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WO2017208612A1 - リンギング抑制回路 - Google Patents

リンギング抑制回路 Download PDF

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Publication number
WO2017208612A1
WO2017208612A1 PCT/JP2017/013942 JP2017013942W WO2017208612A1 WO 2017208612 A1 WO2017208612 A1 WO 2017208612A1 JP 2017013942 W JP2017013942 W JP 2017013942W WO 2017208612 A1 WO2017208612 A1 WO 2017208612A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
communication
ringing
circuit
control unit
suppression circuit
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/013942
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
磯村　博文
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Priority to CN201780034542.2A priority Critical patent/CN109314679A/zh
Publication of WO2017208612A1 publication Critical patent/WO2017208612A1/ja
Priority to US16/196,096 priority patent/US10404495B2/en

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    • H04L25/029—Provision of high-impedance states

Definitions

  • This disclosure relates to a ringing suppression circuit that suppresses ringing that occurs due to transmission of a differential signal via a pair of communication lines.
  • ringing suppression circuit for a plurality of electronic control units (hereinafter referred to as ECUs), that is, a plurality of nodes, the occurrence of ringing is reliably suppressed. be able to.
  • ECUs electronice control units
  • a ringing suppression circuit is provided only at some nodes, there is a case where a certain level of effect of reducing ringing at other nodes where no ringing suppression circuit is provided may be obtained.
  • the ringing suppression circuit is provided only at some of the nodes as described above, the following problems occur. That is, in an in-vehicle application, when the ignition switch is turned off, the power supply from the battery to the ECU may be cut off in order to reduce current consumption. Therefore, a situation may occur in which communication between other nodes not provided with the ringing suppression circuit is performed after power supply to the node provided with the ringing suppression circuit is cut off. In this case, ringing that occurs due to communication is not suppressed, and communication may become unstable.
  • the ringing suppression circuit will always function and the communication will be stable. In this case, there is a problem that dark current increases.
  • An object of the present disclosure is to provide a ringing suppression circuit capable of maintaining good communication stability even when the power switch is off, while suppressing a dark current flowing when the power switch is off.
  • the ringing suppression circuit is provided in a node including a communication circuit that communicates with another node by transmitting a differential signal via a pair of communication lines, and a suppression unit and An operation control unit is provided.
  • the suppression unit suppresses ringing that occurs with transmission of the differential signal.
  • the operation control unit determines whether or not there is communication, and when it is determined that communication is present, the control unit shifts the suppression unit to a normal operation state in which normal operation can be performed. Transition to a low current consumption operating state with low current consumption.
  • the suppression unit and the operation control unit are always supplied with power from a DC power source, and the communication circuit is supplied with power from the DC power source via a power switch. It has become.
  • the suppression unit when it is determined that there is communication, that is, when there is a possibility that ringing may occur, the suppression unit performs a normal operation so that ringing can be suppressed. Since the suppression unit and the operation control unit that controls the operation are always supplied with power from the DC power source, ringing occurs when communication is performed even when the power switch is off. It is possible to execute an operation to suppress. In addition, the suppression unit shifts to the low current consumption operation state when it is determined that there is no communication, so that the dark current that flows when the power switch is off and communication is not performed can be reduced. Therefore, according to the above configuration, it is possible to maintain good communication stability even when the power switch is off, while keeping the dark current flowing when the power switch is off low.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a node including a ringing suppression circuit according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the communication network.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a specific configuration of the suppression unit,
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a specific configuration of the time measuring device,
  • FIG. 5 is a timing chart schematically showing the waveforms of the respective parts when communication is performed when the ignition switch is off.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a communication network model used for simulation of circuit operation.
  • FIG. 7 is a diagram showing a simulation result of the circuit operation.
  • FIG. 8 is a diagram comparing the number of wire harnesses in a bus-type transfer path and a star-type transfer path.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a configuration of a node including the ringing suppression circuit according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a configuration of a node including the ringing suppression circuit according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing a specific configuration of the edge detection circuit
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing a specific configuration of the oscillation circuit
  • FIG. 13 is a diagram schematically showing a specific configuration of the down counter and the zero detection circuit
  • FIG. 14 is a timing chart schematically showing waveforms at various parts when communication is performed when the ignition switch is off.
  • a communication network 1 shown in FIG. 2 is a network in which nodes 2 are connected via a transmission line 3 composed of twisted pair wires for control communication between a plurality of nodes 2 mounted on the vehicle.
  • Each node 2 is an electronic control device that controls an actuator based on information from the sensors and sensors for detecting the state of the vehicle, and is also referred to as an ECU 2 in the following description.
  • Each node 2 is provided with a communication circuit (not shown), which converts transmission data and reception data into a communication signal according to a communication protocol on the transmission line 3, such as a CAN protocol, and communicates with other nodes 2.
  • a branch connector 4 for branching the transmission line 3 is provided in the middle of the transmission line 3 as appropriate.
  • a part of the node 2 is provided with a ringing suppression circuit for suppressing ringing.
  • the ECU 2 includes power supply circuits 5 and 6, a communication circuit 7, and a ringing suppression circuit 8.
  • the power supply circuit 5 operates by receiving power supply from a battery 9 mounted on the vehicle via a power switch 10 and generates an operating power supply for the communication circuit 7.
  • the power supply circuit 6 operates by receiving power directly from the battery 9 and generates an operation power supply for the ringing suppression circuit 8.
  • the ringing suppression circuit 8 is always supplied with power from the battery 9, and the communication circuit 7 is supplied with power from the battery 9 via the power switch 10.
  • the battery 9 is a battery mounted on the vehicle and corresponds to a DC power source.
  • the power switch 10 is turned on and off in conjunction with the ignition switch of the vehicle.
  • the communication circuit 7 includes a control microcomputer 11 and a CAN transceiver 12.
  • the control microcomputer 11 controls the overall communication operation by the ECU 2 and transmits a standby signal STB and transmission data TX to the CAN transceiver 12. Further, the control microcomputer 11 receives the reception data RX from the CAN transceiver 12.
  • the CAN transceiver 12 includes a communication control unit 13, a transmission buffer 14, a reception buffer 15, and a comparator 16.
  • the communication control unit 13 generates a signal based on the transmission data TX given from the control microcomputer 11 and includes the high potential side signal line 3P (CANH) and the low potential side signal line 3N (CANL) via the transmission buffer 14. Transmit to the transmission line 3.
  • the high-potential side signal line 3P and the low-potential side signal line 3N correspond to a pair of communication lines. Hereinafter, they may be simply abbreviated as the signal line 3P and the signal line 3N.
  • the communication control unit 13 receives a signal transmitted from the other node 2 via the transmission line 3 via the reception buffer 15 and transmits it to the control microcomputer 11 as reception data RX.
  • the communication control unit 13 shifts the CAN transceiver 12 to the standby state in accordance with the standby signal STB given from the control microcomputer 11.
  • the WakeUP detection comparator 16 is for detecting the presence or absence of a WakeUP pattern, and the signal of the transmission line 3 is input to each input terminal thereof.
  • the communication control unit 13 determines the presence or absence of the WakeUP pattern based on the output signal of the comparator 16. If the communication control unit 13 determines that the WakeUP pattern is present, the communication control unit 13 notifies the control microcomputer 11 of the signal level of the transmission line 3. In this case, the communication control unit 13 informs the control microcomputer 11 of the signal level of the transmission line 3 by changing the state of the terminal for transmitting the reception data RX. If the control microcomputer 11 determines that the WakeUP pattern is present based on the state of the terminal, the control microcomputer 11 changes the standby signal STB to return the CAN transceiver 12 from the standby state and activates the CAN transceiver 12.
  • the ringing suppression circuit 8 includes a suppression unit 17 and an operation control unit 18.
  • the suppression unit 17 performs an operation of suppressing ringing that occurs with transmission of the differential signal by reducing the impedance of the transmission line 3.
  • An enable signal E is given to the suppression unit 17 from the operation control unit 18.
  • the suppression unit 17 shifts to the normal mode when the operation power is supplied while the enable signal E is at a high level. In addition, the suppression unit 17 shifts to the sleep mode when the supply of operation power is cut off during the period when the enable signal E is at the low level.
