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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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[Gebiet der Erfindung]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung und insbesondere eine Kommunikationsvorrichtung, die verschiedene Prozesse synchron zum Zeitpunkt einer Erfassung eines Grenzmusters ausführt, das periodisch in einem binär codierten Signal auftritt, das über eine Übertragungsleitung gesendet wird.
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[Stand der Technik]
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Bekannt ist, dass einige in Fahrzeugen installierte Kommunikationssysteme dazu ausgelegt sind, PWM-(Pulsweitenmodulation)-Codes als Übertragungsleitungscodes zu verwenden (wie beispielsweise in der SAE-J1850 (kein Patentdokument) beschrieben).
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Für gewöhnlich werden dann, wenn PWM-Codes, die zwei logische Werte beschreiben, decodiert werden, die logischen Werte auf der Grundlage des Signalpegels bestimmt, der nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne abgetastet wird (d. h. dem Zeitpunkt, an dem sich ein Signalpegel von einem anderen unterscheidet, zwischen den Codes, die den jeweiligen logischen Werten entsprechen), und zwar seit einer abfallenden Flanke (periodisch auftretendes Grenzmuster), die eine Grenze zwischen Bits beschreibt, oder auf der Grundlage der Ergebnisse der Messung der Länge einer Zeitspanne von der Bitgrenze bis zu einer ansteigenden Flanke (Periode niedrigen Pegels).
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Diese Decodierverfahren weisen jedoch dahingehend ein Problem auf, dass dann, wenn eine momentan auftretende Änderung eines Signalpegels aufgrund von Rauschen oder dergleichen irrtümlicherweise als eine Bitgrenze erfasst wird, die Decodierung fehlerhaft und die Kommunikationsqualität beeinträchtigt sein wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist angesichts des vorstehend beschriebenen Problems geschaffen worden, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kommunikationsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, den Einfluss von Rauschen zu minimieren, um Prozesse synchron zum Zeitpunkt einer Erfassung eines Grenzmusters genau ausführen zu können.
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Um die obige Aufgabe zu lösen, wird eine Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, mit: einer Erfassungseinrichtung 61 zur Erfassung eines Grenzmusters, das zwischen Codes in einem binär codierten Signal, das über eine Übertragungsleitung 6 gesendet wird, periodisch auftritt, wobei das Grenzmuster Information ist, die eine zwischen Codes auftretende Grenze zeigt; einer Prozessausführeinrichtung 63–66 zum Ausführen eines Prozesses synchron zu einem Zeitpunkt eines Auftretens des Grenzmusters, das von der Erfassungseinrichtung erfasst wird; und einer Bereichsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung eines Erlaubnisbereichs, der so bestimmt wird, dass er einen Zeitpunkt aufweist, an dem voraussichtlich (geschätzt) das nächste Grenzmuster auftritt, wobei der Zeitpunkt ab dem momentan von der Erfassungseinrichtung erfassten Zeitpunkt gezählt wird. Die Erfassungseinrichtung ist in der Lage, den Zeitpunkt eines Auftretens des Grenzmusters in dem von der Bereichsbestimmungseinrichtung bestimmten Erlaubnisbereichs zu erfassen.
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Die gemäß obiger Beschreibung konfigurierte Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung erfasst ein Muster, das ähnlich dem Grenzmuster ist und aufgrund von Rauschen oder dergleichen unbeabsichtigt außerhalb des Erlaubnisbereichs aufgetreten ist, nicht fehlerhaft. Folglich ist die Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung in der Lage, Verarbeitungen synchron zum Zeitpunkt einer Erfassung eines Grenzmusters genau auszuführen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den beigefügten Zeichnungen zeigt:
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1 ein schematisches Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines In-Vehicle-Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2A eine beispielhafte Abbildung zur Veranschaulichung von Sendecodes, die in einer Kommunikation über eine Übertragungsleitung verwendet werden, gemäß der Ausführungsform;
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2B eine beispielhafte Abbildung zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines Rahmens, der über eine Übertragungsleitung gesendet/empfangen wird, gemäß der Ausführungsform;
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2C eine beispielhafte Abbildung zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines Rahmens, der zwischen einem UART und einem Transceiver gesendet/empfangen wird, gemäß der Ausführungsform;
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3 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung von Konfigurationen von Knoten gemäß der Ausführungsform;
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4 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebs einer Codierschaltung gemäß der Ausführungsform;
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5 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Decodierschaltung gemäß der Ausführungsform;
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6 ein Blockdiagramm einer bestimmten Konfiguration eines Erlaubnisbereichsbestimmungsabschnitts gemäß der Ausführungsform;
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7 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines von einer Verarbeitungseinheit ausgeführten Prozesses gemäß der Ausführungsform; und
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8 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebs des Erlaubnisbereichsbestimmungsabschnitts gemäß der Ausführungsform.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen in den 1 bis 8 beschrieben.
