈을 갖는 종래의 가입자 스테이션과 상이하거나 본 발명의 상세한 설명을 위해서 언급될 수 있는 가입자 스테이션(10)의 부분들만 기술된다.
가입자 스테이션(10)의 CAN 모듈은 ASIC 시스템(10A), 및 이 ASIC 시스템(10A)을 통해 CAN 컨트롤러(10C)와 연결되어 있는 집적 송신/수신 모듈(10B)을 구비한다. ASIC 시스템(10A)에는, CAN 컨트롤러(10C)로부터의 송신 신호(TxD) 및 CAN 컨트롤러(10C)용 수신 신호(RxD)를 위한 디지털 접속 단자(TxD 및 RxD)가 제공되어 있다.
송신/수신 모듈(10B)에는, 버스 라인(60)에 대한 접속을 위해, CAN 모듈 외부에서 저항(RL/2)을 통해 서로 연결되어 있는 접속 단자(CAN_H, CAN_L)가 제공되어 있다. 2개 저항(RL/2)의 연결부는, 한 편으로는 커패시터(C)를 통해 접지와 연결되어 있고, 다른 한 편으로는 접속 단자(VSPLIT)와 연결되어 있다. 접속 단자(CAN_GND)에서는, 송신/수신 모듈(10B)이 접지와 연결되어 있다. 또한, 송신/수신 모듈(10B)은 접속 단자(CAN_SUPPLY)를 더 구비하며, 이 접속 단자를 통해서는, 5V의 값을 갖는 송신/수신 모듈(10B)용 공급 전압이 필터(80)를 통해 공급된다.
또한, 가입자 스테이션(10)의 송신/수신 모듈(10B)은 ESD 보호 유닛(11), 선택적으로 사용 가능하거나 존재하는 VSPLIT 유닛(12), 송신 유닛(13), 수신 유닛(14), 웨이크업 로직이라고도 지칭될 수 있는 웨이크업 유닛(15), 디지털 유닛(16) 및 입력/출력 유닛(17)을 구비한다. 송신 유닛(13)은, MOS-FET 및 다이오드로 구성된, 도면에 도시되지 않은 회로 외에, TxD 드라이버 또는 송신 신호 드라이버(131)를 구비한다. 수신 유닛(14)은, 저항들로 구성된, 도면에 도시되지 않은 회로 외에, 버스 바이어스 전압 장치(141), 웨이크업 펄스를 수신하기 위한 웨이크업 펄스 수신기(142), 수신 비교기(143) 및 장치(144)를 구비한다. 입력/출력 유닛(17)은 TX 드라이버(171) 및 RxD 드라이버 또는 수신 신호 드라이버(172)를 구비한다.
장치(144)는, 모니터링 요소(1441) 및 마스킹 요소(1442)를 구비한다. 선택적으로, 장치(144)는 필터(1443)도 구비할 수 있다. 모니터링 요소(1441)는, 도 8을 참조해서 도시되고 설명된 바와 같이, 3개의 수신 임계값(RTH1, RTH2 및 RTH3)을 갖는 로직으로서 구현될 수 있다.
도 3은, 송신 신호(TxD)가 접속 단자(CAN_H 및 CAN_L)에 있는 송신 유닛(13)에 의해 버스 라인(60)으로 전송되도록 하기 위해, CAN 컨트롤러(10C)로부터 접속 단자(TxD)에 있는 송신 유닛(13)에 입력되는 디지털 송신 신호(TxD)를 보여준다.
도 4는, 버스 라인(60) 상에서 디지털 송신 신호(TxD)로부터 도출되는 신호(CAN_H 및 CAN_L)를 보여준다.
접속 단자(CAN_H)의 신호는 수신 비교기(143)의 제1 입력에도 인가된다. 접속 단자(CAN_L)의 신호는 수신 비교기(143)의 제2 입력에도 인가된다. 그 결과, 수신 비교기(143)의 입력 측에는, CAN 버스 라인(60)으로부터 유래하는 신호가 그의 진폭과 관련하여 분할된 상태로 인가된다. 수신 비교기(143)의 입력들 사이에는, 도 5에 도시된 차동 전압(VDIFF)이 분할된 형태로 인가된다. 수신기(143)의 출력에서는, 도 6에 따른 수신기 출력 신호(REC_O)가 출력되며, 이 출력 신호는 3개까지의 입력을 통해 장치(144) 내로 입력된다. 수신 신호 드라이버(172)는 장치(144)의 출력으로부터 도 7에 따른 디지털 수신 신호(RxD1)를 형성한다.
