TW457785B - Bilevel node identifiers in control area network (CAN) protocol - Google Patents

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5 -1-- 4 經濟部智慧財崖居員工湞f合作社印製

Ί IBS Α7 __- Β7 1 -'— ---- 五、發明說明（） 技術領域 本發明係有關應用控制區域網路訊息協定以升降機控 制通信網路系統提供對具有數以萬計的節點之提供傳遞訊 息的通道。 先前技藝 眾所周知含有多部升降機之升降機系統一般具有多部配 置成组之升降機，而含有複數個升降機组而這個系統内所 有節點間之通訊，包括升降機内的節點，各個撞制單元内 的節點’以及大樓内的節點，皆可以單一之通信協定，藉 由共同通信處理器來達成，而每一共同通訊處理器皆具有 發射器和接收器。 像這樣的系統總是需要非常大量的通訊硬體才能實現。 因此’使用符合工業標準、硬體獲得容易，以及低成本低 價格的硬體對實現這樣的系統有莫大的助益。 定義於IS011898和ISO 115 19-1的控制區域網路（CAN)標 準’即是最近一項區域網路的創新。CAN標準本來是用來 滿足一些自動化應用中，分散式即時控制的需求。於是， 一些製造廠商開始供應符合上述協定，價格非常低廉的控 制區域網路晶片。 在控制區域網路協定中，相同之樣識符欄會由每一接收 節點進行過濾，以決定如何對此訊息做處理。通過過濾的 訊息才會被節點接收，反之則被忽略。CAN協定是一個廣 播型系統，訊息將只是傳送到匯流排上，而那些應該收到 訊息的接收節點則對此等訊息加以過濾及調整。因此，能 -4 - 本纸張尺度述用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐> .I 裝-------—訂--------—線、- (清先贤讀背面之注意事項再填寫本頁) A7

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B A5778S 五、發明說明（） ^控制區域網路協定（CAN)所分㈣之接收㈣數目將 會被孩標識符欄的容量所限I在控制區域網路中的標識 符欄，有一種格式是限制在十—個位元的容量，而另一格 式則擁有二十九位元的容量。很明顯的，—個只有十一位 元容量的標識符部份只能提供最多約兩千個已辨識的訊 息，對於一個擁有數萬個節點以上的升降機系統而言，這 $的容量是絕對不夠的。一個對升降機控制系統有用的協 疋，必頊包括訊息源及目的標識符，也就是説要在CAN協 定<二十九位元的標識符欄内同時包含了訊息源以及訊息 目標的標識符。此外，一個對升降機控制系統有用的協 定，在標識符攔裡也要包含一些優先順序以及網路服務的 型式。而如果假設這些將佔去二十九位元標識符内訊息函 數部份五位元的容量，則標識符部份還剩下二十四位元可 用作訊息源節點以及訊息目標節點的辨識，這樣一來便只 剩下十二位元來辨別各種不同的節點，使系統的總節點數 限制在四千個左右，而有嚴重之不足。 關於可使用本地區域控制網路的升降機控制系統可是於 申蜻人之美國專利號碼第5,387,769號以及第5,202,540號 中。而使用延伸控制區域網路協定訊息格式的升降機系統 可在申請人之美國專利號碼第5,854,454號中查得。 發明内容 本發明的目標包括了提供一種能夠支援數萬個以上節點 之間不同功用的訊息彼此傳遞的控制區域網路（CAN)協 定，以及改進現有升降機系統使用的控制區域網路協定。 -5- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------- - 裝--------ί 訂---------Υ (請先軋讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 457785 僅有二是取決於前述的觀察中，升降機控制系統内 訊息傳遞的工作…在系統中存在著： ::和"郎點互相傳遞訊息而不需要和任 傳遞訊息的第二層鈴黜。^ 〇他即點 1, 層即點因此，弟二層節點的標識符將不 可能出現同時辨識爲訊息源以及訊息目標的情況。 口根據本發明’適用於標準㈣區域網路硬體的訊息協定 ，利用標識符襴的第—部份來辨識线中需要和基本上大 少數系统中其他節點做訊息傳遞工作的第一層節點；另 外’利用標識符㈣帛二部份來辨識系统中的第二層節 點，也就是那些不需要和第二層節點傳遞訊息，只需要和 層節點傳遞訊息的節點；而這第二部份又内含有—段 ▲ ^—„卩 <刀其餘所有位元均爲相同二進位俊的時候，可用 來辨識第層節點的次區段；標識符欄之訊息函數部份用 來辨4每個節點標識符是否將該節點辨識爲訊息源節點或 是訊息目標節點。本發明可由幾個方面來説明。第—，它 將節點分爲兩層，第一層可以用—個單一的訊息來辨識同 一層的即點爲訊息源節點或是爲訊息目標節點；而第二層 節點由於不需要和同一層的節^傳遞訊息，因此對同一個 訊息而1： ’第二層節點的標識符將不玎能同時代表訊息源 以及訊息目標。而這樣也使得我們可以利用標識符欄内的 大部份區段來辨識大量的第二層節點。其次，本發明不必 將標識符攔中的區段分配成訊息源辨識符以及訊息目標辨 藏付’而是利用更少的位元數量來指定某段節點辨識部份 參紙張技適財關家標準（CNS)A4規格（21G x 297 1IIIIIIII — 1)^^ -111 — — I —訂.1 I — II I 1 ί請先鄹讀背面之注意事項再填寫本頁) 5 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7785 A7 -4"-^--__五、發明說明（） 是用來辨識訊息源或是用枣辨識訊息目標。第三，本發明 也利用了 一小段儘管可能爲第二層節點的標識符部份來辨 識兩個互相傳遞訊息的第一層節點。本發明也相容於控制 系統中使用的標準控制區域網路（CAN )硬體，此等控制系 統係諸如擁有數萬個不需要彼此傳遞訊息的節點的升降機 控制系統。 本·發明之其餘目的，特徵以及優點從下文中配合圖式所 示的具體實施例的詳細説明可以更容易瞭解。 圖式簡沭 圖1爲習知技藝的標準控制區域網路（CAN) 2 0協定訊息 格式。 ’ 圖2爲依據本發明所修改的標準控制區域網路2〇協定訊 息格式，圖示爲一個第一層節點和一個第二層節點互相傳 遞訊息的情形。 圖3爲依據本發明所修改的標準控制區域網路2 〇協定訊 息格式，圖示爲兩個第一層節點互相傳遞訊息的情形。 明之最祛槿古 凊參閲圖1，標準的控制區域網路2 · 0協定訊息格式包括 了十一位7L標識符欄以及十八位元標識符攔，總共二十九 位元的標識符攔。在圖2中，控制區域網路2〇協定訊息格 式’特別是爲了應用在升降機控制系統上，係經修改而將 二十九位元的標識符欄分爲三部份：其中第一部份爲含有 X個ix元的訊息函數攔，用來指定二十九位元之標識符欄 其餘的兩部份爲訊息源節點標識符或爲訊息目標節點標識 -7 - 本纸尺度俩中_家標準（cns)a4規格⑵Qx 297 、靖先閱tt背面之注急事項再填寫本頁} '裝----

