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JP2013098871A - Communication system, communication device, and communication method - Google Patents

Communication system, communication device, and communication method Download PDF

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JP2013098871A
JP2013098871A JP2011241621A JP2011241621A JP2013098871A JP 2013098871 A JP2013098871 A JP 2013098871A JP 2011241621 A JP2011241621 A JP 2011241621A JP 2011241621 A JP2011241621 A JP 2011241621A JP 2013098871 A JP2013098871 A JP 2013098871A
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JP
Japan
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communication
time
signal
signal level
communication line
Prior art date
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Pending
Application number
JP2011241621A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daisuke Umehara
大祐 梅原
Shinichi Ishikawa
伸一 石河
Toshiyasu Tsubouchi
利康 坪内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Wiring Systems Ltd
Kyoto Institute of Technology NUC
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
Kyoto Institute of Technology NUC
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Wiring Systems Ltd, Kyoto Institute of Technology NUC, AutoNetworks Technologies Ltd, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Wiring Systems Ltd
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Priority to PCT/JP2012/075883 priority patent/WO2013051677A1/en
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Abstract

【課題】リンギングの影響を低減し、通信の高速化を実現可能な通信システム、通信装置及び通信方法を提供する。
【解決手段】ECU1は、送信データがドミナントの場合、第1時間Tpに亘って第1信号レベルの信号を通信線5に出力し、その後の第2時間Thに亘って第2信号レベル(0V)の信号を出力し、送信データがレセシブ且つ通信線5の信号レベルがレセシブの場合、第1時間Tp及び第2時間Thに亘って通信線5へ信号出力をせずハイインピーダンス状態とし、送信データがレセシブ且つ通信線5の信号レベルがドミナントの場合、第1時間Tpに亘って信号出力をせずにハイインピーダンス状態とし、その後第2時間Thに亘って第2信号レベルの信号を出力する。ECU1は、スイッチを切り替えることによって、通信線5に対する抵抗器の接続/遮断を行うことが可能な構成であり、1ビットの送信時間Tbにおける第1時間Tp経過後に抵抗器の接続を行う。
【選択図】図2
A communication system, a communication apparatus, and a communication method capable of reducing the influence of ringing and realizing high-speed communication.
When transmission data is dominant, ECU1 outputs a signal of a first signal level to a communication line 5 over a first time Tp, and then outputs a second signal level (0 V over a second time Th after that). ) Is output, the transmission data is recessive and the signal level of the communication line 5 is recessive, the signal is not output to the communication line 5 over the first time Tp and the second time Th, and the signal is transmitted in a high impedance state. When the data is recessive and the signal level of the communication line 5 is dominant, the signal is not output for the first time Tp and is set to the high impedance state, and then the signal of the second signal level is output for the second time Th. . The ECU 1 is configured to be able to connect / cut off the resistor with respect to the communication line 5 by switching the switch, and the resistor is connected after the first time Tp has elapsed in the 1-bit transmission time Tb.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、共通の通信線に接続された複数の通信装置が相互に情報の送受信を行うと共に、通信線に対する情報送信の衝突を検知することができる通信システム、通信装置及び通信方法に関する。   The present invention relates to a communication system, a communication apparatus, and a communication method that allow a plurality of communication apparatuses connected to a common communication line to transmit and receive information to each other and to detect a collision of information transmission with respect to the communication line.

従来、車輌に搭載された複数の電子機器(通信装置)間の通信にはCAN(Controller
Area Network)の通信プロトコルが広く採用されている(非特許文献1、2参照)。CANの通信プロトコルでは、共通のCANバスに複数の通信装置が接続されるため、複数の通信装置が同時的に情報送信を行って衝突が発生した場合には、各通信装置にて調停処理(アービトレーション)が行われ、優先度の高い情報送信が実行される。アービトレーションを行うために、各通信装置は、CANバスに送信信号の出力を行うと同時に、CANバスの信号レベルの検出を行い、自らが出力した送信信号に対して、検出した信号の信号レベルがレセシブ(劣性値)からドミナント(優性値)に変化した場合、通信の衝突が発生したと判断し、送信処理を停止する。CANバス上の信号はレセシブよりドミナントが優位であるため、通信の衝突が発生してもドミナントを出力した電子機器は送信処理を継続して行うことができる。
Conventionally, communication between a plurality of electronic devices (communication devices) mounted on a vehicle is performed using a CAN (Controller
(Area Network) communication protocol is widely adopted (see Non-Patent Documents 1 and 2). In the CAN communication protocol, since a plurality of communication devices are connected to a common CAN bus, when a plurality of communication devices transmit information simultaneously and a collision occurs, an arbitration process ( Arbitration) is performed, and information transmission with a high priority is executed. In order to perform arbitration, each communication device outputs a transmission signal to the CAN bus and simultaneously detects the signal level of the CAN bus, and the signal level of the detected signal relative to the transmission signal output by itself is detected. When it changes from recessive (inferior value) to dominant (dominant value), it judges that communication collision has occurred and stops the transmission process. The dominant signal is dominant over the recessive signal on the CAN bus. Therefore, even if a communication collision occurs, the electronic device that outputs the dominant signal can continue the transmission process.

一般的に、CANの通信プロトコルを採用した通信システムでは、通信線としてツイスト線が用いられ、各通信装置が差動信号による通信を行っており、ツイスト線間の電位差が閾値を超えるものをドミナントとし、電位差が閾値を超えないものをレセシブとしている。また通信装置内のデジタル処理では、ドミナントをデータ0に対応付け、レセシブをデータ1に対応付けている。図11は、従来の通信システムにおける信号波形の一例を示す模式図であり、縦軸をツイスト線間の電位差とし、横軸を時間としたグラフである。図11に示す信号波形は、CANバス上でドミナントからレセシブへ信号を変化させた場合(0ns〜1000nsにドミナント送信、1000ns〜2000nsにレセシブ送信)の波形を示してある。図示のように、通信装置がCANバスへ出力する送信信号をドミナントからレセシブへ変化させた場合、CANバス上の信号レベル(電位差)が徐々に減衰しながら振動する波形が生じる。これは、多くの通信装置を接続するためにCANバスに多くの分岐部分を設ける必要がありこの分岐部分でのインピーダンス不整合、及び、CANバスに接続されている通信装置のインピーダンス不整合等の要因により信号反射などが繰り返されることによって生じるものであり、リンギングと呼ばれる。   Generally, in a communication system adopting a CAN communication protocol, a twisted line is used as a communication line, and each communication device performs communication using a differential signal, and a case where a potential difference between twisted lines exceeds a threshold is dominant. And a recessive case where the potential difference does not exceed the threshold value. In the digital processing in the communication apparatus, the dominant is associated with data 0 and the recessive is associated with data 1. FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an example of a signal waveform in a conventional communication system, in which a vertical axis represents a potential difference between twist lines and a horizontal axis represents time. The signal waveform shown in FIG. 11 shows the waveform when the signal is changed from dominant to recessive on the CAN bus (dominant transmission from 0 ns to 1000 ns, recessive transmission from 1000 ns to 2000 ns). As shown in the figure, when the transmission signal output from the communication device to the CAN bus is changed from dominant to recessive, a waveform that oscillates while the signal level (potential difference) on the CAN bus gradually attenuates is generated. In order to connect many communication devices, it is necessary to provide a lot of branch portions in the CAN bus. Impedance mismatches at these branch portions, impedance mismatches of communication devices connected to the CAN bus, etc. This is caused by repeated signal reflection due to factors, and is called ringing.

このようなリンギングが発生した場合、リンギングの信号レベルが有る程度減衰するまで、各通信装置はドミナント/レセシブの判定を行うことはできない。リンギングの信号レベルが減衰する時間は、CANバスを分岐させた分岐線の長さなどにより変化する。またリンギングの信号レベルは、CANバスに接続される通信装置の数などにより変化する。このため各通信装置は、通信システム中の通信装置の数及び分岐線の長さ等を考慮して、リンギングが十分に減衰すると考えられる時間を待機した後でドミナント/レセシブの判定を行う必要があり、CANプロトコルを用いる従来の通信システムはリンギングの影響によって通信の高速化が阻害されるという問題があった。   When such ringing occurs, each communication device cannot make a dominant / recessive determination until the ringing signal level is attenuated to some extent. The time during which the ringing signal level attenuates varies depending on the length of the branch line that branches the CAN bus. The ringing signal level varies depending on the number of communication devices connected to the CAN bus. For this reason, each communication device needs to make a dominant / recessive decision after waiting for a time period during which ringing is considered to be sufficiently attenuated in consideration of the number of communication devices in the communication system, the length of the branch line, and the like. In addition, the conventional communication system using the CAN protocol has a problem in that speeding up of communication is hindered by the influence of ringing.

