JP5516520B2 - 通信ネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、通常動作モードと低消費電力モードとに移行可能に構成される複数のノードを通信線により接続してなる通信ネットワークシステムに関する。

例えば車載ネットワークに接続されているＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの各通信ノードは、消費電力を低減するため、所定の条件が成立するとシステムクロックの供給を停止させるなどしてスタンバイモードに移行するように構成されている。そして、何れかの通信ノードが通信を開始した際には、スタンバイモードにある通信ノードを通常動作モードに移行させる（ウェイクアップ）。しかし、通信は必ずしも全てのノードを対象として行われることはないため、データの送信先となる通信ノードだけをウェイクアップさせるのが好ましい。そこで、特許文献１では、通信線にウェイクアップ信号を個別に送信するための信号線を追加することで、一部の通信ノードだけをウェイクアップさせるネットワークを実現している。

特開２０１０−２８０３１４号公報（図２参照）

しかしながら、特許文献１の方式では、当然ながら信号線の数が通信ノードの数に応じて増加するので、通信ネットワークに要求される信号線数の削減については逆行することになる。また、何れの通信ノードをウェイクアップさせるかを管理するためのノードは１つに設定されるため、制御を柔軟に行うことができない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、信号線数を増加させることなく、低消費電力モードにある通信ノードを、通信対象となるものだけ通常動作モードに移行可能な通信ネットワークシステムを提供することにある。

請求項１記載の通信ネットワークシステムによれば、通信を開始するノードが、低消費電力モードに移行中であるノードを通常動作モードに移行させる際には、通信線上における信号の変化状態を、通常の通信における通信速度を維持したまま、通常の通信における１フレームよりも長い期間継続させる。一方、低消費電力モードに移行中であるノードは、変化状態検出手段により検出される通信線上における信号の変化状態が自身に割り当てられている閾値を超えて継続すると、起動信号出力手段が起動信号を出力して制御部を通常動作モードに移行させる。

すなわち、通信線上における信号の変化状態がどれくらいの期間に亘り継続するかは、制御部が低消費電力モードに移行中であっても、周辺回路として構成される変化状態検出手段により検出できる。また、その変化状態の継続が、通常の通信における１フレームよりも長い期間に亘ることになれば、信号がイレギュラーな出力状態にあることも容易に判別できる。そこで、上記のように変化状態が継続したことを低消費電力モードの解除要求を意味するコマンドとして、各ノードに設定されるそれぞれ異なる閾値と比較した結果に応じて制御部に起動信号を出力すれば、専用の信号線を追加することなく、通信対象となる一部のノードだけを起動して通信を行うことができ、消費電力の増加を抑制できる。

加えて、信号の変化状態を、通常の通信における通信速度を維持したまま、通常の通信における１フレームよりも長い期間継続させることは、何れのノードにおいても行うことが可能であるから、特定のノードに機能を限定することなく通信対象とするノードを起動することが可能になる。

また、請求項１，４記載の通信ネットワークシステムによれば、変化状態検出手段を、信号レベルが反転する変化が継続する長さに応じて、検出電圧レベルが上昇するように構成する。例えば、信号がハイ，ローの二値レベルに変化する仕様においては、その二値レベル間の変化によるエッジの検出回数をカウントすることで、低消費電力モードに移行中のノードは、自身に対する解除要求が出力されたか否かを判別できる。

請求項５記載の通信ネットワークシステムによれば、変化状態検出手段を、信号レベルが一方向に反転する毎にパルス信号を出力するパルス信号出力手段と、そのパルス信号によって充電されるコンデンサとで構成し、起動信号出力手段を、前記コンデンサの充電電圧を所定の閾値レベルと比較するコンパレータで構成する。このように構成すれば、信号レベルが、例えばローからハイに変化する際の立ち上がりエッジが検出される毎にパルス信号が出力されてコンデンサが充電される。上記立ち上がりエッジが所定の間隔で検出されてパルス信号が連続的に出力されるとコンデンサの充電電圧が上昇する。そして、充電電圧が閾値レベルを超えると、コンパレータが起動信号を制御部に出力するようになる。

請求項９，１２，１４記載の通信ネットワークシステムによれば、変化状態検出手段を、信号がドライブレベルに変化している状態が継続する長さに応じて、検出電圧レベルが上昇するように構成する。したがって、低消費電力モードに移行中のノードは、信号のドライブレベルが維持されている長さに応じて上昇する検出電圧レベルに基づいて、自身に対する解除要求が出力されたか否かを判別できる。

そして、変化状態検出手段を、信号レベルがドライブレベルに変化している間に充電されるコンデンサで構成し、起動信号出力手段を、前記コンデンサの充電電圧を所定の閾値レベルと比較するコンパレータで構成する。このように構成すれば、信号レベルがドライブレベルに変化している間にコンデンサが充電され続け、その充電電圧が閾値レベルを超えるとコンパレータが起動信号を制御部に出力するようになる。

また、請求項９記載の通信ネットワークシステムによれば、起動信号出力手段を、複数の判定閾値を有し、検出電圧レベルが、最も低い閾値を最初に超えた以降に複数の判定閾値の間を交差するパターンが、予め割り当てられている所定のパターンに一致すると起動信号を出力するように構成する。このように構成すれば、ネットワークに接続されるノードの数が多い場合でも、ノード数よりも少ない段階の閾値を設定して、各ノードに低消費電力モードの解除要求を判定させることができる。

請求項１０記載の通信ネットワークシステムによれば、起動信号出力手段を、各閾値との比較結果を順次格納する複数のシフトレジスタと、それら複数のシフトレジスタより出力されるデータパターンを、予め設定されている所定のデータパターンと比較するパターン比較手段とで構成する。このように構成すれば、検出電圧が最も低い閾値を最初に超えた以降に、各レベルの閾値を交差して変化した結果が複数のシフトレジスタに順次格納されるので、パターン比較手段がそれらのシフトレジスタに格納されたデータ値を比較することで、各ノードに低消費電力モードの解除要求を判定させることができる。

