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Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Multiplex-Übertragungssystem, welches ein CSMA/CD (Vielfachzugriff durch
Trägererfassung/Kollisionserfassung)-Übertragungssystem
verwendet.
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Es ist ein Multiplex-Übertragungssystem vorgeschlagen
worden, das ein CSMA/CD-Übertragungssystem verwendet,
welches eine Mehrzahl von durch einen Übertragungspfad
gegenseitig gekoppelten Knoten aufweist, Daten von irgendeinem
der Knoten für jeden Rahmen mit einer Bestimmungsadresse
überträgt und ein Empfangsbestätigungssignal dem
übertragenden Knoten von einem Bestimmungsknoten zurückgibt, welcher
durch die Bestimmungsadresse bei richtigem Empfang der Daten
von dem Bestimmungsknoten festgelegt ist.
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Herkömmlich sind verschiedene Arten von derartigen
Multiplex-Übertragungssystemen vorgeschlagen worden. Der
Artikel "A Proposal for a Vehicle Network Protocol Standard",
der auf dem SAE International Congress and Exposition
(Februar 1986) präsentiert wurde, zeigt ein
Multiplex-Übertragungssystem der Art mit physikalischer Nachricht als erstes
System des Standes der Technik, bei welchem, um Daten von
einer Mehrzahl mit einem Übertragungspfad gekoppelter Knoten
zu einem anderen Knoten zu übertragen, eine physikalische
Adresse des Bestimmungsknotens in einen
Bestimmungsbezeichnungsbereich eines Datenrahmens geschrieben wird, dieser
Datenrahmen auf dem Übertragungspfad übertragen wird und der
durch die Adresse festgelegte Bestimmungsknoten dem
übertragenden Knoten bei Empfang des Rahmens ein
Empfangsbestätigungssignal
zurückgibt.
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Beispielsweise in dem Fall, wo dieses System des Stands
der Technik auf das Steuern der Tätigkeit von
Scheinwerferlampen, Kleinlampen&sub1; Abbiegesignallampen, einer Hupe und
dergleichen eines Fahrzeuges angewandt wird, kann es
wünschenswert sein, daß dieselbe Fahrzeug-Fahr-Information zu
einigen oder allen restlichen Knoten von einem aus einer
Mehrzahl von Knoten übertragen wird, beispielsweise von
einem mit den an der Vorderseite des Fahrzeugs vorgesehenen
Scheinwerfern, Kleinlampen, Abbiegesignallampen, Hupen etc.
gekoppelten Frontmultiplexknoten, von einem
Kombinationsschaltknoten mit einer Anzahl von Schaltern, um diese
Komponenten ein- oder auszuschalten, von einem Meßknoten zum
Anzeigen der Ein-/Aus-Zustände dieser Komponenten und von
einem mit den rückseitigen Kleinlampen, Abbiegesignallampen
etc. gekoppelter rückseitigen Multiplexknoten. In solch
einem Fall liefert das sequentielle übertragen derselben
Fahrzeug-Fahr-Information an die einzelnen Knoten eine deutlich
geringe Übertragungsleistung.
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Der Mangel wird verhindert, indem eine sogenannte
simultane Multibestimmungsübertragungsfunktion für das
Übertragungssystem bereitgestellt wird, bei dem eine sogenannte
globale Adresse in den oben erwähnten
Bestimmungsbezeichnungsbereich des Rahmens geschrieben wird, um alle
Bestimmungsknoten genau festzulegen, und dieselben Daten werden
gleichzeitig zu allen Bestimmungsknoten übertragen. Wenn in
diesem Fall bei Empfang des Rahmens von dem übertragenden
Knoten alle Bestimmungsknoten ihre Bestätigungssignale auf
den Übertragungspfad senden, würde eine Kollision auftreten.
Um diese Kollision zu verhindern, ist daher jeder Knoten mit
einer Kollisionsermittlungsfunktion und einer
Übertragungssperrfunktion versehen, so daß bei richtigem Empfang des
Rahmens von dem übertragenden Knoten nur das
Empfangsbestätigungssignal der Bestimmungsknoten, das die höchste
Priorität hat, überleben kann, um zu dem übertragenden Knoten
gegeben zu werden.
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Obwohl dieses Verfahren das obige Problem hinsichtlich
des Übertragungswirkungsgrads lösen kann, stellt es kein
Mittel bereit, um zu bestätigen, daß alle Knoten, die die
Daten benötigen, richtig empfangen haben, was in einer
geringen Verläßlichkeit resultiert. Bei solchen Knoten, die
die Daten nicht brauchen, ist es auch erforderlich, zu
unterscheiden, ob sie das übertragene Signal empfangen sollen
oder nicht, wodurch die Belastung einer Kontrolleinrichtung
wächst, welche die Schaltung zum Ausführen der Multiplex-
Übertragung der einzelnen Knoten kontrolliert.
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Das zweite System des Stands der Technik (funktionaler
Nachrichtentyp) ist ebenfalls in dem oben erwähnten Artikel
"A Proposal for a Vehicle Network Protocol Standardt
gezeigt, bei dem eine sogenannte Funktionsadresse in den
Bestimmungsbezeichnungsbereich eines Rahmens geschrieben wird,
wobei eine einzelne Funktionsadresse mit einer Mehrzahl von
vorbestimmten Knoten zugeordnet wird. Jeder Empfangsknoten
vergleicht die auf dem Übertragungspfad von dem
übertragenden Knoten gesandte Funktionsadresse des Rahmens mit einer
in dem Empfangsknoten gespeicherten Funktionsadreßtabelle,
um zu unterscheiden, ob er den Rahmen empfangen soll oder
nicht und, wenn ja, gibt er seine eigene Adresse als ein
Empfangsbestätigungssignal zu dem übertragenden Knoten
zurück. Wenn in diesem Fall eine Mehrzahl von Empfangsknoten
gleichzeitig ihre Empfangsbestätigungssignale zurückgeben,
würde die oben genannte Kollisions auftreten. Um diese
Kollision zu vermeiden, ist dieses System auch mit den oben
genannten Kollisionsermittlungs und
Übertragungssperrfunktionen sowie mit einer Rückübertragüngsfunktion des
Empfangsbestätigungssignals versehen, so daß die Empfangsknoten
nacheinander ihr Empfangsbestätigungssignal in der Reihenfolge
von der höchsten Priorität zu der niedrigsten zurückgeben.
Der übertragende Knoten stellt die zurückgegebenen
Empfangsbestätigungssignale mit der die Übertragungsfunktionsadresse
mit der physikalischen Adresse korrelierenden Tabelle
zusammen, um zu unterscheiden, ob die Empfangsbestätigungssignale
von den durch die Funktionsadresse festgelegten
Bestimmungsknoten richtig zurückgegeben worden sind.
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Gemäß dem zweiten Stand der Technik kann das dem ersten
Stand der Technik innewohnende Problem gelöst werden, aber
jeder Knoten sollte die die Übertragungsfunktionsadresse mit
der physikalischen Adresse korrelierende Tabelle und die
Empfangsfunktionsadreßtabelle speichern, was einen Speicher
großer Kapazität und eine Speicherkontrollschaltung
erfordert. Dies vergrößert die Herstellungskosten des
Übertragungssystems.
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Die EP-A-0 041 695 zeigt ein Signalgebungssystem und
w eine Signalkontrollvorrichtung für einen Mehradressenaufruf.
Jedoch ist ein gemeinsamer Übertragungspfad nicht gezeigt,
und daher treten Kollisionsproblem nicht auf.
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Folglich ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein
Multiplex-Übertragungssystem bereitzustellen, welches eine
hohe Zuverlässigkeit hat und eine wirkungsvolle
Signalübertragung mit einer einzigen Schaltungsanordnung sicherstellt.
