KR20030084984A

KR20030084984A - 버스 시스템의 적어도 하나의 노드의 동기화를 위한 방법및 장치 및 이에 상응하는 버스 시스템

Info

Publication number: KR20030084984A
Application number: KR10-2003-7011896A
Authority: KR
Inventors: 퓨러토마스; 뮐러베른트; 하르트비히플로리안; 후겔로베르트
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2003-11-01
Also published as: DE50200966D1; CN100423505C; EP1371181B1; KR100909296B1; WO2002076031A2; ES2229142T3; EP1371181A2; ATE275785T1; CN101222287A; DE10291152D2; DE10208650A1; JP4405730B2; CN1636358A; US20040156462A1; AU2002302300B2; CN101222287B; JP2004529544A; WO2002076031A3; US7362834B2

Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 노드에 대한 로컬 클럭 주기(LNTU) 및 기준 클럭 주기(GNTU)가 사전 설정되고, 기준 클럭 주기(GNTU)는 시스템 클럭 주기(NTU)와 동기화되고, 적어도 하나의 노드의 시스템 클럭 주기(NTU)에 동기화된 로컬 클럭 주기(SLNTU)는, 로컬 클럭 주기(LNTU)가 분할 인자(P)와 연결됨으로써 발생되고, 분할 인자(P)는 로컬 클럭 주기(LNTU)에 대한 기준 클럭 주기(GNTU)의 비율을 보고하고, 시스템 클럭 주기(NTU)와 로컬 클럭 주기(LNTU)의 동기화를 위한 분할 인자(P)는 균등값(0)의 덧셈 또는 뺄셈을 통해 적응되는, 사전 설정 가능한 시스템 클럭 주기(NTU)에 의해 작동되는 버스 시스템의 적어도 하나의 노드의 동기화를 위한 방법에 관한 것이다.

Description

버스 시스템의 적어도 하나의 노드의 동기화를 위한 방법 및 장치 및 이에 상응하는 버스 시스템{METHOD AND DEVICE FOR SYNCHRONIZING AT LEAST ONE NODE OF A BUS SYSTEM AND A CORRESPONDING BUS SYSTEM}

통신 시스템 및 버스 시스템에 의한 제어 장치, 센서 및 엑추에이터의 네트워크는 최근 현대식 차량의 제작 시 또는 기계 제작, 특히, 공구 기계 영역 및 자동화에서 급속도로 증가하고 있다. 이 때, 다수의 제어 장치의 기능 분리에 의해 시너지 효과가 달성될 수 있다. 이는 분리 시스템으로 불린다. 다양한 스테이션들 사이의 통신은 점점 더 버스 및 버스 시스템을 통해 개시된다. 버스 시스템, 접근 및 수신 장치 그리고 오류 처리 장치 상의 통신 교류는 프로토콜을 통해 조절된다.

차량 영역에서는 프로토콜로써 CAN(Controller Area Network)이 설치된다. 상기 프로토콜은 사건 중심적인 프로토콜이며, 이는 메세지 전송과 같은 프로토콜 활동이 통신 시스템 외부에서 유래된 사건을 통해 초기화되는 것을 의미한다. 통신 시스템 또는 버스 시스템으로의 유일한 접근은 우선 순위 기반의 비트 중재를통해 해결된다. 이는 각 메세지가 유일한 우선 순위에 할당되는 것을 전제로 한다. CAN-프로토콜은 매우 가변적이고, 따라서 자유로운 우선 순위(메세지 식별자)가 제공되는 한, 다른 노드 및 메세지가 문제없이 부가될 수 있다. 네트워크 내에서 우선 순위와 전송 노드 및 가능한 수신 노드를 포함하는 전송될 모든 메세지의 수집은 이른바 통신 매트릭스의 리스트 내에 저장된다.

사건 중심적이고, 즉흥적인 통신을 위한 선택적인 접근은 순수한 시간 중심적인 접근이다. 버스 상의 모든 통신 활동은 엄격히 주기적이다. 메세지 전송과 같은 프로토콜 활동은 전체 버스 시스템에서 유효한 시간 진행에 의해 작동된다. 매체에 대한 접근은 독점적인 전송 권리를 갖는 시간 영역의 할당을 기초로 한다. 프로토콜은 비교적 가변적이지 않고, 즉, 이전에 이미 상응한 시간 영역이 해제되는 경우, 새로운 노드의 부가가 가능하다. 상기 상황은 메세지 순서가 작동 개시 이전에 결정되도록 강요한다. 따라서, 반복률, 중복성, 데드 라인 등과 관련된 메세지 요구를 충족시켜야하는 계획이 제공된다. 이는 이른바 "버스 스케쥴"이라 불린다. 전송 주기 내에서 메세지의 위치 설정은, 응용과 전송 시점 사이의 잠복을 최소화하여 유지하도록 메세지 내용을 생성하는 응용에 대해 결정되어야 한다. 상기 결정이 수행되지 않으면, 시간 중심적인 전송의 장점(버스에서 메세지 전송 시 최소 잠복-지터(jitter))이 파괴될 수 있다. 따라서, 계획 도구에 대한 요구가 높게 설정된다.