特許文献1においては、通信装置のトランシーバにて、エミッタ端子がCANのHラインに接続され、コレクタ端子がCANのLラインに接続され、ベース端子がコンデンサを介してLラインに接続されたトランジスタを有する反射防止回路を設けることにより、反射信号の振幅を抑制することができる通信システムが提案されている。   In Patent Document 1, in a transceiver of a communication device, a transistor having an emitter terminal connected to the CAN H line, a collector terminal connected to the CAN L line, and a base terminal connected to the L line via a capacitor is provided. There has been proposed a communication system that can suppress the amplitude of a reflected signal by providing an antireflection circuit.

また特許文献2においては、通信装置のトランシーバにて、直列接続されたダイオード群及び逆方向に直列接続されたダイオード群を並列接続したものに抵抗を直列接続した回路を、CANバスの2つのライン間に設けることにより、信号の反射を抑制することができる通信システムが提案されている。   In Patent Document 2, in a transceiver of a communication device, a circuit in which resistors are connected in series to a group of diodes connected in series and a group of diodes connected in series in the opposite direction is connected to two lines of a CAN bus. There has been proposed a communication system that can suppress reflection of signals by providing it in between.

ISO 11898−1:2003 Road vehicles--Controller area network(CAN)--Part1:Datalink layer and physical signalingISO 11898-1: 2003 Road vehicles--Controller area network (CAN)-Part1: Datalink layer and physical signaling ISO 11519−1:1994 Road vehicles--Low-speed serial data communication--Part1:Generaland definitionsISO 11519-1: 1994 Road vehicles--Low-speed serial data communication--Part1: Generaland definitions

特開2010−200006号公報JP 2010-200006 A 特開2010−206267号公報JP 2010-206267 A

しかしながら特許文献1、2に記載の通信システムは、CANバスの2つのライン間に信号反射を抑制するための簡単な回路を追加したのみの構成であり、このような構成ではリンギングの抑制効果にも自ずと限界があった。   However, the communication systems described in Patent Documents 1 and 2 have a configuration in which a simple circuit for suppressing signal reflection is added between two lines of a CAN bus, and such a configuration is effective in suppressing ringing. Naturally, there was a limit.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、リンギングの影響を低減し、通信の高速化を実現可能な通信システム、通信装置及び通信方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a communication system, a communication apparatus, and a communication method capable of reducing the influence of ringing and realizing high-speed communication. There is.

本発明に係る通信システムは、共通の通信線を介して接続された複数の通信装置を備え、各通信装置が、前記通信線を介して各ビットが優性値又は劣性値の2値で表される連続した複数ビットの情報を送受信する通信手段をそれぞれ有する通信システムにおいて、前記通信手段は、送信する情報の優性値に対して、1ビット分の情報送信時間より短い第1時間Tpに亘って第1信号レベルの信号を出力した後、前記情報送信時間より短い第2時間Thに亘って前記第1信号レベルより低い第2信号レベルの信号を出力し、送信する情報の劣性値に対して、前記通信線への信号出力を行わないようにしてあることを特徴とする。   The communication system according to the present invention includes a plurality of communication devices connected via a common communication line, and each communication device is represented by a binary value of a dominant value or an inferior value via the communication line. In the communication system having communication means for transmitting and receiving a plurality of consecutive bits of information, the communication means has a first time Tp shorter than the information transmission time of 1 bit with respect to the superiority value of the information to be transmitted. After outputting the signal of the first signal level, the signal of the second signal level lower than the first signal level is output over the second time Th shorter than the information transmission time, and the inferior value of the information to be transmitted The signal output to the communication line is not performed.

また、本発明に係る通信システムは、前記通信装置が、一端が固定電位に接続された抵抗器の他端を、前記通信線に対して接続/遮断する切替部と、前記1ビット分の情報送信時間において前記第1時間Tpが経過した後に、前記抵抗器を接続するよう前記切替部の制御を行う切替制御手段とを備えることを特徴とする。   In the communication system according to the present invention, the communication device connects / disconnects the other end of the resistor, one end of which is connected to a fixed potential, with respect to the communication line, and the information for one bit. And switching control means for controlling the switching unit to connect the resistor after the first time Tp has elapsed in the transmission time.

また、本発明に係る通信システムは、前記第1時間Tp及び前記第2時間Thが、Tp+Th≦Tb、Th≧2×L×Aの条件を満たすこと(ただし、前記Tbは前記1ビット分の情報送信時間であり、前記Lは一の通信装置から他の通信装置までに介在する前記通信線の最短距離であり、前記Aは前記通信線における信号の伝達速度である。)を特徴とする。   In the communication system according to the present invention, the first time Tp and the second time Th satisfy the conditions of Tp + Th ≦ Tb and Th ≧ 2 × L × A (where Tb is equivalent to one bit) Information transmission time, L is the shortest distance of the communication line interposed from one communication apparatus to another communication apparatus, and A is a signal transmission speed in the communication line. .

また、本発明に係る通信装置は、共通の通信線を介して他の装置に接続され、前記通信線を介して各ビットが優性値又は劣性値の2値で表される連続した複数ビットの情報を送受信する通信手段を備える通信装置において、前記通信手段は、送信する情報の優性値に
対して、1ビット分の情報送信時間より短い第1時間Tpに亘って第1信号レベルの信号を出力した後、前記情報送信時間より短い第2時間Thに亘って前記第1信号レベルより低い第2信号レベルの信号を出力し、送信する情報の劣性値に対して、前記通信線への信号出力を行わないようにしてあることを特徴とする。
Further, the communication device according to the present invention is connected to another device via a common communication line, and each bit is represented by two or more consecutive bits represented by a binary value of a dominant value or a recessive value via the communication line. In a communication apparatus including a communication unit that transmits and receives information, the communication unit outputs a signal of a first signal level over a first time Tp that is shorter than an information transmission time of 1 bit with respect to a superiority value of information to be transmitted. After the output, a signal having a second signal level lower than the first signal level is output for a second time Th shorter than the information transmission time, and a signal to the communication line is determined with respect to an inferior value of information to be transmitted. The output is not performed.

また、本発明に係る通信方法は、共通の通信線を介して、各ビットが優性値又は劣性値の2値で表される連続した複数ビットの情報を送受信する通信方法において、送信する情報の優性値に対して、1ビット分の情報送信時間より短い第1時間Tpに亘って第1信号レベルの信号を出力した後、前記情報送信時間より短い第2時間Thに亘って前記第1信号レベルより低い第2信号レベルの信号を出力し、送信する情報の劣性値に対して、前記通信線への信号出力を行わないことを特徴とする。   Further, the communication method according to the present invention is a communication method for transmitting and receiving information of a plurality of consecutive bits each represented by a binary value of a dominant value or a recessive value via a common communication line. The first signal level is output over a first time Tp shorter than the information transmission time for one bit with respect to the dominant value, and then the first signal over a second time Th shorter than the information transmission time. A signal having a second signal level lower than the level is output, and signal output to the communication line is not performed for the inferior value of information to be transmitted.

