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JP2015053633A - Communication system - Google Patents

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JP2015053633A
JP2015053633A JP2013186251A JP2013186251A JP2015053633A JP 2015053633 A JP2015053633 A JP 2015053633A JP 2013186251 A JP2013186251 A JP 2013186251A JP 2013186251 A JP2013186251 A JP 2013186251A JP 2015053633 A JP2015053633 A JP 2015053633A
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Japan
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communication
branch line
ecu
pair
line
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Pending
Application number
JP2013186251A
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Japanese (ja)
Inventor
坪内 利康
Toshiyasu Tsubouchi
利康 坪内
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication system hardly affected by ringing.SOLUTION: A communication system of the invention comprises: a trunk line having a pair of communication lines; two first communication devices, each of which has a termination resistor interposed between the pair of communication lines and is connected to each end part of the trunk line; a branch line 4 including another pair of communication lines connected to the pair of communication lines, respectively; and a second communication device 1 having a communication unit 16 connected to the branch line 4, where the two first communication devices and second communication device 1 communicate mutually. The second communication device 1 comprises a resistor 17a which is interposed between the other pair of communication lines included in the branch line 4 and has a resistance value corresponding to an impedance equal to or higher than a characteristic impedance of the branch line 4 and lower than an input impedance of the communication unit 16.

Description

本発明は、複数の通信装置が通信線を介して通信を行う通信システムに関する。   The present invention relates to a communication system in which a plurality of communication devices communicate via a communication line.

従来、車両には多数の電子機器(通信装置)が搭載されており、各電子機器が通信線を介して接続し、相互に情報交換を行いながら協調動作することによって、車両の走行に係る制御及び車室内の快適性に係る制御等が実現される。車両に搭載された電子機器が通信を行う場合、通信プロトコルとしてCAN(Controller Area Network)が広く採用されている(非特許文献1参照)。   Conventionally, a lot of electronic devices (communication devices) are mounted on a vehicle, and each electronic device is connected via a communication line and cooperates while exchanging information with each other. In addition, control and the like related to comfort in the passenger compartment are realized. When an electronic device mounted on a vehicle performs communication, CAN (Controller Area Network) is widely adopted as a communication protocol (see Non-Patent Document 1).

一般的にCANの通信プロトコルを採用した通信システムでは、一対の通信線をより合わされてなるツイストペアケーブルが用いられ、各電子機器が差動信号による通信を行っており、一対の通信線間の電位差が閾値を超えた場合にドミナントが検出され、電位差が閾値を以下である場合にレセシブが検出される。また、一般的にCANの通信プロトコルを採用した通信システムは、バス型のネットワークトポロジーを採用している。バス型のネットワークトポロジーにおいて各電子機器は、他の電子機器と共通して通信に用いる幹線から分岐する支線に接続している。各電子機器は例えば、ドミナントをデータ0に対応付け、レセシブをデータ1に対応付けて、データの送受信を行う。   Generally, in a communication system that employs a CAN communication protocol, a twisted pair cable formed by combining a pair of communication lines is used, and each electronic device performs communication using a differential signal, and a potential difference between the pair of communication lines. Dominant is detected when the threshold exceeds the threshold, and recessive is detected when the potential difference is below the threshold. In general, a communication system adopting a CAN communication protocol adopts a bus type network topology. In a bus-type network topology, each electronic device is connected to a branch line that branches from a main line used for communication in common with other electronic devices. For example, each electronic device associates dominant with data 0 and associates recessive with data 1 to transmit and receive data.

ISO 11898−1:2003 Road vehicles--Controller area network(CAN)--Part1: Data link layer and physical signalingISO 11898-1: 2003 Road vehicles--Controller area network (CAN)-Part1: Data link layer and physical signaling

上述のようなCANの通信プロトコルを採用した通信システムにおいては、電子機器が通信のために信号を他の電子機器に送信するときにリンギングが生ずる。リンギングは、幹線から支線に分岐する分岐部分におけるインピーダンス不整合及び支線に接続する通信装置のインピーダンス不整合等の要因により生ずる。   In a communication system employing the CAN communication protocol as described above, ringing occurs when an electronic device transmits a signal to another electronic device for communication. Ringing occurs due to factors such as impedance mismatching at the branching portion branching from the main line to the branch line and impedance mismatching of the communication device connected to the branch line.

通信システムは、リンギングの影響が大きくなると、一の通信装置から送信されたドミナントの信号を受信した通信装置がレセシブの信号と判定する等が原因となって通信に障害が生じ、障害が大きい場合には通信不能に陥る虞がある。   If the communication system has a large failure due to ringing, the communication device that receives the dominant signal transmitted from one communication device determines that it is a recessive signal, etc. There is a risk of communication failure.