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(Allgemeine Konfiguration)
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1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines In-Vehicle-Kommunikationssystems (d. h. einer Kommunikationsvorrichtung) 1, auf das die vorliegende Erfindung angewandt wird, gemäß der Ausführungsform. Das In-Vehicle-Kommunikationssystem 1 weist, wie in 1 gezeigt, Knoten 3 auf, die über eine busähnliche Übertragungsleitung 5 miteinander verbunden sind. Die Knoten 3 weisen auf: elektronische Steuereinheiten (Körper-System-ECUs), die Anwendungen eines Fahrzeugkörpersystems realisieren, und Peripherievorrichtungen (Lichter, Sensoren und dergleichen), die die Zustände des Fahrzeugs erfassen oder steuern.
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Von den Knoten 3 weisen die Körper-System-ECUs eine Scheibenwischer-ECU, eine Sitz-ECU, eine Schiebetür-ECU, eine Spiegel-ECU, eine Heckklappen-ECU, eine Licht-ECU und eine Neige-und-Teleskop-(elektrische Lenkpositionsabstimmvorrichtung)-ECU auf. Die Peripherievorrichtungen weisen einen Lichtschalter (SW), einen Scheibenwischerschalter (SW), einen Lichtsensor und einen Regensensor auf.
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(Buskommunikationsleitung)
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Die Übertragungsleitung 5 ist derart konfiguriert, dass dann, wenn ein Signal hohen Pegels (erster Pegel) und ein Signal niedrigen Pegels (zweiter Pegel) von verschiedenen Knoten 3 gleichzeitig ausgegeben werden, der Signalpegel auf der Übertragungsleitung 5 einen niedrigen Pegel annimmt. Unter Verwendung dieser Funktion wird eine Busarbitrierung auf der Übertragungsleitung 5 realisiert.
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2A zeigt eine beispielhafte Abbildung zur Veranschaulichung von Sendecodes, die bei einer Kommunikation über die Übertragungsleitung 5 verwendet werden. Die Übertragungsleitung 5 verwendet, wie in 2A gezeigt, PWM-(Pulsweitenmodulation)-Codes als Sendecodes. In den PWM-Codes wechselt der Signalpegel an einer Grenze zwischen Bits (Bitgrenze) von hoch auf niedrig und an irgendeinem Punkt in einem Bit von niedrig auf hoch. In den PWM-Codes wird ein Binär-(logische 1/logische 0)-Signal durch zwei Codes verschiedenen Tastverhältnisses beschrieben.
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In der nachfolgenden Beschreibung wird der Code geringeren (kürzeren) Verhältnisses (Dauer) bei einem niedrigen Pegel als rezessiver Code (erster Code) bezeichnet und der Code größeren (längeren) Verhältnisses (Dauer) bei einem niedrigen Pegel als dominanter Code (zweiter Code) bezeichnet. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der rezessive Code einer logischen 1 und der dominante Code einer logischen 0. In den Sendecodes wird die Grenze, an der der Signalpegel von hoch auf niedrig wechselt, auch als eine Grenzflanke bezeichnet (d. h. ein Grenzmuster oder Grenzinformation), und die Flanke, an der der Signalpegel von niedrig auf hoch wechselt, auch als Zwischenflanke bezeichnet.
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In der Ausführungsform beschreibt der Term „Grenzflanke” eine abfallende Flanke, die eine periodisch zwischen Codes auftretende Grenze zeigt, während der Term „Zwischen” eine in jedem Code auftretende ansteigende Flanke beschreibt. Ferner beschreibt der Term „Grenzmuster” das Auftreten einer abfallenden Flanke zwischen Codes.
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Insbesondere sind, im rezessiven Code, 1/3 der Periode von einem Bit auf einen niedrigen Pegel und 2/3 hiervon auf einen hohen Pegel gesetzt. Im dominanten Code sind 2/3 der Periode von einem Bit auf einen niedrigen Pegel und 1/3 hiervon auf einen hohen Pegel gesetzt. Wenn der rezessive Code auf der Übertragungsleitung 5 mit dem dominanten Code kollidiert, ist gewährleistet, dass der dominante Code die Arbitrierung gewinnt.
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Wenn der rezessive Code auf der Übertragungsleitung 5 für eine Zeitspanne entsprechend zulässigen Bits (11 Bits in der vorliegenden Ausführungsform) oder länger andauert, wird die Periode als ein IFS (Rahmenabstand) bezeichnet. Der Zustand, in dem der IFS erfasst wird, wird als Leerlaufzustand bezeichnet. Im In-Vehicle-Kommunikationssystem 1 werden die Knoten 3 derart gesteuert, dass sie senden können, wenn sich die Übertragungsleitung 5 im Leerlaufzustand befindet. Ferner verwendet das In-Vehicle-Kommunikationssystem 1 eine Zugriffssteuerung basierend auf CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance oder auch „Mehrfachzugriff mit Trägerprüfung und Kollisionsvermeidung”). Unter der Zugriffssteuerung basierend auf CSMA/CA stoppt, nach dem Beginn eines Sendens, der Knoten 3, der die Arbitrierung verloren hat, unmittelbar das Senden und setzt einzig der Knoten 3, der die Arbitrierung gewonnen hat, das Senden fort.
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2B zeigt eine beispielhafte Abbildung zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines Rahmens, der über die Übertragungsleitung 5 gesendet/empfangen wird. Der Rahmen, der für die Kommunikation zwischen den Knoten 3 verwendet wird, weist, wie in 2B gezeigt, einen Header (Kopfteil) zur Bestimmung von Daten, die gesendet werden dürfen, und eine Antwortteil variabler Länge zum Senden der durch den Header bestimmten Daten auf.
