CN102232280A - 实时控制网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供实时控制网络系统。即使无法在通信控制装置的过滤条件中设定与帧相同的通信的周期的情况下，也能够提高网络使用效率，减少控制器的处理器的开销的车载网络。在网络内部，设置按照通信周期生成基准信号并进行发送的基准信号发送控制器，基准信号接收控制器接收基准信号，与预先确定的过滤条件表进行比较，当一致时进行数据接收处理、数据发送处理。

Description

实时控制网络系统

技术领域

本发明涉及用于实时处理的实时控制网络系统，用于车辆控制用的网络和工业用计算机等。

背景技术

在搭载于车辆上的多个车载电子设备之间进行通信的车载网络，近年来，为了保障通信的实时性，使用时间同步通信的网络。

作为时间同步通信的方式，例如有FlexRay。在FlexRay中，将通信的1个周期称为通信周期(Communication Cycle)。通信周期由多个时隙(slot)构成，预先分配给网络上的各控制器。各控制器，在分配的时隙之间，进行帧的发送处理或者帧的接收处理。

图1是表示使用了时间同步通信的网络的车载网络和控制器的结构的概要结构图。如图1所示，连接到网络(网络总线)的各控制器1、2主要由处理器11、存储器12和通信控制装置13构成。通信控制装置13对通信周期计数，保持在通信周期计数器14中。控制器1、控制器2的各通信控制装置13进行控制，在通信控制装置之间交换通信周期1004，使其总是为相同的值。时隙计数器18以通信周期的开始时刻作为0来递增计数。

在过滤条件17中，规定了进行帧发送和帧接收时的通信周期和时隙值的条件。在帧发送中，通信控制装置13基于过滤条件17，将通信周期和时隙值都一致(符合)的帧，从按每一帧分配的发送缓存15发送。此外，在帧接收中，通信控制装置13，基于过滤条件17，从网络3接收通信周期和时隙值都一致的帧，保存到按每一帧静态分配的接收缓存16中。

图14中，表示了从控制器1对控制器2周期性发送帧A和帧C的情况下的时隙分配的例子。通信周期的周期长度为10msec(通信周期计数器的长度)，各帧的通信的周期为20msec(换算到通信周期计数器为2)。如图14所示，当将帧A的过滤条件17设定为“通信周期＝2N(N为0到31的数)”，将帧C的过滤条件17设定为“通信周期＝2N+1(N为0到31的数)”时，能够使用同一个时隙发送接收帧A、C。

这样，在时间同步通信中，与通信周期和时隙同步地进行帧发送、帧接收，因此不会发生网络上的冲突，能够有效使用网络的带宽。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2008-509584号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述网络系统中，前提是能够在过滤条件17中设定与帧相同的通信的周期。在FlexRay中，过滤条件17的通信周期限定为1以上64以下的2的幂，即，1、2、4、8、16、32、64。从而，这些通信周期以外的帧发送接收，需要由保存在存储器12中的软件实现。

例如，如图16所示，存在接收侧的控制器进行周期控制的方式。在该示例中，帧B的通信的周期为30msec(换算成通信周期为3)，要进行帧B通信的通信周期按照0、3、2、1、0地循环。从而，在发送控制器和接收控制器之间，对于从上述循环中的哪一个通信周期开始通信无法取得同步，所以从发送侧控制器无法得知接收侧控制器接收帧B的通信周期。因此，发送侧控制器，使用静态段的连续发送模式或者动态段，按每个通信周期发送帧B。此外，在接收侧控制器，每当通信周期计数器加3时接收帧B。该方式中，时隙1被帧B占用，但是由于只能使用网络带宽的1/3，因此效率较差。

作为其他现有例，如图15所示，存在发送侧控制器进行周期控制的方式。在该方式中，从发送侧控制器，使用静态段的单脉冲模式或者动态段，按每3个通信周期发送帧B。而接收侧控制器按每1个通信周期接收帧B，因此读取时隙1的接收缓存。如果接收缓存中没有新的帧，则判定为不是要进行接收的通信周期。在该方式中，同样，时隙1被帧B占用，但是由于只能使用网络带宽的1/3，效率较差。此外，接收侧控制器的处理器11必须按每一个通信周期读取接收缓存，因此开销较大。

本发明的目的在于，提供即使在通信控制装置的过滤条件中无法设定与帧相同的通信的周期的情况下，也能够提高网络使用效率，减少控制器的处理器的开销的实时控制网络系统和使用它的车载网络系统。