また、近年、CANの通信プロトコルよりも速い通信速度で電子機器間の通信を行うことができる、CAN−FD(CAN with Flexible Data Rate)等の車載ネットワークにおける通信プロトコルが研究されている。このような通信プロトコルに従った通信では、ドミナント又はレセシブの信号を送信するために要する時間が短いため、リンギングによる影響が低くなる前に信号の送受信が順次行われ、通信に影響を及ぼすために、リンギングをより低く抑える必要がある。   In recent years, a communication protocol in an in-vehicle network such as CAN-FD (CAN with Flexible Data Rate) capable of performing communication between electronic devices at a higher communication speed than a CAN communication protocol has been studied. In communication according to such a communication protocol, since it takes a short time to transmit a dominant or recessive signal, signal transmission / reception is sequentially performed before the influence of ringing is reduced, which affects communication. It is necessary to keep ringing lower.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、リンギングの影響が低い通信システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a communication system that is less affected by ringing.

本発明に係る通信システムは、一対の通信線を有する幹線と、終端抵抗を有し、該一対の通信線の間に該終端抵抗を介装し、前記幹線の各端部に接続してある2つの第1通信装置と、前記一対の通信線に各接続してある一対の通信線を含む支線と、該支線に接続してある通信部を有する第2通信装置とを備え、前記2つの第1通信装置及び第2通信装置夫々が通信を行う通信システムにおいて、前記第2通信装置は、前記支線に含まれる一対の通信線の間に介装された抵抗を備え、該抵抗は、前記支線の特性インピーダンス以上であり、かつ前記通信部の入力インピーダンスよりも低いインピーダンスに相当する抵抗値を有することを特徴とする。   The communication system according to the present invention has a trunk line having a pair of communication lines, a termination resistor, the termination resistor interposed between the pair of communication lines, and connected to each end of the trunk line. Two first communication devices, a branch line including a pair of communication lines respectively connected to the pair of communication lines, and a second communication device having a communication unit connected to the branch lines, the two communication devices In the communication system in which each of the first communication device and the second communication device performs communication, the second communication device includes a resistor interposed between a pair of communication lines included in the branch line, It has a resistance value equal to or higher than the characteristic impedance of the branch line and corresponding to an impedance lower than the input impedance of the communication unit.

本発明にあっては、第2通信装置は、支線に含まれる一対の通信線の間に介装された抵抗を備える。当該抵抗は、支線の特性インピーダンスの値以上であり、かつ通信部の入力インピーダンスの相対以下のインピーダンスに相当する抵抗値を有する。従って、第2通信装置は、支線の特性インピーダンスと通信部の入力インピーダンスとの差を抵抗によって小さくすることができるため、信号の反射を抑制し、リンギングの影響を低くすることができる。   In the present invention, the second communication device includes a resistor interposed between a pair of communication lines included in the branch line. The resistor has a resistance value that is equal to or greater than the value of the characteristic impedance of the branch line and that is less than the relative impedance of the input impedance of the communication unit. Therefore, the second communication device can reduce the difference between the characteristic impedance of the branch line and the input impedance of the communication unit by the resistance, and thus can suppress the reflection of the signal and reduce the influence of the ringing.

本発明に係る通信システムは、前記2つの第1通信装置及び第2通信装置は、1Mbps以上8Mbps以下の通信速度で通信を行うようにしてあり、前記幹線及び支線は、CAN(Controller Area Network)バスが有する特性インピーダンスの下限値よりも大きい特性インピーダンスを有するツイストペアケーブルであることを特徴とする。   In the communication system according to the present invention, the two first communication devices and the second communication device communicate with each other at a communication speed of 1 Mbps or more and 8 Mbps or less, and the trunk line and the branch line are CAN (Controller Area Network). It is a twisted pair cable having a characteristic impedance larger than the lower limit value of the characteristic impedance of the bus.

本発明にあっては、2つの第1通信装置及び第2通信装置は、1Mbps以上8Mbps以下の通信速度で通信を行う。幹線及び支線は、CANバスの特性インピーダンスの下限値よりも大きい値の特性インピーダンスを有するツイストペアケーブルである。   In the present invention, the two first communication devices and the second communication device communicate at a communication speed of 1 Mbps to 8 Mbps. The trunk line and the branch line are twisted pair cables having a characteristic impedance having a value larger than the lower limit value of the characteristic impedance of the CAN bus.

本発明に係る通信システムは、前記第2通信装置は、前記支線及び通信部間にローパスフィルタを備えることを特徴とする。   In the communication system according to the present invention, the second communication device includes a low-pass filter between the branch line and the communication unit.