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Der Header weist eine Kennung (ID) der Daten auf, die gesendet werden dürfen. Der Header wird in Übereinstimmung mit dem Wert der ID festgelegt, um die Busarbitrierung zu überstehen. Demgegenüber weist der Antwortteil, anders als die vorstehend erwähnten Daten, wenigstens Größeninformation, die die Größe der Daten (Antwortteil) anzeigt, und einen CRC-(Cyclic Redundancy Check oder zyklische Redundanzprüfung)-Code zur Überprüfung des Vorhandenseins/Fehlens eines Fehlers auf.
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(Knoten)
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Die Knoten 3 weisen einen Knoten, der andere Knoten über die Übertragungsleitung 5 mit Takten versorgt (hierin die Scheibenwischer-ECU), und Knoten, die eine mit den über die Übertragungsleitung 5 zugeführten Takten synchronisierte Kommunikation ausführen. Nachstehend wird der erstere auch als ein Taktmaster 3a und der letztere auch als normale Knoten 3b bezeichnet. Obgleich teilweise voneinander verschieden, weist der Taktmaster 3a im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie jeder normale Knoten 3b auf. Folglich ist die nachstehende Beschreibung auf die gleiche Konfiguration ausgerichtet und sind die Unterschiede in der Konfiguration, sofern erforderlich, ergänzend beschrieben.
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3 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung der Konfigurationen der Knoten 3. Jeder Knoten 3 weist, wie in 3 gezeigt, einen Signalprozessor 10 und einen Transceiver 20 auf. Der Signalprozessor 10 führt verschiedene Prozesse, die dem eigenen Knoten 3 zugeordnet sind, auf der Grundlage der Information oder dergleichen aus, die durch eine Kommunikation mit anderen Knoten 3 über die Übertragungsleitung 5 erfasst wird. Der Transceiver 20 empfängt Sendedaten TXD in NRZ(Non-Return-to-Zero)-Codes vom Signalprozessor 10, codiert die Sendedaten TXD in Sendedaten TX in PWM-Codes und gibt die codierten Sendedaten TX auf die Übertragungsleitung 5. Der Transceiver 20 erfasst Empfangsdaten RX in PWM-Codes über die Übertragungsleitung 5, decodiert die Empfangsdaten RX in Empfangsdaten RXD in NRZ-Codes und gibt die decodierten Empfangsdaten RXD an den Signalprozessor 10.
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(Signalprozessor)
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Der Signalprozessor 10 ist im Wesentlichen aus einem Mikrocomputer bekannter Bauart aufgebaut, der eine CPU, ein ROM, ein RAM und einen E/A-Anschluss aufweist. Der Signalprozessor 10 weist ferner einen UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 11, der eine Start-Stopp-Synchronisierung zur (asynchronen) seriellen Kommunikation realisiert, und einen Schwingkreis 12, der Betriebstakte zum Betreiben des Signalprozessors 10 erzeugt.
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2C zeigt eine beispielhafte Abbildung zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines Rahmens, der zwischen dem UART 11 und dem Transceiver 20 gesendet/empfangen wird. Der UART 11 führt ein Senden/Empfangen auf der Grundlage eines Zehn-Bit-Datenblocks als eine Einheit aus. Der Zehn-Bit-Datenblock ist, wie in 2C gezeigt, aus einem Startbit (niedriger Pegel), das den Start der Daten anzeigt, einem Stoppbit (hoher Pegel, der das Ende der Daten anzeigt, und acht Datenbits, die zwischen dem Startbit und dem Stoppbit angeordnet ist, aufgebaut. Die acht Datenbits, die einen Hauptteil des Datenblocks bilden, sind derart aufgestellt, dass ein LSB (Least Significant Bit oder geringstwertiges Bit) am Anfang und ein MSB (Most Significant Bit oder höchstwertiges Bit) am Ende angeordnet sind.
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Der Header des Rahmens, der vorstehend erwähnt ist (siehe 2B), ist aus einem einzigen Datenblock aufgebaut, in dem, mit Ausnahme des Startbits und des Stoppbits, sieben Bits unter den acht Datenbits als die ID verwendet werden und das verbleibende eine Bit als Paritätsbit verwendet wird. Der Antwortteil des Rahmens ist aus einem oder mehreren Datenblöcken aufgebaut, wobei die Größeninformation im ersten Datenblock festgelegt ist.
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Im Taktmaster 3a ist insbesondere der Schwingkreis 12 dazu ausgelegt, interne Takte CK zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Betriebstakten zu erzeugen. Die internen Takte CK werden so festgelegt, dass sie die gleiche Kommunikationsgeschwindigkeit (wie beispielsweise 20 Kbps) wie der UART 11 aufweisen, und an den Transceiver 20 gegeben.