독일 특허 제100 00 302호, 제100 00 303호, 제100 00 304호 및 제100 00 305호에 설명된 시간 중심적인 CAN, 이른바 TTCAN(Time Triggered Controller AreaNetwork)의 해결 방법은 소정의 가변성에 따른 요구 및 시간 중심적인 통신에 따른 상술된 요구를 충족시킨다. TTCAN은 소정의 통신 노드의 주기적 메시지를 위한 이른바 독점 시간창 및 다수의 통신 노드의 순간적 메시지를 위한 이른바 중재적 시간창에서 통신 주기(기본 주기)의 구성을 통해 이를 충족시킨다.

또한, 버스 시스템으로써 TTCAN-네트워크로부터 시작되고, 이는 본 발명의 이후 대상과 관련하여 한정되지는 않는다. 오히려 이후에 설명될 본 발명의 대상은 다른 비교 가능한 버스 시스템에서 사용될 수 있다.

노드의 다양한 내부 로컬 클럭, 특히 제어 장치로부터의 다른 사용 범위, 차량 및 자동화 장치 내의 예를 들어 네트워킹된 제어 장치에서 통신 네트워크, 즉 버스 시스템에 대한 단일 클럭이 유도되어야 하거나 또는 노드의 개별 출력 클럭은 상기 유형의 단일의 공통 네트워크 클럭, 예를 들어, TTCAN에 대한 네트워크 타임 유닛(NTU)과 동기화되어야 한다.

기준 클럭 및 특히 신속한 시스템 클럭으로부터 기준 클럭 또는 시스템 클럭에 대해 균등화된 로컬 클럭을 형성하기 위한 통상의 방법은, 몇 개의 시스템 클럭 주기가 소정의 기준 클럭 주기, 이른바 측정 주기의 수 내에서 유지되는지가 산출되는 것에서 기인한다. 카운터값은 균등화될 로컬 클럭이 몇 개의 시스템 클럭 주기로 형성되는지를 사전 설정한다. 이 때, 측정 주기는 통상적으로 2n의 기준 클럭 주기의 값으로 일정하게 한정된다(n ∈ N₀). 상기 균등화 또는 동기화는 동기화된 로컬 클럭을 생성하기 위해, 로컬 클럭과 연결된 분할 인자의 결정을 통해 수행된다. 이를 위해, 신규 분할 인자의 결정을 위한 곱셈 및 나눗셈의 구현이 요구된다. 특히 하드웨어에서의 구현 시 곱셈 및 나눗셈의 구현은 비용이 많이 든다.

따라서, 본 발명의 목적은 측정 주기 길이가 일정해야 하거나 또는 소정값으로 제한되지 않고, 일반적인 방법, 장치 및 노드의 동기화, 즉 상기 유형의 노드의 로컬 클럭 및 로컬 클럭 주기의 균등화가 간단하게 실행될 수 있는 버스 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 버스 시스템의 적어도 하나의 노드의 동기화를 위한 방법 및 장치 그리고 종속 청구항에 따른 버스 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 도면을 참조로 상세히 설명된다.

도1에는 적어도 하나의 제1 노드 및 기준 클럭 또는 기준 클럭 주기의 사전 설정을 위한 제2 수단, 특히 제2 노드를 포함하는 버스 시스템 또는 네트워크가 도시된다.

도2에는 제1 측정창(Local_Period) 및 제2 측정창(Global_Period)에 의한 오프셋 또는 균등값 및 분할 인자 또는 프레스칼러의 형성을 위한 흐름도가 도시된다.

도3에는 클럭 균등 및 클럭 주기 균등 즉, 적어도 하나의 노드의 동기화가 시간축에 걸쳐 도시된 시간도가 다시 도시된다.

본 발명을 통해 일반적인 방법, 장치 및 이에 상응하는 버스 시스템이 설명되고, 이를 통해 로컬 클럭의 균등화는 기준 클럭 또는 시스템 클럭 상에 간단하게, 특히 곱셈 및 나눗셈없이 실행되고, 이로써 균등화, 즉 로컬 클럭 또는 로컬 클럭 주기 또는 네트워크 클럭의 로컬 구현의 동기화에 의해, 기준 및 시스템 클럭에서 하드웨어에 적은 비용이 달성되고, 이로 인해 특히 IC(집적 회로)의 집적이 현저하게 용이해진다.

또한, 측정 주기의 길이는 "측정 시간창"으로 표시되고, 상기 길이에서 기준 클럭 및 기준 클럭 주기와 균등화될 로컬 클럭 및 로컬 클럭 주기 사이의 편차가 측정되어, 한편으로는 교번이 허용되고, 즉, 일정하지 않을 수 있고, 다른 한편으로는 소정의 사전 설정된 값으로 한정되지 않는다.

이는 사전 설정 가능한 시스템 클럭 주기(NTU)에 의해 작동되는 버스 시스템의 적어도 하나의 노드의 동기화를 위한 장치를 포함하는 버스 시스템, 장치 및 방법을 통해 달성되고, 적어도 하나의 노드에 대한 로컬 클럭 주기(L_NTU) 및 기준클럭 주기(G_NTU)가 사전 설정되고, 기준 클럭 주기(G_NTU)는 시스템 클럭 주기(NTU)와 동기화되고, 적어도 하나의 노드의 시스템 클럭 주기(NTU)와 동기화된 로컬 클럭 주기(SL_NTU)는, 로컬 클럭 주기(L_NTU)가 분리 요소 또는 프레스칼러(P)와 연결됨으로써 발생되고, 분할 인자 또는 프레스칼러(P)는 로컬 클럭 주기(L_NTU)에 대한 기준 클럭 주기(G_NTU) 비율을 보고하고, 바람직하게는 분할 인자, 즉, 시스템 클럭 주기(NTU)와 로컬 클럭 주기(L_NTU)의 동기화를 위한 프레스칼러(P)는 균등값 또는 오프셋(0)의 덧셈 또는 뺄셈을 통해 적응된다. 이는 오프셋, 즉 균등값(0)이 0보다 크거나 작은 여부에 따라 상기 균등값의 덧셈 또는 뺄셈이 수행된다. 특수한 경우에는 균등화가 요구되지 않으므로, 균등값 또는 오프셋으로써 값(0)이 제공될 수 있다.