請求項１１記載の通信ネットワークシステムによれば、複数の判定閾値を、各ノード毎に異なる値に設定するので、各ノードにおいて、より多様な形態で解除要求の判定を行うことができる。

請求項７，１２記載の通信ネットワークシステムによれば、変化状態検出手段を、検出電圧レベルが上昇する速度が各ノード毎に異なるように構成するので、例えば設定する閾値の種類が少ない場合でも、検出電圧レベルの上昇速度の相違に応じて各ノードにおける解除要求の判定状態を変化させることができる。

請求項１３記載の通信ネットワークシステムによれば、変化状態検出手段が、変化状態が継続することにより充電電圧レベルが上昇するコンデンサを備える構成において、前記コンデンサの容量を異なる値に設定するので、当該容量の多寡に応じて検出電圧レベルが上昇する速度が異なるように設定できる。

請求項２，１４記載の通信ネットワークシステムによれば、起動信号出力手段には、各ノードで同じ閾値を設定し、通信を開始するノードは、通信線上における信号の変化状態を通常の通信における１フレームよりも長い期間継続させて、自身以外の全てのノードを一旦起動させる。それから、通信対象とするノード以外には低消費電力モードへ移行させるコマンドを送信する。このように構成した場合も、結果として通信対象となるノードだけを通常動作モードに移行させることができる。

請求項３，１５記載の通信ネットワークシステムによれば、変化状態検出手段を、閾値を変更可能に構成する。例えば、請求項１のように、信号の変化状態が自身に割り当てられている閾値を超えて継続すると起動信号を出力する構成においては、その継続時間が長くなると複数のノードに設定されている閾値を超える可能性がある。勿論、通信対象とするノードが複数であれば何の問題もないが、例えば閾値Ｌ，閾値Ｈ（＞閾値Ｌ）の２つのノードがあるとして、閾値Ｈのノードを通信対象とする場合は、必然的に閾値Ｌのノードの低消費電力モードも解除されることになる。このようなケースにおいて、上記の閾値Ｌ，閾値Ｈの設定を変更して入れ替えれば、元の閾値Ｈのノードだけを起動させることが可能となる。

請求項１６記載の通信ネットワークシステムによれば、変化状態検出手段を、変化状態が継続する長さに応じて出力電圧レベルを上昇させるように構成し、起動信号出力手段に、出力電圧レベルを閾値と比較するコンパレータを備え、そのコンパレータに設定される閾値を変更可能に構成する。したがって、コンパレータの閾値を変更することにより、解除要求判定の閾値を変更できる。

請求項１７記載の通信ネットワークシステムによれば、閾値の変更を、送信側のノードが変更コマンドを送信して行うようにするので、送信側のノードの判断に応じて閾値を変更できる。

請求項１８，１９記載の通信ネットワークシステムによれば、受信側のノードは、低消費電力モードへ移行する直前に（請求項１８）、又は通常動作モードに移行した直後に（請求項１９）閾値を変更するので、受信側がそれぞれ適切と判断したタイミングで閾値を変更できる。

第１実施例であり、各部の信号波形を示すタイミングチャート スケルチ回路の具体構成例を示す図 スケルチ回路の各部における信号波形を示す図 各ノードにおける受信側の構成部分を示す機能ブロック図 各ノードにおける送信側の構成部分を示す機能ブロック図 通信ネットワークシステムの構成を示す図 第２実施例を示す図４相当図 受信側の処理内容を示すフローチャート 図１相当図（その１） 図１相当図（その２） 第３実施例を示す図１相当図 第４実施例を示す図４相当図 Wake up判定回路の構成を示す図 図１相当図 第５実施例を示す図１相当図 第６実施例を示す図１相当図 第７実施例を示す図１相当図 図２相当図 第８実施例を示す図１相当図

（第１実施例）
以下、第１実施例について図１ないし図６を参照して説明する。図６は、通信ネットワークシステムの構成を示すものであり、通信バス１（通信線）には、ノード２Ａ〜２Ｃが接続されている。尚、実際には４つ以上のノードが接続されていても良い。各ノード２Ａ〜２Ｃは、通常動作モード（Ａｃｔｉｖｅ）と低消費電力モード（ｓｌｅｅｐ）とに移行可能に構成されている。通常動作モードとは、各ノード２を統括的に制御し、ＣＰＵ或いはマイクロコンピュータにより構成される制御回路（詳細は後述する）にクロック信号が供給されて動作しているモードである。一方、低消費電力モードとは、制御回路に対するクロック信号の供給が停止されることで制御回路の動作が停止し、電力消費を抑制しているモードである（スタンバイモードとも称する）。

そして、本実施例では、例えばノード２ＣがＡｃｔｉｖｅ（ＲＵＮ）であり、ノード２Ａ，２Ｂがｓｌｅｅｐにある状態から、ノード２Ｃがノード２Ａについてのみｓｌｅｅｐ状態を解除することで（Ｗａｋｅ ｕｐ）、ノード２Ｃ，２Ａ間で通信を行うパーシャルネットワークを実現することを目的とする。

図４は、各ノード２における受信側の構成部分；受信部２Ｒを示す機能ブロック図である。通信バス１上に出力される信号は、レシーバ３により受信され、受信信号はスケルチ回路４（変化状態検出手段，起動信号出力手段）及びフレーム受信回路５に入力される。スケルチ回路４は、受信信号の出力状態に応じてWake up信号をWake up制御回路６に出力する。閾値設定レジスタ８には、各ノード２についてそれぞれ異なるレジスタ値が固定設定され、上記レジスタ値により、スケルチ回路４がWake up信号を出力するための閾値が決定される。Wake up制御回路６は、上記Wake up信号をラッチして制御回路７（制御部）に起動信号を出力する。フレーム受信回路５は、受信信号を復調したデータを制御回路７に出力する。そして、制御回路７は、自身がＡｃｔｉｖｅとなっている場合に受信データを受け付けて処理する。