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(Transceiver)
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Der Transceiver weist, wie in 3 gezeigt, einen digitalen Prozessor 30, einen analogen Prozessor 40 und einen Zeitpunktgenerator 50 auf. Der digitale Prozessor 30 weist eine Codierschaltung 31, die die gesendeten Daten TXD codiert, eine Decodierschaltung 32, die die Empfangsdaten RX decodiert, und eine Arbitrierungsschaltung 33, die eine Kollision zwischen Daten auf einer Bitbasis erfasst, auf. Der analoge Prozessor 40 weist einen Sendepuffer 41, der die im digitalen Prozessor 30 codierten Sendedaten TX an die Übertragungsleitung 5 ausgibt, und einen Empfangspuffer 42, der Daten von der Übertragungsleitung 5 erfasst, auf. Der Zeitpunktgenerator 50 erzeugt verschiedene Zeitpunktsignale, die für den Betrieb des digitalen Prozessors 30 benötigt werden.
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(Zeitpunktgenerator)
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Der Zeitpunktgenerator 50 weist einen vereinfachten Schwingkreis auf, der beispielsweise aus einem Ringoszillator aufgebaut ist. Der Ringoszillator wird gebildet, indem mehrere Inverter in Form eines Ringes verschaltet werden. Der Zeitpunktgenerator 50 nimmt eine Frequenzteilung eines Zähltaktes vor, der vom Schwingkreis erzeugt worden ist, um verschiedene Zeitpunktsignale synchron zu einem Referenztakt zu erzeugen (der interne Takt CK im Taktmaster 3a, der vom Signalprozessor 10 zugeführt wird, oder die Empfangsdaten RX in jedem der normalen Knoten 3b, die von der Übertragungsleitung 5 über den Empfangspuffer 42 erfasst werden).
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(Digitaler Prozessor)
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Im digitalen Prozessor 30 arbeitet die Codierschaltung 31 im Taktmaster 3a anders als in jedem der normalen Knoten 3b.
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In der Codierschaltung 31 des Taktmasters 3a werden die Sendedaten TXD (NRZ-Code), die vom Signalprozessor 10 zugeführt werden und eine „logische 1” aufweisen, in einen rezessiven Code codiert, und werden die Sendedaten TXD, die eine „logische 0” aufweisen, in einen dominanten Code codiert. Die auf diese Weise codierten Signale werden als die Sendedaten TX an den Sendepuffer 41 gegeben.
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Die Codierschaltung 31 des Taktmasters 3a ist derart konfiguriert, dass der Eingang eine „logische 1” aufweisen wird, wenn keine Sendedaten TX vom Signalprozessor 10 zugeführt werden. Insbesondere wird dann, wenn der Signalprozessor 10 nicht sendet, gewährleistet, dass die Codierschaltung 31 des Taktmasters 3a die Ausgabe der rezessiven Codes als Takte fortsetzt, zur Versorgung der anderen Knoten.
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4 zeigt ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Betriebs der Codierschaltung 31 des normalen Knotens 3b. In der Codierschaltung 31 jedes normalen Knotens 3b wird, wie in 4 gezeigt, wenn die Sendedaten TXD, die vom Signalprozessor 10 zugeführt werden, eine „logische 1” aufweisen, ein Signal, das den ersten Pegel über die gesamte Periode von einem Bit aufweist, als die codierten Sendedaten TX an den Sendepuffer 41 gegeben. Ferner wird dann, wenn die Sendedaten TXD eine „logische 0” aufweisen, ein Signal, das den zweiten Pegel annimmt, wenn die ansteigende Flanke der Empfangsdaten RX erfasst wird, und den ersten Pegel annimmt, wenn (an dem Zeitpunkt, an dem) die Dauer des niedrigen Pegels im dominanten Code verstrichen ist, als die codierten Sendedaten TX an den Sendepuffer 41 gegeben.
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Die codierten Sendedaten TX werden den rezessiven Codes auf der Übertragungsleitung 5 überlagert, die vom Taktmaster 3a ausgegeben werden. Anschließend wird, in einer Periode entsprechend der „logischen 1” der Sendedaten TXD, der rezessive Code so wie er ist über die Übertragungsleitung 5 gesendet, und werden, in einer Periode entsprechend der „logischen 0” der Sendedaten TXD, die Daten in einen dominante Code zum Senden über die Übertragungsleitung 5 umgeschrieben.
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Die Decodierschaltung 32 decodiert, wie in 3 gezeigt, die Empfangsdaten RX (PWM-Codes), die vom Empfangspuffer 42 empfangen werden, in NRZ-Codes und gibt die decodierten Empfangsdaten RXD an den Signalprozessor 10. Insbesondere misst die Decodierschaltung 32 die Dauer des niedrigen Pegels in den Empfangsdaten RX unter Verwendung einer Grenzflanke als Startpunkt. Wenn das Ergebnis der Messung größer oder gleich einem vorbestimmten Decodierschwellenwert Tth ist, werden die Empfangsdaten RX als „logische 0” decodiert, und wenn das Ergebnis der Messung unter dem Schwellenwert liegt, werden die Empfangsdaten RX als „logische 1” decodiert.
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Die Arbitrierungsschaltung 33 vergleicht die Sendedaten TXD mit den Empfangsdaten RXD auf einer Bitbasis. Wenn die Signalpegel nicht miteinander übereinstimmen, stoppt die Arbitrierungsschaltung 33 die Zufuhr der Sendedaten TXD an die Codierschaltung 31.