本発明にあっては、第2通信装置は、支線及び通信部間にローパスフィルタを備える。従って、第2通信装置は、ローパスフィルタによって高周波のリンギング成分を除去することができるため、リンギングの影響を更に低くし、通信の安定性を高めることができる。   In the present invention, the second communication device includes a low-pass filter between the branch line and the communication unit. Therefore, since the second communication device can remove high-frequency ringing components by the low-pass filter, it is possible to further reduce the influence of ringing and improve the stability of communication.

本発明に係る通信システムは、前記ローパスフィルタは、コイルを含んで構成されていることを特徴とする。   The communication system according to the present invention is characterized in that the low-pass filter includes a coil.

本発明にあっては、ローパスフィルタはコイルを含んで構成される。従って、コイルを支線及び通信部間に直列に介装することによって、接地を行うことなく、ローパスフィルタを構成することができる。   In the present invention, the low pass filter includes a coil. Therefore, a low pass filter can be configured without grounding by interposing the coil in series between the branch line and the communication unit.

本発明に係る通信システムは、前記支線を複数備え、該支線に各接続する第2通信装置を複数備えることを特徴とする。   The communication system according to the present invention includes a plurality of branch lines, and a plurality of second communication devices connected to the branch lines.

本発明にあっては、支線を複数備える。また、該支線に各接続する第2通信装置を複数備える。従って、リンギングを抑制した通信を複数の第2通信装置間においても通信を行うことができる。   In the present invention, a plurality of branch lines are provided. A plurality of second communication devices connected to the branch lines are provided. Therefore, communication in which ringing is suppressed can be performed between a plurality of second communication devices.

本発明によれば、リンギングの影響が低い通信システムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a communication system that is less affected by ringing.

本実施の形態における通信システムの全体の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the whole communication system in this Embodiment. ECUの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of ECU. 終端ECUの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of terminal ECU. ECUが受信した信号レベルのシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the signal level which ECU received.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.

図1は、本実施の形態における通信システムの全体の構成を示す模式図である。通信システムは、車両に搭載されるECU(Electronic Control Unit)1a、1b、及び1cと、同じく車両に搭載される終端ECU2a及び2bとを含んで構成される。終端ECU2aは、通信線を含む幹線3の一端部と接続する。終端ECU2bは幹線3の他端部と接続する。また、ECU1aは、幹線3の中途の分岐点Aから分岐した支線4aと接続する。ECU1b及びECU1cについても同様に、ECU1bは分岐点Bから分岐する支線4bと接続し、ECU1cは分岐点Cから分岐する支線4cと接続する。分岐点Bは、幹線3の中途で、かつ分岐点Aよりも終端ECU2b側にある。分岐点Cは、幹線3の中途で、かつ分岐点Bよりも終端ECU2b側にある。支線4a、4b、及び4cは、通信線を含んで構成される。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a communication system according to the present embodiment. The communication system includes ECUs (Electronic Control Units) 1a, 1b, and 1c that are mounted on the vehicle, and terminal ECUs 2a and 2b that are also mounted on the vehicle. The terminal ECU 2a is connected to one end of the trunk line 3 including the communication line. The terminal ECU 2b is connected to the other end of the trunk line 3. The ECU 1a is connected to a branch line 4a branched from a branch point A in the middle of the main line 3. Similarly, the ECU 1b and the ECU 1c are connected to the branch line 4b branched from the branch point B, and the ECU 1c is connected to the branch line 4c branched from the branch point C. The branch point B is in the middle of the trunk line 3 and closer to the terminal ECU 2b than the branch point A. The branch point C is in the middle of the trunk line 3 and closer to the terminal ECU 2b than the branch point B. The branch lines 4a, 4b, and 4c are configured to include communication lines.

なお、ECU1a、1b、及び1cは同様の構成であるため、以下では総称してECU1とも称する。終端ECU2a及び2bについても同様の構成であるため、以下では総称して終端ECU2とも称する。支線4a、4b、及び4cについても同様の構成であるため、以下では総称して支線4とも称する。また、ECU1は、本発明の第2通信装置に相当し、終端ECU2は、本発明の第1通信装置に相当する。   In addition, since ECU1a, 1b, and 1c are the same structures, they are also named ECU1 generically below. Since the end ECUs 2a and 2b have the same configuration, they are also collectively referred to as the end ECU 2 below. Since the branch lines 4a, 4b, and 4c have the same configuration, they are also collectively referred to as a branch line 4 below. The ECU 1 corresponds to the second communication device of the present invention, and the terminal ECU 2 corresponds to the first communication device of the present invention.