図５は、各ノード２における送信側の構成部分；送信部２Ｔを示す機能ブロック図である。制御回路７（受信部２Ｒと共通）が送信するデータは、フレーム送信回路９を介して変調されると、トランスミッタ１０を介して通信バス１上に送信される。尚、通信バス１は、例えば一対の信号線Ｒ＋，Ｒ−により差動信号を送信するものであり、非ドライブ状態では各信号線Ｒ＋，Ｒ−が中間電位を示す。ドライブ状態になると、信号線Ｒ＋側の電位が上昇すると共に信号線Ｒ−側の電位が低下して差動信号が送出される。或いは、ドライブ状態において、信号線Ｒ＋の電位が高電位である状態をハイレベルとし、その状態からレベルが反転して信号線Ｒ＋の電位が低電位である状態をローレベルとする形態でも良い。受信部２Ｒにおけるレシーバ３は、信号線Ｒ＋，Ｒ−の差電圧であるパルス信号を、スケルチ回路４に出力する。

図２は、スケルチ回路４の具体構成例を示す。スケルチ回路４は、ヒステリシスコンパレータ１１と、ＮＯＴゲート１２及びＡＮＤゲート１３で構成される立上りエッジ検出回路１４と、ダイオード１５，抵抗１６，コンデンサ１７からなる積分回路１８と、シュミットトリガ回路１９とで構成されている。図３は、スケルチ回路４の各部における信号波形を示す。

ヒステリシスコンパレータ１１は、レシーバ３より入力されるパルス信号を自身に設定されている閾値と比較してハイレベルのパルス信号Ｖ１を出力する。したがって、通信バス１が送信側のノード２によりドライブされてデータが送信され、ヒステリシスコンパレータ１１の閾値を超えるパルスが入力されると、パルス信号Ｖ１が出力される。立上りエッジ検出回路１４は、信号Ｖ１の立ち上がりエッジを検出すると、ＮＯＴゲート１２の遅延時間に相当するパルス幅の信号Ｖ２を出力する。出力信号Ｖ２は、ダイオード１５を介すことで信号Ｖ３としてシュミットトリガ回路１９に入力され、シュミットトリガ回路１９からはWake up信号（起動信号）が出力される。

すなわち、立上りエッジ検出回路１４より信号Ｖ２のパルスが出力される毎に、ダイオード１５を介してコンデンサ１７が充電され、信号Ｖ３の電位はその都度上昇する。一方、信号Ｖ２の出力が停止するとコンデンサ１７に蓄積された電荷は抵抗１６を介して放電されるので、信号Ｖ３の電位は徐々に低下する。

したがって、通信バス１上の差動信号の電位振幅がヒステリシスコンパレータ１１の閾値を交差するように連続して変化すると信号Ｖ３の電位が徐々に上昇する。そして、シュミットトリガ回路１９の閾値電圧Ｖｒ１を超えるとWake up信号はローレベルからハイレベル（アクティブ）に変化する。一方、差動信号の電位振幅がほとんど変化せず閾値を下回る状態が継続すると信号Ｖ３の電位が徐々に低下し、シュミットトリガ回路１９の閾値電圧Ｖｒ２を下回るとWake up信号はローレベルに変化する。
また、閾値設定レジスタ８に設定されるレジスタ値により、シュミットトリガ回路１９におけるヒステリシス付き閾値が変更可能に構成されている。例えば、前記レジスタ値に応じて、閾値を設定する抵抗回路の抵抗値が変更される。

次に、本実施例の作用について図１を参照して説明する。初期状態として、ノード２ＣがＡｃｔｉｖｅであり、ノード２Ａ，２Ｂがｓｌｅｅｐであるとする。この状態から、ノード２Ｃは、ノード２Ａを対象；送信先として通信を行うため、ノード２Ａのｓｌｅｅｐ状態を解除する。そのため、ノード２Ｃはトランスミッタ１０を介して通信バス１を連続的にドライブする。つまり、通信バス１において、データ値「０」，「１」が交互に出力されるように差動信号レベルを連続的に変化させる。すると、ノード２Ａ，２Ｂそれぞれのスケルチ回路４Ａ，４Ｂにおいて、信号Ｖ３のレベル（検出電圧レベル）が上昇し続ける（（a）,(２)参照）。

このときノード２Ｃは、ノード２ＡをWake upさせるために、上記の連続的な変化を、通常の通信を行う場合のフレーム長として規定されている長さを超えるように継続する（（ａ）参照）。すると、信号Ｖ３のレベルが上昇し続けるので、ノード２Ａにおけるスケルチ回路４Ａの閾値を超えると（（ｂ）参照）、スケルチ回路４ＡがWake up信号を出力し、Wake up制御回路６より起動信号が出力されて制御回路７Ａがｓｌｅｅｐ状態からＡｃｔｉｖｅ状態に移行する（（ｃ）参照）。すなわち、信号の連続的な変化を通常の通信フレーム長を超えて継続することが、ノード２Ａに対してWake upコマンドを送信することになる。
尚、図４（ｂ）には「エッジ計測量」と記載しているが、信号Ｖ３のレベルは、差動信号の立ち上りエッジが連続的に検出されている期間の長さを示すので、信号Ｖ３のレベルが上昇するということは、エッジの検出回数（計測量）が多いことを意味する。

ノード２ＡがＡｃｔｉｖｅになると、ノード２Ｃはノード２Ａにデータを送信して通信を行う。通常の通信フレーム長は、Wake upコマンド送信期間よりも短いため、通信期間内にスケルチ回路４ＡがWake up信号を出力することはない（（a）,(３)参照）。

次に、ノード２Ｃはノード２Ｂも通信対象とするため、再び差動信号を連続的に変化させる。ノード２Ｂにおけるスケルチ回路４Ｂの閾値は、スケルチ回路４Ａよりも高い値に設定されているため、ノード２Ｃは上記の連続的な変化を期間（２）よりも長く継続させる。そして、信号Ｖ３のレベルが上昇し続けてスケルチ回路４Ｂの閾値を超えると（（ｂ），（４）参照）、スケルチ回路４ＢがWake up信号を出力し、制御回路７Ｂがｓｌｅｅｐ状態からＡｃｔｉｖｅ状態に移行する（（ｄ）参照）。すると、ノード２Ｃはノード２Ａ，２Ｂを通信対象とし、双方にデータを送信して通信を行う（（５）参照）。