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Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung wird ein Multiplex-
Übertragungssystem bereitgestellt, bei dem einer von einer
Mehrzahl von gegenseitig durch einen gemeinsamen
Übertragungspfad miteinander gekoppelten Knoten als ein
übertragender Knoten Daten Rahmen für Rahmen zu wenigstens einem der
anderen Knoten als wenigstens einem Empfangsknoten
überträgt, dabei umfaßt das Multiplex-Übertragüngssystem Mittel
zum Bereitstellen eines Empfangsbestätigungssignalbereichs,
der eine Mehrzahl von dem von dem übertragenden Knoten
übertragenen Rahmen folgenden Bits einschließt, und Mittel zum
Teilen des Empfangsbestätigungssignalbereichs in eine
Mehrzahl von Bitbereichen, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Empfangsknoten Mittel aufweist, um die
Daten in jedem Rahmen zu überprüfen und um nach jedem Rahmen
ein Empfangsbestätigungssignal an den übertragenden Knoten
über den gemeinsamen Übertragungspfad bei richtigem Empfang
durch den Empfangsknoten des Datenrahmens zurückzugeben, und
daß das Multiplex-Übertragungssystem Mittel aufweist, um die
geteilten Bitbereiche der genannten Mehrzahl von Knoten
jeweils zuzuweisen, und daß der wenigstens eine Empfangsknoten
Mittel aufweist, um das Empfangsbestätigungssignal an den
übertragenden Knoten über einen der jeweils zugewiesenen
Bitbereiche des Bestätigungssignalbereichs zurückzugeben.
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Vorzugsweise wird ein Impulsbreiten-Modulationscode zum
Unterscheiden eines binären Logikzustands, der auf einer
Größe (breit oder schmal) der Pulsbreite basiert, als ein
Übertragungscode verwendet.
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Falls gewünscht, kann weiterhin ein
Bestimmungsbezeichnungsbereich mit derselben hänge wie der
Empfangsbestätigungssignalbereich in einem Rahmen vorgesehen und in eine
Mehrzahl von Bitbereichen geteilt sein, die jeweils der
genannten Mehrzahl von Knoten zugewiesen sind. Die einzelnen
Bestimmungsknoten werden durch die jeweiligen Bitbereiche
des Bestimmungsbezeichnungsbereichs des Rahmens festgelegt.
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Es ist zu bevorzugen, daß bei Empfang des
Empfangsbestätigungssignals von dem wenigstens einen Empfangsknoten der
übertragende Knoten den Inhalt des empfangenen
Empfangsbestätigungssignalbereichs mit dem Inhalt des
Bestimmungsbezeichnungsbereichs des Rahmens vergleicht, um den Erfolg
einer Signalübertragung zu beurteilen.
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Spezielle Ausführungsformen der Erfindung werden nun nur
beispielsweise mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben.
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Fig. 1 ist ein schematisches Blockbild, das die
Anordnung eines Multiplex-Übertragungssystems für Fahrzeuge
darstellt, welches ein CSMA/CD-Übertragungssystem verwendet.
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Fign. 2 bis 4 sind beispielhafte Zeittafeln, um die
Beziehung zwischen dem Übertragungstiming eine Rahmens und
einem Rückgabetiming eines Empfangsbestätigungs-(ACK)-Signals
in dem Multiplex-Übertragungssystem für Fahrzeuge gemäß dem
ersten Stand der Technik zu erläutern.
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Fig. 5 ist ein schematisches Blockbild, das die
Anordnung des CSMA/CD-Übertragungssystems darstellt, um den
zweiten Stand der Technik zu erläutern.
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Fign. 6 und 7 sind beispielhafte Zeittafeln, um die
Beziehung zwischen einem Übertragungstiming eines Rahmens und
einem Rückgabetiming eines ACK-Signals in dem Multiplex-
Übertragungssystem für Fahrzeuge gemäß dem zweiten Stand der
Technik zu erläutern.
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Fign. 8 und 9 sind beispielhafte Zeittafeln, um die
Beziehung zwischen einem Übertragungstiming eines Rahmens und
einem Rückgabetiming eines ACK-Signals für den Fall zu
erläutern, wo dieselben Daten zu einer Mehrzahl von Knoten
unter Verwendung des Multiplex-Übertragungssystems für
Fahrzeuge gemäß dem in den Fign. 2 bis 4 gezeigten ersten Stand
der Technik übertragen werden.
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Fig. 10 ist ein beispielhaftes Diagramm, das ein
Rahmenformat zeigt, welches in einem
Multiplex-Übertragungssystem für Fahrzeuge gemäß einer Ausführungsform dieser
Erfindung verwendet wird.
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Fig. 11 ist eine beispielhafte Zeittafel, die die
Beziehung zwischen einem Übertragungstiming eines Rahmens und
einem Rückgabetiming eins ACK-Signals darstellt, welches von
jedem Knoten in dem Multiplex-Übertragungssystem dieser
Erfindung zurückgegeben wird.
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Fig. 12 ist ein Flußdiagramm, um zu bestimmen, ob eine
Signalübertragung richtig durchgeführt wird oder nicht.
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Fig. 13 zeigt eine abgeänderte Version des
Fließdiagramms, um zu bestimmen, ob eine Signalübertragung richtig
durchgeführt wird oder nicht.
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Fig. 14 ist ein Wellenformdiagramm, um eine Binärlogik
für den Fall zu erklären, wo ein Impulsbreiten-modulierter
(PWM)-Code als ein Übertragungscode verwendet wird.
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Fig. 15 ist ein Wellenformdiagramm, um das
Rückgabetiming des ACK-Signals von jedem Empfangsknoten für den Fall
zu erklären, wo ein PWM-Code als ein Übertragungscode
verwendet wird.
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Fig. 16 ist Diagramm einer abgeänderten Wellenform, um
das Rückgabetiming des ACK-Signals von jedem Empfangsknoten
für den Fall zu erklären, wo ein PWM-Code als ein
Übertragungscode
verwendet wird.
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Fig. 17 ist ein beispielhaftes Diagramm, das ein
anderes Beispiel des in dem erfindungsgemäßen
Multiplex-Übertragungssystem verwendeten Rahmenformates darstellt.
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Fig. 18 ist ein Wellenformdiagramm, um eine Binärlogik
für den Fall zu erklären, wo ein PWM-Code als
Datenende(EOD)-Code verwendet wird.
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Fig. 19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines
Startbits darstellt.
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Fign. 20 bis 23 sind beispielhafte Diagramme, die ein
weiteres Beispiel des in dem Multiplex-Übertragungssystem
dieser Erfindung verwendeten Datenformates darstellen.
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Fig. 24 ist ein beispielhaftes Diagramm, das ein noch
weiteres Beispiel des in dem Multiplex-Übertragungssystem
dieser Erfindung verwendeten Datenformats darstellt; und
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Fig. 25 ist ein schematisches Blockdiagramm, das die
Anordnung jedes Knotens zum Realisieren des
Multiplex-Übertragungssystems dieser Erfindung darstellt.
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Zunächst werden herkömmliche
Multiplex-Übertragungssysteme, die verschiedene CSMA/CD-Übertragungssysteme
verwenden, wie sie bei Fahrzeugen angewandt werden, erklärt.