従来のCANにおいて図11に示したようなリンギングは、通信装置の送信をドミナントからレセシブに変化させた場合に発生する。通信装置は、ドミナントの送信として通信線にハイレベルの信号(所定の電位差の信号)を出力し、その後、レセシブになりハイインピーダンス状態となる。一の通信装置によるドミナントからレセシブへの信号変化は、レセシブ(ハイインピーダンス状態)の他の通信装置にて反射され、この反射がレセシブへ移行した一の通信装置にて更に反射されることによって多重反射が発生し、リンギングとなる。
そこで本発明においては、送信する情報がドミナント(優性値)の場合、通信装置は、1ビット分の情報送信時間に対して、この時間よりも短い第1時間に亘る第1信号レベルの信号を出力した後、第2時間に亘る第2信号レベル(<第1信号レベル)の信号を通信線へ出力する。即ち通信装置は、ドミナントに対して第1信号レベルから第2信号レベルへ変化するパルス状の信号を出力する。また送信する情報がレセシブ(劣性値)の場合、通信装置は、通信線への信号出力を行わない(ハイインピーダンス状態となる)。
これにより、ドミナントの送信とレセシブの送信とが同時的に存在した場合、通信線上には第1信号レベルから第2信号レベルへ変化するパルス状の信号が観測されるため、レセシブを送信した通信装置は通信線上の信号を検出することによって、ドミナントを送信した通信装置の存在を検知することができる。なおレセシブを送信した通信装置は、第1信号レベルの時間が経過した後、第2信号レベルの区間にてインピーダンスマッチングを行うことにより、反射信号の発生を抑制することができる。
また通信装置が送信する情報をドミナントからレセシブへ変化させた場合、第1信号レベルから第2信号レベルへ信号レベルを低下させた後にハイインピーダンス状態へ移行する。このため通信線にて反射される信号の振幅を低減することができ、更に第2信号レベルを略0Vとすることで、反射信号の振幅を略0Vとすることができるため、リンギングの発生を抑制できる。
これにより、通信装置がドミナントを送信した次のビットにおけるリンギングの影響を低減できるため、各ビットにおいてドミナント/レセシブの判定を早いタイミングで行うことが可能となる。よって、通信の高速化が実現できる。
In the conventional CAN, ringing as shown in FIG. 11 occurs when the transmission of the communication apparatus is changed from dominant to recessive. The communication device outputs a high level signal (a signal having a predetermined potential difference) to the communication line as a dominant transmission, and then becomes recessive and enters a high impedance state. The signal change from dominant to recessive by one communication device is reflected by another communication device in recessive (high impedance state), and this reflection is further reflected by the one communication device that has transitioned to recessive. Reflection occurs and ringing occurs.
Therefore, in the present invention, when the information to be transmitted is a dominant (dominant value), the communication apparatus outputs a signal of the first signal level over a first time shorter than this time with respect to the information transmission time of 1 bit. After the output, a signal of the second signal level (<first signal level) over the second time is output to the communication line. That is, the communication apparatus outputs a pulse-like signal that changes from the first signal level to the second signal level in response to the dominant. When the information to be transmitted is recessive (inferior value), the communication device does not output a signal to the communication line (becomes a high impedance state).
As a result, when dominant transmission and recessive transmission exist simultaneously, a pulse-like signal changing from the first signal level to the second signal level is observed on the communication line. By detecting a signal on the communication line, the device can detect the presence of the communication device that has transmitted the dominant. In addition, the communication apparatus which transmitted recessive can suppress generation | occurrence | production of a reflected signal by performing impedance matching in the area of a 2nd signal level after the time of a 1st signal level passes.
When the information transmitted by the communication apparatus is changed from dominant to recessive, the signal level is lowered from the first signal level to the second signal level, and then the state is shifted to the high impedance state. For this reason, the amplitude of the signal reflected by the communication line can be reduced, and furthermore, by setting the second signal level to approximately 0V, the amplitude of the reflected signal can be approximately 0V. Can be suppressed.
As a result, the influence of ringing on the next bit to which the communication apparatus has transmitted a dominant can be reduced, so that dominant / recessive determination can be performed at an early timing for each bit. Therefore, high-speed communication can be realized.

複数の通信装置が共通の通信線を介して通信を行うシステムでは、主の通信線(幹線)を分岐させて支線を設け、この幹線又は支線の端部に通信装置がそれぞれ接続される。本発明においては、各通信装置が接続される通信線に対して、接地電位などの固定電位に接続された抵抗器を接続/遮断するスイッチなどの切替部を設ける。また各通信装置は、1ビット送信時間における第1時間経過後に抵抗器を接続するよう切替部の制御を行う。これにより通信システム中の各通信装置は、1ビット送信時間における第1時間経過後に通信線に対する抵抗器の接続を行い、この抵抗器によるインピーダンスマッチングを行うことができる。これにより、リンギング発生の要因であるインピーダンスの不整合を解消でき、リンギングの発生を抑制できる。   In a system in which a plurality of communication devices communicate via a common communication line, a main communication line (main line) is branched to provide a branch line, and the communication apparatus is connected to the end of the main line or the branch line. In the present invention, a switching unit such as a switch for connecting / cutting off a resistor connected to a fixed potential such as a ground potential is provided for a communication line to which each communication device is connected. Each communication device controls the switching unit to connect the resistor after the first time in the 1-bit transmission time. As a result, each communication device in the communication system can connect the resistor to the communication line after the first time has elapsed in the 1-bit transmission time, and perform impedance matching using this resistor. As a result, impedance mismatching, which is a cause of ringing, can be eliminated, and ringing can be suppressed.

リンギングは一の通信装置が出力した信号が他の通信装置にて反射されることにより生じるため、一の通信装置に対して最も隣接した(信号が伝搬する通信線の距離が最も短い)他の通信装置が、リンギングの発生に与える影響が大きい。
そこで本発明においては、通信システムに含まれる2つの通信装置間に介在する通信線の最短距離をLとし、通信線の伝達速度をAとした場合に、第2時間Thを
Th≧2×L×A
の条件を満たすように設定する。なお2×Lは2つの通信装置間の往復距離であり、2×L×Aは一の通信装置から出力された信号が他の通信装置にて反射されて一の通信装置へ戻るまでの時間である。この時間以上に第2時間Thを設定することによって、反射波が一の通信装置へ戻る前に、抵抗器によるインピーダンスマッチングを行うことにより、一の通信装置がハイインピーダンス状態へ移行することがなく、リンギングの発生を確実に抑制できる。
また第1の時間Tpは、1ビット分の情報送信時間をTbとした場合、
Tp+Th≦Tb
の条件を満たすように設定する必要がある。
Since ringing occurs when a signal output from one communication device is reflected by another communication device, the ringing is the closest to one communication device (the distance of the communication line through which the signal propagates is the shortest). The communication device has a great influence on the occurrence of ringing.
Therefore, in the present invention, when the shortest distance of the communication line interposed between two communication devices included in the communication system is L and the transmission speed of the communication line is A, the second time Th is Th ≧ 2 × L × A
Set to satisfy the conditions. Note that 2 × L is a round trip distance between two communication devices, and 2 × L × A is a time until a signal output from one communication device is reflected by another communication device and returned to the one communication device. It is. By setting the second time Th to be equal to or longer than this time, the impedance matching by the resistor is performed before the reflected wave returns to the one communication device, so that the one communication device does not shift to the high impedance state. The occurrence of ringing can be reliably suppressed.
Further, the first time Tp is, when the information transmission time for 1 bit is Tb,
Tp + Th ≦ Tb
It is necessary to set so as to satisfy the conditions.

本発明による場合は、通信装置がドミナントの情報送信に対して、第1時間に亘る第1信号レベルの信号出力の後、第2時間に亘る第2信号レベルの信号出力を行う構成とすることにより、送信データの1ビット以内にリンギングの発生を抑制することができるため、各ビットにおけるドミナント/レセシブの判定を早いタイミングで行うことが可能となり、CANプロトコルのようなアービトレーションを行う通信を高速化することができる。   In the case of the present invention, the communication apparatus performs a signal output of the second signal level over the second time after the signal output of the first signal level over the first time for the dominant information transmission. Therefore, the occurrence of ringing can be suppressed within one bit of the transmission data, so that dominant / recessive judgment can be made at each bit at an early timing, and communication that performs arbitration like the CAN protocol is accelerated. can do.