このように構成された通信システムにおいては、ECU1及び終端ECU2夫々の間で幹線3を共通の通信線として通信が行われる。例えば、ECU1bにて支線4bへ信号が出力された場合、この信号は支線4bから幹線3、支線4aを経てECU1aへ至り、ECU1aが支線4aと接続する接続部等にて反射された反射波が生じる。反射波は、支線4a、幹線3、及び支線4bを経てECU1bに至る(図1中の破線の矢印参照)。ECU1bに至った反射波は、再度ECU1bが支線4aと接続する接続部等にて反射される。このように信号の反射が繰り返されることによって通信システムにおいてリンギングが生じる。また、図1において図示は省略するが、ECU1cにおいても同様の反射波が生ずる。更に、終端ECU2においても、幹線及び支線の特性インピーダンスの値によっては同様の反射波が生ずる虞がある。なお、ECU1は本発明の通信装置に相当する。   In the communication system configured as described above, communication is performed between the ECU 1 and the terminal ECU 2 using the trunk line 3 as a common communication line. For example, when a signal is output to the branch line 4b by the ECU 1b, this signal reaches the ECU 1a from the branch line 4b through the trunk line 3 and the branch line 4a, and a reflected wave reflected by the connection portion etc. at which the ECU 1a connects to the branch line 4a. Arise. The reflected wave reaches the ECU 1b through the branch line 4a, the trunk line 3, and the branch line 4b (see the broken arrow in FIG. 1). The reflected wave that has reached the ECU 1b is reflected again at the connecting portion where the ECU 1b connects to the branch line 4a again. In this way, ringing occurs in the communication system due to repeated signal reflection. Moreover, although illustration is abbreviate | omitted in FIG. 1, the same reflected wave arises also in ECU1c. Further, the terminal ECU 2 may generate a similar reflected wave depending on the characteristic impedance values of the main line and the branch line. The ECU 1 corresponds to the communication device of the present invention.

図2は、ECU1の構成を示すブロック図である。ECU1は、制御部11、ROM(Read Only Memory)12、RAM(Random Access Memory)13、入力部14、出力部15、ドライバ16、及び接続回路17等を備えて構成されている。制御部11は、CPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)等の演算処理装置を用いて構成されるものであり、ROM12に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより種々の制御処理を行うことができる。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the ECU 1. The ECU 1 includes a control unit 11, a ROM (Read Only Memory) 12, a RAM (Random Access Memory) 13, an input unit 14, an output unit 15, a driver 16, a connection circuit 17, and the like. The control unit 11 is configured using an arithmetic processing device such as a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit), and performs various controls by reading and executing a control program stored in the ROM 12. Processing can be performed.

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

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

ドライバ16は、他のECU1との間でCANプロトコルに従った情報の送受信を行うものであり、接続回路17を介して支線4と接続している。ドライバ16は、制御部11から与えられた送信情報をCANプロトコルに応じた送信用のデータ(フレーム)に変換して送信部16aへ与える。ドライバ16の送信部16aは、与えられた送信データの各ビットの値(0(ドミナント)又は1(レセシブ))に応じて、支線4へ信号を出力する。CANプロトコルにおいては、幹線3及び支線4は、一対の通信線が撚り合わされてなるツイストペアケーブルが用いられる。送信部16aは接続回路17を介して接続する支線4に差動信号を出力する。送信部16aは、ドミナントの信号を送信するときは、支線4に含まれる一対の通信線間の電位差が2Vとなる差動信号を出力し、レセシブの信号を送信するときは、当該電位差が0Vとなる差動信号を出力する。なお、ドライバ16は、本発明の通信部に相当する。   The driver 16 transmits / receives information to / from other ECUs 1 according to the CAN protocol, and is connected to the branch line 4 via the connection circuit 17. The driver 16 converts the transmission information given from the control unit 11 into transmission data (frame) according to the CAN protocol and gives the data to the transmission unit 16a. The transmission unit 16a of the driver 16 outputs a signal to the branch line 4 according to the value of each bit of the given transmission data (0 (dominant) or 1 (recessive)). In the CAN protocol, the trunk line 3 and the branch line 4 are twisted pair cables formed by twisting a pair of communication lines. The transmitter 16 a outputs a differential signal to the branch line 4 connected via the connection circuit 17. When transmitting a dominant signal, the transmission unit 16a outputs a differential signal in which the potential difference between the pair of communication lines included in the branch line 4 is 2V, and when transmitting a recessive signal, the potential difference is 0V. A differential signal is output. The driver 16 corresponds to the communication unit of the present invention.