  • the normal mode corresponds to a normal operation state in which a normal operation can be performed.
  • the sleep mode corresponds to a low current consumption operation state in which current consumption is lower than that in the normal operation state.
  • the suppressing unit 17 As a specific configuration of the suppressing unit 17, for example, a configuration similar to that of FIG. 1 of Japanese Patent No. 5498527 can be employed. In this case, however, a configuration for switching the operation state based on the enable signal E is added as will be described later. Therefore, in the present embodiment, a configuration as shown in FIG. 3 is adopted as a specific configuration of the suppressing unit 17. That is, as shown in FIG. 3, the suppression unit 17 includes transistors 19 to 22 which are four N-channel MOSFETs whose sources are all connected to the signal line 3N.
  • the gates of the transistors 19 and 21 are connected to the signal line 3P.
  • the drain of the transistor 22 is connected to the signal line 3 ⁇ / b> P, and the drains of the transistors 20 and 21 are connected to the gate of the transistor 22 and to the power supply line 24 through the resistance element 23.
  • the drain of the transistor 19 is connected to the power supply line 24 through the resistance element 25 and is connected to the gate of the transistor 20 through the resistance element 26.
  • the gate of the transistor 20 is connected to the signal line 3N through the capacitor 27.
  • Resistive element 26 and capacitor 27 constitute RC filter circuit 28.
  • the above-described configuration is the same as that shown in FIG. 1 of Japanese Patent No. 5498527.
  • the configuration described later is a configuration added in the present embodiment in order to switch the operation state based on the enable signal E.
  • the drain of the transistor 29, which is an N-channel MOSFET is connected to the power supply line 24, and the source thereof is connected to the signal line 3N via the resistance element 30.
  • the cathode of the diode 31 is connected to the power supply line 24, and its anode is connected to the drain of the transistor 32 which is a P-channel MOSFET.
  • the source of the transistor 32 is connected to the power line 33.
  • the power supply line 33 is supplied with the operation power supply voltage VCC generated by the power supply circuit 6.
  • the inverter 34 receives the enable signal E and outputs its inverted signal. The output signal of the inverter 34 is given to the gates of the transistors 29 and 32.
  • the operation state of the suppression unit 17 having such a configuration is switched based on the enable signal E as follows. That is, when the enable signal E is at a high level, the transistor 32 is turned on and the transistor 29 is turned off. As a result, the power supply voltage VCC is supplied to the power supply line 24. Therefore, the suppression unit 17 is in a normal mode in which a normal operation for suppressing ringing can be performed. Since the operation of the suppressing unit 17 in the normal mode is the same as the operation described in Japanese Patent No. 5498527, the description thereof is omitted.
  • the suppression unit 17 cannot perform a normal operation for suppressing ringing, and its current consumption is extremely small. That is, when the enable signal E is at a low level, the suppression unit 17 enters a sleep mode that consumes less current than the normal mode.
  • the operation control unit 18 includes a comparator 35, a D-type flip-flop 36 (hereinafter abbreviated as DF / F 36), and a time measuring device 37.
  • DF / F 36 D-type flip-flop 36
  • the comparator 35 is for monitoring the state of the transmission line 3, that is, the communication bus, and detecting the presence or absence of communication, and the signals of the signal lines 3P and 3N are input to the respective input terminals. Therefore, the signal CompOut output from the comparator 35 becomes a low level when the signal level of the differential signal, that is, the level indicating the recessive, and becomes a high level when the communication bus indicates the dominant level.
  • the signal CompOut is given to the clock terminal C and the time measuring device 37 of the DF / F 36.
  • the power supply voltage VCC is input to the input terminal D of the DF / F 36.
  • a signal output from the output terminal Q of the DF / F 36 is given to the suppression unit 17 and the time measuring device 37 as an enable signal E.
  • the reset signal RO output from the time measuring device 37 is input to the reset terminal Reset of the DF / F 36.
  • the time measuring device 37 starts a measuring operation for a predetermined time from that point.
  • the time measuring device 37 resets the measuring operation when the signal CompOut becomes a high level before the measuring operation for the predetermined time is completed. In this case, the measurement operation for a predetermined time is started again from the time when the signal CompOut changes to the low level again.
  • the time measuring device 37 sets the reset signal RO to the high level when the measuring operation for the predetermined time is completed. Note that the reset signal RO changes from the high level to the low level when the enable signal E changes to the low level.
  • the time measuring device 37 includes an input buffer 38, a resistor 39, a capacitor 40, an output buffer 41, and a transistor 42.
  • the enable signal E input through the input buffer 38 is given to one terminal of the resistor 39.
  • the other terminal of the resistor 39 is connected to a ground serving as a reference potential of the circuit through a capacitor 40.
  • the terminal voltage P1 of the capacitor 40 is given to the output buffer 41.
  • the output buffer 41 sets the output to a high level when the input is greater than or equal to a predetermined threshold, and sets the output to a low level when the input is less than the threshold.
  • the output of the output buffer 41 is output to the DF / F 36 as a reset signal RO.
  • the transistor 42 is an N-channel MOSFET, and its drain and source are connected to both terminals of the capacitor 40, respectively. The transistor 42 opens and closes both terminals of the capacitor 40 based on the signal CompOut given to the gate.
  • the capacitor 40 when the enable signal E is at a high level and the signal CompOut is at a low level, the capacitor 40 is charged and the terminal voltage P1 rises. When the terminal voltage P1 reaches the threshold value of the output buffer 41, the reset signal RO becomes high level. That is, in the above configuration, measurement for a predetermined time is performed based on charging of the capacitor 40.
  • the signal CompOut changes to high level.
  • the enable signal E changes to high level, and the suppression unit 17 shifts to the normal mode.
  • the signal CompOut changes to low level.
  • the time measuring device 37 charging of the capacitor 40, that is, measurement for a predetermined time is started.
  • the reset signal RO becomes high when the terminal voltage P1 of the capacitor 40 reaches the threshold value of the output buffer 41 without changing the communication bus to dominant, that is, when the measurement of the predetermined time is finished. Turn to the level.
  • the enable signal E changes to the low level, and the suppression unit 17 shifts to the sleep mode.
  • the suppression unit 17 shifts to the sleep mode and consumes current. Reduction is achieved.
  • the current consumption at this time that is, the dark current, is only a current necessary for the operation of the comparator 35 for determining the presence or absence of communication on the bus.
  • the signal CompOut turns to high level
  • the terminals of the capacitor 40 are short-circuited
  • the measurement of the predetermined time is reset, that is, initialized.
  • the predetermined time is measured again from the time when the communication bus changes from dominant to recessive and the signal CompOut changes to low level.
  • the following effects can be obtained.
  • the ringing suppression circuit 8 is provided in a part of each node 2 of the communication network 1, the effect of suppressing the ringing of the node 2 in which the ringing suppression circuit 8 is not provided can be obtained. it can.
  • this point will be described with reference to a simulation result of circuit operation.
  • FIG. 6 shows a communication network model used for the simulation.
  • three nodes N1 to N3 are connected to the branch connector JC1 via transmission lines.
  • Three nodes N4 to N6 are connected to the branch connector JC2 via transmission lines.
  • the branch connectors JC1 and JC2 are connected via a transmission line.
  • Five nodes N7 to N11 are connected to the branch connector JC3 via transmission lines.
  • the branch connectors JC2 and JC3 are connected via a transmission line.
  • Nodes N1 to N4, N6 to N9, and N11 are ECUs without termination resistors, and nodes N5 and N10 are ECUs with termination resistors.
  • the differential voltage waveform of the transmission line 3 is as shown by a solid line in FIG. Become.
  • FIG. 7 shows the waveform of the differential voltage of the transmission line 3 when no ringing suppression circuit 8 is provided in any of the nodes N1 to N11.
  • the node N2 is a transmission node
  • the node N3 is a reception node.
  • 7A shows the waveform of the differential voltage at the node N2
  • FIG. 7B shows the waveform of the differential voltage at the node N3
  • FIG. 7C shows the waveform of the differential voltage at the node N1. Is shown.
  • a ringing suppression circuit 8 in a part of each node 2 of the communication network 1.