通信システムの一構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one structural example of a communication system. 通信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a communication apparatus. 本発明に係る通信システムにおいて各ECUが送受信する信号を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the signal which each ECU transmits / receives in the communication system which concerns on this invention. CAN通信制御部によるインピーダンスマッチングを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the impedance matching by a CAN communication control part. データ送信に係る第1時間及び第2時間について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating 1st time and 2nd time which concern on data transmission. CAN通信制御部による送信処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the transmission process by a CAN communication control part. CAN通信制御部による送信処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the transmission process by a CAN communication control part. CAN通信制御部による受信処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the reception process by a CAN communication control part. CAN通信制御部による受信処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the reception process by a CAN communication control part. 本発明に係る通信システムの効果を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the effect of the communication system which concerns on this invention. 従来の通信システムにおける信号波形の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the signal waveform in the conventional communication system.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、通信システムの一構成例を示す模式図である。本実施の形態に係る通信システムは、例えば図示しない車輌に搭載された複数のECU(Electronic Control Unit)1を通信装置として備え、複数のECU1が共通の通信線5を介して接続された構成である。なお、図1においては、複数のECU1にそれぞれ1a〜1eの符号を付して区別すると共に、通信線5を幹線5a及び支線5b〜5dに区別して図示してある。即ち、図示の通信システムは、ECU1a及び1eが幹線5aを介して接続され、通信線5の幹線5aから分岐した3つの支線5b〜5dにそれぞれECU1b〜1dが接続された構成である。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a communication system. The communication system according to the present embodiment includes, for example, a plurality of ECUs (Electronic Control Units) 1 mounted on a vehicle (not shown) as a communication device, and the plurality of ECUs 1 are connected via a common communication line 5. is there. In FIG. 1, the plurality of ECUs 1 are distinguished from each other by being denoted by reference numerals 1 a to 1 e, and the communication line 5 is distinguished into a trunk line 5 a and branch lines 5 b to 5 d. In other words, the illustrated communication system is configured such that ECUs 1a and 1e are connected via a trunk line 5a, and ECUs 1b to 1d are connected to three branch lines 5b to 5d branched from the trunk line 5a of the communication line 5, respectively.

例えばECU1bにて通信線5の支線5bへ信号が出力された場合、この信号は支線5bから幹線5a、支線5cを経てECU1cへ至り、ECU1cの端子部などにて反射された反射波が支線5c、幹線5a、支線5bを経てECU1bへ至る(図1中の破線の矢印参照)。また図1において図示は省略するが、ECU1dにおいても同様の反射波が発生する。このような信号の反射が繰り返されることによって、図11に示したようなリンギングとなる。なお、支線5b〜5dの距離が長くなると、信号の出力元へ反射波が戻るまでの時間が長くなるため、リンギングの周期が長くなり、リンギングが継続する時間(減衰までに要する時間)が長くなる。また通信線5の支線5b〜5dの数が多くなる(ECU1の数が多くなる)と、反射波の発生箇所が増加するため、リンギングの振幅が大きくなり、リンギングが減衰するまでに要する時間が長くなる。   For example, when a signal is output to the branch line 5b of the communication line 5 by the ECU 1b, this signal passes from the branch line 5b to the ECU 1c via the trunk line 5a and the branch line 5c, and the reflected wave reflected by the terminal portion of the ECU 1c or the like is reflected on the branch line 5c. Then, it reaches the ECU 1b via the trunk line 5a and the branch line 5b (see the broken arrow in FIG. 1). Although not shown in FIG. 1, a similar reflected wave is also generated in the ECU 1d. Repeating such signal reflection results in ringing as shown in FIG. As the distance between the branch lines 5b to 5d becomes longer, the time until the reflected wave returns to the signal output source becomes longer. Therefore, the ringing period becomes longer, and the time for which the ringing continues (time required for attenuation) becomes longer. Become. Further, when the number of branch lines 5b to 5d of the communication line 5 increases (the number of ECUs 1 increases), the number of occurrences of reflected waves increases, so that the ringing amplitude increases and the time required for the ringing to attenuate is increased. become longer.

図2は、通信装置(ECU1)の構成を示すブロック図である。ECU1は、制御部11、ROM(Read Only Memory)12、RAM(Random Access Memory)13、入力部14、出力部15及びCAN通信制御部16等を備えて構成されている。制御部11は、CPU(Central Processing Unit)又はMPU(MicroProcessing Unit)等の演算処理装置を用いて構成されるものであり、ROM12に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより種々の制御処理を行うことができる。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the communication apparatus (ECU 1). The ECU 1 includes a control unit 11, a ROM (Read Only Memory) 12, a RAM (Random Access Memory) 13, an input unit 14, an output unit 15, a CAN communication control unit 16, and the like. The control unit 11 is configured by using an arithmetic processing device such as a CPU (Central Processing Unit) or MPU (MicroProcessing Unit), and various control processes are performed by reading and executing a control program stored in the ROM 12. It can be performed.

ROM12は、例えばEEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ素子で構成されるものであり、制御部11にて実行される制御プログラム及び制御部11が行う処理に必要な情報等が予め記憶されている。RAM13は、例えばSRAM(Static RAM)又はDRAM(Dynamic RAM)等のメモリ素子で構成されるものであり、制御部11の処理に伴って生成された情報及び他のECU1との間で送受信する情報等の種々の情報が記憶される。   The ROM 12 is configured by a nonvolatile memory element such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) or flash memory, for example, and a control program executed by the control unit 11 and information necessary for processing performed by the control unit 11 Etc. are stored in advance. The RAM 13 is composed of a memory element such as SRAM (Static RAM) or DRAM (Dynamic RAM), for example, and information generated by the processing of the control unit 11 and information transmitted / received to / from another ECU 1. Etc. are stored.

入力部14は、例えば車輌の車速センサ若しくは温度センサ等のセンサ、又は、車輌の内外に配置された操作用の種々のスイッチ等の入力装置からの信号が入力され、入力信号のサンプリング又はA/D変換等の処理を行って得られた情報を制御部11へ与える。出力部15は、例えばモータ又はランプ等の負荷が接続され、制御部11からの指示に応じてこれらの負荷を駆動する駆動信号を出力する。なお、ECU1は必ずしも入力部14及び出力部15の両方を備える必要はなく、いずれか一方のみを備える構成であってよい。   The input unit 14 receives a signal from an input device such as a sensor such as a vehicle speed sensor or a temperature sensor of a vehicle, or various switches for operation arranged inside and outside the vehicle, and performs sampling of the input signal or A / Information obtained by performing processing such as D conversion is given to the control unit 11. The output unit 15 is connected to a load such as a motor or a lamp, and outputs a drive signal for driving these loads in response to an instruction from the control unit 11. Note that the ECU 1 does not necessarily need to include both the input unit 14 and the output unit 15, and may be configured to include only one of them.

CAN通信制御部16は、通信線5に接続される端子を有しており、この端子に接続された通信線5を介して他のECU1との間でCANプロトコルに従った情報の送受信を行うものである。CAN通信制御部16は、制御部11から与えられた送信情報をCANプロトコルに応じた送信用のデータ(フレーム)に変換して送信部17へ与える。CAN通信制御部16の送信部17は、与えられた送信データの各ビットの値(0(ドミナント)又は1(レセシブ))に応じて、通信線5へ信号を出力する。なおCANプロトコルにおいては、通信線5としてツイスト線が用いられ、送信部17は通信線5へ差動信号を出力する。送信部17は、複数ビットで構成された送信データの各ビットについて順に処理を行い、処理対象ビットの値がドミナントの場合には、所定の第1時間に亘って第1信号レベルの信号を出力した後、所定の第2時間に亘って第2信号レベル(<第1信号レベル)の信号を出力する。また送信部17は、処理対象ビットの値がレセシブの場合、端子をハイインピーダンス状態とする。   The CAN communication control unit 16 has a terminal connected to the communication line 5, and transmits / receives information to / from another ECU 1 according to the CAN protocol via the communication line 5 connected to the terminal. Is. The CAN communication control unit 16 converts the transmission information given from the control unit 11 into transmission data (frame) according to the CAN protocol and gives the data to the transmission unit 17. The transmission unit 17 of the CAN communication control unit 16 outputs a signal to the communication line 5 according to the value of each bit of the given transmission data (0 (dominant) or 1 (recessive)). In the CAN protocol, a twist line is used as the communication line 5, and the transmission unit 17 outputs a differential signal to the communication line 5. The transmission unit 17 sequentially processes each bit of transmission data composed of a plurality of bits, and outputs a signal of the first signal level over a predetermined first time when the value of the processing target bit is dominant. After that, a signal of the second signal level (<first signal level) is output over a predetermined second time. In addition, when the value of the processing target bit is recessive, the transmission unit 17 sets the terminal in a high impedance state.