またドライバ16は、支線4の信号レベルを検知することによって、支線4上に送信された信号がドミナント又はレセシブのいずれに対応する信号であるかを判定し、各ビットがドミナント又はレセシブで表されるデータの受信を行う受信部16bを有している。支線4の信号レベルとは、支線4に含まれる一対の通信線間の電位差のことを指す。ドライバ16は、受信部16bにて受信したデータを制御部11へ与える。またドライバ16は、送信部16aにて自らが送信したデータを受信部16bにて受信し、送信データと受信データとが一致しない場合(送信データのレセシブが受信データにてドミナントに変化していた場合)、他のECU1又は終端ECU2によってデータ送信されていることを検知し、アービトレーションの処理を行う。なおECU1が行うアービトレーションの処理は、従来のCANプロトコルによるものと同じであるため、詳細な説明を省略する。   Further, the driver 16 detects the signal level of the branch line 4 to determine whether the signal transmitted on the branch line 4 is a signal corresponding to dominant or recessive, and each bit is represented by dominant or recessive. A receiving unit 16b for receiving data. The signal level of the branch line 4 refers to a potential difference between a pair of communication lines included in the branch line 4. The driver 16 gives the data received by the receiving unit 16b to the control unit 11. Further, the driver 16 receives the data transmitted by the transmission unit 16a at the reception unit 16b, and when the transmission data and the reception data do not match (the recessiveness of the transmission data has changed to dominant in the reception data). ), It is detected that data is being transmitted by another ECU 1 or terminal ECU 2, and arbitration processing is performed. The arbitration process performed by the ECU 1 is the same as that performed by the conventional CAN protocol, and thus detailed description thereof is omitted.

接続回路17は、支線4に介装され、支線4からドライバ16に入力される信号による反射波を抑制するように構成されている。接続回路17は、支線4に含まれる一対の通信線の間に介装されている抵抗17aを備える。抵抗17aは、支線4の特性インピーダンス以上であり、かつドライバ16への入力インピーダンスの値よりも低い抵抗値を有する。一般にECU1に相当する通信装置のドライバ16の入力インピーダンスの値は、支線4に相当する通信線の特性インピーダンスの値に比べて極めて高い値である。また、反射波の信号レベルは、インピーダンス不整合の度合いが大きい、即ち信号が伝送する2つの媒体のインピーダンスの差が大きいときに高くなる。そのため、抵抗17aが上述のような抵抗値を有することにより、インピーダンスの差が小さくなるので、信号の反射を抑制することができる。   The connection circuit 17 is interposed in the branch line 4 and is configured to suppress a reflected wave due to a signal input from the branch line 4 to the driver 16. The connection circuit 17 includes a resistor 17 a interposed between a pair of communication lines included in the branch line 4. The resistor 17 a has a resistance value that is equal to or higher than the characteristic impedance of the branch line 4 and lower than the value of the input impedance to the driver 16. In general, the input impedance value of the driver 16 of the communication device corresponding to the ECU 1 is extremely higher than the characteristic impedance value of the communication line corresponding to the branch line 4. The signal level of the reflected wave is high when the degree of impedance mismatch is large, that is, when the difference in impedance between the two media transmitting signals is large. Therefore, since the resistance 17a has the resistance value as described above, the difference in impedance is reduced, so that signal reflection can be suppressed.

また接続回路17は、抵抗17aよりも幹線3側の支線4に含まれる通信線の一方に介装されるコイル17bと、コイル17bに並列に接続する抵抗17cを備える。本実施の形態における通信システムは、コイル17b及び抵抗17cがローパスフィルタのとして機能することにより、高周波のリンギング成分を除去することができるため、リンギングを抑制し、通信の安定性を高めることができる。   The connection circuit 17 includes a coil 17b interposed on one of the communication lines included in the branch line 4 on the side of the trunk line 3 from the resistor 17a, and a resistor 17c connected in parallel to the coil 17b. In the communication system according to the present embodiment, since the coil 17b and the resistor 17c function as a low-pass filter, high-frequency ringing components can be removed, so that ringing can be suppressed and communication stability can be improved. .

図3は、終端ECU2の構成を示すブロック図である。終端ECU2は、制御部21、ROM22、RAM23、入力部24、出力部25、ドライバ26、及び接続回路27等を備えて構成される。ここで、制御部21、ROM22、及びRAM23は、図2中の制御部11、ROM12、及びRAM13に夫々同様に作用するため、説明を省略する。また、入力部24、出力部25、及びドライバ26は、図2中の入力部14、出力部15、及びドライバ16に夫々同様に作用するため説明を省略する。なお、終端ECU2のドライバ26は、接続回路27を介して幹線3と接続する。   FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the terminal ECU 2. The terminal ECU 2 includes a control unit 21, a ROM 22, a RAM 23, an input unit 24, an output unit 25, a driver 26, a connection circuit 27, and the like. Here, since the control part 21, ROM22, and RAM23 operate | move similarly to the control part 11, ROM12, and RAM13 in FIG. 2, description is abbreviate | omitted. The input unit 24, the output unit 25, and the driver 26 operate in the same manner on the input unit 14, the output unit 15, and the driver 16 in FIG. Note that the driver 26 of the terminal ECU 2 is connected to the main line 3 via the connection circuit 27.