바람직하게는 비강제적으로 주기적으로 반복되어야 하는 반복된 결과를 통해, 측정 시간창(MT)이 사전 설정되고, 상기 측정 시간창(MT)은 한편으로는 Local_Period의 제1 로컬 측정창의 유닛으로써 로컬 클럭 주기(LTN)의 수에서 그리고, Global_Period의 제2 글로벌 측정창의 다른 유닛으로써 기준 클럭 주기(G_NTU)의 수에서 검출되고, 제1 측정창 즉, Local_Period와 제2 측정창 즉, Global_Period로부터 차이(Period_Diff)가 검출되고, 균일값 또는 오프셋(O)은 상기 차이(Period_Diff)에 의해 결정된다.

바람직하게는 오프셋(O)은 추가적으로 제2 측정창, 즉 Global_Period에 대한 분할 인자 또는 프레스칼러(P)의 비율에 따라 결정되고, 상기 비율은 듀얼 대수를 사용하여 표시되고, 이는 바람직하게는 분할 인자의 듀얼 대수(LDP) 및 제2 측정창의 듀얼 대수(LD)의 버림이, 완전한 듀얼 대수 대신에 가장 높은 자리값의 값이 이진 코드에 글로벌 주기적으로 사용 가능하게 하고, 이를 통해, 바람직하게는 차이(DLD)가 분할 인자(LDPR)에 대한 버림값 및 제2 측정창의 버림값의 각 높은 자리값과 상응하게 LDGB를 나타낸다.

듀얼 대수로의 변환 및 버림의 상기 방법을 통해, 한편으로는 오버슈트가 방지될 수 있고, 개선된 방법의 수렴이 달성될 수 있다.

바람직하게는 분할 인자(LDPR)에 대한 버림값과 제2 측정창(LDGP)에 대한 버림값의 차이(DLD)가 식 19 : DLD = (LDPR - LDGP) -1 으로 형성된다.

바람직한 수렴의 다른 상승은 차이(DLD)가 식 20 : DLD = (LDPR - LDGP)으로 형성됨으로써 달성될 수 있다.

바람직하게는 균등값 또는 오프셋(0)은, 제1 측정창과 제2 측정창의 차이, 즉, 이진 코드에서 개별 위치로 이진 코드의 Period_Diff가 분할 인자 및 제2 측정창(LDPR 또는 LDGP)에 대한 버림값의 차이(DLD)와 상응하게 양의 차이(DLD)의 경우 높은 자리값의 방향으로 또는 음의 차이의 경우에는 낮은 자리값 방향으로 변위되도록 구성된다. 이를 통해, 바람직하게는 곱셈 및 나눗셈은 덧셈 및 변위 기능으로 전환되고, 이는 하드웨어, 특히 IC 내에서 간단하고 이로써 저렴한 보충을 가능케한다.

또한, 본 발명에 따른 방법 및 이에 상응하는 장치 및 버스 시스템을 통해, 오프셋(0) 및/또는 오프셋의 합 및 프레스칼러(P) 및/또는 오프셋(0)과 프레스칼러(P)의 차이가 적어도 하나의 사전 설정 가능한 임계값과 비교될 수 있도록, 바람직하게는 개연성 검사를 실행한다.

적어도 하나의 사전 설정 가능한 임계값은 예를 들어, 최대값으로 사전 설정될 수 있고, 상기 최대값의 도달 및/또는 초과 시 오프셋(0)의 적응을 통한 다른 동기화가 중지되거나 또는 오프셋 및/또는 오프셋(0)의 합 및 프레스칼러, 즉 분할 인자(P)는 최대값으로 제한된다.

또한, 바람직하게는 적어도 하나의 사전 설정 가능한 임계값은 최소값으로 사전 설정될 수 있고, 최소값의 도달 및/또는 미달 시 오프셋(0)의 적응을 통한 다른 동기화가 수행되지 않거나 또는 균등값 즉, 오프셋(0) 및/또는 오프셋과 분할 인자 즉, 프레스칼러(P)의 차이가 최소값으로 스스로 제한된다.

다른 장점 및 실시예는 설명 및 청구항의 특징에 나타난다.