  • the ringing suppression circuit 8 is provided in at least a part of the nodes that have a higher ringing suppression effect than other nodes among the unterminated nodes. Whether the effect of suppressing ringing is high can be confirmed by simulation or the like.
  • the ringing suppression circuit 8 when the ringing suppression circuit 8 is provided in a part of each node 2 of the communication network 1, the power supply to the node provided with the ringing suppression circuit 8 is cut off, and then the ringing suppression is performed. If communication is performed between other nodes not provided with the circuit 8, communication may become unstable. However, according to the ringing suppression circuit 8 of the present embodiment, such a concern can be solved.
  • the communication circuit 7 is supplied with power from the battery 9 through a path through the power switch 10 that is turned on and off in conjunction with the ignition switch, and the ringing suppression circuit 8 is always supplied with power from the battery 9. It comes to be supplied.
  • the ringing suppression circuit 8 includes a suppression unit 17 that performs an operation of suppressing ringing, and an operation control unit 18 that controls the operation of the suppression unit 17.
  • the operation control unit 18 determines the presence or absence of communication. If it is determined that communication is being performed on the communication bus, the suppression unit 17 is shifted to a normal mode in which a normal operation can be performed. Therefore, even if communication is performed between the other nodes 2 when the ignition switch is off, it is possible to suppress ringing that occurs due to the communication.
  • the operation control unit 18 determines that communication is not being performed on the communication bus, the operation control unit 18 shifts the suppression unit 17 to the sleep mode. Therefore, the current consumption in the ringing suppression circuit 8 when the ignition switch is off and no communication is performed between the other nodes 2 can be kept low. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to satisfactorily maintain the communication stability when the ignition switch is off while minimizing the dark current that flows when the ignition switch is off.
  • the communication network 1 is a bus type transfer path as shown on the left side of FIG.
  • the star type transfer path as shown on the right side of FIG.
  • the symbols indicated by rectangles indicate ECUs (nodes), and the symbols indicated by squares indicate branch connectors. Further, among the symbols indicating the ECUs, the symbol “T” in the rectangle indicates the ECU with a terminal resistor.
  • the transmission line 3 is driven by any one of the nodes 2, and the signal level of the differential signal changes to a level representing a dominant. Therefore, when the operation control unit 18 detects that the communication bus has changed from recessive to dominant, it determines that communication has started. In this way, the suppression unit 17 can be quickly shifted to the normal mode when communication is started.
  • the operation control unit 18 determines that communication is continued when the communication bus is dominant. If it does in this way, operation control part 18 will judge whether communication is continuing, after making control part 17 shift to normal mode, and will set suitable operation mode of control part 17 based on the judgment result. It becomes possible to set to.
  • both the communication circuit 7 and the ringing suppression circuit 8 have a comparator for detecting the presence / absence of communication.
  • the communication circuit 7 and the ringing suppression circuit 8 share one comparator. It is good also as a simple structure.
  • the shared comparator needs to be constantly supplied with power from the battery 9. In the present embodiment, an example of such a configuration is shown.
  • the CAN transceiver 52 provided in the communication circuit 51 of the present embodiment is different from the CAN transceiver 12 of the first embodiment in that the comparator 16 is omitted.
  • the communication control unit 53 is given a signal CompOut output from the comparator 35 of the ringing suppression circuit 8.
  • the communication control unit 53 determines whether or not there is a WakeUP pattern based on the signal CompOut.
  • the comparator 35 is always supplied with power from the battery 9. Therefore, even if the configuration is such that one comparator 35 is shared by the communication circuit 51 and the ringing suppression circuit 8 as in the present embodiment, the same operations and effects as in the first embodiment can be obtained. Furthermore, according to the present embodiment, the circuit scale can be reduced by the amount that the comparator is shared.
  • the operation control unit 62 included in the ringing suppression circuit 61 of the present embodiment has the following configuration instead of the time measuring device 37 with respect to the operation control unit 18 of the first embodiment. Is different. That is, when the edge detection circuit 63 detects the rising edge of the signal CompOut, the edge detection circuit 63 generates a signal Z that becomes a high level for a predetermined period, that is, a 1 shot pulse. The signal Z is supplied to the clock terminal C of the DF / F 36 and one input terminal of the OR circuit 64.
  • the edge detection circuit 63 can be configured by an odd number (for example, five) of inverters 65 connected in series in multiple stages and an AND circuit 66.
  • the signal CompOut is given to the input terminal of the first-stage inverter 65 and one input terminal of the AND circuit 66.
  • the output of the final stage inverter 65 is given to the other input terminal of the AND circuit 66.
  • the output of the AND circuit 66 is output to the DF / F 36 or the like as a signal Z that becomes a 1 shot pulse.
  • the enable signal E output from the DF / F 36 is supplied to the suppression unit 17, the oscillation circuit 67, and the inverter 68.
  • the signal EB output from the inverter 68 is given to the other input terminal of the OR circuit 64.
  • the output signal of the OR circuit 64 is given to the down counter 69 as a signal Set.
  • the oscillation circuit 67 performs an oscillation operation while the enable signal E is at a high level.
  • the clock signal CLK generated by the oscillation operation of the oscillation circuit 67 is given to the down counter 69.
  • the oscillation circuit 67 can be configured as a CR oscillation circuit including resistors 70 and 71, a capacitor 72, and inverters 73 and 74, as shown in FIG. However, in this case, an AND circuit 75 in which the enable signal E is input to one input terminal is added in order to perform an oscillation operation only during a period in which the enable signal E is at a high level.
  • the down counter 69 sets the count value to a predetermined initial value when the signal Set becomes high level.
  • the initial value is the maximum value of the count value.
  • the down counter 69 performs a count operation for counting down from the initial value toward zero during a period in which the clock signal CLK is applied and the signal Set is at a low level.
  • the count value of the down counter 69 is given to the zero detection circuit 76.
  • the zero detection circuit 76 outputs a reset signal and resets the DF / F 36 after a predetermined delay time has elapsed.
  • the down counter 69 and the zero detection circuit 76 for example, a configuration as shown in FIG. 13 can be adopted.
  • the down counter 69 is configured as a 3-bit binary counter including three D-type flip-flops 77 to 79, inverters 80 to 85, and a buffer 86. In this case, when the signal Set becomes high level, all the flip-flops 77 to 79 are reset, and the output count value becomes “111” which is the maximum value.
  • the zero detection circuit 76 includes a NOR circuit 87, a resistor 88, a capacitor 89, and a buffer 90. Three signals representing the count value output from the down counter 69 are input to the NOR circuit 87. The output terminal of the NOR circuit 87 is connected to the ground via a resistor 88 and a capacitor 89. The interconnection point between the resistor 88 and the capacitor 89 is connected to the input terminal of the buffer 90. The buffer 90 binarizes and outputs the voltage at the interconnection point, and the output signal is output to the DF / F 36 as a reset signal.
  • the signal CompOut changes to high level.
  • the signal Z output from the edge detection circuit 63 becomes high level, and the enable signal E changes to high level.
  • the suppression unit 17 shifts to the normal mode and the oscillation operation by the oscillation circuit 67 is started.
  • the suppression unit 17 shifts to the normal mode and suppresses ringing. The operation can be executed.
  • the down counter 69 starts counting.
  • the zero detection circuit 76 resets the DF / F 36.
  • the enable signal E changes to the low level, and the suppression unit 17 shifts to the sleep mode.
  • the oscillation operation by the oscillation circuit 67 is also stopped.
  • the suppression unit 17 shifts to the sleep mode and the oscillation circuit 67.
  • the oscillation operation due to is stopped, and the current consumption is reduced.
  • the current consumption at this time that is, the dark current, is only a current necessary for the operation of the comparator 35 for determining the presence or absence of communication on the bus.
  • the signal CompOut changes to high level.
  • the signal Z output from the edge detection circuit 63 becomes high level, and the count value of the down counter 69 is reset to the maximum value.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Furthermore, according to this embodiment, the following effects are also obtained. That is, for example, when a failure occurs such that the communication bus is fixed to a dominant during communication, normal communication is not performed, and thus it is not necessary to perform an operation for suppressing ringing. In the configuration of the first embodiment, after determining that communication is started, it is determined that communication is continued when the communication bus is dominant. As a result, wasteful current consumption may occur.