以上のように本実施例によれば、通信を開始するノード２Ｃが、低消費電力モード；ｓｌｅｅｐに移行中であるノード２Ａを通常動作モード；Ａｃｔｉｖｅに移行させる際には、通信バス１上における信号の変化状態を、通常の通信における１フレームよりも長い期間継続させる。すると、ｓｌｅｅｐに移行中であるノード２Ａは、スケルチ回路４Ａにより検出される通信線上における信号の変化状態が自身に割り当てられている閾値を超えて継続すると、Wake up制御回路６がWake up信号を出力して制御回路７ＡをＡｃｔｉｖｅに移行させるようにした。
すなわち、通信バス１上における信号の変化状態がどれくらいの期間に亘り継続するかは、制御回路７がｓｌｅｅｐに移行中でもスケルチ回路４により検出できる。また、その変化状態の継続が、通常の通信における１フレームよりも長い期間に亘ることになれば、信号がイレギュラーな出力状態にあることも容易に判別できる。

そこで、上記のように変化状態が継続したことをｓｌｅｅｐの解除要求を意味するWake upコマンドとして、各ノード２に設定されるそれぞれ異なる閾値と比較した結果に応じて制御回路７にWake up信号を出力すれば、専用の信号線を追加することなく、通信対象となる一部のノード２だけを起動して通信を行うパーシャルネットワークを実現し、消費電力の増加を抑制できる。また、信号の変化状態を、通常の通信における１フレームよりも長い期間継続させることは、何れのノード２においても行うことが可能であるから、特定のノード２に機能を限定することなく通信対象とするノード２を起動することが可能になる。

そして、スケルチ回路４を、信号レベルが反転する変化が継続する長さに応じて、検出電圧レベルが上昇するように構成する。具体的には、信号レベルの立ち上がりエッジが検出されるごとにパルス信号を出力する立上りエッジ検出回路１４と、そのパルス信号により充電されるコンデンサ１７とで構成し、コンデンサ１７の充電電圧を、シュミットトリガ回路１９により所定の閾値レベルと比較してWake up信号を出力する。したがって、差動信号の立ち上がりエッジが検出される毎にパルス信号が出力されてコンデンサ１７が充電され、その充電電圧が閾値レベルを超えるとシュミットトリガ回路１９が起動信号を制御回路７に出力するようになる。

（第２実施例）
図７ないし図１０は第２実施例であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図７は図４相当図であり、第２実施例の受信部２Ｒ’では、制御回路７’が書き込みを行うことで、閾値設定レジスタ８’のレジスタ値が設定変更可能となっている。制御回路７’は、送信側のノード２より送信される閾値変更コマンドを受信すると、そのコマンドに付随する設定データを閾値設定レジスタ８’に書き込み、スケルチ回路４におけるシュミットトリガ回路１９の閾値を変更する。その他の構成は第１実施例と同様である。

次に、第２実施例の作用について図８ないし図１０を参照して説明する。図９は図１相当図であり、第１実施例と同様に、ノード２Ｃが最初はノード２Ａと通信を行い、続いてノード２Ａ，２Ｂと通信を行う。その後、ノード２Ｂは、ノード２Ｃによってｓｌｅｅｐコマンドが送信されるとｓｌｅｅｐモードに移行するが、ｓｌｅｅｐモードに移行する直前に制御回路７’が閾値設定レジスタ８’のレジスタ値を変更する。図９に示す例では、ノード２Ａと同等の閾値となるように変更する。

図８は、制御回路７’による処理を中心に示すフローチャートである。スケルチ回路４がWake up信号を出力することで制御回路７’が起動して処理を開始すると、先ず他のノード２に対する送信要因があるか否かを判断する（ステップＳ１）。送信要因がある場合は(ＹＥＳ)、通信対象となるノードに対するWake upコマンドを送信してから（ステップＳ２）送信処理を行う（ステップＳ３）。
また、他のノード２から送信されたコマンド又はデータを受信すると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、受信処理を行う（ステップＳ５）。それから、ｓｌｅｅｐコマンドを受信したか否かを判断し（ステップＳ６）、受信しなければ（ＮＯ）ステップＳ１に戻り、受信した場合は（ＹＥＳ）閾値を変更するか否かを判断する（ステップＳ７）。

尚、ここでの判断は、制御回路７’の制御プログラムに応じたものとなり、アプリケーションの動作条件などに従い変更の必要が生じた場合に変更することになる。閾値を変更する場合は（ＹＥＳ）閾値設定レジスタ８’のレジスタ値を書き換えてから（ステップＳ８）ｓｌｅｅｐモードに移行する（ステップＳ９，図９，（５）（６）参照）。すなわち、制御回路７’に供給されるクロック信号の出力を停止させる。したがって、図９（７），（８）に示すように、次回にノード２Ｃがノード２Ａを起動するためのWake upコマンドを送信すると、ノード２Ａ，２Ｂが同時に起動するようになる。

また、図１０は、ノード２Ｃがノード２ＢをWake upコマンドにより起動させた直後に、制御回路７’が閾値設定レジスタ８’のレジスタ値を変更する場合のタイミングを示す（（４），（５）参照）。この場合、図８に示すフローチャートでは、ステップＳ７，Ｓ８をステップＳ１で「ＹＥＳ」と判断した後に移動させる。
以上のように第２実施例によれば、受信側のノード２Ｂは、ｓｌｅｅｐモードへ移行する直前に、又はWake upコマンドを受信して通常動作モードに移行した直後にスケルチ回路４の閾値を変更するので、受信側がそれぞれ適切と判断したタイミングで閾値を変更できる。