도1에는 노드(100) 및 다른 노드(101)를 포함하는 버스 시스템(103)이 도시된다. 또한, 제1 노드(100)는 동기화될 노드로 나타난다. 통신 연결(103)을 위한 인터페이스 요소는 104로 도시된다. 또한, 내부 클럭원, 예를 들어 쿼르츠(107)를 포함하는 타이머(106)가 도시된다. 또한, 타이머(106) 내에 카운터(112)가 포함된다. 또한, 유닛은 110으로 도시되고, 상기 유닛을 통해 노드의 동기화 또는 클럭의 균등이 수행될 수 있다. 선택적으로는 상기 유닛(110) 또는 상응하는 기능 장치는 타이머(106) 내에 장착될 수 있다. 또한, 노드(101)는 기준 센서로써 고려되고, TTCAN 시스템의 특수한 경우에는, 인터페이스 유닛(105)를 통해 통신 연결부(103)와 연결되는 타임 마스터로써 고려된다. 따라서, 기준 노드 즉, 로컬 시간이 타임 마스터를 검출하는 TTCAN 시스템의 타임 마스터의 타이머(108)는 전체 버스 시스템에 대한 기준 시간으로 고려된다. 이는 따라서, 기준 노드(101)의 로컬 타이머(108)가 버스 시스템의 글로벌 타이머로 고려되는 것을 의미한다. 여기서는 로컬 클럭원(109), 특히 쿼르츠 또는 다른 클럭원이 도시된다. 로컬 클럭원 검출을 위한 카운터는 113으로 도시된다. 여기서 선택적으로는 메시지를 전송 및 수신 또는 평가할 수 있는 처리 유닛 또는 프로세서와 같은 다른 유닛이 111로 도시된다. 선택적으로는 기준 노드(101)의 사용 대신에 기준 타이머(102)가 통신 연결부에 연결될 수 있고, 마찬가지로 예를 들어, 클럭원(114) 및 카운터 유닛(115)에 연결될 수 있다. 따라서, 통신 연결부(103)에 대한 기준 시간 또는 전체 버스 시스템은 마찬가지로 간단한 제2 수단 즉, 기준 노드가 아니라 간단한 시간 센서유닛으로부터 기인할 수 있다.

클럭 균등 장치는 반복되는 사건, 특히 절대적으로 주기적, 즉 등거리로 반복될 필요는 없지만, 네트워크의 모든 노드에서 감시될 수 있고, 기준점으로써 측정 시간창 또는 측정 주기의 사전 설정에 사용될 수 있는 규칙적으로 반복되는 사건을 기초로 한다. 또한, 바람직하게는 측정 시간창 및 측정창 개념이 사용되는데, 이는 상술된 바와 같이 상기 측정 시간창의 우선 순위 및 이로 인한 측정 주기가 강제적으로 제공되지는 않지만, 가능할 수 있기 때문이다. 측정 시간창의 결정을 위한 상기 사건은, 예를 들어 TTCAN-네트워크 내의 기준 메세지 프레임의 개시와 같이 시간 마스터 즉, 기준 노드(101)에서 그리고 적어도 하나의 시간 슬레이브, 즉 동기화될 노드(100)에서 동시에 감시될 수 있는 사건이다. 기준 클럭을 공급하거나 또는 기준 클럭 주기를 그리고 기준 클럭 및 상응하는 주기에 의해 카운터, 특히 카운터(113)를 증가시키는 노드(101)는, 발생된 측정 사건에 보장된 카운터(113)의 카운터 값을 모든 노드, 특히 노드(100)에 특히 동일한 측정 사건에 대해 클럭원(107)으로부터의 로컬 클럭에 의해 증가된 로컬 카운터(예를 들어 112) 숫자를 전송하는 것이 보장된다. 카운터 값의 상기 보장은 분명히 도시되지 않은 저장 장치 또는 기록 장치 내에서 수행될 수 있고, 저장부 또는 기록부는 자체적으로 또는 특히 타이머(106 또는 108) 내에 또는 유닛(110 또는 111) 내에 또는 분리되어 유지된다. 상기 이어지는 측정 사건에서 보장된 카운터 숫자의 차이는, 부분적으로는 기준 클럭 주기 즉, 기준 클럭의 유닛에서의 측정 주기의 길이를 그리고 동기화될 노드에서 로컬 클럭 주기 즉, 로컬 클럭의 유닛에서의 측정 주기의 길이를 나타낸다.

쿼르츠 외에 진동자, 특히 VCO가 클럭원으로 장착될 수 있다.

또한, 기준 센서(101)의 기준 클럭은 GT(글로벌 타이밍, Global Timing)로 표시된다. 또한, 기준 클럭 및 시스템 클럭에 균등화될 또는 동기화될 로컬 클럭은 LT(로컬 타이밍, local timing)로 표시된다. 기준 클럭(GT)의 주기는 G_NTU로 표시되고, 로컬 클럭(LT)의 주기는 L_NTU로 표시된다. 분할 인자 또는 프레스칼러(P) 특히, 실제값(P_ist 또는 Prescaler_ist)은, 몇 개의 시스템 클럭 주기가 일반적으로 큰 수 N에서 로컬 클럭 주기(L_NTU)에 포함되는지(∈N)를 나타낸다. 이 때 N은 프레스칼러, 즉 분할 인자(P)와 로컬 클럭 주기(L_NTU) 사이의 비율을 결정하는 일정한 값이다. Global_Period 및 대응물로써 기준 클럭(G_NTU)의 주기의 유닛 내에서 표시되거나 또는 측정되는 측정 주기의 길이 즉, 측정 시간창의 길이는 로컬 클럭 주기(L_NTU) 내에서 Local_Period로써 측정되거나 또는 검출된다. 따라서, Global_Period 및 Local_Period는 측정창 즉, 로컬 주기 지속 시간(L_NTU) 편차를 검출하기 위해 글로벌 주기 지속 시간(G_NTU)에 의해 고려되는 상응하는 값이다. 편차 즉, Local_Period와 Global_Period 사이의 편차 자체는 Period_Diff로 표시된다. 본 발명에 따르면, L_NTU 및 G_NTU가 서로 벗어나지 않고 프레스칼러 및 오프셋에 의해 발생된 동기화된 로컬 클럭 및 동기화된 로컬 클럭 주기(SL_NTU)가 기준 클럭 및 시스템 클럭 특히, 기준 클럭 및 기준 클럭 주기(G_NTU)와 일치하도록 프레스칼러 또는 분할 인자에 오프셋 또는 균등값이 덧셈되거나 또는 그로부터 뺄셈된다.