  • the operation control unit 62 determines that the communication is continued after detecting that the communication is started and then detecting that the communication bus has changed from recessive to dominant. Yes. For this reason, in this embodiment, when an abnormality occurs in which the communication bus is fixed to the dominant, it is determined that the communication has ended because the communication bus remains unchanged, and the suppression unit 17 is shifted to the sleep mode. As described above, in the present embodiment, even when an abnormality occurs in which the communication bus is fixed to the dominant, the suppression unit 17 can be reliably shifted to the sleep mode, and as a result, an operation for suppressing the ringing is not necessary. Can be further reduced.
  • any configuration can be used as long as it can perform an operation of reducing ringing caused by transmission of the differential signal by reducing the impedance of the transmission line 3 when the level of the differential signal changes. It can be changed.
  • the suppressing unit 17 a configuration as described in FIGS. 1 and 4 of Japanese Patent No. 5543402, that is, a configuration in which a plurality of switching elements are connected in series between the signal lines 3P and 3N may be employed.
  • a configuration in which a switching element and a resistance element are connected in series between the signal lines 3P and 3N may be employed as the suppressing unit 17.
  • the configuration for switching the operation state based on the enable signal E may be changed in accordance with the change.
  • the communication protocol is not limited to CAN, and any communication protocol that transmits differential signals via a pair of communication lines is applicable.
  • the present disclosure has been described with reference to the embodiments, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiments and structures. The present disclosure includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms including only one element, more or less, are within the scope and spirit of the present disclosure.

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Abstract

リンギング抑制回路（８、６１）は、一対の通信線（３Ｐ、３Ｎ）を介して差動信号を伝送することで他のノード（２）との通信を行う通信回路（７、５１）を備えたノード（２）に設けられ、抑制部（１７）と動作制御部（１８、６２）とを備える。前記抑制部は、前記差動信号の伝送に伴い発生するリンギングを抑制する。前記動作制御部は、前記通信の有無を判断し、前記通信が有ると判断すると前記抑制部を通常の動作を実行可能な通常動作状態に移行させるとともに、前記通信が無いと判断すると前記抑制部を前記通常動作状態よりも消費電流が少ない低消費電流動作状態に移行させる。前記抑制部および前記動作制御部は、直流電源（９）から常時電源が供給されるようになっており、前記通信回路は、前記直流電源から電源スイッチ（１０）を介した経路により電源が供給されるようになっている。

Description

リンギング抑制回路 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１６年５月３１日に出願された日本出願番号２０１６－１０９０３０号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、一対の通信線を介した差動信号の伝送に伴い発生するリンギングを抑制するリンギング抑制回路に関する。
　一対の通信線からなる伝送線路を介してデジタル信号を伝送する場合、受信側においては、信号レベルが変化するタイミングで信号エネルギーの一部が反射することで、オーバーシュートやアンダーシュートのような波形の歪み、すなわちリンギングが生じる問題がある。従来、このような波形歪みを抑制するため、様々な技術が提案されている。
　例えば、車載ＬＡＮでは、コスト低減のため、比較的コストが高い大型のインピーダンス整合回路を用いることなく、バストポロジなどに制約を加えるなどして波形歪みを低減することが行われているが、それだけでは接続される電子制御装置（以下、ＥＣＵと省略する）の増加に対応することが困難な状況となっている。そこで、通信バス間にスイッチング素子を設け、差動信号のレベルが変化したことを検出すると上記スイッチング素子を一定期間オンさせるといった簡単な構成のリンギング抑制回路でリンギングを抑制して通信の信頼性を高める技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第５４９８５２７号公報
　車載ＬＡＮでは、複数の電子制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ）、つまり複数のノードの全てに対して上述したようなリンギング抑制回路を設ければ、全てのノードにおけるリンギングの発生を確実に抑制することができる。ただし、一部のノードだけにリンギング抑制回路を設けたとしても、リンギング抑制回路が設けられていない他のノードでのリンギングを低減する効果が一定程度得られる場合もある。
　しかし、このように一部のノードだけにリンギング抑制回路を設けた場合、次のような問題が生じる。すなわち、車載用途では、イグニッションスイッチがオフされた際、消費電流を低減するため、バッテリからＥＣＵへの電源供給が断たれることがある。したがって、リンギング抑制回路が設けられたノードへの電源供給が断たれたうえで、リンギング抑制回路が設けられていない他のノード同士での通信が行われるという状況が発生し得る。この場合、通信に伴い発生するリンギングは抑制されないため、通信が不安定になるおそれがある。
　リンギング抑制回路が設けられたノードに対し、イグニッションスイッチに連動して動作する電源スイッチのオンオフにかかわらず常時電源供給を行う構成とすれば、常にリンギング抑制回路が機能することになるため通信の安定性は向上するが、この場合には暗電流が増加するという問題が生じる。
　本開示の目的は、電源スイッチがオフのときに流れる暗電流を低く抑えつつ、電源スイッチがオフのときでも通信安定性を良好に維持することができるリンギング抑制回路を提供することにある。