接続回路27では、支線4における一対の通信線の間に2つの抵抗27aからなる直列回路が介装されている。また、接続回路27は、コンデンサ27bを備える。コンデンサ27bについては、一端は2つの抵抗27aの間に接続し、他端は接地している。このように構成された接続回路27は、CANプロトコルにおける所謂スプリットターミネーションであり、ドライバ26への入力インピーダンスと、幹線3の特性インピーダンスとを整合する。なお、接続回路27は、終端抵抗であればよく、スプリットターミネーション以外で構成されていてもよい。   In the connection circuit 27, a series circuit including two resistors 27 a is interposed between a pair of communication lines in the branch line 4. The connection circuit 27 includes a capacitor 27b. One end of the capacitor 27b is connected between the two resistors 27a, and the other end is grounded. The connection circuit 27 configured in this way is a so-called split termination in the CAN protocol, and matches the input impedance to the driver 26 and the characteristic impedance of the main line 3. Note that the connection circuit 27 may be a termination resistor and may be configured other than split termination.

このように構成された通信システムでは、ECU1の接続回路17によって、支線4の特性インピーダンスと、ドライバ16への入力インピーダンスとを整合するため、リンギングを抑制することができる。   In the communication system configured as described above, the connection circuit 17 of the ECU 1 matches the characteristic impedance of the branch line 4 and the input impedance to the driver 16, so that ringing can be suppressed.

次に、本実施の形態における通信システムの効果を実証するために行ったシミュレーションについて説明する。本シミュレーションの条件として、幹線3は全長を14mとし、支線4は全長を2mとした。ここで、幹線3の長さの内訳として、終端ECU2aから分岐点Aまでの長さ及び終端ECU2bから分岐点Cまでの長さは2.5mとし、分岐点Aから分岐点Bまでの長さ及び分岐点Bから分岐点Cまでの長さは4.5mとした。また、ECU1のドライバ16への入力インピーダンス(ECU1の内部抵抗)と、終端ECU2のドライバ26への入力インピーダンス(終端ECU2の内部抵抗)とは10kΩとした。また、ECU1及び終端ECU2の内部負荷容量は50pFとした。更に、ECU1においては、接続回路17における抵抗17aの抵抗値を500Ω、ローパスフィルタとしてコイル17bのインダクタンスを1μH、抵抗17cの抵抗値を30Ωとした。また更に、終端ECU2においては、接続回路27における抵抗27aの抵抗値を60Ωとし、コンデンサのキャパシタンスを4.7μFとした。なお、ECU1及び終端ECU2の内部抵抗の値は、ISO11898−2の規格に準拠した値であり、スプリットターミネーションとして機能する接続回路27は、ISO11898−5の規格に準拠した構成である。   Next, a simulation performed to verify the effect of the communication system in the present embodiment will be described. As conditions for this simulation, the trunk line 3 had a total length of 14 m, and the branch line 4 had a total length of 2 m. Here, as a breakdown of the length of the trunk line 3, the length from the terminal ECU 2a to the branch point A and the length from the terminal ECU 2b to the branch point C are 2.5 m, and the length from the branch point A to the branch point B is as follows. The length from the branch point B to the branch point C was 4.5 m. The input impedance to the driver 16 of the ECU 1 (internal resistance of the ECU 1) and the input impedance to the driver 26 of the terminal ECU 2 (internal resistance of the terminal ECU 2) were set to 10 kΩ. The internal load capacities of the ECU 1 and the terminal ECU 2 were 50 pF. Further, in the ECU 1, the resistance value of the resistor 17a in the connection circuit 17 is 500Ω, the inductance of the coil 17b as a low-pass filter is 1 μH, and the resistance value of the resistor 17c is 30Ω. Furthermore, in the termination ECU 2, the resistance value of the resistor 27a in the connection circuit 27 is set to 60Ω, and the capacitance of the capacitor is set to 4.7 μF. Note that the values of the internal resistances of the ECU 1 and the terminal ECU 2 are values conforming to the ISO 11898-2 standard, and the connection circuit 27 that functions as split termination has a configuration conforming to the ISO 11898-5 standard.