（第３実施例）
図１１は第３実施例であり、第２実施例と異なる部分のみ説明する。第３実施例は、受信側のノード２Ｂにおけるスケルチ回路４の閾値変更を、ノード２Ｃによって送信される閾値変更コマンドに基づいて行う場合を示す。ノード２Ｃは、ノード２Ａ及び２Ｂを起動させてこれらと通信を行い、ノード２Ｂに閾値変更コマンドを送信してから、ｓｌｅｅｐコマンドを送信する（（５），（６）参照）。ノード２Ｂは、閾値変更コマンドを受信すると、そのコマンドにより指定された値に応じて制御回路７’が閾値設定レジスタ８’のレジスタ値を書き換える。続いてｓｌｅｅｐコマンドを受信すると、第２実施例と同様にｓｌｅｅｐモードに移行する。
以上のように第３実施例によれば、閾値の変更を、送信側のノード２Ｃが変更コマンドを送信して行うので、ノード２Ｃの判断に応じて閾値を変更できる。

（第４実施例）
図１２ないし図１４は第４実施例である。図１２に示す受信部２１Ｒは、２つのスケルチ回路２２（１），２２（２）を備えているが、その最終段はシュミットトリガ回路１９ではなく、通常のコンパレータに置き換えられている（図示せず）。そして、各最終段のコンパレータに対しては、閾値設定レジスタ２３（１），２３（２）によって異なるレベルの閾値（例えば、閾値（１）＞閾値（２））が設定される。２つのスケルチ回路２２（１），２２（２）が出力する信号はWake up判定回路２４に入力され、Wake up判定回路２４において、上記２つの信号の出力パターンが予め設定されているパターンに一致するか否かが判定され、パターンに一致するとWake up信号が出力される。

図１３は、Wake up判定回路２４の内部構成を示すブロック図である。スケルチ回路２２（１），２２（２）からの出力信号は、それぞれシフトレジスタ２５（１）,２５（２）に入力される。シフトレジスタ２５（１）,２５（２）は、リセットされた状態から、スケルチ回路２２（１），２２（２）からの出力信号の立ち上りエッジ及び立下りエッジが入力される毎にデータ値「１」を順次シフトして格納する。そして、パターン判定部２６（パターン判定手段）は、シフトレジスタ２５（１）,２５（２）にそれぞれ格納されたデータ値が、予め設定されているパターンに一致するとWake up信号を出力する。

次に、第４実施例の作用について図１４を参照して説明する。第１実施例のように、ノード２Ｃがノード２Ａ,２ＢへのWake upコマンドを送信する。この時、ノード２Ｃは、当初は差動信号のレベルを連続的に反転させ続けるが、信号Ｖ３のレベルが上昇して閾値（２）を超え、更に閾値（１）を超えると想定される時間が経過すると、一旦通信バス１のドライブを停止させる。通信バス１がドライブされなくなると、信号Ｖ３のレベルが下降する。

そして、閾値（１）を下回り、更に閾値（２）を下回ると想定される時間が経過すると、ノード２Ｃは、再び差動信号のレベルを連続的に反転させる。そして、信号Ｖ３のレベルが再び閾値（２）を超え、更に閾値（１）を超えると想定される時間が経過すると、ノード２Ｃは、再度通信バス１のドライブを停止させる。更に同様のドライブパターンをもう１度繰り返す。
ノード２Ｃが以上のように通信バス１をドライブさせることで、Wake upコマンドは、途中から断続的な出力パターンとなる。図１４（a）に示す前半２つのパルス群がWake up＿Ａコマンドに相当し、最後も含めた３つのパルス群がWake up＿Ｂコマンドに相当する。

スケルチ回路２２（１），２２（２）からは、信号Ｖ３のレベルが閾値（２）,閾値（１）を交差するタイミングに応じて、それぞれがパルス状の信号を出力するが、スケルチ回路２２（２）の出力パルス幅は広く，スケルチ回路２２（１）の出力パルス幅は狭くなる。そして、それぞれのパルスの立ち上りエッジ及び立下りエッジにより、Wake up判定回路２４のシフトレジスタ２５（１）,２５（２）がトリガされ、それぞれにデータ値「１」が順次格納される。

説明を容易にするため、シフトレジスタ２５（２）側に格納されるデータ値を「２」と見る。すると、Wake up＿Ａコマンドの出力に応じて、シフトレジスタ２５（１）に格納されたデータは「１１１１」となり、シフトレジスタ２５（２）に格納されたデータは「２２２２」となる。そして、ノード２Ａのパターン判定部２６は、これらの格納データを予め内部に設定されているパターンと比較し、双方のパターンが一致するとWake up信号を出力する。また、Wake up＿Ｂコマンドの出力に応じて、シフトレジスタ２５（１）に格納されたデータは「１１１１１１」となり、シフトレジスタ２５（２）に格納されたデータは「２２２２２２」となる。そして、ノード２Ｂのパターン判定部２６は、これらの格納データを予め内部に設定されているデータパターンと比較し、一致するとWake up信号を出力する。尚、シフトレジスタ２５は、ｓｌｅｅｐモードに移行する前にクリアされる。

以上のように第４実施例によれば、スケルチ回路２２（１），２２（２）を備え、それぞれに異なる閾値を設定し、Wake up判定回路２４を、検出電圧Ｖ３のレベルが最低の閾値（２）を最初に超えた以降に閾値（１），（２）の間を交差するパターンが、予め割り当てられている所定のパターンに一致するとWake up信号を出力するように構成した。したがって、通信バス１に接続されるノード２の数が多い場合でも、ノード数よりも少ない段階の閾値を設定して、各ノード２にｓｌｅｅｐモードの解除要求を判定させることができる。また、第１実施例等とは異なり、各ノード２Ａ，２Ｂを個別に起動させることができる。