　本開示の一態様において、リンギング抑制回路は、一対の通信線を介して差動信号を伝送することで他のノードとの通信を行う通信回路を備えたノードに設けられており、抑制部および動作制御部を備える。抑制部は、差動信号の伝送に伴い発生するリンギングを抑制する。動作制御部は、通信の有無を判断し、通信が有ると判断すると抑制部を通常の動作を実行可能な通常動作状態に移行させるとともに、通信が無いと判断すると抑制部を通常動作状態よりも消費電流が少ない低消費電流動作状態に移行させる。このような構成において、抑制部および動作制御部は、直流電源から常時電源が供給されるようになっており、通信回路は、直流電源から電源スイッチを介した経路により電源が供給されるようになっている。
　このような構成によれば、通信が有ると判断されたとき、つまりリンギングが発生する可能性があるときに抑制部が通常の動作を行うことにより、リンギングを抑制することができる。そして、抑制部およびその動作を制御する動作制御部には、直流電源から常時電源が供給されるようになっているため、電源スイッチがオフのときであっても、通信が行われるとリンギングを抑制する動作を実行することができる。また、抑制部は、通信が無いと判断されると低消費電流動作状態に移行するので、電源スイッチがオフであり通信が行われていないときに流れる暗電流を少なくすることができる。したがって、上記構成によれば、電源スイッチがオフのときに流れる暗電流を低く抑えつつ、電源スイッチがオフのときでも通信安定性を良好に維持することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、第１実施形態に係るリンギング抑制回路を備えたノードの構成を模式的に示す図であり、 図２は、通信ネットワークの構成を模式的に示す図であり、 図３は、抑制部の具体的な構成を模式的に示す図であり、 図４は、時間計測器の具体的な構成を模式的に示す図であり、 図５は、イグニッションスイッチがオフのときに通信が行われた場合における各部の波形を模式的に示すタイミングチャートであり、 図６は、回路動作のシミュレーションに用いた通信ネットワークモデルを模式的に示す図であり、 図７は、回路動作のシミュレーション結果を示す図であり、 図８は、バス型転送路とスター型転送路でのワイヤーハーネスの本数を比較した図であり、 図９は、第２実施形態に係るリンギング抑制回路を備えたノードの構成を模式的に示す図であり、 図１０は、第３実施形態に係るリンギング抑制回路を備えたノードの構成を模式的に示す図であり、 図１１は、エッジ検出回路の具体的な構成を模式的に示す図であり、 図１２は、発振回路の具体的な構成を模式的に示す図であり、 図１３は、ダウンカウンタおよびゼロ検出回路の具体的な構成を模式的に示す図であり、 図１４は、イグニッションスイッチがオフのときに通信が行われた場合における各部の波形を模式的に示すタイミングチャートである。
　以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
　　　（第１実施形態）
　以下、第１実施形態について図１～図８を参照して説明する。
　図２に示す通信ネットワーク１は、車両に搭載される複数のノード２間の制御通信のために、それらのノード２がツイストペア線で構成される伝送線路３を介して接続されたネットワークである。各ノード２は、それぞれ車両の状態を検出するためのセンサ類やセンサからの情報に基づいてアクチュエータをコントロールする電子制御装置であり、以下の説明においてＥＣＵ２とも呼ぶ。
　各ノード２には、それぞれ図示しない通信回路が設けられており、伝送線路３での通信プロトコル、例えばＣＡＮプロトコルに従って送信データや受信データを通信信号に変換し、他のノード２との通信を行う。伝送線路３の途中には、適宜、伝送線路３を分岐するための分岐コネクタ４が設けられている。このようなノード２のうちの一部には、リンギングを抑制するためのリンギング抑制回路が設けられている。
　図１に示すように、ＥＣＵ２は、電源回路５、６、通信回路７およびリンギング抑制回路８を備えている。電源回路５は、車両に搭載されたバッテリ９から電源スイッチ１０を介して電源の供給を受けて動作するもので、通信回路７の動作電源を生成する。電源回路６は、バッテリ９から直接電源の供給を受けて動作するもので、リンギング抑制回路８の動作電源を生成する。
　したがって、リンギング抑制回路８にはバッテリ９から常時電源が供給されるようになっており、通信回路７にはバッテリ９から電源スイッチ１０を介した経路により電源が供給されるようになっている。なお、バッテリ９は、車両に搭載されたバッテリであり、直流電源に相当する。また、電源スイッチ１０は、その車両のイグニッションスイッチに連動してオンオフされるものである。
　通信回路７は、制御マイコン１１およびＣＡＮトランシーバ１２を備えている。制御マイコン１１は、ＥＣＵ２による通信の動作全般を制御するものであり、ＣＡＮトランシーバ１２に対し、スタンバイ信号ＳＴＢおよび送信データＴＸを送信する。また、制御マイコン１１は、ＣＡＮトランシーバ１２から受信データＲＸを受信する。
　ＣＡＮトランシーバ１２は、通信制御部１３、送信バッファ１４、受信バッファ１５およびコンパレータ１６を備えている。通信制御部１３は、制御マイコン１１から与えられる送信データＴＸに基づいた信号を生成し、送信バッファ１４を介して高電位側信号線３Ｐ（ＣＡＮＨ）および低電位側信号線３Ｎ（ＣＡＮＬ）からなる伝送線路３に送信する。なお、高電位側信号線３Ｐおよび低電位側信号線３Ｎは、一対の通信線に相当するものであり、以下、単に信号線３Ｐおよび信号線３Ｎと省略することもある。
　通信制御部１３は、他のノード２から伝送線路３を介して送信された信号を、受信バッファ１５を介して受信し、受信データＲＸとして制御マイコン１１に送信する。通信制御部１３は、制御マイコン１１から与えられるスタンバイ信号ＳＴＢに従い、ＣＡＮトランシーバ１２をスタンバイ状態に移行させる。
　ＷａｋｅＵＰ検出用のコンパレータ１６は、ＷａｋｅＵＰパターンの有無を検出するためのものであり、その各入力端子には伝送線路３の信号が入力されている。通信制御部１３は、コンパレータ１６の出力信号に基づいて、ＷａｋｅＵＰパターンの有無を判断し、ＷａｋｅＵＰパターンが有ると判断すると、伝送線路３の信号レベルを制御マイコン１１に知らせる。なお、この場合、通信制御部１３は、受信データＲＸを送信するための端子の状態を変化させることで、伝送線路３の信号レベルを制御マイコン１１に知らせるようになっている。制御マイコン１１は、上記端子の状態に基づいてＷａｋｅＵＰパターンが有ると判断すると、スタンバイ信号ＳＴＢを変化させてＣＡＮトランシーバ１２をスタンバイ状態から復帰させ、ＣＡＮトランシーバ１２を起動させる。
　リンギング抑制回路８は、抑制部１７および動作制御部１８を備えている。抑制部１７は、伝送線路３のインピーダンスを低下させることにより、差動信号の伝送に伴い発生するリンギングを抑制する動作を行う。抑制部１７には、動作制御部１８からイネーブル信号Ｅが与えられている。
　抑制部１７は、イネーブル信号Ｅがハイレベルの期間には動作用電源が供給されることにより通常モードに移行する。また、抑制部１７は、イネーブル信号Ｅがロウレベルの期間には動作用電源の供給が断たれることによりスリープモードに移行する。なお、上記通常モードは、通常の動作を実行可能な通常動作状態に相当する。また、上記スリープモードは、通常動作状態よりも消費電流が少ない低消費電流動作状態に相当する。
　このような抑制部１７の具体的な構成としては、例えば、特許第５４９８５２７号公報の図１と同様の構成を採用することができる。ただし、この場合、後述するようにイネーブル信号Ｅに基づいて動作状態を切り替えるための構成が追加されることになる。そこで、本実施形態では、抑制部１７の具体的な構成として、図３に示すような構成を採用している。すなわち、図３に示すように、抑制部１７は、ソースがいずれも信号線３Ｎに接続される４つのＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴであるトランジスタ１９～２２を備えている。
　トランジスタ１９、２１のゲートは、信号線３Ｐに接続されている。トランジスタ２２のドレインは、信号線３Ｐに接続されており、トランジスタ２０、２１のドレインは、トランジスタ２２のゲートに接続されているとともに抵抗素子２３を介して電源供給線２４に接続されている。
　トランジスタ１９のドレインは、抵抗素子２５を介して電源供給線２４に接続されているとともに、抵抗素子２６を介してトランジスタ２０のゲートに接続されている。また、トランジスタ２０のゲートは、コンデンサ２７を介して信号線３Ｎに接続されている。抵抗素子２６およびコンデンサ２７は、ＲＣフィルタ回路２８を構成している。