解决课题的方法

为了达成上述目的，本发明的实时控制网络系统的特征在于：在时间同步的网络上具有1个以上对基准信号进行广播的基准信号发送控制器，所有控制器与基准信号同步地开始发送处理或者接收处理。

即，本发明的实时控制网络中，多个控制器通过总线连接，各控制器具有：指定时隙，按通信周期发送帧的发送处理部；和从指定的时隙接收帧的接收处理部，在上述控制器之间进行帧的发送接收，其中，上述通信周期，在从0计数到最大值时再次从0开始计数，上述多个控制器包括：至少1个基准信号发送控制器，具有：接收上述通信周期，生成作为上述帧的开始发送或者开始接收的基准的基准信号的基准信号生成部，和发送上述基准信号的基准信号发送部；和具有接收上述基准信号的基准信号接收部的至少1个基准信号接收控制器，各控制器还具有：将多个控制器间的通信周期保持为相同的通信周期更新部；具有上述发送处理部开始发送时或者上述接收处理部开始接收时的通信周期和上述基准信号的过滤条件表；和对上述基准信号、上述通信周期和上述过滤条件表进行比较，在上述通信周期和上述基准信号与上述过滤条件表的条件一致时启动上述发送处理部或者上述接收处理部的过滤处理部。

此外，本发明的其他实时控制网络中，多个控制器通过总线连接，各控制器具有：指定时隙，按通信周期发送帧的发送处理部；和从指定的时隙接收帧的接收处理部，在上述控制器之间进行帧的发送接收，其中，上述通信周期，在从0计数到最大值时再次从0开始计数，各控制器包括：将多个控制器间的通信周期保持为相同的通信周期更新部；接收上述通信周期，生成作为上述帧的开始发送或者开始接收的基准的基准信号的基准信号生成部；发送上述基准信号的基准信号发送部；接收上述基准信号的基准信号接收部；选择上述基准信号发送部的基准信号与上述基准信号接收部的基准信号中的任一个的切换部；具有上述发送处理部开始发送或者接收处理部开始接收的通信周期和上述基准信号的过滤条件表；和对从上述切换部接收的上述基准信号、上述通信周期和过滤条件表进行比较，在一致时启动发送处理部或者接收处理部的过滤处理部。

发明的效果

根据本发明，即使在通信控制装置的过滤条件中无法设定与帧相同的通信的周期的情况下，也能够与基准信号发送控制器的帧同步地，由基准信号发送控制器、基准信号接收控制器来周期性发送帧。因此，能够提高网络的使用效率，减少控制器的处理器的开销。

此外，根据本发明，即使在基准信号发送控制器发生故障的情况下，由于其他的控制器将成为基准信号发送控制器，因此除了发生故障的控制器以外，能够继续进行周期性发送。

附图说明

图1是表示本发明的网络系统的第1实施方式的硬件结构的图。

图2是表示第1实施方式的基准信号发送控制器的软件结构的框图。

图3是表示第1实施方式的基准信号接收控制器的软件结构的框图。

图4是表示使用第1实施方式的轮次值作为基准信号的网络的帧的图。

图5是表示第1实施方式的过滤条件表的图。

图6是表示第2实施方式的基准信号发送控制器的软件结构的框图。

图7是表示第2实施方式的基准信号接收控制器的软件结构的框图。

图8是表示使用第2实施方式的命令信号作为基准信号的网络的帧的图。

图9是表示第2实施方式的过滤条件表的图。

图10是表示命令信号条件表的图。

图11是表示第3实施方式的基准信号发送接收控制器的软件结构的框图。

图12是表示优先顺序表的图。

图13是表示第4实施方式的基准信号发送接收控制器的软件结构的框图。

图14是表示现有例的网络上的帧的图。

图15是表示现有方式的网络上的帧(发送侧控制器进行周期控制)的图。

图16是表示现有方式的网络上的帧(接收侧控制器进行周期控制)的图。

具体实施方式

以下，对于本发明的适宜的实施方式基于附图进行说明。

[第1实施方式]

图1是表示第1实施方式的实时控制网络系统(以下，称为“网络系统”)的硬件结构的概要图。如图1所示，连接到网络3的多个控制器(图中为2个)1、2的硬件结构，基本而言与现有的网络系统中的控制器相同，各控制器1、2分别由通过总线(内部总线)连接的处理器11、存储器12、通信控制装置13构成。其中，图中只记载了2个控制器，但控制器的数量也可以为3个以上，控制器2也具有与控制器1相同的结构。此外，各控制器作为后述的发送基准信号的基准信号发送控制器和接收基准信号的基准信号接收控制器中的某一个发挥作用，多个控制器由至少1个基准信号发送控制器和至少1个基准信号接收控制器构成。