상술된 모든 값은 이하의 보충에 있어서, 추가적으로 단순화하는데 사용된다.

도2에는 동기화 또는 균등화가 상세히 설명되고, 이 때 시스템 클럭 및 시스템 클럭 주기와 기준 클럭 및 기준 클럭 주기의 변경을 보정하기 위해 균등화가 규칙적으로 반복될 수 있다.

도2에는 블록(200)에 의해, 기준 메시지 즉, 본 발명에 따른 기준 노드(101)의 카운터 값이 예를 들어, 제1 측정 사건의 발생 시 블록(201)에서 현재 기준값으로 검출된다. 제2 측정 사건이 반복되어 발생되면, 이전의 실제값이 블록(201)으로부터 블록(202)으로 사전 기준값으로 기록되고 블록(201)에는 반복되는 측정 사건의 카운터 값이 실제값으로 남는다. 상응하게는 측정 사건에 대해 실제 카운터 값을 블록(205) 내에서 보장하고 반복되는 측정 사건의 발생 시 상기 값을 블록(205)으로부터 블록(206) 내로 전달하고, 측정 사건에 대한 새로운 카운터 값을 실제값으로 블록(205) 내에 기록하는 동기화될 노드에 대한 블록(204, 205, 206)에 해당된다. 이는, 본 실시예에서 측정 시간창이 검출되는 즉, 차이가 형성될 수 있는 사전값 및 실제값이 제공되도록 최초로 발생된 사건 및 반복된 사건의 두 측정 사건이 대기되는 것을 의미한다.

다른 가능성으로는, 제1 사건으로써 상수가 제공되고, 상기 상수는 각 블록(202, 206)에서 사전값으로써 취해지고, 제1 측정 사건, 즉 실제값으로써 상응하는 카운터 값은 블록(201 또는 205) 내에 기준 노드 및 동기화될 노드를 위해 기록될 수 있다.

또 다른 가능성으로는 제1 측정 사건 이전에 두 값, 즉, 실제값 및 사전값이 블록(201, 202, 205, 206)에서 두 일정한 값에 대해 설정되고, 이로써, Global_Period 및 Local_Period에 대한 사전 설정된 제1 차이 즉, 측정창이 사용된다.

TTCAN-시스템의 경우, 기본 주기의 개시에 의한 개시가 수행되고, 카운터 값은 TTCAN의 프래임 개시 시 보장(캡쳐)된다.

또한, 일반적으로 새로운 카운터 값이 도달하면, 발생된 측정 사건과 상응하게 이전의 카운터 값이 사전값으로 저장되고, 이로써 새로운 카운터 값에 의해 새로운 차이가 형성될 수 있다. 따라서, 각 측정 결과에 대해 측정창(Local_Period)은, 즉, 블록(205, 206)으로부터의 측정 결과에 대한 카운터 값의 차이 및 측정창(Global_Period), 즉 블록(201, 202) 내의 측정 결과에 대한 기준 노드의 카운터 값의 차이가 결정된다. 상기 차이 형성은 블록(203)에서 수행되고, 이로써, 여기서 Global_Period 즉, 제2 측정창 및 블록(207) 내의 Local_Period, 제1 측정창이 발생된다. 두 측정창 값, 즉, 기준 시간 주기 내지 기준 클럭 주기 유닛의 측정창 값과 로컬 클럭 주기 유닛의 측정창 값이 블록(209)으로 공급된다. 마찬가지로, 지금까지의 노드 특성 및 이하에서 블록(209) 내의 새로운 분할 인자 또는 Prescaler_soll의 검출이 수행되는 분할 인자(P, P_ist 또는 Prescaler_ist)가 블록(208)을 통해 블록(209)으로 공급된다.

우선, 블록(209)에서 Local_Period와 Global_Period의 두 값이 Period_Diff를 통해 비교되며, Period_Diff가 동일하게 0이 아니면, L_NTU는 G_NTU에 균등화되어야 한다.

본 발명에 따르면 새로운 프레스칼러 값(Prescaler_soll, P_soll, P)에 도달되기 위해, 균등화는 실제 프레스칼러값(Prescaler_ist, P_ist)에 오프셋 즉, 균등값(0)이 가산된다. 오프셋(0)은 양, 음 또는 Period_Diff = 0인 경우 영(0)이 될 수 있다. 이는 Period_Diff의 사전 신호에 따른다.

본 발명에 따르면 정의에 의해 이하의 식이 항상 성립된다.