　上述した構成が特許第５４９８５２７号公報の図１と同様の構成部分である。そして、後述する構成が、イネーブル信号Ｅに基づいて動作状態を切り替えるために、本実施形態において追加される構成である。Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴであるトランジスタ２９のドレインは、電源供給線２４に接続され、そのソースは抵抗素子３０を介して信号線３Ｎに接続されている。ダイオード３１のカソードは、電源供給線２４に接続され、そのアノードはＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴであるトランジスタ３２のドレインに接続されている。
　トランジスタ３２のソースは、電源線３３に接続されている。電源線３３には、電源回路６により生成された動作用の電源電圧ＶＣＣが供給される。インバータ３４は、イネーブル信号Ｅを入力し、その反転信号を出力する。インバータ３４の出力信号は、トランジスタ２９、３２の各ゲートに与えられている。
　このような構成の抑制部１７は、イネーブル信号Ｅに基づいて、次のように動作状態が切り替えられる。すなわち、イネーブル信号Ｅがハイレベルのとき、トランジスタ３２がオンするとともにトランジスタ２９がオフする。これにより、電源供給線２４に電源電圧ＶＣＣが供給される。そのため、抑制部１７は、リンギングを抑制するための通常の動作を実行可能な通常モードとなる。通常モードにおける抑制部１７の動作は、特許第５４９８５２７号公報に記載されている動作と同様であるため、その説明は省略する。
　一方、イネーブル信号Ｅがロウレベルのとき、トランジスタ３２がオフするとともにトランジスタ２９がオンする。これにより、電源供給線２４は信号線３Ｎと同電位になる。そのため、抑制部１７は、リンギングを抑制するための通常の動作を実行することはできず、その消費電流は極僅かなものとなる。すなわち、イネーブル信号Ｅがロウレベルのとき、抑制部１７は、通常モードよりも消費電流が少ないスリープモードとなる。
　図１に示すように、動作制御部１８は、コンパレータ３５、Ｄ型フリップフロップ３６（以下、Ｄ－Ｆ／Ｆ３６と省略する）および時間計測器３７を備えている。動作制御部１８は、通信が有ると判断すると抑制部１７を通常モードに移行させるとともに、通信が無いと判断すると抑制部１７をスリープモードに移行させるものである。
　コンパレータ３５は、伝送線路３、つまり通信バスの状態を監視して通信の有無を検出するためのものであり、その各入力端子には、それぞれ信号線３Ｐ、３Ｎの信号が入力されている。そのため、コンパレータ３５から出力される信号ＣｏｍｐＯｕｔは、差動信号の信号レベル、つまり通信バスがレセッシブを表すレベルのときにロウレベルとなり、通信バスがドミナントを表すレベルのときにハイレベルとなる。信号ＣｏｍｐＯｕｔは、Ｄ－Ｆ／Ｆ３６のクロック端子Ｃおよび時間計測器３７に与えられている。
　Ｄ－Ｆ／Ｆ３６の入力端子Ｄには、電源電圧ＶＣＣが入力されている。そして、Ｄ－Ｆ／Ｆ３６の出力端子Ｑから出力される信号は、イネーブル信号Ｅとして、抑制部１７および時間計測器３７に与えられている。Ｄ－Ｆ／Ｆ３６のリセット端子Ｒｅｓｅｔには、時間計測器３７から出力されるリセット信号ＲＯが入力される。
　時間計測器３７は、イネーブル信号Ｅがハイレベルである期間に信号ＣｏｍｐＯｕｔがハイレベルからロウレベルに変化すると、その時点から所定時間の計測動作を開始する。時間計測器３７は、その所定時間の計測動作が終了するまでに、信号ＣｏｍｐＯｕｔがハイレベルになると、計測動作をリセットする。この場合、信号ＣｏｍｐＯｕｔが再びロウレベルに変化した時点から所定時間の計測動作が再び開始される。また、時間計測器３７は、上記所定時間の計測動作が終了すると、リセット信号ＲＯをハイレベルにする。なお、リセット信号ＲＯは、イネーブル信号Ｅがロウレベルに転じると、ハイレベルからロウレベルに転じる。
　このような構成の時間計測器３７の具体的な構成としては、例えば図４に示すような構成を採用することができる。図４に示すように、時間計測器３７は、入力バッファ３８、抵抗３９、コンデンサ４０、出力バッファ４１およびトランジスタ４２を備えている。入力バッファ３８を介して入力されるイネーブル信号Ｅは、抵抗３９の一方の端子に与えられている。抵抗３９の他方の端子は、コンデンサ４０を介して回路の基準電位となるグランドに接続されている。
　コンデンサ４０の端子電圧Ｐ１は、出力バッファ４１に与えられている。出力バッファ４１は、入力が所定の閾値以上である場合に出力をハイレベルとし、閾値未満である場合に出力をロウレベルとする。出力バッファ４１の出力は、リセット信号ＲＯとしてＤ－Ｆ／Ｆ３６に出力される。トランジスタ４２は、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、そのドレインおよびソースがコンデンサ４０の両端子にそれぞれ接続されている。トランジスタ４２は、ゲートに与えられる信号ＣｏｍｐＯｕｔに基づいて、コンデンサ４０の両端子間を開閉する。
　上記構成によれば、イネーブル信号Ｅがハイレベルであるとともに、信号ＣｏｍｐＯｕｔがロウレベルであるとき、コンデンサ４０の充電が行われて端子電圧Ｐ１が上昇する。そして、その端子電圧Ｐ１が出力バッファ４１の閾値に達すると、リセット信号ＲＯがハイレベルとなる。つまり、上記構成では、コンデンサ４０の充電に基づいて所定時間の計測が実施されることになる。
　また、上記構成では、コンデンサ４０の充電中、つまり所定時間の計測中に信号ＣｏｍｐＯｕｔがハイレベルになると、コンデンサ４０の端子間がトランジスタ４２により短絡されて端子電圧Ｐ１がゼロになり、所定時間の計測がリセットされる。
　次に、上記構成の作用について図５のタイミングチャートに沿って説明する。
　イグニッションスイッチがオフされると（ＩＧＳＷ：ＯＮ→ＯＦＦ）、これに伴い電源スイッチ１０がオフされるため、通信回路７への電源供給が断たれる。ただし、リンギング抑制回路８には、電源回路６からの電源供給が継続して行われている。
　イグニッションスイッチがオフの期間に、他のノード２間での通信が行われるなどして、通信バスがレセッシブからドミナントに変化すると、信号ＣｏｍｐＯｕｔがハイレベルに転じる。これにより、イネーブル信号Ｅがハイレベルに転じ、抑制部１７が通常モードに移行する。このように、上記構成では、イグニッションスイッチがオフの期間、通信バス上で通信が行われている、つまり通信が有ると判断されると、抑制部１７が通常モードに移行してリンギングを抑制する動作を実行可能な状態となる。
　その後、通信バスがドミナントからレセッシブに変化すると、信号ＣｏｍｐＯｕｔがロウレベルに転じる。これにより、時間計測器３７において、コンデンサ４０の充電、つまり所定時間の計測が開始される。所定時間の計測が開始された後、通信バスがドミナントに変化することなく、コンデンサ４０の端子電圧Ｐ１が出力バッファ４１の閾値に達すると、つまり所定時間の計測が終了すると、リセット信号ＲＯがハイレベルに転じる。すると、イネーブル信号Ｅがロウレベルに転じ、抑制部１７がスリープモードに移行する。
　このように、上記構成では、イグニッションスイッチがオフの期間に、通信バス上で通信が行われていない、つまり通信が無いと判断されると、抑制部１７がスリープモードに移行して消費電流の低減が図られる。このときの消費電流、つまり暗電流としては、バス上での通信の有無を判断するためのコンパレータ３５の動作に必要な電流だけとなる。
　また、所定時間の計測が開始された後、通信バスがドミナントに変化すると、信号ＣｏｍｐＯｕｔがハイレベルに転じてコンデンサ４０の端子間が短絡され、所定時間の計測はリセット、つまり初期化される。なお、この場合、通信バスがドミナントからレセッシブに変化して信号ＣｏｍｐＯｕｔがロウレベルに転じた時点から、所定時間の計測が再度行われることになる。
　以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
　前述したとおり、通信ネットワーク１の各ノード２のうちの一部にリンギング抑制回路８を設けた場合でも、リンギング抑制回路８が設けられていないノード２のリンギングを抑制する効果を少なからず得ることができる。以下、この点について、回路動作のシミュレーション結果を参照しながら説明する。
　図６は、シミュレーションに用いた通信ネットワークモデルを示している。この場合、分岐コネクタＪＣ１には、伝送線路を介して３つのノードＮ１～Ｎ３が接続されている。分岐コネクタＪＣ２には、伝送線路を介して３つのノードＮ４～Ｎ６が接続されている。分岐コネクタＪＣ１、ＪＣ２の間は、伝送線路を介して接続されている。分岐コネクタＪＣ３には、伝送線路を介して５つのノードＮ７～Ｎ１１が接続されている。分岐コネクタＪＣ２、ＪＣ３の間は、伝送線路を介して接続されている。なお、ノードＮ１～Ｎ４、Ｎ６～Ｎ９、Ｎ１１は、終端抵抗無しのＥＣＵであり、ノードＮ５、Ｎ１０は、終端抵抗付きのＥＣＵである。