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Mit Bezug auf Fig. 1 wird die schematische Anordnung
der Multiplex-Übertragüngssysteme für Kraftfahrzeuge
erklärt. In der Figur ist eine Mehrzahl von Knoten, die
beispielsweise aus einem vorderseitigen Multiplexknoten FN,
einem Kombinationsschaltknoten CS, einem Meßknoten MT und
einem rückseitigen Multiplexknoten RN bestehen, gegenseitig
miteinander durch einem Multiplex-Bus-(Übertragungspfad) MB
gekoppelt, der einen Draht oder einen Lichtleiter oder
dergleichen umfaßt. Der vorderseitige Multiplexknoten FN ist
mit einer vorderseitigen Rechtsabbiege-Signallampe 6, einer
vorderseitigen Linksabbiege-Signallampe 7, einer
vorderseitigen Kleinlampe 8, einer Hupe 9 etc. gekoppelt. Der
Kombinationsschaltknoten CS ist mit einem Rechtsabbiege-Schalter
10, einem Linksabbiege-Schalter 11, einem Schalter 12 für
die Kleinlampe, einem Schalter 13 für die Hupe, einem
Fernlichtschalter
14 für den Scheinwerfer etc. gekoppelt. Der
Meßknoten MT ist mit einem Rechtsabbiegeanzeiger 15, einem
Linksabbiegeanzeiger 16, einem Fernlichtanzeiger 17 des
Scheinwerfers etc. gekoppelt. Der rückseitige
Multiplexknoten RN ist mit einer rückseitigen Rechtsabbiegesignallampe
18, einer rückseitigen Linksabbiegesignallampe 19, einer
Schlußleuchte 20 (die aufleuchtet, wenn der Schalter 12 für
die Kleinlampe eingeschaltet ist) etc. gekoppelt.
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In dem Multiplex-Übertragüngssystem für Fahrzeuge gemäß
dem ersten Stand der Technik wird Fahrinformation für jeden
Rahmen F übertragen, wie in Fig. 2(a) gezeigt ist.
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Der Rahmen F hat einen SD-(Startbegrenzer)-Code, eine
Bestimmungsadresse, eine lokale oder Quellenadresse, eine
Datenlänge, Daten 1 bis Daten N und einen Prüfcode.
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Der SD-Code ist ein besonderer Code, der den Anfang der
Rahmens F anzeigt, und die Empfangsknoten bestätigen den
Start des Rahmens F bei Empfang des SD-Codes. Vorausgesetzt,
daß die lokale Adresse und die Bestimmungsadresse jeweils
durch 8 Bits festgelegt sind, wird jedem innerhalb des
Netzwerks von dem Multiplex-Übertragungssystem verwendeten
Knoten eine Zahl in dem Bereich von 0 bis (2&sup8;-1) = 255 als
seine Adresse zugewiesen. Mit anderen Worten sind maximal 256
Knoten innerhalb des Netzwerks gekoppelt, und sind die
einzelnen Knoten verschiedenen binären Adressen, die von
00000000 bis 11111111 ausgewählt sind, zugewiesen.
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Vorausgesetzt daß 11111111 als die Bestimmungsadresse
festgelegt ist, die als die globale Adresse bezeichnet wird,
wird die Multibestimmungsübertragungsfunktion oft zu jedem
Knoten addiert, und können 255 Knoten innerhalb des
Netzwerkes maximal gekoppelt werden.
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Gemäß einem solchen herkömmlichen
Multiplex-Übertragungssystem für Fahrzeuge gibt es daher nur zwei Wege bei
einer Einzelrahmenübertragung, nämlich die Rahmenübertragung
an einen speziellen Knoten oder aber an alle Knoten.
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Das lokale "Adreß"-Feld wird mit der Adresse desjenigen
Knotens beschrieben, der den Rahmen F überträgt, so daß ein
anderer Knoten bei Empfang dieses Rahmens ermitteln kann,
von welchem Knoten der Rahmen übertragen worden ist.
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Weiterhin wird das "Datenlängen"-Feld mit der Zahl der
diesem Feld folgenden Daten beschrieben. Wenn N Daten
vorhanden sind, so wird N als die Datenlänge geschrieben. Bei
Empfang des Rahmens lesen die Empfangsknoten die Daten
mittels der Datenlänge.
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Der übertragene Inhalt des dem Datenfeld folgenden
Rahmens ist der Prüfcode (Fehlerprüfcode), der das Ende des
Rahmens anzeigen kann.
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Um die Datenübertragung sicherzustellen, prüft jeder
Empfangsknoten, ob der Inhalt des empfangenen Rahmens
korrekt ist oder nicht. Falls er korrekt ist, sendet der
Empfangsknoten seine lokale Adresse auf dem Übertragungspfad MB
als ein ACK-Signal A bei Verstreichen einer Zeit T&sub1;
innerhalb einer Zeit T&sub2; nach Vollendung der Rahmenübertragung,
wie in Fig. 2(b) gezeigt ist.
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Der Knoten, der den Rahmen F übertragen hat, empfängt
das ACK-Signal A und erkennt, daß die Daten von den
Empfangsknoten richtig empfangen worden ist.
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Wenn die Daten nicht richtig von dem Empfangsknoten
empfangen werden (falls ein Übertragungsfehler von dem
Prüfcode ermittelt wird) oder ein Rahmenfehler auftritt (falls
die Länge der eigentlich gesandten Daten kürzer oder länger
als die durch die Datenlänge festgelegte Länge ist), gibt
der Empfangsknoten das ACK-Signal an den übertragenden
Knoten nicht zurück, wie in Fig. 3(b) gezeigt ist. Falls das
ACK-Signal, wie in Fig. 3(a) gezeigt ist, nicht innerhalb
einer vorbestimmten Zeit T&sub2; nach der Vollendung der
Rahmenübertragung zurückgegeben wird, erkennt der übertragende
Knoten, daß die Übertragung des Rahmens F nicht erfolgreich
war, und beginnt, denselben Rahmen F erneut zu übertragen.
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Fig. 4 stellt den Fall dar, wo ein Knoten denselben
Rahmen gleichzeitig zu den anderen Knoten überträgt. Wie in
Fig. 4(a) gezeigt ist, hat der übertragene Rahmen in diesem
Fall dieselbe Struktur wie derjenige, der bei der
Rahmenübertragung
an einen Knoten betroffen ist, aber die
Bestimmungsadresse würde die globale Adresse (11111111) sein, so
daß alle mit dem Übertragungspfad MB gekoppelten Knoten mit
Ausnahme des übertragenden Knotens den Rahmen der Daten
empfangen. Wenn alle Empfangsknoten die Daten richtig
empfangen, geben sie gleichzeitig ihre lokalen Adressen als die
ACK-Signale A mit Verzögerung von einer gegebenen Zeit T&sub1;
(< T&sub2;) nach der Vollendung der Rahmenübertragung zurück, wie
in Fig. 4(b) gezeigt ist. Vorausgesetzt, daß 255 Knoten
innerhalb des Netzwerkes durch den Übertragungspfad MB
gekoppelt sind, welcher zum Beispiel durch einen Lichtleiter
gebildet ist, und daß "1" den leuchtenden Zustand und 0 den
nichtleuchtenden Zustand anzeigt, würde der übertragende
Knoten 11111110 als das ACK-Signal empfangen. In diesem
Fall wird auch angenommen, daß jeder Knoten mit der
Kollisionsermittlungsfunktion, um die Kollision für jedes Bit zu
ermitteln, und mit einer Übertragungssperrfunktion
vorgesehen ist, um die Übertragung der Daten von dem nachfolgenden
Bit bezüglich eines Signals mit einer geringen Priorität bei
Auftreten der Kollision zu verhindern.
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Mit anderen Worten empfängt der übertragende Knoten das
ACK-Signal A von solchen Empfangsknoten, deren Adressen
stark genug sind, um nicht geändert zu werden, wenn sie mit
einem Inversionssignal aufgrund der Struktur des
Übertragungspfades kollidieren, und deren Adressen die Bestätigung
einfach erreichen können, daß wenigstens einer von allen
Empfangsknoten den Rahmen bei der
Multibestimmungsübertragung richtig empfangen hat. Dieses Übertragungssystem des
Stands der Technik ist daher nicht bei Datenübertragungen
geeignet, die eine hohe Verläßlichkeit erfordern.