Global_Period * G_NTU = Local_Period * L_NTU (식 1)

G_NTU = L_NTU * Local_Period/Global_Period (식 2)

N * L_LTU = P_ist * NTU (시스템 클럭 주기) (식 3)

N * G_LTU = P_soll * NTU (식 4)

이로써, 오프셋에 대해 보정 인자를 변환하는 변형을 통해,

P_soll = P_ist * Local_Period/Global_Period (식 5)

가 도출된다. 간단한 하드웨어의 구현을 위해,

P_soll = P_ist + 0 (식 6)

을 달성하여야 한다.

이로써, 오프셋(0)에 대해 위의 식으로부터

O = P_ist * Local_Period/Global_Period - P_ist (식 8)

및

O = P_ist * (Local_Period/Global_Period - 1) (식 9)

가 도출된다.

상기에 제공된 Local_Period 및 Global_Period로부터의 차이(Period_Diff)의 정의에 의해,

Period_Diff = Local_Period - Global_Period (식 10)

이 도출되고, 오프셋은

O = P_ist * ((Period_Diff + Global_Period)/Global_Period -1) (식 11)

O = P_ist * Period_Diff/Global_Period (식 12)

로 나타나고

Offset = Period_Diff * (P_ist/Global_Period) (식 13)

으로 도출된다.

즉, 이는 이미 발명의 장점 및 청구항에 설명된 바와 같이, 오프셋 값 또는 균등값(0)은 차이(Period_Diff) 및 P_ist와 Global_Period의 비율에 따른다. 본 발명에 따르면 Global_Period에 대한 비율(P_ist)은 듀얼 대수를 통해 형성된다.

P_ist/Global_Period = 2^{ld(P_ist)-ld(Global_Period)}(식 14)

하드웨어의 광범위한 친화적 접근을 위해, 본 발명에 따르면 듀얼 대수(ld(P_ist), ld(Global_Period))가 정수로 버림되고, 즉, 이진 코드에서 각 값에 대해 완전한 듀얼 대수 대신에 상기 수의 높은 값 비트가 이진 코드에 사용되고, 이로써, 값(ldPr)은 분할 인자의 듀얼 대수(ld(P_ist))를 나타나고, 값(ldGP)은 제2 측정창의 듀얼 대수(ld(Global_Period))를 나타난다. 이 때, ldPr ≤ld(P_ist) 이며 ldGP ≤ld(Global_Period)이다. 따라서, 식(14)으로부터의 차이는 버림값 즉, 듀얼 대수의 높은 비트값에 상응하는 정수에 의해 식을 나타낸다.

Dld = (ldPr - ldGP) - 1 (식 19)

여기서,

(P_ist/Global_Period) / 4 ≤2^Dld≤P_ist/Global_Period (식 15)

이다.

이로써, 본 발명에 따른 다른 접근은 오프셋에 대해 나타난다.

O = Period_Diff * 2^Dld= shift(Period_Diff, Dld) (식 16)

이는 오프셋이 변위 기능에 의해 나타날 수 있고, 이는 제1 측정창과 제2 측정창의 차이 즉, 이진 코드에서 개별 위치로 제2 측정창(ldGP)의 버림값의 차이(Dld)에 상응하게 변위된다. 높은 비트값은 왼쪽에 그리고 낮은 비트값은 오른쪽에 도시된다고 하면, 양의 차이(Dld)는 shift_left 기능에 상응하는 높은 자리값의 방향으로, 음의 차이(Dld)는 shift_right 기능에 상응하는 낮은 자리값의 방향에 있다. 복귀된 기호는 이에 상응하는 다양한 가능을 사용할 수 있다. 이로써, 새로운 분할 인자(P 및 P_soll)에 대해 발견된 오프셋을 사용하여 나타난다.

P_soll = P_ist + shift_left(Period_Diff, Dld) (식 17)

이로써 곱셈 및 나눗셈이 변위 기능 및 덧셈으로 전환된다. 이로써, 본 발명에 따르면, IC 내에서 보충될 수 있고, 분할 인자(P 및 P_soll)의 검출을 위한 하드웨어 친화적인 접근이 달성된다.

오프셋 및 균등값(0)을 통해 설정된 보정은 항상 올바른 사전 신호를 제공한다(식 13 및 식 16 참조). 바람직하게는 보정이 목표값을 통해 직접 수행되는데, 이는 식(15)에 의해 오버슈트가 불가능하기 때문이다. 제공된 클럭 균등화는 각 측정 사건에 따라 수행되고, 측정 및 설정 정확성의 관점에서 매번 적어도 남아있는 편차 부분은, 남아있는 Period_Diff가 0으로 전환될 때까지 보정된다. 기준 클럭 주기(G_NTU)가 시스템 클럭 주기(NTU) 정수의 배수가 아닌 경우, Period_Diff는 0에 머무르지 않고, 값(0)에 약간의 간격만을 가지고 머무른다.

선택적으로는 식(15)에 버림된 듀얼 대수의 차이(Dld) 뿐만 아니라,

Dld = (dlPr - dlGP) (식 20)

로 평가되며 이 때,

(P_ist/Global_Period) / 2 ≤2^Dld≤P_ist/Global_Period (식 18)

이다.

상기의 선택적인 평가는 식(19)에 따른 차이 형성에서의 평가보다 더 신속하게 수렴된다.