またCAN通信制御部16は、通信線5の信号レベル(ツイスト線の電位差)を検知することによって、通信線5上に送信された信号がドミナント/レセシブのいずれに対応する信号であるかを判定し、各ビットがドミナント/レセシブで表されるデータの受信を行う受信部18を有している。CAN通信制御部16は、受信部18にて受信したデータを制御部11へ与える。またCAN通信制御部16は、送信部17にて自らが送信したデー
タを受信部18にて受信し、送信データと受信データとが一致しない場合(送信データのレセシブが受信データにてドミナントに変化していた場合)、通信線5に接続された他のECU1の送信が発生していることを検知し、アービトレーションの処理を行う。なおECU1が行うアービトレーションの処理は、従来のCANプロトコルによるものと同じであるため、詳細な説明を省略する。
Further, the CAN communication control unit 16 determines whether the signal transmitted on the communication line 5 is a signal corresponding to dominant / recessive by detecting the signal level of the communication line 5 (potential difference of the twist line). The receiving unit 18 receives data in which each bit is represented by dominant / recessive. The CAN communication control unit 16 gives the data received by the receiving unit 18 to the control unit 11. Further, the CAN communication control unit 16 receives the data transmitted by the transmission unit 17 at the reception unit 18, and when the transmission data and the reception data do not match (the recessiveness of the transmission data changes to dominant in the reception data). When the transmission is performed by another ECU 1 connected to the communication line 5, an arbitration process is performed. The arbitration process performed by the ECU 1 is the same as that performed by the conventional CAN protocol, and thus detailed description thereof is omitted.

図3は、本発明に係る通信システムにおいて各ECU1が送受信する信号を説明するための模式図であり、縦軸を信号線5のツイスト線間の電位差Vとし、横軸を時間tとしたグラフである。図示の例は、送信データがドミナントからレセシブへ変化した場合の信号である。ECU1の送信部17は、ドミナントのデータ送信を行う場合、1ビットの送信時間Tbのうち開始時点から第1時間Tpまでの期間に、第1信号レベル(V1)の信号を出力した後、第2時間Thに亘って第2信号レベル(0V)の信号を出力する。なお、Tp+Th≦Tbであればよく、Tp+Th<Tbの場合には、第2時間Thの経過後から1ビットの送信時間Tbに達するまで、送信部17は信号を出力せずに端子をハイインピーダンス状態とする。また送信部17は、レセシブのデータ送信を行う場合、1ビットの送信時間Tbの全てについて信号を出力せずに端子をハイインピーダンス状態とする。   FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a signal transmitted and received by each ECU 1 in the communication system according to the present invention, in which the vertical axis represents the potential difference V between the twist lines of the signal line 5 and the horizontal axis represents time t. It is. The illustrated example is a signal when transmission data changes from dominant to recessive. When transmitting the dominant data, the transmission unit 17 of the ECU 1 outputs the first signal level (V1) signal during the period from the start time to the first time Tp in the 1-bit transmission time Tb, A signal of the second signal level (0 V) is output for 2 hours Th. Note that Tp + Th ≦ Tb may be satisfied. When Tp + Th <Tb, the transmitter 17 does not output a signal and outputs a high impedance terminal until the 1-bit transmission time Tb is reached after the second time Th has elapsed. State. Further, in the case of performing recessive data transmission, the transmission unit 17 sets a terminal in a high impedance state without outputting a signal for the entire transmission time Tb of 1 bit.

ECU1の受信部18は、各ビットの送信時間Tbのうち開始時点から第1時間Tpに亘って、通信線5の信号レベルを所定周期でサンプリングしている。受信部18は、第1時間Tpに亘るサンプリング結果から信号レベルの平均値を算出し、算出した平均値が予め定められた閾値を超えるか否かに応じて、ドミナント/レセシブの判定を行う。   The receiving unit 18 of the ECU 1 samples the signal level of the communication line 5 at a predetermined period from the start time to the first time Tp in the transmission time Tb of each bit. The receiving unit 18 calculates an average value of the signal level from the sampling result over the first time Tp, and performs dominant / recessive determination according to whether or not the calculated average value exceeds a predetermined threshold value.

また、CAN通信制御部16は、通信を行う際に通信線5のインピーダンスマッチングを動的に行う機能を有している。図4は、CAN通信制御部16によるインピーダンスマッチングを説明するための模式図であり、CAN通信制御部16内の回路を模式的に示してある。CAN通信制御部16は、ツイスト線が接続される2つの端子16aを有している。CAN通信制御部16内には、例えば回路基板上などに、2つの端子16aに接続される2つの内部配線が敷設されている。   The CAN communication control unit 16 has a function of dynamically performing impedance matching of the communication line 5 when performing communication. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining impedance matching by the CAN communication control unit 16, and schematically shows a circuit in the CAN communication control unit 16. The CAN communication control unit 16 has two terminals 16a to which twist lines are connected. In the CAN communication control unit 16, for example, two internal wirings connected to the two terminals 16a are laid on a circuit board or the like.

この2つの内部配線は、送信部17の出力差動アンプの2つの出力端子、及び、受信部18の入力差動アンプの2つの入力端子にそれぞれ接続されている。また各内部配線は、スイッチSWを介して抵抗器Rの一端に接続され、抵抗器Rの他端は接地電位に接続されている。各抵抗器Rの抵抗値は、例えば60Ωに設定される(この抵抗値は、CANプロトコルにて伝送路の終端抵抗値として規定される120Ωの半分の値である)。2つの内部配線に接続される2つのスイッチSWを有する切替部19は、CAN通信制御部16内の制御回路(図示は省略する)などが出力する制御信号に応じて、2つのスイッチSWのオン/オフ(接続/遮断)を同時的に切り替える。   The two internal wirings are respectively connected to two output terminals of the output differential amplifier of the transmission unit 17 and two input terminals of the input differential amplifier of the reception unit 18. Each internal wiring is connected to one end of a resistor R via a switch SW, and the other end of the resistor R is connected to a ground potential. The resistance value of each resistor R is set to 60Ω, for example (this resistance value is a half value of 120Ω defined as the termination resistance value of the transmission line by the CAN protocol). The switching unit 19 having two switches SW connected to two internal wirings turns on the two switches SW according to a control signal output from a control circuit (not shown) in the CAN communication control unit 16. / Switch off (connect / block) simultaneously.

CAN通信制御部16は、図3に示した1ビットの送信時間Tbのうち、各ビットの送信開始から第1時間Tpが経過するまでの期間、切替部19の2つのスイッチSWをオフして抵抗器Rを内部配線から切り離す。CAN通信制御部16は、第1時間Tpの終了後から1ビットの送信時間Tbが終了するまでの期間、切替部19の2つのスイッチSWをオンして抵抗器Rを内部配線に接続する。なおCAN通信制御部16による抵抗器Rの接続/遮断は、送信データがドミナント/レセシブのいずれであっても同じタイミングで行われ、データを送信しない場合(受信動作のみの場合)にも同じタイミングで行われる。また通信システム中の全てのECU1のCAN通信制御部16にて同様の処理が行われており、これによって動的なインピーダンスマッチングが実現される。   The CAN communication control unit 16 turns off the two switches SW of the switching unit 19 during the period from the start of transmission of each bit to the passage of the first time Tp in the 1-bit transmission time Tb shown in FIG. Resistor R is disconnected from internal wiring. The CAN communication control unit 16 turns on the two switches SW of the switching unit 19 to connect the resistor R to the internal wiring during a period from the end of the first time Tp to the end of the 1-bit transmission time Tb. The connection / disconnection of the resistor R by the CAN communication control unit 16 is performed at the same timing regardless of whether the transmission data is dominant / recessive, and is the same timing when data is not transmitted (only reception operation). Done in In addition, the same processing is performed in the CAN communication control unit 16 of all ECUs 1 in the communication system, thereby realizing dynamic impedance matching.