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(Decodierschaltung)
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5 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration der Decodierschaltung 32. Die Decodierschaltung 32 weist, wie in 5 gezeigt, eine Flankenerfassungsschaltung 61, einen Erlaubnisbereichsbestimmungsabschnitt 62 und einen Pegel-Timer 63 auf. Die Flankenerfassungsschaltung 61 erfasst eine Grenzflanke und eine Zwischenflanke in den Empfangsdaten RX. Der Erlaubnisbereichsbestimmungsabschnitt 62 erzeugt Freigabesignale EN, um es der Flankenerfassungsschaltung 61 zu ermöglichen, eine Grenzflanke während eines Erlaubnisbereichs zu erfassen, der auf der Grundlage eines Grenzflankeberfassungssignals FE aufgestellt wird, das den Zeitpunkt einer Erfassung einer Grenzflanke beschreibt. Der Pegel-Timer 63 zählt eine Zeit, die einer Zeitspanne von dem Zeitpunkt einer Erfassung einer Grenzflanke bis zu dem Zeitpunkt einer Erfassung einer Zwischenflanke entspricht, d. h. einer Breite niedrigen Pegels eines PWM-Codes, der die Empfangsdaten RX bildet, auf der Grundlage des Grenzflankenerfassungssignals FE und eines Zwischenflankenerfassungssignals RE, das den Zeitpunkt einer Erfassung einer Zwischenflanke beschreibt.
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Die Decodierschaltung 32 weist ferner einen Schwellenwertspeicherabschnitt 64, einen Komparator 65 und eine Verriegelungsschaltung 66 auf. Der Schwellenwertspeicherabschnitt 64 speichert den Decodierschwellenwert Tth. Der Komparator 65 vergleicht den Zeitzählwert, d. h. Pegelzählwert TL, der vom Pegel-Timer 63 erhalten wird, mit dem Decodierschwellenwert Tth, der im Schwellenwertspeicherabschnitt 64 gespeichert wird. Die Verriegelungsschaltung 66 verriegelt den Ausgang des Komparators 65 zum Zeitpunkt der Bitgrenze des Referenztakts und gibt das verriegelte Signal als decodierte Empfangsdaten RXD aus.
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Wenn der Pegelzählwert TL unter dem Decodierschwellenwert Tth liegt, bestimmt der Komparator 65, dass der PWM-Code der erste Code (rezessiver Code) ist, und wenn der Pegelzählwert TL größer oder gleich dem Decodierschwellenwert Tth ist, bestimmt der Komparator 65, dass der PWM-Code der zweite Code (dominanter Code) ist. Anschließend wird gewährleistet, dass der Komparator 65 binäre Daten (d. h. binär codierte Signale) ausgibt, die einen Wert entsprechend dem Ergebnis der Bestimmung aufweisen („logische 1” im Falle des ersten Codes/„logische 0” im Falle des zweiten Codes).
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(Erlaubnisbereichsbestimmungsabschnitt)
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6 zeigt ein Blockdiagramm einer bestimmten Konfiguration des Erlaubnisbereichsbestimmungsabschnitts 62. Der Erlaubnisbereichsbestimmungsabschnitt 62 weist, wie in 6 gezeigt, einen Bit-Timer 71, einen Bereichsspeicherabschnitt 72 und einem Komparator 73 auf. Der Bit-Timer 71 zählt Zeit, die dem Zyklus der Grenzflanke (Grenzflankenzyklus) entspricht, auf der Grundlage der Grenzflankenerfassungssignale FE. Der Bereichsspeicherabschnitt 72 speichert einen Startvergleichswert und einen Endvergleichswert. Der Startvergleichswert ist ein Zählwert entsprechend der Periode vom Zeitpunkt einer Erfassung einer Grenzflanke bis zum Zeitpunkt eines Beginns des Erlaubnisbereichs. Der Endvergleichswert ist ein Zählwert entsprechend der Dauer des Erlaubnisbereichs. Der Komparator 73 gibt ein Startzeitpunktsignal aus, wenn der vom Bit-Timer 71 erhaltene Zeitzählwert mit dem im Bereichsspeicherabschnitt 72 gespeicherten Startvergleichswert übereinstimmt.
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Der Erlaubnisbereichsbestimmungsabschnitt 62 weist ferner einen Freigabe-Timer 74, einen Komparator 75 und eine SR-Flip-Flop-Schaltung 76 auf. Der Freigabe-Timer 74 zählt die verstrichene Zeit ab dem Zeitpunkt, an dem das Startzeitpunktsignal eingegeben wird. Der Komparator 75 gibt ein Endzeitpunktsignal aus, wenn der Zeitzählwert des Freigabe-Timers 74 mit dem im Bereichsspeicherabschnitt 72 gespeicherten Endvergleichswert übereinstimmt. Der SR-Flip-Flop-Schaltung 76 wird im Ansprechen auf ein Setz-Eingangssignal das Startzeitpunktsignal zugeführt und im Ansprechen auf ein Rücksetz-Eingangssignal das Endzeitpunktsignal zugeführt.