そして、Wake up判定回路２４を、各閾値（１），（２）との比較結果を順次格納するシフトレジスタ２５（１），２５（２）と、それらのシフトレジスタ２５より出力されるデータパターンを、予め設定されている所定のデータパターンと比較するパターン判定部２６とで構成した。したがって、パターン判定部２６が各シフトレジスタ２５（１），２５（２）に格納されたデータ値を比較することで、各ノード２に低消費電力モードの解除要求を判定させることができる。また、２つのスケルチ回路２２（１），２２（２）に設定される閾値を、各ノード２について同じ値にした場合でも、パターン判定部２６に設定するデータパターンに応じて、Wake upコマンドの受付判定が異なるように設定することができる。

（第５実施例）
図１５は第５実施例であり、第４実施例と異なる部分のみ説明する。第５実施例は、第４実施例と同様の構成において、例えばノード２Ａ，２Ｂに対してそれぞれ異なる閾値を設定した場合であり、（ａ）はノード２Ａ側，（ｂ）はノード２Ｂ側を示す。閾値（２）についてはノード２Ａ，２Ｂ共に同じ値であるが、閾値（１）についてはノード２Ａよりもノード２Ｂの方が高い値に設定されている。尚、閾値を可変設定する構成については、第２実施例と同様である。

したがって、ノード２Ｃが送信するWake upコマンドは、Ａ側のパターン（パルス群の発生間隔等）とＢ側のパターンとが相違することになる。ノード２Ａ側については、Wake up＿Ａコマンドの出力に応じて、シフトレジスタ２５（１）に格納されたデータが「１１１１１１」、シフトレジスタ２５（２）に格納されたデータが「２２２２２２」になるとパターン判定部２６がWake up信号を出力する。また、ノード２Ｂ側については、Wake up＿Ｂコマンドの出力に応じて、シフトレジスタ２５（１）に格納されたデータが「１１」、シフトレジスタ２５（２）に格納されたデータが「２２２２」になるとパターン判定部２６がWake up信号を出力する。
以上のように第５実施例によれば、複数の判定閾値を、各ノード２毎に異なる値に設定するので、各ノード２において、より多様な形態で解除要求の判定を行うことができる。尚、閾値（２）をそれぞれ異なる値に設定しても良い。

（第６実施例）
図１６は第６実施例であり、スケルチ回路４において、信号Ｖ２のパルス出力頻度に応じて、信号Ｖ３のレベルが上昇する速度（傾き）が各ノード２において異なるように設定した場合を示す。例えばノード２Ａ，２Ｂにおいて、スケルチ回路４を構成するコンデンサ１７の容量をＡ側は小さく、Ｂ側は大きく設定することで、同じパルス出力頻度に対して信号Ｖ３のレベルが上昇する速度は実線で示すＡ側が速くなり、破線で示すＢ側が遅くなる。

したがって、スケルチ回路４における閾値をノード２Ａ，２Ｂで同じレベルに設定した場合でも、図１６（ａ）に示すように、Wake up＿Ａコマンドについては出力期間を短く設定し、Wake up＿Ｂコマンドについては出力期間をより長く設定することで出力し分けることができる。図１６に示す例では、最初にWake up＿Ａコマンドによりノード２Ａだけを起動させて通信を行い、その後Wake up＿Ｂコマンドによりノード２Ｂも起動させて双方と同時に通信を行っている。

以上のように第６実施例によれば、スケルチ回路４において、検出電圧レベルＶ３が上昇する速度が各ノード２毎に異なるようにしたので、例えば設定する閾値の種類が少ない場合でも、検出電圧レベルの上昇速度が異なれば各ノード２における解除要求の判定状態を変化させることができる。尚、第６実施例についても、各ノード２における検出電圧レベルの上昇速度を可変設定することは容易である。コンデンサ１７の容量を可変設定すれば良いので、例えばスイッチとコンデンサとの直列回路を複数並列に接続し、レジスタ値に応じて各スイッチのオンオフを切り替えるようにすれば容量を変更でき、検出電圧レベルの上昇速度を変更できる。

（第７実施例）
図１７及び図１８は第７実施例である。図１７（ａ）に示すように、第７実施例は、上記各実施例とは異なり、Wake upコマンドを送信する際には通信バス１をドライブ状態にし続ける。この送信形態に対応するスケルチ回路３１を図１８に示す。このスケルチ回路３１は、スケルチ回路４より立上りエッジ検出回路１４を削除したもので、通信バス１がドライブ状態にある間はコンデンサ１７を充電し続けるようになっている。

以上のように構成される第７実施例によれば、スケルチ回路３１を、通信バス１上の信号がドライブレベルに変化している状態が継続する長さに応じて、検出電圧レベルが上昇するように構成した。具体的には、信号レベルがドライブレベルに変化している間に充電されるコンデンサ１７を備え、コンデンサ１７の充電電圧を所定の閾値レベルと比較するシュミットトリガ回路１９で構成する。したがって、ｓｌｅｅｐモードに移行中のノード２は、信号のドライブレベルが維持されている長さに応じて上昇する検出電圧レベルに基づいて、自身に対する解除要求が出力されたか否かを判別でき、第１実施例と同様の作用効果が得られる。

（第８実施例）
図１９は第８実施例を示す。第８実施例では、例えば第１実施例の構成において、各ノード２におけるスケルチ回路４に設定される閾値を全て同じ値に設定する。これにより、何れかのノード２が出力するWake upコマンドは、ｓｌｅｅｐに移行している全てのノード２を一括して起動させるコマンドとなる。そして、例えばノード２ＣがWake up＿ALLコマンドを送信してノード２Ａ，２Ｂを起動させると（２）、次にノード２Ｂだけをｓｌｅｅｐさせるコマンドを送信し（３）、ノード２Ａだけと通信を行う（４）。続いて、Wake up＿ALLコマンドを送信した後に（５）、ノード２Ａ，２Ｂの何れもｓｌｅｅｐさせなければ、ノード２Ｃはノード２Ａ，２Ｂの双方と通信を行うことになる（６）。

以上のように第８実施例によれば、ノード２Ｃは、Wake up＿ALLコマンドを送信してノード２Ａ，２Ｂを起動させると、ノード２Ｂだけをｓｌｅｅｐさせるコマンドを送信してｓｌｅｅｐモードに移行させ、ノード２Ａだけと通信を行うようにした。このように構成した場合も、結果として通信対象となるノード２だけを通常動作モードに移行させることができる。