기준 클럭 또는 기준 클럭 주기에 대한 로컬 클럭 및 로컬 클럭 주기의 균등화를 위해 시스템 클럭 및 시스템 클럭 주기에 상응하게 조정 가능한 변수가 사용되는, 본 발명에 상응하게 모든 방법 및 그에 상응하는 장치 및 버스 시스템은 본 발명에 따라 충족될 수 있다. 이는 값 또는 균등값, 특히 조정 가능한 변수에 대한 오프셋의 덧셈을 통해 기준 클럭 주기 및 기준 클럭에 대한 균등화가 수행될 수 있고, 사용된 변수를 사용한 버림된 듀얼 대수를 사용하여 균등값에 대한 접근값이결정된다.

다른 장점으로써, 본 발명에 따른 방법 및 버스 시스템의 상응하는 장치로부터 개연성 검사가 실행될 수 있고, 상기 검사에서 분리 요소(Prescaler, P_ist)와 오프셋으로부터의 차이 또는 합과 균등값 즉, 오프셋(0)이 사전 설정된 임계값과 비교되고, 산출된 오프셋이 임계값을 초과하거나 미달하는 경우, 클럭 균등화는 중단될 수 있거나 또는 임계값에 제한될 수 있다. 이는 P_ist 및 오프셋의 합 또는 차이가 오프셋의 기호 또는 오프셋 스스로에 따라 특히 최대값 또는 최소값을 형성할 수 있는 임계값과 비교될 수 있는 것을 의미한다.

임계값으로써 사전 설정된 최대값에서, 최대값의 도달 및/또는 미달은 클럭 균등을 중단하거나, 즉, 클럭 균등의 다른 적응을 중단하거나 또는 균등값 및 P_ist로부터의 합 및 오프셋의 신호와 상응하는 오프셋은 상기 최대값에 제한된다. 임계값으로써 최소값의 도달 또는 초과 시 마찬가지로 적용된다. 여기서 클럭 균등화가 중단되거나 또는 최소값에 제한될 수 있다.

도3에는 값 인계 및 분할 인자의 결정이 시간축 상에 도시된다. 시점(T0/1)에는 전체 버스 시스템을 관찰할 수 있는 결과가 넓게 나타난다. 이는, 상기 시점에서 기준 노드가 카운터 값 및 다른 노드, 로컬 카운터의 카운터 값을 보장하는 것을 의미한다. 상기 캡쳐 값 또는 보장된 카운터 값은 블록(2)의 시점(T1/1)에서 유효하다. 마찬가지로 상기 시점에서 이전의 실제값이 사전값이 된다. 이는, 즉 T0/1 또는 블록(1)에서 검출되는 기준 카운터값이 통신 연결부(103)를 통해 다른 노드로 도입되는 것을 의미한다. 시점(T2/1) 또는 블록(3)에서 신규 산출 및 분할인자 적응이 도2에 도시된 바와 같이 P-목표값의 신규 검출이 P-실제값에 대한 오프셋의 덧셈을 통해 수행된다. 예를 들어, TTCAN-시스템에는 상기 분할 인자가 TUR(Time Unit ratio)로 표시된다. 상술된 블록(1, 2, 3)은 시점(T0/2, T1/2, T2/2)에서 반복된다. 상기 사이클은 T0/3에서 블록(1)을 통해 새롭게 반복된다.

도3에 도시된 바와 같은 상기 방법을 사용함으로써 오류, 즉, 클럭 차이 및 클럭 주기 차이 또는 속도 차이가 0으로 수렴된다. 차이(Dld)를 통한 수렴식을 사용함으로써, 더 신속하게 또는 완전히 보장되지는 않지만 신속하게 오버 슈트가 발생되지 않는다.

따라서, 방법 및 이에 상응하는 장치 및 상응하는 장치를 포함하는 버스 시스템은 높은 하드웨어 비용을 요구하는 곱셈 또는 나눗셈없이 구현될 수 있다. 추가로, 상술된 바와 같이 결정된 값의 매우 간단한 개연성 검사가 가능하다. 또한, 바람직하게는 상기 방법은 기하학적으로 즉, 모든 실제 사용에 매우 신속하게 수렴된다. 따라서, 바람직하게는 목표값 내에 적은 변동이 매우 신속하고 매우 유연하게 수행될 수 있다. 일례로써, IC는 상술된 바와 같이 IC의 입력 및 출력 클럭의 측정을 통해 또는 출력 클럭에 의해 제어된 IC의 기능을 검출할 수 있는 클럭 조절 방법이다.

Claims

적어도 하나의 노드에 대한 로컬 클럭 주기(LNTU) 및 기준 클럭 주기(GNTU)가 사전 설정되고, 기준 클럭 주기(GNTU)는 시스템 클럭 주기(NTU)와 동기화되고, 적어도 하나의 노드의 시스템 클럭 주기(NTU)와 동기화된 로컬 클럭 주기(SLNTU)는, 로컬 클럭 주기(LNTU)가 분할 인자(P)와 연결됨으로써 발생되고, 분할 인자(P)는 로컬 클럭 주기(LNTU)에 대한 기준 클럭 주기(GNTU)의 비율을 보고하는, 사전 설정 가능한 시스템 클럭 주기(NTU)에 의해 작동되는 버스 시스템의 노드의 동기화를 위한 방법에 있어서,