図5は、データ送信に係る第1時間Tp及び第2時間Thについて説明するための模式図であり、図1に示した通信システムに含まれる2つのECU1b、1c及びこれらを接
続する通信線5(幹線5a及び支線5b、5c)を抜き出したものである。リンギングは、一のECU1が出力した信号が他のECU1にて反射されることにより生じるため、一のECU1に対して最も隣接した(信号の伝搬距離が最も短い)他のECU1がリンギングの発生に与える影響が大きい。ここでは、図1に示した通信システムにおいて2つのECU1b及び1cが最も隣接している(即ち、通信システム中でECU1b及び1c間の距離が最も短い)ものとする。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the first time Tp and the second time Th related to data transmission. The two ECUs 1b and 1c included in the communication system shown in FIG. 1 and the communication line 5 connecting them. (Main line 5a and branch lines 5b and 5c) are extracted. Since ringing occurs when a signal output from one ECU 1 is reflected by another ECU 1, the other ECU 1 that is closest to one ECU 1 (with the shortest signal propagation distance) causes the ringing to occur. The impact is great. Here, it is assumed that the two ECUs 1b and 1c are closest to each other in the communication system shown in FIG. 1 (that is, the distance between the ECUs 1b and 1c is the shortest in the communication system).

通信線5の幹線5aから分岐する支線5b、5cの長さをLSとし、幹線5aから分岐する支線5b、5cの分岐点間の長さをLPとした場合、2つのECU1b、1c間の距離Lは、
L=2×LS+LP
である。よって、例えばECU1bから出力された信号がECU1cにて反射されてECU1bへ戻るまでの時間Tは、通信線5の信号の伝達速度をAとした場合、
T=2×L×A
である。なお伝達速度Aは、例えばCANプロトコルにおいて5n秒/mと規定されている。
When the length of the branch lines 5b and 5c branched from the trunk line 5a of the communication line 5 is LS and the length between the branch points of the branch lines 5b and 5c branched from the trunk line 5a is LP, the distance between the two ECUs 1b and 1c L is
L = 2 × LS + LP
It is. Therefore, for example, the time T from when the signal output from the ECU 1b is reflected by the ECU 1c to return to the ECU 1b is A when the transmission speed of the signal of the communication line 5 is A
T = 2 × L × A
It is. Note that the transmission speed A is defined as, for example, 5 nsec / m in the CAN protocol.

よって、第2時間Thを上記の伝達時間T以上とすることによって、第2時間Thの間に0Vの信号出力とインピーダンスマッチングとが行われるため、リンギングを抑制することができる。即ち、第2時間Thは、
Th≧2×L×A
の条件を満たす必要がある。また上述のように、第1時間Tp及び第2時間Thは、
Tp+Th≦Tb
の条件を満たす必要がある。
Therefore, by setting the second time Th to be equal to or longer than the transmission time T, the 0V signal output and the impedance matching are performed during the second time Th, so that ringing can be suppressed. That is, the second time Th is
Th ≧ 2 × L × A
It is necessary to satisfy the conditions. In addition, as described above, the first time Tp and the second time Th are
Tp + Th ≦ Tb
It is necessary to satisfy the conditions.

図6及び図7は、CAN通信制御部16による送信処理の手順を示すフローチャートである。CAN通信制御部16は、送信すべきデータの中から送信対象とする1ビットの情報を取得し(ステップS1)、この1ビットがドミナントであるか否かを判定する(ステップS2)。   6 and 7 are flowcharts showing a procedure of transmission processing by the CAN communication control unit 16. The CAN communication control unit 16 acquires 1-bit information to be transmitted from the data to be transmitted (step S1), and determines whether or not this 1-bit is dominant (step S2).

CAN通信制御部16は、送信対象の1ビットがドミナントである場合(S2:YES)、通信線5に対して第1信号レベルの信号出力を行い(ステップS3)、ステップS4へ処理を進める。またCAN通信制御部16は、送信対象の1ビットがドミナントでなくレセシブの場合(S2:NO)、信号出力を行わずに、ステップS4へ処理を進める。次いでCAN通信制御部16は、タイマを始動し(ステップS4)、このビットの送信処理開始から第1時間Tpが経過したか否かを判定する(ステップS5)。第1時間Tpが経過していない場合(S5:NO)、CAN通信制御部16は、タイマによる計時を継続し、第1時間Tpが経過するまで待機する。   If one bit to be transmitted is dominant (S2: YES), the CAN communication control unit 16 outputs a signal at the first signal level to the communication line 5 (step S3), and proceeds to step S4. In addition, when one bit to be transmitted is not dominant and is recessive (S2: NO), the CAN communication control unit 16 advances the processing to step S4 without performing signal output. Next, the CAN communication control unit 16 starts a timer (step S4), and determines whether or not the first time Tp has elapsed since the start of the bit transmission process (step S5). When the first time Tp has not elapsed (S5: NO), the CAN communication control unit 16 continues the time measurement by the timer and waits until the first time Tp has elapsed.

第1時間Tpが経過した場合(S5:YES)、CAN通信制御部16は、第2信号レベル(0V)の信号を通信線5に対して出力する(ステップS6)。その後、CAN通信制御部16は、第1時間Tpの経過から更に第2時間Thが経過したか否かを判定し(ステップS7)、第2時間Thが経過していない場合(S7:NO)、第2時間Thが経過するまで、第2信号レベルの信号を出力して待機する。第2時間Thが経過した場合(S7:YES)、CAN通信制御部16は、信号出力を停止する(ステップS8)。   When the first time Tp has elapsed (S5: YES), the CAN communication control unit 16 outputs a signal having the second signal level (0 V) to the communication line 5 (step S6). Thereafter, the CAN communication control unit 16 determines whether or not the second time Th has further elapsed from the elapse of the first time Tp (step S7), and when the second time Th has not elapsed (S7: NO). Until the second time Th elapses, the signal of the second signal level is output and waits. When the second time Th has elapsed (S7: YES), the CAN communication control unit 16 stops signal output (step S8).

次いで、CAN通信制御部16は、1ビットの送信時間Tbが経過したか否かを判定し(ステップS9)、1ビットの送信時間Tbが経過していない場合には(S9:NO)、送信時間Tbが経過するまで待機する。1ビットの送信時間Tbが経過した場合(S9:YES)、CAN通信制御部16は、タイマを停止し(ステップS10)、送信データの
全ビットの送信を終えたか否かなどを判定することによって、送信を終了するか否かを判定する(ステップS11)。送信を終了しないと判定した場合(S11:NO)、CAN通信制御部16は、ステップS1へ処理を戻し、送信データの次のビットについて同様の処理を行う。送信を終了すると判定した場合(S11:YES)、CAN通信制御部16は、送信処理を終了する。
Next, the CAN communication control unit 16 determines whether or not the 1-bit transmission time Tb has elapsed (step S9). If the 1-bit transmission time Tb has not elapsed (S9: NO), the transmission is performed. Wait until time Tb has elapsed. When the 1-bit transmission time Tb has elapsed (S9: YES), the CAN communication control unit 16 stops the timer (step S10), and determines whether or not transmission of all bits of the transmission data has been completed. Then, it is determined whether or not to end the transmission (step S11). If it is determined not to end the transmission (S11: NO), the CAN communication control unit 16 returns the process to step S1, and performs the same process for the next bit of the transmission data. When it determines with complete | finishing transmission (S11: YES), the CAN communication control part 16 complete | finishes a transmission process.

図8及び図9は、CAN通信制御部16による受信処理の手順を示すフローチャートである。CAN通信制御部16は、まず、信号出力を行わずに、端子をハイインピーダンス状態とすると共に(ステップS21)、切替部19の2つのスイッチSWをオフすることにより抵抗Rを切り離す(ステップS22)。   FIG. 8 and FIG. 9 are flowcharts showing a procedure of reception processing by the CAN communication control unit 16. First, the CAN communication control unit 16 sets a terminal in a high impedance state without performing signal output (step S21), and disconnects the resistor R by turning off the two switches SW of the switching unit 19 (step S22). .