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Bei dem Multiplex-Übertragungssystem für Fahrzeuge
gemäß dem zweiten Stand der Technik kann die Fahrinformation
des Fahrzeugs mit dem Rahmenformat übertragen werden, wie in
Fig. 6 gezeigt ist. Wie in Rig. 6(a) gezeigt ist, ist das
Rahmenformat in diesem Fall dasselbe wie das in den Fign. 2
bis 4 gezeigte Format. Jedoch ist eine funktionell gegebene
Adresse (Funktionsadresse), nicht eine physikalische
Adresse, als eine Bestimmungsadresse festgelegt, und geben die
Empfangsknoten die ACK-Signale A in Übereinstimmung mit
dieser Adresse zurück, wie in den Fign. 6(b) bis 6(d) gezeigt
ist. Hier entspricht die Funktionsadresse dem funktionellen
Adressieren, das in dem Artikel "A Proposal for a Vehicle
Network Protocol Standard erwähnt ist, welcher bei dem SAE
International Congress and Exposition (Februar 1986)
präsentiert wurde.
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Falls in dem in Fig. 5 gezeigten Fall die
physikalischen Adressen der Knoten N1 bis N5 jeweils 1 bis 5 sind,
kann die von dem Knoten N1 zu übertragende Funktionsadresse
bestimmt werden, wie in der folgenden Tabelle 1 gezeigt ist.
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Gemäß der Tabelle 1 zeigt daher die Funktionsadresse 4
an, daß die Knoten N2 und N4 die Bestimmungsknoten sind,
während die Funktionsadresse 5 anzeigt, daß die Knoten N2,
N4 und N5 die Bestimmungsknoten sind.
Tabelle 1
Funktions-Adresse
Physikalische Adresse
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Das Folgende erläutert eingehender das zweite System des
Stands der Technik.
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Die einzelnen Knoten N1 bis N5 haben ihre jeweiligen
Korrelationstabellen für einen Übertragüngsgebrauch zwischen
den Funktionsadressen und den physikalischen Adressen (siehe
die beispielhafte Tabelle 1 für den Knoten N1), damit
erkennbar ist, an welche physikalischen Knoten ein Datenrahmen
zu übertragen ist, und Empfangfunktionstabellen (zum
Beispiel die unten dargestellte Tabelle 2 für den Knoten N4)
für einen Empfangsgebrauch, damit erkennbar ist, von welcher
Funktionsadresse der Rahmen empfangen werden soll.
Tabelle 2
Vom Knoten N4 zu empfangende Funktionsadresse
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In diesem Beispiel sollen die ersten drei
Funktionsadressen (3,4 und 5) von dem Knoten N1 übertragen werden,
und die nächsten drei Funktionsadressen (8, 11 und 14)
sollen von dem Knoten N2 übertragen werden.
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Unter der Annahme, daß die Daten B von dem Knoten N1 zu
den Knoten N3 und N5 übertragen werden sollen, ergibt sich
aus der die Funktionsadresse mit der physikalischen Adresse
korrelierenden Tabelle (Tabelle 1), daß derselbe Rahmen
gleichzeitig zu den Knoten N3 und N5 übertragen werden kann,
indem die Funktionsadresse zu "6" gesetzt wird.
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Daher überträgt der Knoten N1 den Rahmen F, wie in
Fig. 7 gezeigt ist. Und die Knoten N3 und N5 erkennen, daß
sie den Rahmen F mit der Funktionsadresse 6 empfangen
sollen, auf ihren eigenen Empfangsfunktionstabellen (ähnlich
der Tabelle 2 für den Knoten N4) basierend.
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Die Knoten N3 und N5 empfangen den Rahmen F und geben
ihre lokalen Adressen als die ACK-Signale A an den Knoten N1
zurück, falls kein Datenfehler durch Überprüfen des
Prüfcodes wie bei dem in den Fign. 2 bis 4 gezeigten ersten System
des Stands der Technik ermittelt wird. Obwohl die
ACK-Signale A in diesem Fall gleichzeitig von einer Mehrzahl von
Knoten zurückgegeben werden können, wie es bei der in Fig. 4
gezeigten Multibestimmungsübertragüng der Fall ist, kann das
oben erwähnte Problem des ersten Systems des Stands der
Technik überwunden werden, indem die
Bit-für-Bit-Kollisionsermittlung und die Übertragungssperrfunktion von dem
vorherigen Bit bezüglich einem Signal geringer Priorität sowie
eine ACK-Signalrückübertragüngsfunktion für jeden Knoten
bereitgestellt werden. Mit dieser Ausführung sind daher bei
Vollendung der Rahmenübertragung die ACK-Signale von den
Knoten, welche den Rahmen F empfangen haben, in
Übereinstimmung mit der abnehmenden Ordnung von dem Empfangsknoten mit
dem stärksten Adreßcode bis zu dem Knoten mit dem
schwächsten Adreßcode in Übereinstimmung mit der
Übertragungspfadstruktur ausgerichtet.
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Der Knoten, der den Rahmen F übertragen hat, ordnet die
zurückgegebenen ACK-Signale mit der die Funktionsadresse und
die physikalische Adresse korrelierenden Tabelle für den
Übertragungsgebrauch, beispielsweise mit der Tabelle 1, um
zu ermitteln, ob die ACK-Signale von all den Knoten
zurückgegeben werden, welche den Rahmen F empfangen sollen.
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Wenn das ACK-Signal von irgendeinem der erwarteten
Empfangsknoten nicht zurückgegeben wird, wird derselbe Knoten
auf dieselbe Weise erneut übertragen, wie es bei der in
Fig. 3 gezeigten Knoten-zu-Knoten-Übertragung durchgeführt
wurde.
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Wenn in diesem Fall die Anzahl der Knoten, denen es
erlaubt ist, den Rahmen von einer einzelnen Funktionsadresse
zu empfangen, zu groß ist, kann der Bus nur durch die diesen
Rahmen betreffenden ACK-Signale besetzt werden. Um diesen
Nachteil zu vermeiden, ist die Anzahl der Knoten, denen es
erlaubt ist, die ACK-Signale von einer einzelnen
Funktionsadresse zurückzugeben, begrenzt.
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Gemäß dem ersten Multiplex-Übertragüngssystem des
Stands der Technik für Fahrzeuge (siehe Fign. 2 bis 4) ist
es beim Übertragen von Daten von einem Knoten entweder ein
Knoten oder alle restlichen Knoten, die als die Bestimmung
festgelegt werden können. Wenn diese Datenübertragung als
der Fluß eines mehrfachen Signals in dem
Multiplex-Übertragungssystem für Fahrzeuge, wie es in Fig. 1 gezeigt ist,
angenommen wird, wird dasselbe Signal oft von einem Knoten zu
einer Mehrzahl von Knoten übertragen, wie durch die folgende
Tabelle 3 gezeigt wird.
Tabelle 3
Signalname
Meßknoten
vorderseitiger Knoten
rückseitiger Knoten
Rechtsabbiegeschalter
Linksabbiegeschalter
Schalter für Kleinlampe
Schalter für Hupe
Schalter für Scheinwerfer
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Um dasselbe Signal zu einer Mehrzahl von Knoten gemäß
dem ersten System des Stands der Technik zu übertragen, soll
eine Mehrzahl von Rahmen übertragen werden, wie in Fig. 9
gezeigt ist, wodurch der Übertragungswirkungsgrad verringert
wird. Hier zeigt Fig. 8, daß dieselben Daten B gleichzeitig
zu den Knoten N3 und N5 von dem Knoten N1 übertragen werden.