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Der Erlaubnisbereichsbestimmungsabschnitt 62 weist ferner einen Rücksetzspeicherabschnitt 77, einen Komparator 78, der als Bestimmungseinrichtung dient, eine Verarbeitungseinheit 79 und eine ODER-Schaltung 80 auf. Der Rücksetzspeicherabschnitt 77 speichert einen Rücksetzvergleichswert, der in Übereinstimmung mit dem Zeitzählwert von einer Ein-Bit-Breite festgelegt wird, der vom Bit-Timer 71 erhalten wird. Der Komparator 78 gibt ein Rücksetzanfragesignal aus, wenn der vom Bit-Timer 71 erhaltene Zeitzählwert mit dem Rücksetzvergleichswert übereinstimmt. Die Verarbeitungseinheit 79 erfasst den Zeitzählwert (Grenzflankenzyklus) jedes Mal vom Bit-Timer 71, wenn das Grenzflankenerfassungssignal FE eingegeben wird. Anschließend erzeugt die Verarbeitungseinheit 79 einen Startvergleichswert, einen Endvergleichswert und einen Rücksetzvergleichswert auf der Grundlage des erfassten Zählwerts, um so die Inhalte des Bereichsspeicherabschnitts 72 und des Rücksetzspeicherabschnitts 77 an einem vorbestimmten Zeitpunkt zu aktualisieren. Zur gleichen Zeit gibt dann, wenn ein Rücksetzanfragesignal vom Komparator 78 eingegeben wird, die Verarbeitungseinheit 79 ein Zwangsfreigabesignal K aus. Die ODER-Schaltung 80 berechnet eine logische Summe des Ausgangs der SR-Flip-Flop-Schaltung 76 und des Ausgangs des Zwangsfreigabesignals K und gibt die logische Summe als ein Freigabesignal EN aus.
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Die Timing- oder Zeitpunktsignale zum Betreiben der Elemente des digitalen Prozessors 30 werden vom Zeitpunktgenerator 50 bereitgestellt bzw. zugeführt, wobei die Zeitpunktsignale die Zähltakte zum Betreiben des Pegel-Timers 63, des Bit-Timers 71 und des Freigabe-Timers 74 umfassen.
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Der gemäß obiger Beschreibung konfigurierte Erlaubnisbereichsbestimmungsabschnitt 62 gibt das Freigabesignal EN aus, wenn das Zwangsfreigabesignal K einen niedrigen Pegel aufweist, nach einer Erfassung einer Grenzflanke. Das Freigabesignal EN nimmt nach Verstreichen der durch den Startvergleichswert beschriebenen Zeit einen hohen Pegel an und anschließend nach Verstreichen der durch den Endvergleichswert beschriebenen Zeit einen niedrigen Pegel an. Ferner gibt der Erlaubnisbereichsbestimmungsabschnitt 62 ein Freigabesignal EN hohen Pegels aus, wenn das Zwangsfreigabesignal K einen hohen Pegel aufweist. In diesem Fall wird der gesamte Bereich zu einem Erlaubnisbereich.
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(Verarbeitungseinheit)
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Nachstehend ist ein von der Verarbeitungseinheit 79 ausgeführter Prozess unter Bezugnahme auf das in der 7 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.
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Die Verarbeitungseinheit 79 kann aus einem Mikrocomputer oder aus einer Kombination von logischen Schaltungen ohne Verwendung eines Mikrocomputers aufgebaut sein.
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Die Verarbeitungseinheit 79 startet den Prozess bei Beginn einer Energieversorgung des digitalen Prozessors 30.
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Zunächst führt die Verarbeitungseinheit 79 eine Initialisierungsverarbeitung aus (Schritt S110). Bei der Initialisierungsverarbeitung legt die Verarbeitungseinheit 79 Anfangswerte des Startvergleichswerts, des Endvergleichswerts und des Rücksetzvergleichswerts im Bereichsspeicherabschnitt 72 und im Rücksetzspeicherabschnitt 77 fest. Ferner schaltet die Verarbeitungseinheit 79 das Zwangsfreigabesignal K aus (setzt die Verarbeitungseinheit 79 das Zwangsfreigabesignal K auf einen niedrigen Pegel) und setzt die Verarbeitungseinheit 79 ein im Voraus vorbereitetes Anfangs-Flag (d. h. setzt die Verarbeitungseinheit 79 das Anfangs-Flag auf EIN).
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Die Anfangswerte des Startvergleichswerts, des Endvergleichswerts und des Rücksetzvergleichswerts werden auf der Grundlage eines Referenzwerts bestimmt. Der Referenzwert entspricht dem Zählwert einer Ein-Bit-Breite mit den Zähltakten, wobei die Ein-Bit-Breite durch die Kommunikationsgeschwindigkeit auf der Übertragungsleitung 5 bestimmt wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Startvergleichswert erhalten, indem der Referenzwert mit 0,9 multipliziert wird, der Endvergleichswert erhalten, indem der Referenzwert mit 1,1 multipliziert und der Startvergleichswert von dem Multiplikationswert subtrahiert wird, und der Rücksetzvergleichswert erhalten, indem der Referenzwert mit 3 multipliziert wird.