本实施方式中，将多个控制器中最先接通电源(启动)的控制器作为基准信号发送控制器，将其他控制器作为基准信号接收控制器。作为其他示例，也可以将多个控制器中输出网络的同步信号的控制器作为基准信号发送控制器。

处理器11执行存储在存储器12中的程序，并对存储在存储器12的数据进行读写。

通信控制装置13是进行时间同步通信的硬件，与FlexRay的通信控制器具有相同的功能。通信控制装置13具有通信周期计数器14、发送缓存15、接收缓存16、过滤器(过滤条件)17、时隙计数器18。

通信控制装置13对通信周期进行计数，保持在通信周期计数器14中。控制器1的通信控制装置13和控制器2的通信控制装置进行控制，在通信控制装置之间交换通信周期1004，使其总是为相同的值。时隙计数器18以通信周期的开始时刻作为0来递增计数。过滤条件17规定了使用静态段进行帧发送和帧接收时的通信周期和时隙值的条件。在帧发送中，通信控制装置13基于过滤条件17，将通信周期和时隙值都一致的帧，从按帧分配的发送缓存15发送。此外，在帧接收中，通信控制装置13，基于过滤条件17，从网络3接收通信周期和时隙值都一致的帧，保存在按帧静态地分配的接收缓存16中。使用动态段进行帧发送时，当与过滤条件17一致，并且从处理器11发出了发送请求时，通信控制装置13将帧从发送缓存15发送。

图2是表示基准信号发送控制器的软件结构的概要框图。图2的软件被保存在存储器12中，由处理器11执行。本实施方式中，基准信号发送控制器和基准信号接收控制器可以由软件实现，也可以作为硬件实现。

如图2所示，基准信号发送控制器的程序由过滤部1001、发送处理部1002、接收处理部1003、通信周期更新部1006、轮次计数部1007和基准信号发送部1011构成。基准信号发送控制器的数据由通信周期1004、过滤条件表1005和轮次值1008构成。基准信号是作为帧的开始发送或者开始接收的基准的信号，本实施方式中使用轮次值1008作为基准信号。此外，由作为程序的轮次计数部1007和作为数据的轮次值构成基准信号生成部1021。

通信周期更新部1006，是在通信周期的开头将通信周期计数器14复制到通信周期，将所有控制器的通信周期1004保持为相同的程序。通信周期更新部1006，通过与通信控制装置13的时钟同步的全局计时器的中断而启动。全局计时器的中断，设定在即使执行轮次计数部1007和基准信号发送部1011，到下一个基准信号发送前也具有充足的时间的时刻——例如NIT(network idle time网络空闲时间)的开头等。通信周期1004更新后，调用轮次计数部1007。

轮次计数部1007是对轮次值1008计数的程序。轮次计数部1007，在控制电源接通时使轮次值1008为0。之后，读取通信周期1004，在每次通信周期1004到达最大值时，将轮次值1008增加1。此外，轮次计数部1007保持轮次值1008的最大值。若将轮次值1008增加1后，出现“轮次值1008≥轮次值1008的最大值”，则将轮次值1008清0。在轮次值增加或者被清空时，调用基准信号发送部1011。轮次的最大值优选为所有帧的发送接收周期的最小公倍数。由此，对于所有的帧的发送接收时刻，能够用轮次值1008和通信周期1004的组合唯一确定。此外，轮次计数部1007由过滤处理部1001调用，交递轮次值1008。此时，仅在通信周期＝0时，将从轮次值1008减去1的值作为轮次值交递。这是因为通信周期＝0时，基准信号接收控制器没有接收最新的轮次值，需要使基准信号发送控制器中的轮次值与其一致。

基准信号发送部1011将轮次值1008，以静态地确定的周期并且在预先分配的时隙发送。具体而言，在发送缓存16中写入包括轮次值的基准信号帧，在动态帧的情况下进行发送启动。轮次值1008的发送时刻，为轮次值增加(或者清空)时的通信周期或者每一个通信周期。