次いでCAN通信制御部16は、通信線5の信号レベルが予め定められた閾値を超えたか否かを判定し(ステップS23)、信号レベルが閾値を超えない場合(S23:NO)、信号レベルが閾値を超えるまで待機する。信号レベルが閾値を超えた場合(S23:YES)、CAN通信制御部16は、通信線5の信号レベルのサンプリングを行い(ステップS24)、サンプリング開始から第1時間Tpが経過したか否かを判定する(ステップS25)。第1時間Tpが経過していない場合(S25:NO)、CAN通信制御部16は、ステップS24へ処理を戻し、第1時間Tpが経過するまで信号レベルのサンプリングを繰り返し行う。   Next, the CAN communication control unit 16 determines whether or not the signal level of the communication line 5 exceeds a predetermined threshold value (step S23). If the signal level does not exceed the threshold value (S23: NO), the signal level is Wait until the threshold is exceeded. When the signal level exceeds the threshold (S23: YES), the CAN communication control unit 16 samples the signal level of the communication line 5 (step S24), and determines whether or not the first time Tp has elapsed since the start of sampling. Determination is made (step S25). If the first time Tp has not elapsed (S25: NO), the CAN communication control unit 16 returns the process to step S24, and repeatedly performs signal level sampling until the first time Tp has elapsed.

第1時間Tpが経過した場合(S25:YES)、CAN通信制御部16は、切替部19の2つのスイッチSWをオンすることによって抵抗器Rを接続する(ステップS26)。   When the first time Tp has elapsed (S25: YES), the CAN communication control unit 16 connects the resistor R by turning on the two switches SW of the switching unit 19 (step S26).

次いでCAN通信制御部16は、第1時間Tpの経過から更に第2時間Thが経過したか否かを判定し(ステップS27)、第2時間Thが経過していない場合(S27:NO)、第2時間Thが経過するまで待機する。第2時間Thが経過した場合(S27:YES)、CAN通信制御部16は、切替部19の2つのスイッチSWをオフすることにより抵抗Rを切り離し(ステップS28)、信号出力を停止して、端子をハイインピーダンス状態とする(ステップS29)。   Next, the CAN communication control unit 16 determines whether or not the second time Th has further elapsed from the elapse of the first time Tp (step S27). When the second time Th has not elapsed (S27: NO), Wait until the second time Th elapses. When the second time Th has elapsed (S27: YES), the CAN communication control unit 16 disconnects the resistor R by turning off the two switches SW of the switching unit 19 (step S28), stops the signal output, The terminal is set to a high impedance state (step S29).

その後、CAN通信制御部16は、1ビットの送信時間Tbが経過したか否かを判定し(ステップS30)、1ビットの送信時間Tbが経過していない場合には(S30:NO)、この時間が経過するまで待機する。1ビットの送信時間Tbが経過した場合(S30:YES)、CAN通信制御部16は、受信データの全ビットの受信を終えたか否かなどを判定することによって、受信を終了するか否かを判定する(ステップS31)。受信を終了しないと判定した場合(S31:NO)、CAN通信制御部16は、受信データの次のビットについて同様の処理を行うため、ステップS23へ処理を戻し、ステップS23〜S31までの処理を行う。また、受信を終了すると判定した場合(S31:YES)、CAN通信制御部16は、受信処理を終了する。   Thereafter, the CAN communication control unit 16 determines whether or not the 1-bit transmission time Tb has elapsed (step S30). If the 1-bit transmission time Tb has not elapsed (S30: NO), Wait until time has passed. When the transmission time Tb of 1 bit has elapsed (S30: YES), the CAN communication control unit 16 determines whether or not to end the reception by determining whether or not reception of all bits of the reception data has been completed. Determination is made (step S31). When it is determined not to end the reception (S31: NO), the CAN communication control unit 16 returns the process to step S23 to perform the same process for the next bit of the received data, and performs the processes from step S23 to S31. Do. Moreover, when it determines with complete | finishing reception (S31: YES), the CAN communication control part 16 complete | finishes a reception process.

図10は、本発明に係る通信システムの効果を説明するための模式図であり、縦軸をツイスト線間の電位差とし、横軸を時間としたグラフである。図示の例は、1ビットの情報送信時間Tb=1000nsとし、0ns〜1000nsにドミナント送信を行い、1000ns〜2000nsにレセシブ送信を行った場合の波形である。またドミナント送信は、第1時間Tp=800ns且つ第1信号レベル=2V、第2時間Th=200ns且つ第2信号レベル=0Vの信号出力を行っている。   FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the effect of the communication system according to the present invention, in which the vertical axis represents a potential difference between twist lines and the horizontal axis represents time. The illustrated example is a waveform when 1-bit information transmission time Tb = 1000 ns, dominant transmission is performed from 0 ns to 1000 ns, and recessive transmission is performed from 1000 ns to 2000 ns. In the dominant transmission, signal output is performed for the first time Tp = 800 ns, the first signal level = 2V, the second time Th = 200 ns, and the second signal level = 0V.

図10に示した信号波形から、本発明の通信システムでは、図11に示した従来の通信システムの波形と比較して、リンギングの信号レベル(振幅)が低減されていることが分
かる。従来の通信システムではリンギングの信号レベルが最大で4Vを超えているのに対し、本発明の通信システムではリンギングの信号レベルの最大は約0.8V程度である。このため本発明の通信システムでは、通信線5上の信号レベルを例えば0.9V又は1.0V等の閾値にて判定することによって、ドミナント/レセシブの判定を行うことが可能である。
From the signal waveform shown in FIG. 10, it can be seen that the ringing signal level (amplitude) is reduced in the communication system of the present invention compared to the waveform of the conventional communication system shown in FIG. In the conventional communication system, the maximum ringing signal level exceeds 4V, whereas in the communication system of the present invention, the maximum ringing signal level is about 0.8V. Therefore, in the communication system of the present invention, it is possible to determine dominant / recessive by determining the signal level on the communication line 5 with a threshold value such as 0.9V or 1.0V.

以上の構成の通信システムは、ECU1の送信部17が、送信データがドミナントの場合には、第1時間Tpに亘って第1信号レベルの信号を通信線5に出力して、その後の第2時間Thに亘って第2信号レベル(0V)の信号を出力し、送信データがレセシブ且つ通信線5の信号レベルがレセシブの場合には、第1時間Tp及び第2時間Thに亘って通信線5へ信号出力をせずハイインピーダンス状態とし、送信データがレセシブ且つ通信線5の信号レベルがドミナントの場合には、第1時間Tpに亘って通信線5へ信号出力をせずハイインピーダンス状態とし、その後第2時間Thに亘って第2信号レベル(0V)の信号を出力する。またECU1のCAN通信制御部16は、切替部19のスイッチSWの接続/遮断を切り替えることによって、通信線5に対する抵抗器Rの接続/遮断を行うことが可能な構成であり、1ビットの送信時間Tbにおける第1時間Tp経過後に抵抗器Rの接続を行う。これらの構成により、通信システムにおいて通信線5にリンギングが発生することを抑制できるため、通信の高速化を実現することができる。   In the communication system configured as described above, the transmission unit 17 of the ECU 1 outputs a signal of the first signal level to the communication line 5 over the first time Tp when the transmission data is dominant, and then the second second When the signal of the second signal level (0 V) is output over the time Th, the transmission data is recessive and the signal level of the communication line 5 is recessive, the communication line over the first time Tp and the second time Th. When the transmission data is recessive and the signal level of the communication line 5 is dominant and no signal is output to the communication line 5 for the first time Tp, the signal is not output to the communication line 5. Thereafter, the signal of the second signal level (0 V) is output over the second time Th. The CAN communication control unit 16 of the ECU 1 is configured to be able to connect / disconnect the resistor R to the communication line 5 by switching connection / disconnection of the switch SW of the switching unit 19. The resistor R is connected after the elapse of the first time Tp at the time Tb. With these configurations, the occurrence of ringing in the communication line 5 in the communication system can be suppressed, so that high-speed communication can be realized.