　ここで、ノードＮ１～Ｎ１１の一部、具体的にはノードＮ２、Ｎ３だけにリンギング抑制回路８を設けた場合、伝送線路３の差動電圧の波形は図７に実線で示すような波形となる。また、図７には、リンギング抑制の効果を確認するための比較例として、ノードＮ１～Ｎ１１のいずれにもリンギング抑制回路８を設けない場合の伝送線路３の差動電圧の波形を破線で示している。なお、この場合、ノードＮ２が送信ノードであり、ノードＮ３が受信ノードである。そして、図７（ａ）はノードＮ２の差動電圧の波形を示し、図７（ｂ）はノードＮ３の差動電圧の波形を示し、図７（ｃ）はノードＮ１の差動電圧の波形を示している。
　図７に示すように、リンギング抑制回路８が設けられたノードＮ２、Ｎ３だけでなく、リンギング抑制回路８が設けられていないノードＮ１についても、差動信号の伝送に伴い発生するリンギングが抑制されていることが分かる。
　このようなことから、通信ネットワーク１の各ノード２のうちの一部にリンギング抑制回路８を設けることが考えられる。この場合、終端されていないノードＮ１～Ｎ４、Ｎ６～Ｎ９、Ｎ１１の少なくとも一部に設けることが好ましい。なぜなら、終端抵抗付きのノードＮ５、Ｎ１０では、そもそもリンギングが問題とはならないからである。さらに言えば、終端されていないノードのうち、他のノードに比べリンギング抑制の効果が高いノードの少なくとも一部にリンギング抑制回路８を設けることが一層好ましい。リンギング抑制の効果が高いかどうかは、シミュレーションなどにより確認することが可能である。
　しかし、前述したように、通信ネットワーク１の各ノード２のうちの一部にリンギング抑制回路８を設けると、リンギング抑制回路８が設けられたノードへの電源供給が断たれたうえで、リンギング抑制回路８が設けられていない他のノード同士での通信が行われた場合に通信が不安定になるおそれがある。しかし、本実施形態のリンギング抑制回路８によれば、このような懸念点についても解消することができる。
　すなわち、通信回路７は、バッテリ９からイグニッションスイッチに連動してオンオフされる電源スイッチ１０を介した経路により電源が供給されるようになっており、リンギング抑制回路８は、バッテリ９から常時電源が供給されるようになっている。リンギング抑制回路８は、リンギングを抑制する動作を実行する抑制部１７と、その抑制部１７の動作を制御する動作制御部１８とを備えており、動作制御部１８は、通信の有無を判断し、通信バス上で通信が行われていると判断すると、抑制部１７を通常の動作を実行可能な通常モードに移行させる。そのため、イグニッションスイッチがオフのときに他のノード２同士で通信が行われたとしても、その通信に伴い発生するリンギングを抑制することが可能となる。
　また、動作制御部１８は、通信バス上で通信が行われていないと判断すると、抑制部１７をスリープモードに移行させる。そのため、イグニッションスイッチがオフであり、他のノード２同士の間でも通信が行われていないときにおけるリンギング抑制回路８での消費電流が低く抑えられる。したがって、本実施形態によれば、イグニッションスイッチがオフのときに流れる暗電流を最小限に抑えつつ、イグニッションスイッチがオフのときにおける通信安定性を良好に維持することができる。
　このような本実施形態の構成によれば、従来のバストポロジの多くの制約を回避することができ、例えば、通信ネットワーク１の少なくとも一部について、図８の左側に示すようなバス型転送路から、図８の右側に示すようなスター型転送路へ切り替えることが可能となる。その結果、例えば、各ノード２間などを接続するワイヤーハーネスの削減、ひいては製造コストの低減を図ることが可能となる。
　なお、図８中、長方形で示すシンボルはＥＣＵ（ノード）を示し、正方形で示すシンボルは分岐コネクタを示している。さらに、ＥＣＵを示すシンボルのうち、長方形内に「Ｔ」と記載したものは、終端抵抗付きのＥＣＵを示している。
　通信ネットワーク１において、通信が開始されるときには、いずれかのノード２により伝送線路３がドライブされて差動信号の信号レベルがドミナントを表すレベルに変化する。そこで、動作制御部１８は、通信バスがレセッシブからドミナントに変化したことを検出すると、通信が開始されたと判断する。このようにすれば、通信が開始されると速やかに抑制部１７を通常モードに移行させることができる。
　また、通信ネットワーク１において、通信が行われていないときには、伝送線路３は非ドライブの状態となり、差動信号の信号レベルはレセッシブを表すレベルとなる。そこで、動作制御部１８は、通信バスがドミナントである場合には通信が継続していると判断する。このようにすれば、動作制御部１８は、抑制部１７を通常モードに移行させた後、通信が継続しているか否かを判断し、その判断結果に基づいて抑制部１７の動作モードを適切に設定することが可能となる。
　　　（第２実施形態）
　以下、第２実施形態について図９を参照して説明する。
　第１実施形態では、通信の有無を検出するためのコンパレータを通信回路７およびリンギング抑制回路８の双方でそれぞれ有する構成としていたが、１つのコンパレータを通信回路７およびリンギング抑制回路８で共有するような構成としてもよい。ただし、共用するコンパレータには、バッテリ９から常時電源が供給される必要がある。本実施形態では、このような構成の一例を示している。
　図９に示すように、本実施形態の通信回路５１が備えるＣＡＮトランシーバ５２は、第１実施形態のＣＡＮトランシーバ１２に対し、コンパレータ１６が省かれている点が異なる。この場合、通信制御部５３には、リンギング抑制回路８のコンパレータ３５から出力される信号ＣｏｍｐＯｕｔが与えられている。通信制御部５３は、信号ＣｏｍｐＯｕｔに基づいてＷａｋｅＵＰパターンの有無を判断する。
　この場合、コンパレータ３５には、バッテリ９から常時電源が供給されるようになっている。したがって、本実施形態のように、１つのコンパレータ３５を、通信回路５１およびリンギング抑制回路８で共用するような構成であっても、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。さらに、本実施形態によれば、コンパレータを共用化する分だけ、回路規模を小さくすることができる。
　　　（第３実施形態）
　以下、第３実施形態について図１０～図１４を参照して説明する。
　図１０に示すように、本実施形態のリンギング抑制回路６１が備える動作制御部６２は、第１実施形態の動作制御部１８に対し、時間計測器３７に代えて、次のような構成を備えている点が異なる。すなわち、エッジ検出回路６３は、信号ＣｏｍｐＯｕｔの立ち上がりエッジを検出すると、所定期間だけハイレベルとなる信号Ｚ、つまり１ｓｈｏｔパルスを発生する。信号Ｚは、Ｄ－Ｆ／Ｆ３６のクロック端子ＣおよびＯＲ回路６４の一方の入力端子に与えられている。
　エッジ検出回路６３は、例えば、図１１に示すように、直列多段に接続された奇数個（例えば５個）のインバータ６５と、ＡＮＤ回路６６とにより構成することができる。この場合、初段のインバータ６５の入力端子およびＡＮＤ回路６６の一方の入力端子には、信号ＣｏｍｐＯｕｔが与えられている。最終段のインバータ６５の出力は、ＡＮＤ回路６６の他方の入力端子に与えられている。ＡＮＤ回路６６の出力は、１ｓｈｏｔパルスとなる信号ＺとしてＤ－Ｆ／Ｆ３６などに出力される。
　Ｄ－Ｆ／Ｆ３６から出力されるイネーブル信号Ｅは、抑制部１７、発振回路６７およびインバータ６８に与えられている。インバータ６８から出力される信号ＥＢは、ＯＲ回路６４の他方の入力端子に与えられている。ＯＲ回路６４の出力信号は、信号Ｓｅｔとしてダウンカウンタ６９に与えられている。
　発振回路６７は、イネーブル信号Ｅがハイレベルである期間、発振動作を行う。発振回路６７の発振動作により生成されたクロック信号ＣＬＫは、ダウンカウンタ６９に与えられる。発振回路６７は、例えば、図１２に示すように、抵抗７０、７１、コンデンサ７２およびインバータ７３、７４を備えたＣＲ発振回路として構成することができる。ただし、この場合、イネーブル信号Ｅがハイレベルの期間にだけ発振動作を行うようにするため、一方の入力端子にイネーブル信号Ｅが入力されたＡＮＤ回路７５が追加されている。
　ダウンカウンタ６９は、信号Ｓｅｔがハイレベルになると、カウント値を所定の初期値にセットする。なお、この場合、初期値は、カウント値の最大値となっている。そして、ダウンカウンタ６９は、クロック信号ＣＬＫが与えられるとともに信号Ｓｅｔがロウレベルである期間、初期値からゼロに向けてダウンカウントするカウント動作を行う。ダウンカウンタ６９のカウント値は、ゼロ検出回路７６に与えられている。ゼロ検出回路７６は、ゼロを示すカウント値が与えられると、所定の遅延時間だけ経過した後、リセット信号を出力してＤ－Ｆ／Ｆ３６をリセットする。