过滤处理部1001是基于通信周期、轮次值和过滤条件表1005的条件来启动发送处理部1002或者接收处理部1003的程序。过滤处理部1001，通过与通信控制装置13的时钟同步的全局计时器的中断而启动。全局计时器的中断设定在具有充足时间来执行发送处理部1002和接收处理部1003的时刻——例如NIT(network idle time网络空闲时间)的开头等。

过滤处理部1001，在启动后读取通信周期1004和轮次值1008。之后，从过滤条件表1005，检测与通信周期1004和轮次值1008的组合一致的条目。图5(a)和图5(b)为本实施方式的过滤条件表1005。如图5(a)和图5(b)所示，在各条目中存储有轮次值、通信周期、接收帧ID和发送帧ID。过滤处理部1001在检测出与条件一致的条目的情况下，将该条目的发送帧ID作为引数(argument)，调用发送处理部1002。此外，将检测到的条目的接收帧ID作为引数，调用接收处理部1003。

发送处理部1002，根据应用程序生成的数据生成发送帧。此外，发送处理部1002在由过滤部1001调用时，将发送帧ID的帧写入发送缓存15。在发送缓存15的帧发送使用动态段的情况下，使通信控制装置13启动发送，向网络上发送。在使用静态段的情况下，发送缓存15通过通信控制装置13，按过滤条件17自动地周期性发送，因此发送处理部1002不需要明确地进行发送启动。本实施方式中，因为按每一个周期发送轮次，所以轮次用的时隙的过滤条件17为“通信周期＝N”(N为1至63的数)。

接收处理部1003在由过滤处理部1001调用时，从接收缓存16读出帧，保存接收帧。此外，从接收帧取出数据，交递给应用程序。在接收缓存16的帧接收使用动态段和使用静态段这两种情况下，均读出接收缓存，确认最新的帧是否到达。

图3是表示基准信号接收控制器的软件结构的概要框图。如图3所示，基准信号接收控制器的程序由过滤处理部1001、发送处理部1002、接收处理部1003、通信周期更新部1006和基准信号接收部1010构成，基准信号接收控制器的数据由通信周期值1004、过滤条件表1005和轮次值1008构成。这些程序和数据中，过滤处理部1001、发送处理部1002、接收处理部1003、通信周期更新部1006、通信周期值1004、过滤条件表1005和轮次值1008，与上述基准信号控制器的相同，只有基准信号接收部1010不同。

基准信号接收部1010，是接收基准信号帧，将帧内的轮次值复制到轮次值1008的程序。基准信号接收部1010，根据与通信控制装置13的时钟同步的全局计时器的中断、或者通信控制装置13的接收中断而启动。

图4作为本实施方式的一例，表示了通信周期＝4，将帧B按每3个周期发送接收的情况下的网络上的帧。该示例中的过滤条件表如图5(a)和图5(b)所示。

如图4所示，帧B在时隙1发送接收，轮次值在时隙2发送接收。在最初的通信周期0中，轮次0被发送到所有控制器，所有控制器的轮次值1008为0。通信周期0结束时，过滤处理部1001对过滤条件表1005进行检索，检测出与轮次值1008和通信周期1004一致的条目。具有图5(a)所示的过滤条件表的控制器中，因为与轮次值＝0、通信周期＝1一致，故发送帧B。此外，具有图5(b)所示的过滤条件表的控制器中，接收帧B。在下一个通信周期1中，过滤处理部1004从过滤条件表1005中检索轮次值＝0、通信周期＝2的条目。因为图5(a)和图5(b)所示的发送侧、接收侧的两个过滤条件表均不存在满足轮次值＝0、通信周期＝2的条目，因此各控制器均不进行发送接收。

这样，通过按每一个周期，过滤处理部1001对过滤条件表1005进行检索并发送接收帧，即使在通信控制装置13规定的过滤条件17下不支持的通信周期中，也能够进行发送接收。此外，接收侧控制器的处理器1，在2的幂以外的周期发送接收中，也可以得知接收时刻，因此不需要按每个通信周期读取接收缓存来确认接收数据的有无。从而，根据本实施方式的网络系统，能够提高网络的使用效率，减少控制器的处理器的开销。

[第2实施方式]

接着，基于图6～图10说明本发明的网络系统的第2实施方式。

本实施方式的网络系统的硬件结构，基本上与图1的硬件结构相同。并且，基准信号发送控制器和基准信号接收控制器，与上一个实施方式同样地由软件构成。上一个实施方式中，采用使用轮次值作为基准信号的结构，相对地，本实施方式中采用使用后述的命令信号作为基准信号的结构。