本シミュレーションにおいては、上述の条件に基づいて、ECU1bは、送信部16aからドミナントの信号、即ち電位差が2Vとなる差動信号を一定時間送信し、その後レセシブの信号、即ち電位差が0Vとなる差動信号を出力し続ける。また、ECU1bは、受信部16bにて信号を受信する。ECU1a、ECU1c、及び終端ECU2は信号を出力しない。そのため、本シミュレーションにおいて、ECU1bが受信部16bにて受信する信号は、送信部16aから送信された信号の反射波のみである。従って、本シミュレーションにおいてECU1bが受信部16bにて受信した信号の信号レベルを評価することによって、本実施の形態の通信システムにおけるリンギングの影響を評価することができる。なお、本シミュレーションにおいては、CANプロトコルに従って、ドライバ16は受信した信号の信号レベルが0.9V以上のときドミナントの信号であると判断し、それ以下の信号レベルのときレセシブの信号であると判断する。   In this simulation, based on the above-described conditions, the ECU 1b transmits a dominant signal, that is, a differential signal having a potential difference of 2V from the transmission unit 16a for a certain period of time, and then a recessive signal, that is, a difference in which the potential difference becomes 0V. Continue to output motion signals. Moreover, ECU1b receives a signal in the receiving part 16b. ECU1a, ECU1c, and termination | terminus ECU2 do not output a signal. Therefore, in this simulation, the signal that the ECU 1b receives at the receiving unit 16b is only the reflected wave of the signal transmitted from the transmitting unit 16a. Therefore, in this simulation, the influence of ringing in the communication system of the present embodiment can be evaluated by evaluating the signal level of the signal received by the receiving unit 16b by the ECU 1b. In this simulation, according to the CAN protocol, the driver 16 determines that the received signal is a dominant signal when the signal level of the received signal is 0.9 V or higher, and determines that it is a recessive signal when the signal level is lower than that. To do.

図4は、ECU1bが受信した信号レベルのシミュレーション結果を示すグラフである。図4に示すグラフにおいては、横軸が時間(単位はnsec)を示し、縦軸が信号レベル(単位はV)を示す。図4中の太線は、幹線3及び支線4の特性インピーダンスが120Ωであるときの信号レベルの推移を示し、細線は、当該特性インピーダンスが140Ωであるときの信号レベルの推移を示す。また、図4中の一点鎖線は、幹線3及び支線4の特性インピーダンスが280Ωであるときの信号レベルの波形を示す。   FIG. 4 is a graph showing a simulation result of the signal level received by the ECU 1b. In the graph shown in FIG. 4, the horizontal axis represents time (unit: nsec), and the vertical axis represents signal level (unit: V). The thick line in FIG. 4 shows the transition of the signal level when the characteristic impedance of the main line 3 and the branch line 4 is 120Ω, and the thin line shows the transition of the signal level when the characteristic impedance is 140Ω. 4 indicates a signal level waveform when the characteristic impedance of the main line 3 and the branch line 4 is 280Ω.

図4において、ECU1bの送信部16aはt1秒まではドミナントの信号を出力し続け、t1秒以降はレセシブの信号を出力し続ける。ECU1bの受信部16bは、t1秒までは、ドミナントの信号の信号レベルの波形が示されている。t1秒以降は、受信部16bによって、送信部16aが送信したドミナントの信号の反射波による信号レベルが示されている。幹線3及び支線4の特性インピーダンスが120Ω、140Ω、及び280Ωのときの何れの波形も、t1秒以降に信号レベルが0.9Vを超えていない。つまり、送信部16aの送信データと受信部16bの受信データとの不一致が生じていない。従って、ECU1bが誤ってレセシブをドミナントと認識することがないため、本実施の形態における通信システムはリンギングの影響を受けることなく通信を行うことができる。なお、図4中においては示さなかったが、上述の条件において、幹線3及び支線4の特性インピーダンスが200Ω、220Ω、240Ω、及び260Ωであるときについてもシミュレーションを行った。その結果、送信部16aの送信データと受信部16bの受信データとの不一致は、何れの特性インピーダンスにおいても生じなかった。そのため、上述の条件において、幹線3及び支線4の特性インピーダンスが120Ω〜280Ωのときは、通信システムの通信はリンギングの影響が低い。   In FIG. 4, the transmission unit 16a of the ECU 1b continues to output a dominant signal until t1 seconds, and continues to output a recessive signal after t1 seconds. The reception unit 16b of the ECU 1b shows the waveform of the signal level of the dominant signal up to t1 seconds. After t1 seconds, the signal level by the reflected wave of the dominant signal transmitted by the transmitter 16a is indicated by the receiver 16b. In any of the waveforms when the characteristic impedances of the main line 3 and the branch line 4 are 120Ω, 140Ω, and 280Ω, the signal level does not exceed 0.9V after t1 seconds. That is, there is no mismatch between the transmission data of the transmission unit 16a and the reception data of the reception unit 16b. Therefore, since the ECU 1b does not mistakenly recognize recessive as a dominant, the communication system in the present embodiment can perform communication without being affected by ringing. Although not shown in FIG. 4, the simulation was also performed when the characteristic impedances of the main line 3 and the branch line 4 were 200Ω, 220Ω, 240Ω, and 260Ω under the above-described conditions. As a result, the mismatch between the transmission data of the transmission unit 16a and the reception data of the reception unit 16b did not occur in any characteristic impedance. Therefore, when the characteristic impedance of the main line 3 and the branch line 4 is 120Ω to 280Ω under the above-described conditions, the communication of the communication system is less affected by ringing.