In diesem Fall werden die ACK-Signale gleichzeitig von den
Knoten N3 und N5 zurückgegeben, wie in den Fign. 8(b) und
8(c) gezeigt ist. Folglich kann das ACK 5 mit einer hohen
Priorität auf dem Übertragungspfad beobachtet werden, wie in
Fig. 8(d) gezeigt ist. Fig. 9 zeigt den Fall, wo dieselben
Daten B zu den Knoten N3 und N5 von dem Knoten N1 übertragen
werden und die Übertragungsbestätigüng von jedem Knoten
zurückgegeben werden muß. In diesem Fall geben die Knoten N3
und N5 die ACK-Signale mit den entsprechenden Verzögerungen
nach Empfang ihrer jeweiligen Rahmen (siehe Fig. 2(a)
zurück, wie in den Fign. 9(b) und 9(c) gezeigt ist.
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Wenn daher die Daten mit dem Rahmenformat übertragen
werden, das die Datenübertragüng zu allen Knoten gestattet,
würden die folgenden Probleme auftreten.
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1) Da eine Bestätigung nicht erreicht werden kann,
welche anzeigt, daß alle Knoten, die Daten benötigen, richtig
empfangen haben, ist dieses System nicht für ein Multiplex-
Übertragungssystem für Fahrzeuge geeignet, das eine hohe
Übertragungszuverlässigkeit verlangt.
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2) Sogar mit Rücksicht auf die Knoten, welche die Daten
nicht benötigen, ist es erforderlich, zu unterscheiden, ob
sie die Daten empfangen sollen oder nicht, was die Belastung
einer Kontrolleinrichtung vergrößert, welche einen
Schaltkreis zum Durchführen der Multiplex-Übertragüng
kontrolliert.
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Mit der Hilfe des Funktionsadressierens kann das zweite
System des Stands der Technik (wie in den Fign. 5 bis 7
gezeigt ist) die oben genannten Probleme des ersten Systems
des Stands der Technik lösen, nämlich, daß die
Datenübertragung zu einer Mehrzahl von beliebigen Knoten nicht möglich
ist und daß es bei Übertragung zu einer Mehrzahl von Knoten
nicht möglich ist, die Bestätigung zu erhalten, die anzeigt,
daß alle Knoten, von denen erwartet wird, daß sie Daten
empfangen,
diese richtig empfangen haben. Um das
Funktionsadressieren zu verwirklichen, sollte jedoch jeder Knoten
einen großen Speicher haben, um die die
Übertragungsfunktionsadresse und die physikalische Adresse korrelierende Tabelle
und die Empfangsfunktionsadreßtabelle zu speichern, wie in
den Tabellen 1 und 2 gezeigt ist, und sollte auch einen
Speicherkontrollschaltkreis aufweisen. Dies vergrößert
unvermeidlich den erforderlichen Umfang des Schaltkreises, um
das Multiplex-Übertragüngssystem zu verwirklichen, und
vergrößert daher die Herstellungskosten des Übertragungs-
Systems.
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Ein Multiplex-Übertragungssystem gemäß einer
Ausführungsform dieser Erfindung, welche Fahrinformation eines
Fahrzeugs zwischen einer Mehrzahl von in einem Fahrzeug
vorgesehenen Knoten überträgt, wird im folgenden beschrieben.
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Das Multiplex-Übertragungssystem gemäß dieser
Ausführungsform weist dieselbe schematische Anordnung auf, wie in
den Fign. 1 und 5 gezeigt ist, und verwendet das CSMA/CD-
Übertragungssystem, bei dem eine Mehrzahl von Knoten
miteinander durch einen als ein Übertragungspfad dienender Bus
gekoppelt sind. Fahrinformation eines Fahrzeugs wird von
irgend einem der Knoten für jeden Rahmen mit einer
Bestimmungsadresse übertragen und ein ACK-Signal zu dem Sender von
dem durch die Bestimmungsadresse bezeichneten Knoten
zurückgegeben, wenn der Bestimmungsknoten den Rahmen richtig
empfangen hat.
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Gemäß diesem Multiplex-Übertragungssystem für Fahrzeuge
wird die Fahrinformation des Fahrzeugs für jeden Rahmen F
mit dem Format, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, übertragen.
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Der Rahmen F umfaßt einen SD-Code, eine
Bestimmungsadresse (16 Bits), eine lokale Adresse, eine Datenlänge,
Daten 1 bis Daten N und einen Prüfcode.
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Der SD-Code ist ein besonderer Code, der den Beginn des
Rahmens F anzeigt. Die Bestimmungsadresse, die sich von der
betreffenden Adresse in den Systemen des Stands der Technik
unterscheidet, ist bezeichnet durch einen Wert eines
physikalischen
Bereichs, welcher in dem Bestimmungsadreßfeld für
jeden Knoten zugewiesen ist, nicht durch einen codierten
Wert einer physikalischen Adresse (oder einer realen
Adresse), zum Beispiel "00000010" für eine reale Adresse "2" und
"00000011" für eine reale Adresse "3", die in einem Bit
ausgedrückt wird. Genauer gesagt ist ein aus einer Mehrzahl von
Bits bestehende Adreßbereich in dem Rahmen F vorgesehen, um
die Bestimmungsadresse festzulegen, und ist in eine Mehrzahl
von Bitbereichen (Bestimmungsbezeichnungsbereiche) geteilt,
und die geteilten Bitbereiche werden jeweils den Adressen
der Knoten zugewiesen.
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Fig. 11 zeigt ein Beispiel eines Rahmens mit einem
solchen Bestimmungsadreßfeld. In diesem Beispiel ist jedem
Knoten ein Bit des aus 16 Bits bestehenden Bestimmungsadreßfeld
zugewiesen, wobei sich seine Bitposition von der Bitposition
eines anderen Knotens unterscheidet. Gemäß dieser
Ausführungsform werden diesen 16 Bits jeweils die Knoten von dem
ersten Bit in ansteigender Ordnung der physikalischen
Adressen der Knoten zugewiesen, und die Knoten werden bezeichnet,
indem ihre jeweiligen Bits zu 1 gesetzt werden.
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Um zum Beispiel die Knoten N3 und N5 als Bestimmung zu
bezeichnen, muß die Bestimmungsadresse, deren drittes und
fünftes Bit vom Anfang zu 1 gesetzt und deren verbleibende
Bits zu 0 gesetzt sind, z.B. 0010100000000000, übertragen
werden.
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Die Bestimmungsadresse wird normalerweise derart
zugewiesen, daß ein Bit jedem Knoten zugewiesen wird.
Erforderlichenfalls kann jedoch eine Mehrzahl von Bits jedem Knoten
zugewiesen werden, und/oder können die Bestimmungsknoten in
einer willkürlichen Ordnung zugewiesen werden.
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Das lokale Adreßfeld bis hin zu dem Prüfcodefeld, die
dem Bestimmungsadreßfeld folgen, sind die gleichen, wie sie
in den Systemen des Stands der Technik verwendet werden.
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Ein ACK-Feld hat seine ACK-Signalrückgabebereiche, die
für die jeweiligen Knoten in derselben Reihenfolge
zugewiesen sind wie das Bestimmungsadreßfeld zum Gebrauch bei der
Bestätigung des richtigen Empfangs des Rahmens. Genauer
gesagt, sind die ACK-Signalrückgabebereiche mit derselben
Länge wie die Bestimmungsbezeichnungsbereiche der
Bestimmungsadresse vorgesehen, und das für jeden Knoten spezifische
ACK-Signal wird an den ACK-Signalrückgabebereich
zurückgegeben, der dem diesen Knoten zugeordneten
Bestimmungsbezeichnungsbereich entspricht.