图6是表示基准信号发送控制器的软件结构的框图。如图6所示，本实施方式的基准信号发送控制器的程序，由过滤部1001、发送处理部1002、接收处理部1003、通信周期更新部1006、轮次计数部1007、基准信号发送部1011和命令信号生成部1014构成。基准信号发送控制器的数据，由通信周期1004、过滤条件表1005、轮次值1008、命令信号1012和命令信号条件表1018构成。这些程序和数据中，除命令信号生成部1014、命令信号1012、基准信号发送部1011、命令信号条件表1018、过滤处理部1001、过滤条件表1005以外，与图2说明的基准信号发送控制器的相同，省略说明。此外，本实施方式中，由作为程序的轮次计数部1007和命令信号生成部1014，作为数据的轮次值1008、命令信号1012和命令信号条件表1018，来构成基准信号生成部1022。

命令信号生成部1014是生成作为基准信号的命令的程序。命令信号生成部1014，在每一个周期的结束时，根据通信控制装置13的全局计时器的中断而执行，以使命令信号生成在下一个通信周期开始之前完成。命令信号生成部1014，读取轮次值1008和通信周期1004，计算下一个通信周期的轮次值和通信周期。计算轮次值和通信周期后，从命令信号条件表1018中检索与计算结果一致的条目。

图10是表示命令信号条件表1018的结构的图。如图10所示，在命令信号条件表1018的各条目中，记录了轮次、通信周期、命令信号。命令信号表示了帧的通信的周期和自轮次0开头的偏移量。例如，在图4所示的时刻发送接收的帧B，从轮次0、通信周期1起按每3个通信周期发送接收，因此为周期3、偏移量1。该时刻，在命令信号条件表1018中，记入“周期3偏移量1通信命令”。图10的命令信号中，记入了1个周期的命令，但也可以记入多个周期的发送接收命令。此外，还可以按周期具有不同的命令信号条件表的条目。

当存在轮次值和通信周期与命令信号条件表一致的条目的情况下，将该条目的命令信号写入命令信号1012，将其作为引数，调用基准信号发送部1011。在没有一致的条目的情况下，清空命令信号1012。

基准信号发送部1011在由命令信号生成部1014调用时，将命令信号1012用预先分配的时隙发送。具体而言，在发送缓存16中写入包括命令信号的基准信号帧，在动态帧的情况下进行发送启动。

过滤处理部1001是基于命令信号1012和过滤条件表1005，启动发送处理部1002或者接收处理部1003的程序。过滤处理部1001通过与通信控制装置13的时钟同步的全局计时器的中断而启动。全局计时器的中断，设定在具有充足的时间执行发送处理部1002和接收处理部1003的时刻，例如NIT(network idle time网络空闲时间)的开头等。

过滤处理部1001在启动后读取命令信号1012。之后，从过滤条件表1005检测出命令信号一致的条目。图9(a)和图9(b)为本实施方式的过滤条件表1005。如图9(a)和图9(b)所示，在各条目中存储有命令信号、接收帧ID和发送帧ID。过滤处理部1005检测到与条件一致的条目的情况下，将检测到的条目的发送帧ID作为引数，调用发送处理部1002。此外，将检测到的条目的接收帧ID作为引数，调用接收处理部1003。

图7表示基准信号接收控制器的软件结构。如图7所示，基准信号接收控制器的程序，由过滤部1001、发送处理部1002、接收处理部1003、通信周期更新部1006和基准信号接收部1010构成，基准信号接收控制器的数据，由通信周期值1004、过滤条件表1005和命令信号1012构成。上述程序和数据中，基准信号接收部1010以外，与上述的基准信号控制器的相同。

基准信号接收部1010是接收基准信号帧，将帧内的命令信号复制到命令信号1012的程序。基准信号接收部1010，根据与通信控制装置13的时钟同步的全局计时器的中断，在每一个通信周期启动。如果没有接收到命令信号，将命令信号1012清空。

图8作为本实施方式的一例，表示通信周期＝4，将帧B按每3个循环周期发送接收的情况下的网络上的帧。该示例中的过滤条件表1005如图9(a)和图9(b)表示。

如图8所示，在时隙1发送接收帧B，在时隙2发送接收命令信号。在最初的通信周期0中，对所有控制器发送命令信号“周期3偏移量1”，所有控制器的命令信号1012变为0。通信周期0结束时，过滤处理部1001对过滤条件表1005进行检索，检测与命令信号1012一致的条目。在具有图9(a)所示的过滤条件表的基准信号发送控制器中，发送帧B。此外，在具有图9(b)所示的过滤条件表的基准信号接收控制器中，接收帧B。在下一个通信周期1中，由于未发送命令信号，故将命令信号1012清空。从而，过滤处理部1004不进行条目的检索，各控制器均不进行发送接收。