　ダウンカウンタ６９およびゼロ検出回路７６の具体的な構成としては、例えば図１３に示すような構成を採用することができる。図１３に示すように、ダウンカウンタ６９は、３つのＤ型フリップフロップ７７～７９、インバータ８０～８５およびバッファ８６を備えた３ビットのバイナリカウンタとして構成されている。この場合、信号Ｓｅｔがハイレベルになることで、フリップフロップ７７～７９が全てリセットされ、出力されるカウント値が最大値である「１１１」となる。
　ゼロ検出回路７６は、ＮＯＲ回路８７、抵抗８８、コンデンサ８９およびバッファ９０を備えている。ＮＯＲ回路８７には、ダウンカウンタ６９から出力されるカウント値を表す３つの信号が入力されている。ＮＯＲ回路８７の出力端子は、抵抗８８およびコンデンサ８９を介してグランドに接続されている。抵抗８８およびコンデンサ８９の相互接続点は、バッファ９０の入力端子に接続されている。バッファ９０は、上記相互接続点の電圧を２値化して出力するもので、その出力信号はリセット信号としてＤ－Ｆ／Ｆ３６に出力される。
　このような構成によれば、ダウンカウンタ６９から「０００」のカウント値、つまりゼロを表すカウント値が出力されると、ＮＯＲ回路８７の出力信号がハイレベルとなり、その後、抵抗８８およびコンデンサ８９の定数などで定まる時定数に基づく遅延時間が経過した後にリセット信号が出力され、Ｄ－Ｆ／Ｆ３６がリセットされる。
　次に、上記構成の作用について図１４のタイミングチャートに沿って説明する。
　イグニッションスイッチがオフされると（ＩＧＳＷ：ＯＮ→ＯＦＦ）、これに伴い電源スイッチ１０がオフされるため、通信回路７への電源供給が断たれる。ただし、リンギング抑制回路８には、電源回路６からの電源供給が継続して行われている。
　イグニッションスイッチがオフの期間に、他のノード２間での通信が行われるなどして、通信バスがレセッシブからドミナントに変化すると、信号ＣｏｍｐＯｕｔがハイレベルに転じる。これにより、エッジ検出回路６３から出力される信号Ｚがハイレベルとなって、イネーブル信号Ｅがハイレベルに転じる。これにより、抑制部１７が通常モードに移行するとともに、発振回路６７による発振動作が開始される。このように、上記構成では、イグニッションスイッチがオフの期間、通信バス上で通信が行われている、つまり通信が有ると判断されると、抑制部１７が通常モードに移行してリンギングを抑制する動作を実行可能な状態となる。
　そして、信号Ｚがロウレベルに転じると、ダウンカウンタ６９がカウント動作を開始する。ダウンカウンタ６９によるカウント動作が開始されてから、通信バスがレセッシブからドミナントに変化することなく、そのカウント動作が終了すると、ゼロ検出回路７６によりＤ－Ｆ／Ｆ３６がリセットされる。すると、イネーブル信号Ｅがロウレベルに転じ、抑制部１７がスリープモードに移行する。また、このとき、発振回路６７による発振動作も停止される。
　このように、上記構成では、イグニッションスイッチがオフの期間に、通信バス上で通信が行われていない、つまり通信が無いと判断されると、抑制部１７がスリープモードに移行するとともに発振回路６７による発振動作が停止されて消費電流の低減が図られる。このときの消費電流、つまり暗電流としては、バス上での通信の有無を判断するためのコンパレータ３５の動作に必要な電流だけとなる。
　また、ダウンカウンタ６９によるカウント動作が開始された後、通信バスがレセッシブからドミナントに変化すると、信号ＣｏｍｐＯｕｔがハイレベルに転じる。これにより、エッジ検出回路６３から出力される信号Ｚがハイレベルとなって、ダウンカウンタ６９のカウント値が最大値に再セットされる。
　以上説明した本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態によれば、次のような効果も得られる。すなわち、例えば通信中に通信バスがドミナントに固着する故障などが生じた場合、正常な通信が行われなくなるため、リンギングを抑制する動作を実行する必要はない。第１実施形態の構成では、通信が開始されたと判断した後、通信バスがドミナントである場合には通信が継続していると判断されるため、このような故障時にも抑制部１７が通常モードのままとなり、無駄な電流の消費が生じる可能性があった。
　これに対し、本実施形態では、動作制御部６２は、通信が開始されたと判断した後、通信バスがレセッシブからドミナントに変化したことを検出すると通信が継続していると判断するようになっている。そのため、本実施形態では、通信バスがドミナントに固着する異常が生じた場合、通信バスがドミナントのまま変化しないことから通信が終了したと判断され、抑制部１７がスリープモードに移行される。このように、本実施形態では、通信バスがドミナントに固着する異常が生じた場合でも、抑制部１７を確実にスリープモードに移行させることができ、その結果、リンギングを抑制する動作が必要ない期間に消費される電流を一層低減することができる。
　　　（その他の実施形態）
　なお、本開示は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
　抑制部１７の具体的構成としては、差動信号のレベルが変化すると伝送線路３のインピーダンスを低下させて差動信号の伝送に伴い発生するリンギングを抑制する動作を行い得る構成であれば、適宜変更可能である。例えば、抑制部１７として、特許第５５４３４０２号の図１、図４に記載されているような構成、つまり信号線３Ｐ、３Ｎ間に複数のスイッチング素子を直列接続した構成を採用してもよい。あるいは、抑制部１７として、信号線３Ｐ、３Ｎ間にスイッチング素子および抵抗素子を直列接続した構成を採用してもよい。抑制部１７の基本構成を変更する場合には、その変更に合わせて、イネーブル信号Ｅに基づいて動作状態の切り替えを行うための構成も変更すればよい。
　通信プロトコルはＣＡＮに限ることなく、一対の通信線を介して差動信号を伝送する通信プロトコルであれば適用が可能である。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (9)

  1. 　一対の通信線（３Ｐ、３Ｎ）を介して差動信号を伝送することで他のノード（２）との通信を行う通信回路（７、５１）を備えたノード（２）に設けられたリンギング抑制回路（８、６１）であって、
    　前記差動信号の伝送に伴い発生するリンギングを抑制する抑制部（１７）と、
    　前記通信の有無を判断し、前記通信が有ると判断すると前記抑制部を通常の動作を実行可能な通常動作状態に移行させるとともに、前記通信が無いと判断すると前記抑制部を前記通常動作状態よりも消費電流が少ない低消費電流動作状態に移行させる動作制御部（１８、６２）と、
    　を備え、
    　前記抑制部および前記動作制御部は、直流電源（９）から常時電源が供給されるようになっており、
    　前記通信回路は、前記直流電源から電源スイッチ（１０）を介した経路により電源が供給されるようになっているリンギング抑制回路。
  2. 　前記直流電源は、車両に搭載されたバッテリ（９）であり、
    　前記電源スイッチは、前記車両のイグニッションスイッチに連動してオンオフされるものである請求項１に記載のリンギング抑制回路。
  3. 　前記動作制御部は、前記通信が無いと判断すると、所定時間経過後に前記抑制部を前記低消費電流動作状態に移行させる請求項１または２に記載のリンギング抑制回路。
  4. 　前記動作制御部は、前記通信の有無を検出するコンパレータ（３５）を備え、
    　前記通信回路は、前記コンパレータにより前記通信が有ることが検出されると、起動するように構成されている請求項１から３のいずれか一項に記載のリンギング抑制回路。
  5. 　前記通信回路は、ＣＡＮプロトコルに従った通信を行うものであり、
    　前記動作制御部（１８）は、前記差動信号の信号レベルがレセッシブを表すレベルからドミナントを表すレベルに変化したことを検出すると前記通信が開始されたと判断し、その後、前記通信線のレベルがドミナントを表すレベルである場合には前記通信が継続していると判断する請求項１から４のいずれか一項に記載のリンギング抑制回路。
  6. 　前記通信回路は、ＣＡＮプロトコルに従った通信を行うものであり、
    　前記動作制御部（６２）は、前記通信線の信号レベルが変化したことを検出すると前記通信が開始されたと判断し、その後、前記通信線の信号レベルが変化したことを検出すると前記通信が継続していると判断する請求項１から４のいずれか一項に記載のリンギング抑制回路。
  7. 　前記通信線を介して通信を行う複数のノードのうちの一部に設けられる請求項１から６のいずれか一項に記載のリンギング抑制回路。
  8. 　前記複数のノードのうち、終端されていないノードに設けられる請求項７に記載のリンギング抑制回路。
  9. 　前記複数のノードのうち、他のノードに比べリンギング抑制の効果が高いノードに設けられる請求項７に記載のリンギング抑制回路。
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