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Wenn gemäß dieser Ausführungsform beide Knoten N3 und
N5 den Rahmen richtig empfangen haben, senden die Knoten N3
und N5 eine 1 an das dritte bzw. fünfte Bit des ACK-Feldes,
und der Knoten N1 empfängt "0010100000000000" als die ACK-
Signale A3 und AS. Der Knoten N1, welcher den Rahmen
übertragen hat, führt eine Operation durch, ob die
Bestimmungsadresse mit dem Wert des ACK-Feldes (siehe das in Fig. 12
gezeigte Flußdiagramm) übereinstimmt oder nicht, um zu
unterscheiden, ob der gewünschte Rahmen F richtig zu der
Bestimmung übertragen worden ist oder nicht. Wenn mit anderen
Worten ein Knoten den Rahmen F zu der Bestimmung überträgt
und die ACK-Signale von anderen Knoten empfängt, vergleicht
der übertragende Knoten die von den ACK-Signalen getragenen
Informationen mit der Information der Bestimmungsadresse des
Rahmens, um den Erfolg der Signalübertragung zu beurteilen.
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Wenn ein Bit des ACK-Signals in dem ACK-Feld
zurückgegeben wird, ist es schwierig, das Übertragungstiming zu
bekommen. Unter Verwendung der in den Fign. 14(a) und 14(b)
gezeigten PWM-Codes, wo die Phase 1 den Anfang eines
logischen 1-Bit anzeigt, die Phase 2 eine logische "1", wenn er
"1" ist, und eine logische "0" anzeigt, wenn er "0" ist, und
die Phase 3 eine für Phase 1 zeitweilig gesetzte logische
"0"-Dauer ist, kann das Übertragen des Abschnitts der
Phase 1 von dem übertragenden Knoten sicherstellen, daß alle
Knoten das Übertragungstiming in dem ACK-Feld leicht
bekommen, wie in den Fign. 15(a) bis 15(d) gezeigt ist. Wie in
den Fign. 16(a) bis 16(b) gezeigt ist, können alternativ
alle Empfangsknoten das Übertragungstiming in dem ACK-Feld
leicht bekommen, wenn der übertragende Knoten "1" für den
Abschnitt der Phase 1 jedes Bit der
ACK-Signalrückgabebereiche überträgt, und der Empfangsknoten zählt den Impuls auf
dem Übertragungspfad, um das ACK-Signal zu dem übertragenden
Knoten synchron zum Ansteigen oder Fallen des des Phase-1-
Ausgangs von dem Sender in dem ACK-Signalrückgabebereich
zurückzugeben, der dem Empfangsknoten zugeordnet ist. Das
heißt, in diesem Fall wird als Übertragungscode der
Impulsbreiten-Modulationscode zum Unterscheiden des binären
Logikzustands (logisch 1 oder logisch 0) verwendet, der auf der
Breite oder Schmalheit der Impulsbreite basiert. Der der
Impulsbreiten-Modulationscode mag nur in dem ACK-Feld oder in
irgendeinem Feld in dem Rahmen verwendet werden. Die Dauern
der jeweiligen Phasen können beliebig gesetzt werden und
können sich natürlich voneinander unterscheiden; das Setzen
dieser phasengleichen Dauern kann jedoch die einfachste
Schaltungsanordnung bereitstellen.
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Da es bei der Verwendung eines solchen
Bestimmungsadreßbezeichnungsystems möglich ist, Daten von einem Knoten
zu einer Mehrzahl von beliebigen Knoten zu übertragen, kann
dasselbe Signal zu einer Mehrzahl von Knoten in einer
einzigen Rahmenübertragung als Minimum gesandt werden.
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Anders als bei der beim ersten System des Stands der
Technik durchgeführten gleichzeitigen
Multibestimmungsübertragung können die ACK-Signale zusätzlich von allen als die
Bestimmung (Ziel) bezeichneten Knoten zurückgegeben werden,
was eine genügend hohe Verläßlichkeit der
Multiplex-Übertragung sicherstellt. Da weiterhin das Funktionsadressieren in
dieser Ausführungsform nicht angewandt wird, braucht jeder
Knoten eine die Funktionsadresse mit der physikalischen
Adresse korrelierende Tabelle nicht zu speichern, so daß es
nicht notwendig ist, einen großen Speicher oder eine
Speicherkontrollschaltung bereitzustellen. Dies kann die Größe
des erforderlichen Schaltkreises reduzieren und trägt dazu
bei, die Herstellungskosten des Systems zu reduzieren.
Obwohl "1" zu den Bereichen, die beim Bezeichnen der
Bestimmungsknoten gemäß der obigen Ausführungsform
zugewiesen
sind, gesandt wird, kann die Phase auf den
entgegengesetzten Typ ohne Probleme gesetzt werden. Das heißt, wenn
die Bestimmungsbezeichnungsbereiche zu "0", um die
Bestimmung zu bezeichnen, und zu "1", um keine Bestimmung zu
bezeichnen, gesetzt sind, kann das Prüfen der richtigen
Vollendung der Rahmenübertragung/-empfang, wie in Fig. 13
gezeigt ist, durchgeführt werden, indem überprüft wird, ob der
Wert der Bestimmungsadresse plus der Wert des ACK-Feldes in
dem übertragenen Rahmen zu 0 wird.
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Zusätzlich können gemäß dieser Ausführungsform 16
Knoten maximal miteinander gekoppelt werden; jedoch kann einer
Vergrößerung der Zahl der mit dem Multiplex-Übertragnngspfad
zu koppelnden Knoten mit dem Vergrößern der Längen des
Bestimmungsbezeichnungsbereichs und des ACK-Feldes entsprochen
werden.
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In der obigen Ausführungsform ist die Datenmenge
variabel, und die Datenlänge ist in den Rahmen eingeschlossen.
Wenn jedoch ein besonderer PWM-Code in den Rahmen
eingeschlossen ist, um das Datenende anzuzeigen, kann die
Datenmenge variiert werden, ohne daß die Datenlänge in dem Rahmen
enthalten ist.
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Fig. 17 zeigt das in dem obigen Fall verwendete
Datenformat. In der Figur ist der besondere Code EOD (Datenende)
zum Anzeigen des Datenendes weder die logische "1" (Fig.
18(a)) noch die logische "0" (Fig. 18(b)). Wenn ein Bit des
Codes erscheint, wie in Fig. 18(c) gezeigt ist, erkennt der
von der Bestimmungsadresse bezeichnete Empfangsknoten das
Datenende. Gemäß dem Rahmenformat, wie es in Fig. 17 gezeigt
ist, ist das eine Byte, das der Ermittlung des Codes EOD
vorhergeht, ein Fehlerprüfcode (hier ein 8-Bit CRC), und die
diesem Fehlerprüfcode vorhergehenden vier Bytes bis zu dem
Ende der lokalen Adresse können als aktuelle Daten erkannt
werden.
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In diesem Fall braucht der Code zum Anzeigen des
Beginns des Rahmens keine spezielle Form zu haben,
beispielsweise der in der ersten Ausführungsform verwendete SD-Code,
sondern kann ein Code sein, wie in Fig. 19 gezeigt ist,
welcher eine kontinuierliche Hochpegeldauer über fünf Phasen
hat. Alle Knoten mit Ausnahme des übertragenden Knotens
können den Beginn des Rahmens durch Ermittlung dieses Codes
erkennen.
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In der obigen Ausführungsform wird weiterhin die lokale
Adresse als Bestätigung des Rahmens verwendet. Jedoch gibt
es 16 Knoten, die als die Bestimmung bezeichnet werden
können, so daß vier Bits zur Erkennung der lokalen Adresse
ausreichend sind, und diese lokale 4-Bit-Adresse plus ein
4-Bit-Prioritätsbit können dem Bestimmungsadreßbereich
vorhergehend vorgesehen sein, wie in Fig. 20 gezeigt ist.