这样，通过在每次接收命令信号时，过滤处理部1001对过滤条件表1005进行检索，发送接收帧，即使在过滤条件17无法支持的周期，也能够进行发送接收。从而，本实施方式与上一个实施方式相同，能够提高网络的使用效率，减少控制器的处理器的开销。

[第3实施方式]

接着，基于图11、图12说明本发明的网络系统的第3实施方式。

本实施方式的网络系统的硬件结构，基本上与图1的硬件结构相同。本实施方式的控制器与上述实施方式同样地由软件构成。并且，基准信号发送控制器和基准信号接收控制器，与上述实施方式同样地由软件构成。但是，在第1实施方式中，存在基准信号发送控制器发生故障时，所有的帧发送接收都会停止的问题。为了解决该问题，使用在基准信号发送控制器发生故障时，其他控制器(基准信号接收控制器)成为基准信号发送控制器的结构。

图11表示控制器(基准信号发送接收控制器)的软件结构。控制器通过进行切换而具有基准信号发送控制器和基准信号接收控制器两种功能。如图11所示，控制器中的过滤处理部1023、轮次计数部1024与图2所示的基准信号发送控制器和图3所示的基准信号接收控制器不同，并且还添加了切换部1015、优先顺序表1016、错误检测部1017和控制器种类1019。省略图2或图3的相同程序和数据的说明。

控制器种类1019是表示控制器为“基准信号发送控制器”还是“基准信号接收控制器”的数据。控制器种类1019的设定，由切换部1015进行。

轮次计数部1024是对轮次值1008计数的程序，除了以下说明的要点外，与上述轮次计数部1007相同。在上述轮次计数部1007中，在对轮次值计数之后调用基准信号发送部1011，而相对地，在本实施方式中，轮次计数部1024对轮次值计数之后，调用切换部1015。如果控制器类别1019为“基准信号发送控制器”，则切换部1015调用基准信号发送部1011。

过滤处理部1023，是在通信周期值1004和轮次值1008、1009与过滤条件表1005的条件一致时启动发送处理部1002或者接收处理部1003的程序，除了以下说明的要点，与上述过滤处理部1001相同。上述过滤处理部1001直接读取轮次值1008，而相对地，本实施方式中，过滤处理部1023调用切换部1015。如果控制器种类1019为“基准信号发送控制器”，则切换部1015返回轮次值1008。如果控制器种类1019为“基准信号接收控制器”，返回轮次值1009。

错误检测部1017是检测来自基准信号发送控制器的基准信号帧的接收超时的程序。错误检测部1017，当控制器种类为“基准信号接收控制器”的情况下，设定基准信号帧的发送周期以上的计时器。在发生超时之前，如果基准信号接收部1010接收到正确的基准信号帧，则重新设定计时器。如果发生超时，则调用切换部1015。之后的处理，记述在切换部1015的处理中。

切换部1015是用于确定控制器是作为基准信号发送控制器作用还是作为基准信号接收控制器作用，切换轮次计数部1007和过滤处理部1001的处理的程序。

切换部1015在控制器启动时或者控制器启动结束后错误检测部1017检测错误时调用。切换部1015对优先顺序表1016进行检索，读出优先顺序最高的控制器ID。控制器在控制器自身具有的控制器ID与读出的控制器ID一致的情况下，使控制器种类为“基准信号发送控制器”。在控制器自身具有的控制器ID与读出的控制器ID不一致的情况下，使控制器种类为“基准信号接收控制器”。

图12是表示优先顺序表1016的图。如图12所示，优先顺序表1016组合地具有优先顺序和控制器ID。本实施方式中，在控制器启动时，控制器ID＝2的控制器成为基准信号发送控制器。当控制器ID＝2的控制器发生故障，在一定时间内无法正确发送基准信号帧的情况下，在其他的作为基准信号接收控制器启动的控制器中，切换部1015被错误检测部1017调用，进行优先顺序表1016的检索。根据该检索，控制器ID＝10的控制器被确定为新的基准信号发送控制器。本实施方式中，新的基准信号发送控制器使用上一个基准信号发送控制器所用的时隙发送基准信号帧。在新的基准信号发送控制器使用独自的时隙发送基准信号帧的情况下，将预先确定的时隙记入优先顺序表，基准信号接收控制器的基准信号接收部1010切换为接收该时隙即可。