尚、第８実施例においても、各ノード２に対して一律に設定される閾値を、例えば第２実施例のように変更設定可能としても良い。閾値レベルの高低は、Wake up判定を行うまでの時間の長さと、ノイズに対するマージン確保とのトレードオフとなるため、実際の通信環境において、ノイズの影響が強い場合は閾値を高めに設定し、ノイズの影響が弱い場合は閾値を低めに設定するなどの調整を行うことに意義がある。

本発明は上記し又は図面に記載した実施例のみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
変化状態検出手段を、例えば送信データのエッジ出力回数をカウントするカウンタで構成しても良い。
差動信号により通信を行う伝送線路に限らず、シングルエンド型の伝送線路に適用しても良い。
ノードが４つ以上ある通信ネットワークに適用しても良い

図面中、１は通信バス（通信線）、２はノード、４はスケルチ回路（変化状態検出手段，起動信号出力手段）、７は制御回路（制御部）、１７はコンデンサ、１９はシュミットトリガ回路（コンパレータ）、２２はスケルチ回路（変化状態検出手段，起動信号出力手段）、２５はシフトレジスタ、２６はパターン判定部（パターン判定手段）、３１はスケルチ回路（変化状態検出手段，起動信号出力手段）を示す。

Claims (19)

1. 通常動作モードと低消費電力モードとに移行可能に構成される複数のノードを通信線により接続してなる通信ネットワークシステムにおいて、
   前記各ノードは、通信制御を行う制御部と、前記通信線上における信号の変化状態を検出する変化状態検出手段と、前記変化状態の継続時間に応じて前記制御部に起動信号を出力する起動信号出力手段とを備え、
   通信を開始するノードが、低消費電力モードに移行中であるノードを通常動作モードに移行させる際には、前記通信線上における信号の変化状態を、通常の通信における通信速度を維持したまま、通常の通信における１フレームよりも長い期間継続させ、
   低消費電力モードに移行中であるノードは、前記変化状態検出手段により検出される変化状態が自身に割り当てられている閾値を超えて継続すると、前記起動信号出力手段が起動信号を出力して前記制御部を通常動作モードに移行させ、
   前記変化状態検出手段は、信号レベルが反転する変化が継続する長さに応じて、検出電圧レベルが上昇するように構成されていることを特徴とする通信ネットワークシステム。
2. 通常動作モードと低消費電力モードとに移行可能に構成される複数のノードを通信線により接続してなる通信ネットワークシステムにおいて、
   前記各ノードは、通信制御を行う制御部と、前記通信線上における信号の変化状態を検出する変化状態検出手段と、前記変化状態の継続時間に応じて前記制御部に起動信号を出力する起動信号出力手段とを備え、
   通信を開始するノードが、低消費電力モードに移行中であるノードを通常動作モードに移行させる際には、前記通信線上における信号の変化状態を、通常の通信における１フレームよりも長い期間継続させ、
   低消費電力モードに移行中であるノードは、前記変化状態検出手段により検出される変化状態が自身に割り当てられている閾値を超えて継続すると、前記起動信号出力手段が起動信号を出力して前記制御部を通常動作モードに移行させ、
   前記起動信号出力手段は、各ノードで同じ閾値が設定されており、
   通信を開始するノードが、前記通信線上における信号の変化状態を、通常の通信における１フレームよりも長い期間継続させて自身以外の全てのノードを起動させると、通信対象とするノード以外には低消費電力モードへ移行させるコマンドを送信することを特徴とする通信ネットワークシステム。
3. 通常動作モードと低消費電力モードとに移行可能に構成される複数のノードを通信線により接続してなる通信ネットワークシステムにおいて、
   前記各ノードは、通信制御を行う制御部と、前記通信線上における信号の変化状態を検出する変化状態検出手段と、前記変化状態の継続時間に応じて前記制御部に起動信号を出力する起動信号出力手段とを備え、
   通信を開始するノードが、低消費電力モードに移行中であるノードを通常動作モードに移行させる際には、前記通信線上における信号の変化状態を、通常の通信における１フレームよりも長い期間継続させ、
   低消費電力モードに移行中であるノードは、前記変化状態検出手段により検出される変化状態が自身に割り当てられている閾値を超えて継続すると、前記起動信号出力手段が起動信号を出力して前記制御部を通常動作モードに移行させ、
   前記変化状態検出手段は、前記閾値が変更可能に構成されていることを特徴とする通信ネットワークシステム。
4. 前記変化状態検出手段は、信号レベルが反転する変化が継続する長さに応じて、検出電圧レベルが上昇するように構成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の通信ネットワークシステム。
5. 前記変化状態検出手段は、前記信号レベルが一方向に反転するごとにパルス信号を出力するパルス信号出力手段と、前記パルス信号によって充電されるコンデンサとで構成され、
   前記起動信号出力手段は、前記コンデンサの充電電圧を所定の閾値レベルと比較するコンパレータで構成されることを特徴とする請求項１又は４記載の通信ネットワークシステム。
6. 前記起動信号出力手段は、複数の判定閾値を有し、前記検出電圧レベルが、最も低い閾値を最初に超えた以降に前記複数の判定閾値の間を交差するパターンが、予め割り当てられている所定のパターンに一致すると前記起動信号を出力することを特徴とする請求項１又は請求項３を引用する請求項４記載の通信ネットワークシステム。
7. 前記変化状態検出手段は、前記検出電圧レベルが上昇する速度が、各ノード毎に異なるように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項３を引用する請求項４記載の通信ネットワークシステム。
8. 前記起動信号出力手段は、各ノードで同じ閾値が設定されており、
   通信を開始するノードが、前記通信線上における信号の変化状態を、通常の通信における１フレームよりも長い期間継続させて自身以外の全てのノードを起動させると、通信対象とするノード以外には低消費電力モードへ移行させるコマンドを送信することを特徴とする請求項１又は請求項３を引用する請求項４若しくは請求項１を引用する請求項５の何れかに一項に記載の通信ネットワークシステム。