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Diese Ausführungsformen können auf den Fall angewandt
werden, wo die Datenmenge für jeden Rahmen eine Konstante
ist oder die Länge fest vorgegeben ist. Wenn beispielsweise
angenommen wird, daß die Daten in der in Fig. 20 gezeigten
Ausführungsform fest zu fünf Bytes vorgegeben sind, würde
das Rahmenformat so sein, wie es in Fig. 21 gezeigt ist. In
diesem Fall braucht das das Datenende anzeigende EOD nicht
vorgesehen zu sein, sondern es kann verwendet werden, um
eine ausreichende Zeit für eine Fehlerprüfung auf der
Empfangsseite bereitzustellen.
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In den obigen Ausführungsformen sind die Adressen des
Bestimmungsknotens und des übertragenden Knotens
(Quellenadresse) in dem Rahmen als eine Rahmenidentifizierung
enthalten. Als Alternative kann ein Rahmenidentifikationscode
ohne Beziehung zu der Knotenadresse eingeführt werden, ohne
die Knotenadresse in dem Rahmen bereitzustellen, und als das
Prioritätsbit für eine Meldung verwendet werden. Fig. 22
zeigt das auf die obige Weise bezeichnete Rahmenformat,
welches die folgenden Effekte erzeugt. Das "IDP"
(Identifikation mit Priorität) in dem Format ist ein
Rahmenidentifikationscode und zeigt ebenfalls die Priorität des Rahmens an.
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Der Rahmenidentifikationscode wird weiterhin mit Bezug
auf das in Fig. 1 gezeigte Multiplex-Übertragungssystem für
Fahrzeuge erklärt. Wenn die lokale Adresse in der
Rahmenidentifizierung
eingeschlossen ist, kann zuerst der
Empfangsknoten die empfangenen Daten derart entschlüsseln, daß
der vorderseitige Multiplexknoten und der rückseitige
Multiplexknoten, von denen man erwartet, daß sie die Daten
empfangen, beispielsweise aus einem Rahmen mit der lokalen
Adresse "5" erkennen, daß das Signal des j-ten Bits des
i-ten Bytes, das von dem Knoten mit der Adresse "5" (z.B.
dem Kombinationsschaltknoten) gesandt wird, mit dem Schalter
für die Kleinlampe verbunden ist. In diesem Fall ist es,
wenn der Ort des Schalters für die Kleinlampe von dem
Kombinationsschalter des Kombinationsschaltknotens zu dem
Clusterschalter des Meßknotens als Sache einer Wahl des
Entwurfs verlegt wird und das Schaltsignal für die Kleinlampe
von dem Meßknoten erzeugt wird, natürlich notwendig, den
Meßknoten zu modifizieren, um die Multiplex-Übertragung der
Daten des Schalters für die Kleinlampe sicherzustellen, und
es natürlich ebenfalls notwendig, die Software der
Datenentschlüsselung für alle Empfangsknoten so abzuändern, daß die
Empfangsknoten die Unterscheidung von: 'Das j-te Bitsignal
des i-ten Bytes der von dem Knoten mit der alten Adresse "5"
(der Kombinationsschaltknoten) gesendeten Daten ist
verbunden mit dem Schalter für die Kleinlampe' ändern können in:
'Das q-te Bitsignal des p-ten Bytes der von dem Knoten mit
der Adresse "3" (z.B. der Meßknoten) gesendeten Daten ist
verbunden mit dem Schalter der Kleinlampe'.
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Wenn der von jeder Knotenadresse unabhängige
Rahmenidentifikationscode als die Rahmenidentifizierung verwendet
wird, erfordert das Rahmenformat jedoch die obige Abänderung
der Software der Datenentschlüsselung nicht, indem besondere
Rahmenidentifikationscodes den jeweiligen Funktionen derart
im voraus derart zugewiesen werden, daß beispielsweise das
s-te Bit des r-ten Bytes des Rahmens mit dem
Rahmenidentifikationscode 11 den Schalter für die Kleinlampe anzeigt,
sogar in dem Fall, wo der Schalter für die Kleinlampe in dem
Kombinationsschaltknoten oder in dem Meßknoten enthalten
ist.
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Da die Prioritätskontrolle des Rahmens die lokale
Adresse betrifft, ist es zweitens in der in Fig. 22
gezeigten Ausführungsform erforderlich, das Rahmenformat in
Anbetracht der Priorität zwischen Knoten zu bestimmen, so daß
das Systemdesign schwierig sein würde. Wenn der von jeder
Knotenadresse unabhängige Rahmenidentifikationscode so
vorgesehen ist, daß Adreßdaten nicht in dem Rahmen
eingeschlossen sind, dient der Rahmen des Identifikationscodes selbst
als das Prioritätsbit des Rahmens. Das heißt, daß dem
Schaltsignal selbst die Priorität gegeben ist, so daß das
Systemdesign zum Bestimmen des Rahmenformats nicht die
Priorität von Knoten zu beachten braucht.
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In dem Fall, wo verschiedene Nachrichtentypen mit
unterschiedlichen Adressiersystemen am Anfang des Rahmens
angeordnet sind, kann das in Fig. 23 gezeigte Rahmenformat
leicht realisiert werden, welches einen Nachrichten-Typ-
Identifikationscode mit Priorität aufweist, der weiterhin
dem Rahmenidentifikationscode des in Fig. 22 gezeigten
Formats vorangeht. Bei dem in Fig. 23 gezeigten Rahmenformat
kann der Nachrichten-Typ-Identifikationscode mit Priorität
durch ein 5-Bit-Prioritätsbit und einen Nachrichten-Typ-
Identifikationscode mit 3 Bit gebildet werden. Je größer die
Prioritätsnummer, desto höher ist die zu dem Zeitpunkt der
Kollision gegebene Priorität. Die Verwendung des
Nachrichten-Typ-Identifikationscodes stellt sicher, daß verschiedene
Nachrichtentypen je nach Wunsch verwendet werden können.
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Die in den Fign. 21, 22 und 23 gezeigten
Ausführungsformen sind mit Bezug auf den Fall erklärt worden, wo die
Datenmenge festgelegt ist, oder die Zahl der Bytes für alle
Daten festgelegt ist. Diese Ausführungsformen können
natürlich angewandt werden auf den Fall, wo die Menge aller Daten
variabel ist.
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Jeder Multiplexknoten ND weist die in Fig. 25 gezeigte
Schaltungsanordnung auf, bei der Nachweissignale
verschiedener Sensoren in dem Fahrzeug und An/Aus-Signale der Schalter
Eingabesignale an einen Eingabeschaltkreis 10 sind und die
verschiedenen Eingabesignale an eine zentrale Prozeßeinheit
(CPU) 12 geliefert werden. Die CPU 12 führt eine
arithmetische Funktion mit den Eingangssignalen wie erforderlich
durch und sendet die Signale, welche zu einer
Übertragungsablaufssteuerung 14 übertragen werden müssen, in Form von
Daten in dem oben erwähnten Rahmen. Die
Übertragungsablaufsteuerung 14 erzeugt einen Fehlerprüfcode und bringt ihn an
den Daten an. Sie bringt weiterhin ein Startbit und ein EOD
an den resultierenden Daten an, was die endgültige Form als
ein Rahmen erzeugt. Die Übertragungsablaufssteuerung 14
führt eine Codierungsoperation (PWM, Codieren etc.) wie
erforderlich am Rahmen durch und sendet den Rahmen F auf den
Multiplex-Übertragungspfad MS. Wenn die ACK-Signale für die
Bestätigung des übertragenen Rahmens F von allen mit dem
Netzwerk gekoppelten, restlichen Knoten zurückgegeben
werden, beendet die Übertragungsablaufssteuerung 14 die
Datenübertragung. Wenn andererseits irgendein ACK-Signal, das
zurückgegeben werden soll, nicht zurückgegeben wird, erkennt
die Übertragungsablaufssteuerung 14, daß einige
Empfangsknoten den Rahmen nicht richtig empfangen haben und wiederholt
die Übertragung des Rahmens. Wenn die Anzahl der Fälle, in
denen das ACK-Signal, das zurückgegeben werden soll, sogar
nach der erneuten Rahmenübertragung nicht erfolgreich
zurückgegeben wird, eine vorbestimmte Zahl erreicht,
betrachtet die Übertragungsablaufssteuerung 14 den zugehörigen
Knoten als nicht normal und beendet die erneute
Rahmenübertragung, was den Multiplex-Übertragungspfad MB davor schützt,
voll von Signalen zu sein.