在本实施方式的网络系统中，能够提高网络的使用效率，减少控制器的处理器的开销，并且，即使在基准信号发送控制器发生故障的情况下，因为其他控制器成为基准信号发送控制器，所以故障控制器以外能够继续进行周期性发送。

[第4实施方式]

接着，基于图13说明本发明的网络系统的第4实施方式。

本实施方式的网络系统的硬件结构，基本上与图1的硬件结构相同。本实施方式的控制器，与上述实施方式同样地由软件构成。此外，基准信号发送控制器和基准信号接收控制器，与上述实施方式同样由软件构成。

但是，第2实施方式中，存在基准信号发送控制器发生故障时，所有帧发送接收停止的问题。为了解决该问题，本实施方式中，采用了当基准信号发送控制器发生故障时，其他控制器(基准信号接收控制器)成为基准信号发送控制器的结构。

图13表示控制器(基准信号发送接收控制器)的软件结构。控制器通过进行切换而具有基准信号发送控制器和基准信号接收控制器两种功能。如图13所示，控制器的过滤处理部1023、命令信号生成部1025与图6所示的基准信号发送控制器和图7所示的基准信号接收控制器不同，并且还添加了切换部1015、优先顺序表1016、错误检测部1017和控制器种类1019。省略图6或者图7的相同程序和数据的说明。此外，切换部1015、错误检测部1017、优先顺序表1016和控制器种类1019与第3实施方式说明的相同，因此省略其说明。

命令信号生成部1025是生成作为基准信号的命令的程序，除了以下说明的要点，与上述命令信号生成部1014相同。在上述命令信号生成部1014中，将命令信号1012作为引数，调用基准信号发送部1011，而相对地，本实施方式中，命令信号生成部1025将命令信号1012作为引数，调用切换部1015。

过滤处理部1023是在过滤条件表1005的条件一致时启动发送处理部1002或者接收处理部1003的程序，除了以下说明的要点，与第2实施方式的过滤处理部1001相同。第2实施方式的过滤处理部1023直接读取命令信号1013，而相对地，本实施方式的过滤处理部1023调用切换部1015。

本实施方式的网络系统中，与第3实施方式的网络系统相同，能够提高网络的使用效率，减少控制器的处理器的开销，并且即使在基准信号发送控制器发生故障的情况下，因为其他控制器会成为基准信号发送控制器，所以故障控制器以外能够继续进行周期性发送。

此外，本发明不限于上述实施方式，还能够设定其他各种情况。在第1、第2实施方式中，各控制器的结构说明了为基准信号发送控制器和基准信号接收控制器中某一方的示例，但还可以采用1个控制器具有基准信号发送控制器和基准信号接收控制器双方的功能，将两个功能切换使用的结构。具体而言，第1实施方式的情况下，采用在第3实施方式说明的图11所示的结构中除去优先顺序表和错误检测部的结构，第2实施方式的情况下，采用在第4实施方式说明的图13所示的结构中除去优先顺序表和错误检测部的结构。

第3、第4实施方式中，说明了基准信号发送控制器发生故障的情况，而基准信号接收控制器发生故障的情况下也是相同的。

附图标记说明

1、2    控制器

3     网络

13    通信控制装置

14    通信周期计数器

17    过滤条件

1001、1023    过滤处理部

1002  发送处理部

1003  接收处理部

1004  通信周期

1005  过滤条件表

1006  通信周期更新部

1007、1024    轮次计数部

1008、1009    轮次值

1010  基准信号接收部

1011  基准信号发送部

1012、1013    命令信号

1014、1025    命令信号生成部

1015  切换部

1016  优先顺序表

1017  错误检测部

1018  命令信号条件表

1021、1022    基准信号生成部

Claims (11)