· I I I I Δ577Β5 _ A7 ' Z----- 五、發明說明（） 付。在一具體皆、 ,,« .耳施例中，該訊息函數部份包含了五個位元 的长度。而第__ 如& 〜°卩份爲含有η個位元的第二層節點標識符 邵份，用來辨蜱 >、μ 吨系統中那些永遠不需要彼此傳遞訊息的大

郅分節點。在—B 具體實施例中，第二層標識符部份包含了 十穴個位元的基ή 长度。第三部份爲含有m個位元的第一層節 點標識符部彳合，m Λ 用來辨識第一層節點中需要彼此傳遞訊息 以及需要和篦_ 印一層即點互相傳遞訊息的節點。在一具體實 施例中，此一却认& Α 4份包含了八個位元的長度。在圖2中，第 —部分自3黛—» JL.J^

示—層郎點標識符部份並不全然用來辨識第二層 的節點，在适說认A ,、^ ^•部份的最低八位元，在兩個第一層節點互相 傳遞訊息時’可辨識此等第一層節點其中之一。如圖3所 :、‘弟—層節·點標識符部份的最高八位元値全爲零時（此 爲例）’則此部份的最低八位元用來辨識一第一層的節 點。因此’在二十九位元的標識符攔中，第二層節點的標 為符#份將是具有選擇性的區段。這種利用選擇性區段中 最低八位元來辨識—個第一層的節點將容許更多的空間來 辨硪更多的第二層的節點。舉例來説，在選擇性區段中拿 出兩百五十六個第一層節點標識符，將還有六萬五千二百 八十個第二層節點標識符。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3中在選擇性區段中的高位元部份亦可以設定其値全爲 一而非零來表示最低八位元包含了第—層節點標識符的情 況。在這樣的情況下，第一層節點標識符將是選擇性區段 中的最高位元部份（也就是在65,280和65,535之間）。本發 明均可適用於上述兩種方法，並可依照實際的需求來做設 -8- 衣紙張&度这甲屮固國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 457785 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明（ 十垂因此，對於選擇性區段之高位元的部份，亦即在圖3 中標示爲「n-m」的部份，在其値全爲—而非全爲零的情 況下依然可以實施本發明。如上所述，在一具體實施例 中X5，n=16，m = 8。而另—有用的升降機控制具體實 施=爲x = 4 , n=15，m=1〇。這樣可允許系統擁有一千個 第「層的節點，超過三萬一千個的第二層節點，以及十六 種訊.《函數類型。當然，這些値可以依照實際的狀況來做 v周整以實現本發明可應用的彳壬何範圍。 在一十九位元標識符攔中，訊息函數部份應以最高位元 區段表示，如此才能允許使用標識符攔内一個或多個最高 #元來建立所要傳遞紐*息的優先等級，亦即可利用控制區 域網路的衝突協定來實施優先權，藉由從最高位元到最低 位疋的位元比較方式’値爲零的位元比値爲一的位元具有 車又南的優先等級順序。而剩下的第一層節點辨識部份以及 選擇性區段部份的順序則是無關聯的。 所有前所提及的專利及其應用都在此提出供參考。 因此，雖然本發明在本文中是以示範的具體實施例做說 明’任何熟知此領域及技術的人均可在不違背本發明的精 神以及範疇的前提下，對本發明前述實施例做種種變更或 加減。本發明之精神界定於如下之申請專利範圍中。 -9 - 本纸張尺度迓用中0國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） -------------I 裝------ {請先勝讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線.

Claims (1)

1. 4577BS Α8 BS C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種在多處理器控制系統之各個節點間傳遞訊息的方 法，該系統具有多個第一層節點，每一第一層節點必須 和該層之其他節點以及該系統中其餘之節點互相傳遞訊 息，且該系統具有多個第二層節點，每一第二層節點必 須和至 > 個第一層郎點互相傳遞訊息，但是彼此間不 需要傳遞訊息’該方法使用的控制區域網路硬體必須符 合標準控制區域網路（CAN)訊息格式，其中最高位元部 分爲框位元的起始，接下來的三十一個最高位元中有二 十九位元爲標識符欄，接下來的一位元包含了遠端傳輸 請求位元，接下來的六位元包含一控制位元攔，接下來 的零到六十四位元之櫚位則包含一資料欄，接下來的十 穴位疋爲一循環冗餘檢查攔，接下來的兩位元包含一確 認櫚位，而最低的七位元則是包含該框欄位結束的部 分，該^拳包含如下步驟： 提供_脅有該控制區域網路標識符棚之連續 函數部_連續區段含有該標識符搁之最高位元用來; 識該標^欄之其他位元爲訊息源標識符或是訊息目標 標識符； 提供一含有該控制區域網路標識符欄之—連續區段的 第一層節點標識符部分，包含—辨識複數個第—層節點 的第一層節點標識符： 提供一含有該控制區域網路標識符欄之—連續區段的 可選擇節點標識符部分’但該可選擇節點標識符部分並 非該訊息函數部分及第一層節點標識符部分，可選擇節 (請先既讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂' ▼線_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10

   457785 A8 B8 C8 D8 搜濟部智慧时產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 點標識符部分當訊息傳遞發生於一個第一層節點與一個 第二層節點之間時，係包含一辨識複數個第二層節點的 第二層節點標識符部分；而當訊息傳遞發生於兩個第一 層節點之間時，則包含該等第一層節點標識符之一。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該第二層節點標識 符所含的位元數大於該第一層節點標識符所含之位元 數。 3 .如申請專利範圍第2項之方法，其中該第二層節點標識 符所含的位元數爲該第一層節點所含之位元數的兩倍。 4.如申請專利範圍第j項之方法，當訊息傳遞發生於兩偽 第一層節點之間時，其中該可選擇節點標識符部分包本 了一段具有相同二進位元數値的連續次區段以及—段第 一層節點標識符次區段。 5 .如申請專利範園第4項之方法，其中該相同二進位 値爲零。 6 .如申請專利範園第！項之方法，其中可選擇標識符部分 的第一層節點標識符次區段包含該可選擇標識符部分 最低位元。_ 、 7.如申請專利範圍第1項之方法’其中第一層節笋標識符 部分包含該控制區域網路標識符攔的最低位元/ -11 - ------：----------------灯---------線 -請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁} 本紙ifi尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）