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Die Übertragungsablaufssteuerung 14 empfängt in jedem
Empfangsmultiplexknoten den auf dem
Multiplex-Übertragungspfad MB übertragenen Rahmen F, decodiert ihn
erforderlichenfalls, überprüft die empfangenen Daten mit Hilfe des
Fehlerprüfcodes, etc., und sendet Bit "1" in dem zugeordneten ACK-
Signalrückgabebereich, der dem Rahmen in einem speziellen
Timing folgt, wenn kein Fehler entdeckt wird. Wenn ein
Datenfehler auftritt, wird Bit "1" nicht in dem zugeordneten
ACK-Signalrückgabebereich gesetzt.
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Es wird aus dem Bit-Wert des IDP-Codes des Rahmens
unterschieden, ob der empfangene Rahmen für den Empfangsknoten
erforderliche Daten enthält oder nicht. Die folgenden zwei
Verfahren mögen verwendet werden, um den-Empfang oder das
Nichtbeachten des empfangenen Rahmens zu bestimmen.
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Das erste Verfahren erlaubt es der
Übertragungsablaufssteuerung 14, die Entscheidung zu treffen. In diesem Fall
weist die Übertragungsablaufssteuerung 14 eine
Empfangstabelle des IDP-Codes auf und stellt fest, daß der empfangene
Rahmen für den verbundenen Knoten erforderlich ist, wenn der
in dem Rahmen eingeschlossene IDP-Code mit dem in seiner
eigenen Empfangstabelle des IDP-Codes aufgelisteten
zusammenfällt, und liefert die Daten des Rahmens zu der CPU 12. Wenn
der IDP des empfangenen Rahmens nicht mit demjenigen in der
Empfangstabelle des IDP-Codes aufgelisteten zusammenfällt,
liefert die Übertragungsablaufssteuerung 14 die Daten des
Rahmens nicht, sogar obwohl der zugeordnete Knoten des ACK-
Signal zurückgibt. Da in diesem Fall die CPU 12 in keiner
Weise veranlaßt wird, die Notwendigkeit des empfangenen
Rahmens zu bestimmen, kann die Belastung der CPU 12 reduziert
werden. Obwohl in diesem Fall die in der
Übertragungsablaufssteuerung 14 vorgesehene Empfangstabelle des IDP-Codes
der oben erwähnten Empfangsfunktionstabelle entspricht, die
in dem zweiten System des Stands der Technik verwendet wird,
wird das ACK-Signal für jeden Rahmen in dem
Übertragungssystem gemäß dieser Erfindung zurückgegeben, im Gegensatz zu
dem Fall des zweiten Systems des Stands der Technik. Daher
entscheidet der übertragende Knoten, daß die
Signalübertragung erfolgreich ist, wenn die ACK-Signale von allen mit dem
Netzwerk gekoppelten Knoten, außer von ihm selbst,
zurückgegeben werden. Dies kann den Bedarf ausschließen, eine
Tabelle bereitzustellen, die der die Funktionsadresse mit der
physikalischen Adresse korrelierenden Tabelle entspricht,
welche in dem zweiten System des Stands der Technik
verwendet wird, wodurch eine kleine Speicherkapazität in der
Übertragungsablaufssteuerung
14 erforderlich ist.
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Das zweite Verfahren gestattet es der CPU 12, die
Entscheidung hinsichtlich der Notwendigkeit des empfangenen
Rahmens zu treffen. in diesem Fall werden alle von der
Übertragungsablaufssteuerung 14 empfangenen Daten zu der CPU 12
geliefert, welche den IDP-Code überprüft, um die notwendige
Daten zu selektieren und die überflüssigen fallen zu lassen.
Da die CPU 12 gemäß dem ersten und dem zweiten Verfahren
Datenspeicheradressen, die den IDP-Code verwenden, zuweisen
soll, kann das zweite Verfahren mit Hilfe von Software
verwirklicht werden, ohne die von der CPU 12 ausgeführten
Programme abzuändern. Obwohl jedoch das zweite Verfahren die
Frequenz der Datenübertragung an die CPU 12 von der
Datenablaufssteuerung 14 erhöht, kann die
Übertragungsablaufssteuerung 14 mit einer kleineren Größe im Vergleich zu der
betreffenden bei den Systemen des Stands der Technik
realisiert werden. Genauer gesagt, schließt das zweite Verfahren
den Bedarf aus, einen Speicher zu verwenden, der der die
Funktionsadresse mit der physikalischen Adresse
korrelierenden Tabelle und der Empfangsfunktionstabelle entspricht, die
beim zweiten System des Stands der Technik verwendet wird,
wodurch die Größe der Übertragungsablaufssteuerung reduziert
wird.
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Die von jedem einzelnen der beiden obigen Verfahren
ausgewählten Daten werden verglichen und erforderlichenfalls
mit einem anderen Signal in der CPU 12 weiterverarbeitet, um
Steuersignale zum Treiben einer vorbestimmten
Stellvorrichtung und dergleichen in dem Fahrzeug zu erzeugen, und die
Steuersignale werden an einen Ausgangsschaltkreis 16
geliefert, um die Zielstellvorrichtung und dergleichen zu
treiben.
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Obwohl das System, das keine in dem Rahmen enthaltene
Knotenadresse aufweist, eine etwas größere Schaltkreisgröße
benötigt und eine größere Belastung für die CPU als die
erste Ausführungsform bedeutet, kann dieses System die
Übertragung der erforderlichen Daten zwischen den einzelnen
Knoten
ohne Rücksicht auf die Knotenadresse oder die
Ortsinformation ausführen. Sogar wenn eine Änderung bei einem von dem
übertragenden Knoten zu sendenden Signal oder bei einem von
den Empfangsknoten zu empfangenden Signal gemacht wird, ist
es daher nicht erforderlich, die Bestimmung (das Ziel) auf
der Empfangsseite oder auf der Sendeseite für jeden Wechsel
abzuändern. Dies stellt ein einfaches Mittel bereit, um mit
einer möglichen Designmodifikation umzugehen.
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Die obige Ausführungsform verwendet den von jeder
Knotenadresse unabhängigen Rahmenidentifikationscode
ebenfalls als den IDP-Code zum Anzeigen der Priorität von
Nachrichten. Alternativ kann ein Prioritätscode zusätzlich zu
dem Rahmenidentifikationscode ID vorgesehen sein, wie in
Fig. 23 gezeigt ist. In diesem Beispiel wird ein 3-Bit-Code
hinzugefügt, um den Nachrichtentyp zu identifizieren. Fig.
24 zeigt eine Abänderung der Rahmenstruktur der Fig. 23, bei
der die Datenlänge variabel ist.