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Anschließend bestimmt die Verarbeitungseinheit 79, ob oder nicht eine Grenzflanke von der Flankenerfassungsschaltung 61 erfasst worden ist (Schritt S120). Wenn eine Grenzflanke erfasst worden ist, erfasst die Verarbeitungseinheit 79 den Zählwert vom Bit-Timer 71 (Schritt S130) und bestimmt die Verarbeitungseinheit 79, ob oder nicht das Anfangs-Flag gesetzt worden ist (Schritt S140).
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Wenn das Anfangs-Flag gesetzt worden ist (EIN), löscht die Verarbeitungseinheit 79 das Anfangs-Flag (d. h. setzt die Verarbeitungseinheit 79 das Anfangs-Flag auf AUS) (Schritt S145), woraufhin die Steuerung zu Schritt S120 zurückkehrt. Wenn das Anfangs-Flag gelöscht worden ist, speichert die Verarbeitungseinheit 79 den Zählwert in einem vorbestimmten Speicherbereich, als einen Messwert eines Grenzflankenzyklus (d. h. Zeitbreite von einem Bit) (Schritt S150).
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Anschließend bestimmt die Verarbeitungseinheit 79, ob oder nicht das Zwangsfreigabesignal K eingeschaltet worden ist (Schritt S160). Wenn das Zwangsfreigabesignal K nicht eingeschaltet worden ist (ausgeschaltet worden ist), verarbeitet die Verarbeitungseinheit 79 die im vorbestimmten Speicherbereich gespeicherten Messwerte statistisch, um so eine Statistik der Grenzflankenzyklen zu berechnen (wie beispielsweise einen Mittelwert der Grenzflankenzyklen über eine feste Zeitspanne in der Vergangenheit) (Schritt S170).
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Anschließend bestimmt die Verarbeitungseinheit 79, ob oder nicht die berechnete Statistik um eine vorbestimmte Toleranz oder mehr von dem Referenzwert abweicht, wobei der Referenzwert bei der Berechnung des momentan bestimmten Startvergleichswerts, Endvergleichswerts und Rücksetzvergleichswerts verwendet worden ist (Schritt S180). Wenn die Abweichung innerhalb der Toleranz liegt, kehrt die Steuerung zu Schritt S120 zurück.
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Demgegenüber legt die Verarbeitungseinheit 79 dann, wenn die Abweichung größer oder gleich der Toleranz ist, die Statistik als einen Referenzwert fest. Ferner berechnet die Verarbeitungseinheit 79, ähnlich Schritt S110, einen Startvergleichswert, einen Endvergleichswert und einen Rücksetzvergleichswert auf der Grundlage dieses Referenzwerts. In Abhängigkeit der berechneten Vergleichwerte setzt die Verarbeitungseinheit 79 die Inhalte des Bereichsspeicherabschnitts 72 und des Rücksetzspeicherabschnitts 77 zurück (Schritt S190). Anschließend kehrt die Steuerung zu Schritt S120 zurück.
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Wenn im vorherigen Schritt S120 bestimmt worden ist, dass keine Grenzflanke erfasst worden ist, bestimmt die Verarbeitungseinheit 79, ob oder nicht eine Rücksetzanfrage vom Komparator 78 eingegeben worden ist (Schritt S200). Wenn keine Rücksetzanfrage eingegeben worden ist, kehrt die Steuerung zu Schritt S120 zurück. Wenn demgegenüber eine Rücksetzanfrage eingegeben worden ist, schaltet die Verarbeitungseinheit 79 das Zwangsfreigabesignal K ein und setzt die Verarbeitungseinheit 79 gleichzeitig das Anfangs-Flag (Anfangs-Flag = EIN) (Schritt S210). Anschließend kehrt die Steuerung zu Schritt S120 zurück.
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Wenn im vorherigen Schritt S160 bestimmt worden ist, dass das Zwangsfreigabesignal K eingeschaltet worden ist, schaltet die Verarbeitungseinheit 79 das Zwangsfreigabesignal K aus (Schritt S220). Anschließend schreitet die Steuerung zu Schritt S190 voran. In diesem Fall berechnet die Verarbeitungseinheit 79 in Schritt S190 die Vergleichswerte unter Verwendung, als Referenzwert, einzig des Messwertes des Grenzflankenzyklus, der in Schritt S150 gespeichert wird, anstatt die in Schritt S170 berechnete Statistik zu verwenden.
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In der Ausführungsform bilden die Schritte S150 bis S190, die funktional von der Verarbeitungseinheit 79 ausgeführt werden, eine variable Bestimmungseinrichtung zur variablen Bestimmung der Dauer des Erlaubnisbereichs in Übereinstimmung mit der erfassten Periode der Grenzflanke. Ferner bilden die Schritte S200 bis S220, die funktional von der Verarbeitungseinheit 79 und dem Rücksetzspeicherabschnitt 77 ausgeführt werden, eine Rücksetzeinrichtung zum Zurücksetzen des Erlaubnisbereichs und zum gezielten Erlauben einer Erfassung der Grenzflanke einzig während einer Zeitspanne, die andauert, bis die nächste Dauer des Grenzmusters erfasst wird.