また通信システム中の2つのECU1間の最短距離をLとし、通信線5の伝達速度をAとした場合に、第1時間Tp及び第2時間Thを、
Tp+Th≦Tb
Th≧2×L×A
の条件を満たすように設定する。これにより、一のECU1から出力された信号が他のECU1にて反射されて、反射波が一のECU1へ戻る前に、一のECU1がハイインピーダンス状態となることがないため、リンギングの発生をより確実に抑制することができる。
When the shortest distance between the two ECUs 1 in the communication system is L and the transmission speed of the communication line 5 is A, the first time Tp and the second time Th are
Tp + Th ≦ Tb
Th ≧ 2 × L × A
Set to satisfy the conditions. As a result, the signal output from one ECU 1 is reflected by the other ECU 1 and the one ECU 1 does not enter the high impedance state before the reflected wave returns to the one ECU 1. It can suppress more reliably.

なお、本実施の形態においては、通信システムが車輌に搭載されるものとしたが、これに限るものではない。また、図1に示した通信システムの構成(ECU1の数、ECU1の接続形態等)は、一例であってこれに限るものではない。また、通信線5としてツイスト線を用いる構成としたが、これに限るものではなく、1つのケーブルを通信線5として用いるなど、その他の構成であってよい。   In the present embodiment, the communication system is mounted on the vehicle. However, the present invention is not limited to this. The configuration of the communication system shown in FIG. 1 (the number of ECUs 1, the connection form of the ECU 1, etc.) is merely an example, and the present invention is not limited to this. Further, although the twisted line is used as the communication line 5, the present invention is not limited to this, and other structures such as using one cable as the communication line 5 may be used.

また、第1時間Tp及び第2時間Thは、Tp+Th≦Tbであればよいため、Tp+Th<Tbの場合には、第2時間Thの終了から1ビットの送信時間Tbが経過するまでの時間が存在する。本実施の形態においては、この時間中に切替部19のスイッチSWをオンする構成としたが、これに限るものではなく、スイッチSWをオフしてもよい。また図6及び図7に示すフローチャートは、Tp+Th<Tbの場合を想定したものであるが、これに限るものではなく、Tp+Th=Tbであってもよく、送信データがドミナントの場合にはステップS12及びS13の処理を行わなければよい。また、受信処理において信号レベルのサンプリングを第1時間Tpに亘って行う構成としたが、これに限るものではなく、第1時間Tpより短い時間に亘ってサンプリングを行う構成であってもよい。   Further, since the first time Tp and the second time Th need only satisfy Tp + Th ≦ Tb, when Tp + Th <Tb, the time from the end of the second time Th to the lapse of 1-bit transmission time Tb Exists. In the present embodiment, the switch SW of the switching unit 19 is turned on during this time. However, the present invention is not limited to this, and the switch SW may be turned off. The flowcharts shown in FIGS. 6 and 7 assume that Tp + Th <Tb. However, the present invention is not limited to this, and Tp + Th = Tb may be used. If the transmission data is dominant, step S12 is performed. And S13 need not be performed. In addition, although the signal level sampling is performed over the first time Tp in the reception process, the present invention is not limited to this, and a configuration may be used in which sampling is performed over a time shorter than the first time Tp.

1、1a〜1e ECU(通信装置)
5 通信線
5a 幹線
5b〜5d 支線
11 制御部
16 CAN通信制御部(通信手段、切替制御手段)
17 送信部
18 受信部
19 切替部
R 抵抗器
SW スイッチ
1, 1a-1e ECU (communication device)
5 communication line 5a trunk line 5b-5d branch line 11 control unit 16 CAN communication control unit (communication means, switching control means)
17 Transmitter 18 Receiver 19 Switcher R Resistor SW Switch

Claims (5)

共通の通信線を介して接続された複数の通信装置を備え、各通信装置が、前記通信線を介して各ビットが優性値又は劣性値の2値で表される連続した複数ビットの情報を送受信する通信手段をそれぞれ有する通信システムにおいて、
前記通信手段は、
送信する情報の優性値に対して、1ビット分の情報送信時間より短い第1時間Tpに亘って第1信号レベルの信号を出力した後、前記情報送信時間より短い第2時間Thに亘って前記第1信号レベルより低い第2信号レベルの信号を出力し、
送信する情報の劣性値に対して、前記通信線への信号出力を行わないようにしてあること
を特徴とする通信システム。
A plurality of communication devices connected via a common communication line, and each communication device receives information of a plurality of consecutive bits each represented by a binary value of a dominant value or a recessive value via the communication line. In a communication system having communication means for transmitting and receiving,
The communication means includes
A signal having a first signal level is output over a first time Tp shorter than the information transmission time for one bit with respect to the dominant value of the information to be transmitted, and then over a second time Th shorter than the information transmission time. Outputting a signal having a second signal level lower than the first signal level;
A communication system, wherein a signal output to the communication line is not performed for an inferior value of information to be transmitted.
前記通信装置は、
一端が固定電位に接続された抵抗器の他端を、前記通信線に対して接続/遮断する切替部と、
前記1ビット分の情報送信時間において前記第1時間Tpが経過した後に、前記抵抗器を接続するよう前記切替部の制御を行う切替制御手段と
を備えること
を特徴とする請求項1に記載の通信システム。
The communication device
A switching unit for connecting / blocking the other end of the resistor, one end of which is connected to a fixed potential, with respect to the communication line;
The switching control means for controlling the switching unit to connect the resistor after the first time Tp has elapsed in the information transmission time for one bit. Communications system.
前記第1時間Tp及び前記第2時間Thは、
Tp+Th≦Tb
Th≧2×L×A
の条件を満たすこと
(ただし、前記Tbは前記1ビット分の情報送信時間であり、前記Lは一の通信装置から他の通信装置までに介在する前記通信線の最短距離であり、前記Aは前記通信線における信号の伝達速度である。)
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の通信システム。
The first time Tp and the second time Th are:
Tp + Th ≦ Tb
Th ≧ 2 × L × A
Where Tb is the information transmission time for 1 bit, L is the shortest distance of the communication line interposed from one communication device to another communication device, and A is (The transmission speed of the signal on the communication line.)
The communication system according to claim 1 or 2, characterized in that.
共通の通信線を介して他の装置に接続され、前記通信線を介して各ビットが優性値又は劣性値の2値で表される連続した複数ビットの情報を送受信する通信手段を備える通信装置において、
前記通信手段は、
送信する情報の優性値に対して、1ビット分の情報送信時間より短い第1時間Tpに亘って第1信号レベルの信号を出力した後、前記情報送信時間より短い第2時間Thに亘って前記第1信号レベルより低い第2信号レベルの信号を出力し、
送信する情報の劣性値に対して、前記通信線への信号出力を行わないようにしてあること
を特徴とする通信装置。
A communication device connected to another device via a common communication line, and comprising a communication means for transmitting and receiving information of a plurality of consecutive bits each represented by a binary value of a dominant value or an inferior value via the communication line In
The communication means includes
A signal having a first signal level is output over a first time Tp shorter than the information transmission time for one bit with respect to the dominant value of the information to be transmitted, and then over a second time Th shorter than the information transmission time. Outputting a signal having a second signal level lower than the first signal level;
A communication apparatus characterized by not outputting a signal to the communication line for an inferior value of information to be transmitted.
共通の通信線を介して、各ビットが優性値又は劣性値の2値で表される連続した複数ビットの情報を送受信する通信方法において、
送信する情報の優性値に対して、1ビット分の情報送信時間より短い第1時間Tpに亘って第1信号レベルの信号を出力した後、前記情報送信時間より短い第2時間Thに亘って前記第1信号レベルより低い第2信号レベルの信号を出力し、
送信する情報の劣性値に対して、前記通信線への信号出力を行わないこと
を特徴とする通信方法。
In a communication method of transmitting and receiving information of a plurality of consecutive bits each represented by a binary value of a dominant value or a recessive value via a common communication line,
A signal having a first signal level is output over a first time Tp shorter than the information transmission time for one bit with respect to the dominant value of the information to be transmitted, and then over a second time Th shorter than the information transmission time. Outputting a signal having a second signal level lower than the first signal level;
A communication method characterized by not outputting a signal to the communication line with respect to an inferior value of information to be transmitted.
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