도 3 내지 도 7을 함께 살펴보면, 가입자 스테이션(10)에서 송신 유닛(13)은 TxD 접속 단자에서 나타나는 도 3에 따른 레벨(91, 92)을, 도 4에 도시된 바와 같이 CAN 버스 라인(60) 상에서 우성 상태 및 열성 상태로 변환한다. 수신 유닛(14)은, 도 6에 따른 수신기 출력 신호(REC_O)로서 도 5에 따른 차동 전압(VDIFF)에서의 수신 임계값(THRX)의 도움으로, 버스 상태를 우성으로 그리고 열성으로 검출한다. 검출된 버스 상태는 도 7에 도시된 바와 같이 RxD 접속 단자에서 레벨(97, 98)로서 출력된다. 이 경우, 시간(tdom) 동안 우성 레벨(98)이 나타난다. 우성 레벨(98)에 후속하는 열성 레벨(97)은 이하에서 더 정확하게 기술되는 바와 같이 시간(tmask) 동안 유지된다.
VDIFF는, 2개의 버스 라인(CAN_H와 CAN_L) 간의 아날로그 차동 전압이다. 이 경우, VDIFF = CAN_H - CAN_L이 적용된다. 차동 전압(VDIFF)은 열성 비트에 대해서는 0V이고, 우성 비트에 대해서는 통상 2V이다.
가입자 스테이션(10)의 작동 중에는, 수신 비교기(143)(도 2)의 입력에 저항(RL/2)에 의해 분할된 버스 전압이 인가된다. 수신 비교기(143)는 상기 분할된 전압의 차이를 수신기 출력 신호(REC_O)로 변환하고, 이 수신기 출력 신호는 도 2에 도시된 바와 같이 장치(144)를 통해, 그리고 수신 신호 드라이브(172)(도 2)에 의해 가입자 스테이션(10)의 CAN 컨트롤러(10C)용 RxD 접속 단자로 이동된다.
종래 방식에 따르면, CAN 트랜스시버의 경우에는 우성 버스 상태 및 열성 버스 상태를 구별하기 위해 스위칭 임계값 또는 수신 임계값(RTH1)만 변환된다. 이를 위해, 2개 임계값 관찰의 결과를 표시하기에 수신 비교기(143)의 하나의 출력으로 충분하다. 이 경우, 수신 비교기(143)는 분할된 차동 전압(VDIFF)을 수신 임계값(RTH1)과 비교한다.
발명을 구현하기 위해, 단 2개의 추가 수신 임계값(RTH2 및 RTH3)만 차동 전압(VDIFF)의 진동 진폭을 검출하는 데 사용되기 때문에, 수신 비교기(143)는 임계값 관찰의 결과를 표시하기 위해 3개의 출력을 갖는다.
수신 비교기(143)의 3개 이하의 출력이 장치(144)의 입력으로서 제공된다.
장치(144)는 자신의 모니터링 요소(1441)(도 8)를 이용해서 가입자 스테이션(10)의 정상 작동 모드 동안 수신 비교기(143)의 3개 이하의 출력(143A)(도 2)을 모니터링한다. 이 모니터링을 통해 열성 상태(95)(도 6) 이후 적어도 하나의 우성 상태 시간 동안 또는 비트 시간(tdom)(도 7) 동안 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 우성의 버스 상태(96)(도 6)가 지정되면, 버스 라인(60) 상에서의 다음 번 상태 변경에 의해, 다시 말해 우성 상태로부터 열성 상태로의 변경에 의해, 수신 신호 드라이버(172)가 도 7에 도시된 시간(tmask) 동안 우성 상태로 유지된다. 이렇게 함으로써, 높은 비트 전송 속도 및 불량 종단의 경우에 전형적인 차동 전압(VDIFF)(도 5)의 진동이, 도 7에 도시된 비트의 표본점(AP)의 시간 동안 열성 상태를 검출하는 과정에 영향을 미치지 않게 된다. 도 7에 따른 시간들(tdom 및 tmask)은 송신 및 전달된 신호의 비트 전송 속도 및 버스 토폴로지와 상관관계에 있다.