시스템 클럭 주기(NTU)와 로컬 클럭 주기(LNTU)의 동기화를 위한 분할 인자(P)는 균등값(0)의 덧셈 또는 뺄셈을 통해 적응되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 측정 시간창(MT)은 복귀된 결과에 의해 사전 설정되고, 상기 측정 시간창(MT)은 제1 로컬 측정창(Local_Period)으로써 적어도 하나의 노드의 로컬 클럭 주기(LNTU)의 수에서 그리고 제2 글로벌 측정창(Global_Period)으로써 기준 클럭 주기(GNTU)의 수에서 검출되고, 제1 측정창(Local_Period)과 제2 측정창(Global_Period)으로부터 차이(Period_Diff)가 검출되고, 균등값(0)은 상기 차이(Period_Diff)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 균등값(0)은 또한 제2 측정창(Global_Period)에대한 분할 인자(P)의 비율에 따르고, 상기 비율은 듀얼 대수를 사용하여 형성되고, 분할 인자의 듀얼 대수(ldPist) 및 제2 측정창의 듀얼 대수(ldGlobal_Period)는, 이진 코드에서 완전한 듀얼 대수 대신에 높은 자리값이 이진 코드에서 사용되도록 버림되고, 이로써, 차이(Dld)는 분할 인자에 대한 버림값(ldPr) 및 제2 측정창의 버림값(ldGP)의 각 높은 자리값에 상응하게 나타나는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 분할 인자에 대한 버림값(ldPr) 및 제2 측정창의 버림값(ldGP)의 차이(Dld)는,

Dld = (ldPr - ldGP) - 1 (식 19)

로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 분할 인자의 버림값(ldPr) 및 제2 측정창의 버림값(ldGP)의 차이(Dld)는

Dld = (ldPr - ldGP) (식 20)

로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 제1과 제2 측정창의 차이(Period_Diff)가 이진 코드에서 분할 인자에 대한 버림값(ldPr)과 제2 측정창의 버림값(ldGP)의 차이(Dld)에 상응하게 양의 차이(Dld)의 경우에 높은 자리값 방향으로 변위되거나 또는 음의 차이(Dld)의 경우에는 낮은 자리값 방향으로 변위되도록 균등값(0)이 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 개연성 검사는 균등값(0) 및/또는 합 및/또는 균등값(0)과 분할 인자(P)의 차이가 적어도 하나의 사전 설정된 임계값과 비교되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 적어도 하나의 사전 설정 가능한 임계값은 최대값으로 사전 설정되고, 최대값의 도달 및/또는 초과 시 균등값(0)의 적응을 통해 다른 동기화가 중단되거나 또는 균등값(0) 및/또는 균등값(0)과 분할 인자(P)의 균등값(0)의 합은 최대값에 제한되는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 적어도 하나의 사전 설정 가능한 임계값은 최소값으로 사전 설정되고, 최소값의 도달 및/또는 미달 시 균등값(0)의 적응을 통해 다른 동기화가 중단되거나 또는 균등값(0) 및/또는 균등값(0)과 분할 인자(P)의 균등값(0)의 합은 최소값에 제한되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 수단들은 로컬 클럭 주기(LNTU)를 사전 설정하고, 제2 수단들은 적어도 하나의 노드에 대한 기준 클럭 주기(GNTU)를 사전 설정하고, 기준 클럭 주기(GNTU)는 시스템 클럭 주기(NTU)와 동기화되고, 시스템 클럭 주기(NTU)와 동기화된, 적어도 하나의 노드의 로컬 클럭 주기(SLNTU)는, 로컬 클럭 주기(LNTU)가 분할 인자(P)와 연결되도록 발생되는 제3 수단들을 포함하고, 분할 인자(P)는 로컬 클럭 주기(LNTU)에 대한 기준 클럭 주기(GNTU)의 비율을 보고하는, 사전 설정 가능한 시스템 클럭 주기(NTU)에 의해 작동되는 버스 시스템의 적어도 하나의 노드의 동기화를 위한 장치에 있어서,

로컬 클럭 주기(LNTU)와 시스템 클럭 주기(NTU)의 동기화를 위한 분할 인자(P)를 균등값(0)의 덧셈 또는 뺄셈을 통해 적응시키는 제4 수단들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항에 있어서, 제1항 내지 제9항에 따른 적어도 하나의 방법을 실행하는 수단들을 포함하고, 상기 수단은 하드웨어에서 실행되는 것을 특징으로 하는 장치.
사전 설정 가능한 시스템 클럭 주기(NTU)에 의해 작동되고, 제1 수단들이 로컬 클럭 주기(LNTU)를 사전 설정하고, 제2 수단들 특히, 제2 노드는 적어도 하나의 제1 노드에 대한 기준 클럭 주기(GNTU)를 사전 설정하고, 기준 클럭 주기(GNTU)는 시스템 클럭 주기(NTU)와 동기화되고, 적어도 하나의 제1 노드의 시스템 클럭 주기(NTU)와 동기화된 로컬 클럭 주기(SLNTU)는 로컬 클럭 주기(LNTU)가 분할 인자(P)와 연결됨으로써 형성되는 제3 수단들을 포함하고, 상기 분할 인자(P)는 로컬 클럭 주기(LNTU)에 대한 기준 클럭 주기(GNTU)의 비율을 보고하는, 버스 시스템의 적어도 하나의 제1 노드의 동기화를 위한 장치를 포함하는 버스 시스템에 있어서,

로컬 클럭 주기(LNTU)와 시스템 클럭 주기(NTU)의 동기화를 위한 분할 인자(P)를 균등값(0)의 덧셈 또는 뺄셈을 통해 적응시키는 제4 수단들을 포함하는 것을 특징으로 하는 버스 시스템.