9. 通常動作モードと低消費電力モードとに移行可能に構成される複数のノードを通信線により接続してなる通信ネットワークシステムにおいて、
   前記各ノードは、通信制御を行う制御部と、前記通信線上における信号の変化状態を検出する変化状態検出手段と、前記変化状態の継続時間に応じて前記制御部に起動信号を出力する起動信号出力手段とを備え、
   通信を開始するノードが、低消費電力モードに移行中であるノードを通常動作モードに移行させる際には、前記通信線上における信号の変化状態を、通常の通信における１フレームよりも長い期間継続させ、
   低消費電力モードに移行中であるノードは、前記変化状態検出手段により検出される変化状態が自身に割り当てられている閾値を超えて継続すると、前記起動信号出力手段が起動信号を出力して前記制御部を通常動作モードに移行させ、
   前記変化状態検出手段は、信号がドライブレベルに変化している状態が継続する長さに応じて充電され、検出電圧レベルが上昇するコンデンサで構成され、
   前記起動信号出力手段は、前記コンデンサの充電電圧を所定の閾値レベルと比較するコンパレータで構成され、複数の判定閾値を有し、前記検出電圧レベルが、最も低い閾値を最初に超えた以降に前記複数の判定閾値の間を交差するパターンが、予め割り当てられている所定のパターンに一致すると前記起動信号を出力することを特徴とする通信ネットワークシステム。
10. 前記起動信号出力手段は、各閾値との比較結果を順次格納する複数のシフトレジスタと、
    それら複数のシフトレジスタより出力されるデータパターンを、予め設定されている所定のデータパターンと比較するパターン比較手段とを備えて構成されることを特徴とする請求項６又は９記載の通信ネットワークシステム。
11. 前記複数の判定閾値は、各ノード毎に異なる値に設定されていることを特徴とする請求項９又は１０記載の通信ネットワークシステム。
12. 通常動作モードと低消費電力モードとに移行可能に構成される複数のノードを通信線により接続してなる通信ネットワークシステムにおいて、
    前記各ノードは、通信制御を行う制御部と、前記通信線上における信号の変化状態を検出する変化状態検出手段と、前記変化状態の継続時間に応じて前記制御部に起動信号を出力する起動信号出力手段とを備え、
    通信を開始するノードが、低消費電力モードに移行中であるノードを通常動作モードに移行させる際には、前記通信線上における信号の変化状態を、通常の通信における１フレームよりも長い期間継続させ、
    低消費電力モードに移行中であるノードは、前記変化状態検出手段により検出される変化状態が自身に割り当てられている閾値を超えて継続すると、前記起動信号出力手段が起動信号を出力して前記制御部を通常動作モードに移行させ、
    前記変化状態検出手段は、信号がドライブレベルに変化している状態が継続する長さに応じて充電され、検出電圧レベルが上昇するコンデンサを用いて、前記検出電圧レベルが上昇する速度が、各ノード毎に異なるように構成され、
    前記起動信号出力手段は、前記コンデンサの充電電圧を所定の閾値レベルと比較するコンパレータで構成されていることを特徴とする通信ネットワークシステム。
13. 前記変化状態検出手段は、前記変化状態が継続することにより充電電圧レベルが上昇するコンデンサを備え、前記コンデンサの容量を異なる値に設定することを特徴とする請求項７又は１２記載の通信ネットワークシステム。
14. 通常動作モードと低消費電力モードとに移行可能に構成される複数のノードを通信線により接続してなる通信ネットワークシステムにおいて、
    前記各ノードは、通信制御を行う制御部と、前記通信線上における信号の変化状態を検出する変化状態検出手段と、前記変化状態の継続時間に応じて前記制御部に起動信号を出力する起動信号出力手段とを備え、
    通信を開始するノードが、低消費電力モードに移行中であるノードを通常動作モードに移行させる際には、前記通信線上における信号の変化状態を、通常の通信における１フレームよりも長い期間継続させ、
    低消費電力モードに移行中であるノードは、前記変化状態検出手段により検出される変化状態が自身に割り当てられている閾値を超えて継続すると、前記起動信号出力手段が起動信号を出力して前記制御部を通常動作モードに移行させ、
    前記変化状態検出手段は、信号がドライブレベルに変化している状態が継続する長さに応じて充電され、検出電圧レベルが上昇するコンデンサで構成され、
    前記起動信号出力手段は、前記コンデンサの充電電圧を所定の閾値レベルと比較するコンパレータで構成され、各ノードで同じ閾値が設定されており、
    通信を開始するノードが、前記通信線上における信号の変化状態を、通常の通信における１フレームよりも長い期間継続させて自身以外の全てのノードを起動させると、通信対象とするノード以外には低消費電力モードへ移行させるコマンドを送信することを特徴とする通信ネットワークシステム。
15. 前記変化状態検出手段は、前記閾値が変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の通信ネットワークシステム。
16. 前記変化状態検出手段は、前記変化状態が継続する長さに応じて出力電圧レベルを上昇させるように構成され、
    前記起動信号出力手段は、前記出力電圧レベルを閾値と比較するコンパレータを備え、
    前記コンパレータに設定される閾値が変更可能に構成されていることを特徴とする請求項３，１５又は請求項３を引用する請求項４若しくは請求項４を引用する請求項６から８の何れか一項に記載の通信ネットワークシステム。
17. 前記閾値の変更を、送信側のノードが変更コマンドを送信して行うことを特徴とする請求項１５又は１６記載の通信ネットワークシステム。
18. 受信側のノードは、低消費電力モードに移行する直前に前記閾値を変更することを特徴とする請求項１５又は１６記載の通信ネットワークシステム。
19. 受信側のノードは、通常動作モードに移行した直後に前記閾値を変更することを特徴とする請求項１５又は１６記載の通信ネットワークシステム。

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