매우 짧은 간섭 펄스에 좌우되지 않도록 하기 위해, 트리거링 에지(triggering edge)의 검출, 다시 말해 도 6에서 우성 상태(96)로부터 열성 상태(95)로의 전환의 검출이 도 2의 필터(1443)에 의해 필터링될 수 있다.
진동 검출의 견고성은, 도 8을 참조해서 더 상세하게 설명된 예방책에 의해 얻어진다.
도 8에 도시된 바와 같이, 장치(144)에서는, 전형적인 수신 임계값(RTH1)에 추가로 또 다른 수신 임계값(RTH2)이 공급된다. 또한, VDIFF의 음의 값을 체크하는 또 다른 수신 임계값(RTH3)이 더 제공된다.
수신 비교기(143)의 출력으로부터 전력을 공급받는 모니터링 요소(1441)는, 3개의 수신 임계값(RTH1, RTH2 및 RTH3)의 초과 횟수를 계수한다. 불량 종단에 의한 전형적인 진동 시, 수신 임계값(RTH2)이 수신 임계값(RTH1)보다 적은 초과를 제공한다.
VDIFF의 음의 값을 체크하는 또 다른 수신 임계값(RTH3)은 추가로 또는 단독으로, 마스킹 요소(1442)를 활성화하기 위한 예비 조건으로서 사용될 수 있다. 그 결과, 도 7에 따라, 디지털 수신 신호(RxD)는, 상태 변경이 이루어지고(에지) 수신 임계값(RTH3)에 미달된 경우에만, 일 비트 시간(tdom) 후에 시간(tmask) 동안 마스킹된다.
상기와 같은 방식의 진동 검출이 이미 진행중인 비트 동안 이루어진다는 사실로 인해, 상기와 같은 메커니즘은 낮은 비트 전송 속도로 실행된 중재 내에서 활성화될 수 있다. 이 메커니즘이 활성화되면, 진행중인 데이터 단계 동안 도 2의 수신 신호 드라이버(172)가 전술한 바와 같이 시간(tmask) 동안 마스킹된다.
가입자 스테이션(10)이 송신기냐 수신기냐에 따라, 시간(tdom 및 tmask)의 측정이 변경될 수 있다. 이 경우, 우성 비트에 대한 비트 시간(tdom)의 측정 및 마스킹 시간(tmask)은 바람직하게, 가입자 스테이션(10)이 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 수신기로서 동작하는지 아니면 송신기로서 동작하는지에 따라 변경된다. 이는, 더 강한 진동이 예상될 수 있는 개별 노드 또는 가입자 스테이션(10, 20, 30)이 버스 토폴로지에 따라 마스킹 특성과 관련하여 상이하게 파라미터화될 수 있다는 장점이 있다.
전술한 바와 같이, 장치(144)(도 2 및 도 8)는 수신 비교기(143)(도 2)의 출력을 관찰한다. 이 출력에서 일 비트 시간 동안 수신 신호(RxD)(도 7)의 우성 레벨이 나타나면, 하류에 접속된 수신 신호 드라이버(172)(도 2)를 예정된 시간(tmask)(도 7) 동안 열성 상태로 유지하기 위해, 각각의 열성 쪽으로의 다음 번 상태 변경이 사용된다.
따라서, 버스 진동으로 인해 발생하는 상태 변경은 장치(144)에 의해 억제될 수 있다.
도 9는, 제2 실시예에 따른 일 버스 시스템(2)을 보여준다. 제2 실시예에 따른 버스 시스템(2)은 많은 부분에서 제1 실시예에 따른 버스 시스템(1)과 관련하여 기술된 바와 동일한 방식으로 구성되어 있다.
하지만, 제1 실시예에 따른 버스 시스템(1)과 달리, 제2 실시예에 따른 버스 시스템(2)은, 버스 라인(60)의 단부들에 각각 제공된 2개의 종단 저항(70)를 구비한다. 이로 인해, 버스 시스템(2)은, ISO11898에 기술된 바와 같은 CAN 사양에 따른 버스 토폴로지를 형성한다. 이와 같은 버스 토폴로지는 ISO 버스 토폴로지로서도 지칭될 수 있다.
가입자 스테이션(10 내지 50)은 버스 시스템(2)에 있어서도, 선행 실시예를 참조해서 기술된 바와 동일한 방식으로 그리고 도 2에 도시된 바와 동일한 방식으로 구성되어 있다.