1.一种实时控制网络系统，其特征在于：

多个控制器通过总线连接，各控制器具有：指定时隙，按通信周期发送帧的发送处理部；和从指定的时隙接收帧的接收处理部，

在所述控制器之间进行帧的发送接收，其中，

所述通信周期，在从0计数到最大值时再次从0开始计数，

所述多个控制器包括：

至少1个基准信号发送控制器，具有：接收所述通信周期，生成作为所述帧的开始发送或者开始接收的基准的基准信号的基准信号生成部，和发送所述基准信号的基准信号发送部；和

具有接收所述基准信号的基准信号接收部的至少1个基准信号接收控制器，

各控制器还具有：

将多个控制器间的通信周期保持为相同的通信周期更新部；

具有所述发送处理部开始发送时或者所述接收处理部开始接收时的通信周期和所述基准信号的过滤条件表；和

对所述基准信号、所述通信周期和所述过滤条件表进行比较，在所述通信周期和所述基准信号与所述过滤条件表的条件一致时启动所述发送处理部或者所述接收处理部的过滤处理部。

2.如权利要求1所述的实时控制网络系统，其特征在于：

所述控制器，具有对所述通信周期的反复次数计数的轮次值，

所述基准信号生成部，具有当所述通信周期达到最大值时更新所述轮次值的轮次计数部，并且，

使用所述轮次值作为所述基准信号。

3.如权利要求1所述的实时控制网络系统，其特征在于：

所述控制器，具有对所述通信周期的反复次数计数的轮次值，

所述基准信号生成部，具有：

当所述通信周期达到最大值时更新所述轮次值的轮次计数部；

至少具有所述发送处理部开始发送或者所述接收处理部开始接收时的通信周期和所述轮次值的命令信号条件表；和

对所述轮次值、所述通信周期和过滤条件表进行比较，在条件一致时生成表示所述帧的通信的周期和自轮次0的偏移量的命令信号的命令信号生成部，并且，

使用所述命令信号作为所述基准信号。

4.如权利要求2或3所述的实时控制网络系统，其特征在于：

所述基准信号发送控制器是所述多个控制器中最先接通电源的控制器。

5.如权利要求2或3所述的实时控制网络系统，其特征在于：

所述基准信号发送控制器是所述控制器中输出网络的同步信号的控制器。

6.一种实时控制网络系统，其特征在于：

多个控制器通过总线连接，各控制器具有：指定时隙，按通信周期发送帧的发送处理部；和从指定的时隙接收帧的接收处理部，

在所述控制器之间进行帧的发送接收，其中，

所述通信周期，在从0计数到最大值时再次从0开始计数，

各控制器包括：

将多个控制器间的通信周期保持为相同的通信周期更新部；

接收所述通信周期，生成作为所述帧的开始发送或者开始接收的基准的基准信号的基准信号生成部；

发送所述基准信号的基准信号发送部；

接收所述基准信号的基准信号接收部；

选择所述基准信号发送部的基准信号与所述基准信号接收部的基准信号中的任一个的切换部；

具有所述发送处理部开始发送或者接收处理部开始接收的通信周期和所述基准信号的过滤条件表；和

对从所述切换部接收的所述基准信号、所述通信周期和过滤条件表进行比较，在一致时启动发送处理部或者接收处理部的过滤处理部。

7.如权利要求6所述的实时控制网络系统，其特征在于，还包括：

用于从多个控制器中确定基准信号发送控制器或者基准信号接收控制器的优先顺序表；和

检测所述基准信号发送控制器的发送错误的错误检测部，

所述切换部基于所述优先顺序表的优先顺序选择基准信号发送控制器。

8.如权利要求6或7所述的实时控制网络系统，其特征在于：

所述控制器，具有对所述通信周期的反复次数计数的轮次值，

所述基准信号生成部，具有当所述通信周期达到最大值时更新所述轮次值的轮次计数部，并且，

使用所述轮次值作为所述基准信号。

9.如权利要求6或7所述的实时控制网络系统，其特征在于：

所述控制器，具有对所述通信周期的反复次数计数的轮次值；

所述基准信号生成部，具有：

当所述通信周期达到最大值时更新所述轮次值的轮次计数部；

至少具有所述发送处理部开始发送或者所述接收处理部开始接收时的通信周期和所述轮次值的命令信号条件表；

对所述轮次值、所述通信周期和过滤条件表进行比较，在条件一致时生成表示所述帧的通信的周期和自轮次0的偏移量的命令信号的命令信号生成部，并且，

使用所述命令信号作为所述基准信号。

10.如权利要求2～5、8、9中任一项所述的实时控制网络系统，其特征在于：

所述轮次值的最大值是各帧的发送接收周期的最小公倍数。

11.一种在搭载于车辆上的多个车载电子设备间进行时间同步通信的车载网络系统，其特征在于：

使用权利要求1～10中任一项所述的实时控制网络系统。

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