以上の構成の通信システムは、ECU1の接続回路17の抵抗17aによって、支線4の特性インピーダンスとドライバ16の入力インピーダンスとの差を小さくすることができ、コイル17bと抵抗17cがローパスフィルタとして機能することができるため、リンギングの影響が低い通信を行うことができる。そのため、通信システムは、CANプロトコルに基づく通信よりも速度の速い通信、例えば、1Mbps以上8Mbps以下の通信を行うときであっても、リンギングの影響が低い通信を行うことができる。   In the communication system configured as described above, the difference between the characteristic impedance of the branch line 4 and the input impedance of the driver 16 can be reduced by the resistor 17a of the connection circuit 17 of the ECU 1, and the coil 17b and the resistor 17c function as a low-pass filter. Therefore, communication with a low influence of ringing can be performed. Therefore, the communication system can perform communication with less influence of ringing even when performing communication at a higher speed than communication based on the CAN protocol, for example, communication of 1 Mbps to 8 Mbps.

また、実施の形態において、接続回路17はECU1と一体にしてあることを説明したが、ECU1と別に設けられていてもよい。   In the embodiment, it has been described that the connection circuit 17 is integrated with the ECU 1. However, the connection circuit 17 may be provided separately from the ECU 1.

更に、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   Furthermore, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined not by the above-mentioned meaning but by the scope of claims for patent, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of claims for patent.

1a,1b,1c ECU(第2通信装置)
2 終端ECU(第1通信装置)
3 幹線
4a,4b,4c 支線
16 ドライバ(通信部)
17 接続回路
17a,17c 抵抗
17b コイル
1a, 1b, 1c ECU (second communication device)
2 End ECU (first communication device)
3 trunk line 4a, 4b, 4c branch line 16 driver (communication part)
17 Connection circuit 17a, 17c Resistance 17b Coil

Claims (5)

一対の通信線を有する幹線と、終端抵抗を有し、該一対の通信線の間に該終端抵抗を介装し、前記幹線の各端部に接続してある2つの第1通信装置と、前記一対の通信線に各接続してある一対の通信線を含む支線と、該支線に接続してある通信部を有する第2通信装置とを備え、前記2つの第1通信装置及び第2通信装置夫々が通信を行う通信システムにおいて、
前記第2通信装置は、
前記支線に含まれる一対の通信線の間に介装された抵抗を備え、
該抵抗は、前記支線の特性インピーダンス以上であり、かつ前記通信部の入力インピーダンスよりも低いインピーダンスに相当する抵抗値を有すること
を特徴とする通信システム。
A trunk line having a pair of communication lines; and two first communication devices having a termination resistor, the termination resistor interposed between the pair of communication lines, and connected to each end of the trunk line; A branch line including a pair of communication lines each connected to the pair of communication lines; and a second communication apparatus having a communication unit connected to the branch lines, the two first communication apparatuses and the second communication. In a communication system in which each device communicates,
The second communication device is
Comprising a resistor interposed between a pair of communication lines included in the branch line;
The resistance is equal to or higher than a characteristic impedance of the branch line and has a resistance value corresponding to an impedance lower than an input impedance of the communication unit.
前記2つの第1通信装置及び第2通信装置は、1Mbps以上8Mbps以下の通信速度で通信を行うようにしてあり、
前記幹線及び支線は、CAN(Controller Area Network)バスが有する特性インピーダンスの下限値よりも大きい特性インピーダンスを有するツイストペアケーブルであること
を特徴とする請求項1に記載の通信システム。
The two first communication devices and the second communication device communicate at a communication speed of 1 Mbps or more and 8 Mbps or less,
The communication system according to claim 1, wherein the trunk line and the branch line are twisted pair cables having a characteristic impedance larger than a lower limit value of a characteristic impedance of a CAN (Controller Area Network) bus.
前記第2通信装置は、前記支線及び通信部間にローパスフィルタを備えること
を特徴とする請求項1及び2に記載の通信システム。
The communication system according to claim 1, wherein the second communication device includes a low-pass filter between the branch line and the communication unit.
前記ローパスフィルタは、コイルを含んで構成されていること
を特徴とする請求項3に記載の通信システム。
The communication system according to claim 3, wherein the low-pass filter includes a coil.
前記支線を複数備え、
該支線に各接続する第2通信装置を複数備えること
を特徴とする請求項1から4までの何れか一つに記載の通信システム。
A plurality of branch lines;
The communication system according to any one of claims 1 to 4, further comprising a plurality of second communication devices each connected to the branch line.
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