버스 시스템(2)의 ISO 버스 토폴로지를 토대로 해서, 가입자 스테이션(10 내지 50)은 중재 단계에서, 도 4에서 선행 실시예를 참조하여 기술된 바와 같이, 우성 상태로부터 열성 상태로 송신 신호(TX)의 상태 변경 시 진동이 전혀 발생하지 않는 점을 검출한다. 그렇기 때문에, 장치(144)는, 수신 신호 드라이버(172)를 특정 시간 동안 열성 상태로 유지하기 위하여, 마스킹 시간(tmask)을 0의 값까지 줄일 수 있다. 이는, 버스 진동으로 인해 발생하는 상태 변경이 억제될 필요가 없음을 의미한다. 따라서, 장치(144)는 중재 단계 동안 버스 토폴로지 및 종단 저항(70)에 의한 종단과 같은 상이한 애플리케이터에 매칭된다.
버스 시스템(1, 2), 가입자 스테이션(10 내지 50), 버스 라인(60) 및 방법의 전술한 모든 실시예들은 개별적으로 또는 가능한 모든 조합의 형태로 사용될 수 있다. 특히, 전술한 실시예들의 모든 특징들은 임의로 조합될 수 있거나 배제될 수도 있다. 추가로, 특히 다음과 같은 변형예들도 생각할 수 있다.
상기 실시예들에 따른 버스 라인(60)을 갖는 버스 시스템(1, 2)은 CAN 프로토콜을 기반으로 하는 버스 시스템을 기초로 기술되어 있다. 하지만, 상기 실시예들에 따른 버스 시스템이 다른 유형의 통신망일 수도 있다. 바람직하지만 강제적이지 않은 전제 조건은, 제1 버스 시스템의 통신 시스템(1)에서 적어도 특정 시 간격 동안에는 공통 채널에 대한 일 가입자 스테이션(10 내지 50)의 배타적이고 충돌없는 액세스가 보장되어야 한다는 것이다.
가입자 스테이션(10 내지 50)의 개수는 임의로 선택 가능하다. 가입자 스테이션들(10 내지 50) 중 단 2개의 가입자 스테이션만 존재할 수도 있다. 또한, 버스 시스템(1, 2) 내에 가입자 스테이션(10)만 존재하거나, 가입자 스테이션(20)만 존재하거나, 가입자 스테이션(30)만 존재하는 등의 유형도 가능하다.
장치(144)가 반드시 가입자 스테이션들(10 내지 50) 중 하나의 CAN 모듈의 부분일 필요는 없다. 장치(144)는 가입자 스테이션들(10 내지 50) 중 하나의 CAN 모듈 외부에 별도의 장치로서 제공될 수도 있다. 이는 특히 기존 CAN 버스 시스템(1, 2)에 대한 설비 보완을 위해 유리하다.

Claims (10)

  1. 버스 시스템(1; 2)을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 장치(144)로서,
    상기 버스 시스템(1; 2)의 일 버스 라인(60) 상에서 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 차이를 모니터링하기 위한 모니터링 요소(1441), 및
    상기 모니터링 요소(1441)의 모니터링 결과가, 우성 상태(96)로부터 열성 상태(95)로의 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 전환 후에 상기 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 진동이 하나 이상의 예정된 임계값(RTH1, RTH2, RTH3)을 초과하는 것으로 나올 경우, 예정된 마스킹 시간(tmask) 동안 상기 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 진동을 마스킹하기 위한 마스킹 요소(1442)를 구비한, 버스 시스템을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 장치(144).
  2. 제1항에 있어서,
    모니터링 요소(1441)는, 수신 비교기(143)의 일 출력(143A)을 모니터링하도록 배치되고, 상기 수신 비교기의 2개 이상의 입력에 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 차이가 공급되며, 그리고/또는
    마스킹 요소(1442)는, 일 가입자 스테이션(10; 20; 30; 40; 50)의 수신 신호 드라이버(172)를 예정된 마스킹 시간(tmask) 동안 열성 상태로 유지하도록 설계되는, 버스 시스템을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 장치(144).