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(Vorteile)
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8 zeigt ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebs des Erlaubnisbereichsbestimmungsabschnitts 62. Im In-Vehicle-Kommunikationssystem 1 wird, wie vorstehend beschrieben und in der 8 gezeigt, auf eine Erfassung einer Bitgrenze (Grenzflanke) folgend ein Erlaubnisbereich bestimmt bzw. eingerichtet. Der Erlaubnisbereich ist eine Zeitspanne von dem Punkt, an dem die Zeit, die dem Startvergleichswert entspricht, ab dem Zeitpunkt der Erfassung verstreicht, bis zu einem Zeitpunkt, an dem die weitere Zeit, die dem Endvergleichswert entspricht, verstreicht. Folglich wird gewährleistet, dass eine abfallende Flanke, die außerhalb des Erlaubnisbereichs auftritt, nicht als eine Bitgrenze erkannt wird.
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Insbesondere wird, auf der Grundlage der erfassten Bitgrenze, der Punkt, an dem die Zeit, die einem Referenzwert entspricht, verstrichen ist, als der Zeitpunkt geschätzt, an dem die nachfolgende Bitgrenze auftritt. Eine vorbestimmte Zeitspanne vor oder nach dem Zeitpunkt (in der vorliegenden Ausführungsform eine Zeitspanne, die ±10% des Referenzwerts entspricht) wird als ein Erlaubnisbereich eingerichtet.
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Folglich würde für den Fall, dass eine abfallende Flanke aufgrund von Rauschen aufgetreten ist, die abfallende Flanke, sofern sie nicht im Erlaubnisbereich auftritt, nicht irrtümlicherweise als eine Grenzflanke erfasst werden. Dementsprechend können die PWM-Codes richtig decodiert werden.
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Wie aus dem unteren Teil des Zeitdiagramms in der 8 ersichtlich, kann eine fehlerhafte Decodierung in einer herkömmlichen Vorrichtung auftreten, in der der Zeitpunkt einer Erfassung einer abfallenden Flanke nicht begrenzt ist. Insbesondere erkennt solch eine herkömmliche Vorrichtung eine abfallende Flanke, die durch den Einfluss von Rauschen verursacht wird, als eine Grenzflanke und eine anschließende ansteigende Flanke als eine Zwischenflanke. Dementsprechend erkennt die Vorrichtung irrtümlich, dass ein rezessiver Code (logische 1), dessen Breite niedrigen Pegels geringer als der Decodierschwellenwert Tth ist, empfangen worden ist, was zu einer fehlerhaften Decodierung führt (wie durch die gestrichelte Linie in RXD in der 8 gezeigt). In dieser Hinsicht ist das In-Vehicle-Kommunikationssystem 1 in der Lage, das Auftreten solch einer fehlerhaften Decodierung zu minimieren.
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Ferner werden, gemäß des In-Vehicle-Kommunikationssystems 1, die Messwerte, die die Zeitzählwerte von Grenzflankenzyklen sind, statistisch verarbeitet, um eine Statistik der Grenzflankenzyklen zu erhalten. Wenn die Abweichung der Statistik vom Referenzwert die Toleranz überschreitet, wird gewährleistet, dass die Vergleichwerte zurückgesetzt werden.
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Folglich wird für den Fall, dass sich ein Taktzyklus aus irgendeinem Grund ändert, sofern die Änderung im Erlaubnisbereich auftritt, die Bestimmung des Erlaubnisbereichs automatisch geändert, und zwar auf die Änderung folgend. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, dass der Erlaubnisbereich manuell zurückgesetzt wird, und können Zeit und Aufwand für die in Frage kommende Wartung eingespart werden.
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Ferner wird, in Übereinstimmung mit dem In-Vehicle-Kommunikationssystem 1, wenn der Zeitzählwert des Grenzflankenzyklus den Rücksetzvergleichswert erreicht hat, gewährleistet, dass die einzelnen Vergleichwerte zurückgesetzt werden. Gleichzeitig wird gewährleistet, dass die einzelnen Vergleichwerte auf der Grundlage des Grenzzyklus, der gemessen wird, indem der Erlaubnisbereich zeitweise entfernt wird, bestimmt werden. Hierdurch kann die drastische Änderung des Taktzyklus in dem Maße, dass der Erlaubnisbereich überschritten wird, bewältigt werden. Auf diese Weise kann die Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung die Zuverlässigkeit des In-Vehicle-Kommunikationssystems 1 verbessern. Ferner kann die Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Systemen mit einer Übertragungsleitung mit einer unterschiedlichen Kommunikationsgeschwindigkeit verwendet werden und die allgemeinen Eigenschaften verbessern.
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(Modifikationen)
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Vorstehend ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne ihren Schutzumfang zu verlassen.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist eine Periode niedrigen Pegels in einem Bit eines Sendecodes gleich 1/3 in einem rezessive Code und 2/3 in einem dominanten Code. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Periode niedrigen Pegels kann beispielsweise gleich 1/4 in einem rezessiven Code und 1/2 in einem dominanten Code sein.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Grenzflanke als ein Grenzmuster verwendet, das eine Grenze zwischen Codes beschreibende Information ist. Alternativ kann ein aus mehreren Bits aufgebautes Bitmuster als das Grenzmuster verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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