  3. 제2항에 있어서, 우성 비트에 대한 비트 시간의 측정 및 예정된 마스킹 시간(tmask)은, 가입자 스테이션(10; 20; 30; 40; 50)이 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 수신기로서 동작하는지 아니면 송신기로서 동작하는지에 따라 변동하는, 버스 시스템을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 장치(144).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    모니터링 요소(1441)는, 수신 임계값(RTH3)이 버스 신호(CAN_H, CAN_L)로부터 발생한 신호(VDIFF)의 음의 값으로 초과한 횟수를, 마스킹 요소(1442)의 스위치 온을 위한 예비 조건으로서 계수하도록 설계되며, 그리고/또는
    모니터링 요소(1441)는, 2개의 수신 임계값(RTH1, RTH2) 또는 3개의 상이한 수신 임계값(RTH1, RTH2, RTH3)의 초과 횟수를 계수하도록 설계되는, 버스 시스템을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 장치(144).
  5. 제4항에 있어서,
    제1 수신 임계값(RTH1)은 제2 수신 임계값(RTH2)보다 작은 전압 값을 가지며, 마스킹 요소(1442)는, 상기 제2 수신 임계값(RTH2)이 상기 제1 수신 임계값(RTH1)보다 덜 빈번하게 초과되는 경우, 버스 신호(CAN_H, CAN_L)로부터 발생한 신호(VDIFF)의 진동을 예정된 마스킹 시간(tmask) 동안 마스킹하도록 설계되며, 그리고/또는
    모니터링 요소(1441)는, 제3 수신 임계값(RTH3)을 이용해서 신호(VDIFF)의 음의 값으로 초과한 횟수를 체크하도록 설계되어 있으며, 그리고/또는
    마스킹 요소(1442)는, 우성 상태로부터 열성 상태로의 상태 변경이 이루어지고 제3 수신 임계값(RTH3)에 미달된 경우에만, 디지털 수신 신호(RxD)를 일 비트 시간(tdom) 후에 마스킹 시간(tmask) 동안 마스킹하도록 설계되는, 버스 시스템을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 장치(144).
  6. 버스 시스템(1; 2)용의 가입자 스테이션(10; 20; 30; 40; 50)을 위한 송신/수신 모듈(10B)로서, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 장치(144)를 구비한 송신/수신 모듈(10B).
  7. CAN 컨트롤러(10C),
    제7항에 따른 송신/수신 모듈(10B), 및
    상기 송신/수신 모듈(10B)을 수용하기 위한 ASIC 시스템(10A)를 구비한 버스 시스템(1; 2)용 가입자 스테이션(10; 20; 30; 40; 50)으로서,
    장치(144)가 송신/수신 모듈(10B)의 수신 비교기(143)의 일 출력과 CAN 컨트롤러(10C)의 일 수신 신호(RxD)를 위한 일 신호 드라이버(172)의 일 입력 사이에 접속되는, 버스 시스템용 가입자 스테이션(10; 20; 30; 40; 50).
  8. 버스 신호(CAN_H, CAN_L)가 CAN 프로토콜 및/또는 CAN FD 프로토콜 및/또는 TTCAN 프로토콜에 따라 구성되는, 가입자 스테이션(10; 20; 30; 40; 50).
  9. 버스 라인(60); 및
    통신을 위해 상기 버스 라인(60)에 의해 서로 연결되어 있는 2개 이상의 가입자 스테이션(10; 20; 30; 40; 50);을 구비한 버스 시스템(1; 2)으로서,
    상기 하나 이상의 가입자 스테이션(10; 20; 30; 40; 50)이 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 장치(144)를 구비한, 버스 시스템(1; 2).
  10. 버스 시스템(1; 2)을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 방법으로서, 다음 단계들:
    모니터링 요소(1441)를 이용하여 버스 시스템(1; 2)의 일 버스 라인(60) 상에서 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 차이를 모니터링하는 단계, 및
    상기 모니터링 요소(1441)의 모니터링 결과가, 우성 상태(96)로부터 열성 상태(95)로의 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 전환 후에 상기 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 진동이 하나 이상의 예정된 임계값(RTH1, RTH2, RTH3)을 초과하는 것으로 나오면, 마스킹 요소(1442)를 이용하여 예정된 마스킹 시간(tmask) 동안 상기 버스 신호(CAN_H, CAN_L)의 진동을 마스킹하는 단계를 포함하는, 버스 시스템을 통한 데이터 수신 시 버스 진동을 선택적으로 은폐하기 위한 방법.
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