CN110710166B - 交换装置、通信控制方法和记录介质 - Google Patents

Abstract

该交换装置(101,102,103,104)在车内网络(12)中中继数据并且设置有可分别连接至车辆(1)中的多个功能性单元(111)的多个第一通信端口(54)。交换装置设置有：多个第一通信电路(25)，其被设置为对应于第一通信端口，并且能够经由对应的第一通信端口与功能单元通信；与所述多个第一通信电路不同的一个或多个第二通信电路(26)；切换单元(53,73H,73A)，其能够在对应的第一通信电路与第二通信电路之间切换第一通信端口中的每一个的连接目的地；和控制单元(51,61,71)，其通过控制切换单元，在满足预定条件时，将作为要切换的第一通信端口的目标端口的连接目的地切换为第二通信电路。

Description

交换装置、通信控制方法和记录介质

技术领域

本公开涉及交换装置、通信控制方法和通信控制程序。

本申请要求于2017年6月14日提交的日本专利申请No.2017-116855的权益，该申请的全部内容以引用方式并入本文中。

背景技术

在日本专利特开公开No.2016-12932中公开了下面的站侧装置。也就是说，站侧装置包括操作系统(当前使用的)OSU 1至N、备用系统(空闲的)OSUN+1以及控制单元。控制单元传递通过网络管理系统(NMS)链接至逻辑线的ONU的管理信息。逻辑线由光学线单元和无源光学网络的固定组合来限定。另一方面，OSU获取链接至物理线的管理信息。物理线指光学线单元与无源光学网络的实际组合。控制单元利用映射信息将链接至管理信息的线在逻辑线与物理线之间转换。

发明内容

(1)本公开的交换装置是一种交换装置，其在车内网络中中继数据并且包括可连接至车辆中的多个功能性单元的多个第一通信端口，且包括：多个第一通信电路，所述多个第一通信电路布置为对应于所述第一通信端口，并且能够经由对应的第一通信端口与所述功能性单元通信；一个或多个第二通信电路，其与所述多个第一通信电路不同；切换单元，其能够在对应的第一通信电路与所述第二通信电路之间切换所述第一通信端口中的每一个的连接目的地；和控制单元，其控制所述切换单元，使得当满足预定条件时，作为用作目标的所述第一通信端口的目标端口的连接目的地切换为所述第二通信电路。

(7)本公开的通信控制方法是一种交换装置中的通信控制方法，所述交换装置在车内网络中中继数据并且包括：可连接至车辆中的多个功能性单元的多个第一通信端口；多个第一通信电路，其布置为对应于所述第一通信端口，并且能够经由对应的第一通信端口与所述功能性单元通信；与所述多个第一通信电路不同的一个或多个第二通信电路；以及切换单元，其能够在对应的第一通信电路与所述第二通信电路之间切换所述第一通信端口中的每一个的连接目的地，所述通信控制方法包括以下步骤：确定是否满足预定条件；以及控制所述切换单元，使得当满足所述预定条件时，作为用作目标的所述第一通信端口的目标端口的连接目的地切换至所述第二通信电路。

(8)本公开的计算机可读非暂时性记录介质是一种记录用于交换装置中的通信控制程序的计算机可读非暂时性记录介质，所述交换装置在车内网络中中继数据并且包括：可连接至车辆中的多个功能性单元的多个第一通信端口；多个第一通信电路，其布置为对应于所述第一通信端口，并且能够经由对应的第一通信端口与所述功能性单元通信；与所述多个第一通信电路不同的一个或多个第二通信电路；以及切换单元，其能够在对应的第一通信电路与所述第二通信电路之间切换所述第一通信端口中的每一个的连接目的地，该通信控制程序使得计算机用作：控制单元，其控制所述切换单元，使得当满足预定条件时，作为用作目标的所述第一通信端口的目标端口的连接目的地切换为所述第二通信电路。

本公开的一方面不仅可作为包括这种特征处理单元的交换装置实现还可作为包括交换装置的车内通信系统实现。此外，本公开的一方面可作为实现一部分或全部交换装置的半导体集成电路实现。

附图说明

图1是示出根据本公开的第一实施例的车内通信系统的构造的图。

图2是示出根据本公开的第一实施例的车内通信系统的应用示例的图。

图3是示出根据本公开的第一实施例的车内通信系统中的交换装置的构造的图。

图4是示出根据本公开的第一实施例的交换装置中的L2开关IC的构造的图。

图5是示出根据本公开的第一实施例的交换装置中的切换单元的构造的图。

图6是示出根据本公开的第一实施例的切换单元中的转接开关的构造的图。

图7是示出根据本公开的第一实施例的交换装置中的交换单元中保存的ARL表的示例的图。

图8是示出了当根据本公开的第一实施例的车内通信系统中的交换装置执行冗余切换处理时的操作过程的流程图。

图9是示出根据本公开的第二实施例的车内通信系统中的交换装置的构造的图。

图10是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的L2开关IC的构造的图。

图11是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的切换单元的构造的图。

图12是示出根据本公开的第二实施例的切换单元中的转接开关的构造的图。

图13是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的MPU中保存的转接开关状态表的示例的图。

图14是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的MPU中保存的优先级表的示例的图。

图15是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的MPU中保存的转接开关状态表的示例的图。

图16是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的交换单元中的ARL表的示例的图。

图17是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的MPU中保存的转接开关状态表的示例的图。

图18是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的交换单元中保存的ARL表的示例的图。

图19是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的MPU中保存的转接开关状态表的示例的图。

图20是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的交换单元中保存的ARL表的示例的图。

图21是示出当根据本公开的第二实施例的车内通信系统中的交换装置执行冗余切换处理时的操作过程的流程图。

图22是示出当根据本公开的第二实施例的车内通信系统中的交换装置执行连接改变处理时的操作过程的流程图。

图23是示出根据本公开的第三实施例的交换装置的构造的图。

图24是示出根据本公开的第三实施例的交换装置中的切换单元的构造的图。

图25是示出根据本公开的第三实施例的切换单元中的转接开关的构造的图。

图26是示出根据本公开的第三实施例的交换装置的修改示例的构造的图。

图27是示出根据本公开的第三实施例的交换装置的修改示例中的切换单元的构造的图。

图28是示出根据本公开的第三实施例的交换装置中的MPU中保存的转接开关状态表的示例的图。

图29是示出根据本公开的第三实施例的交换装置中的MPU中保存的优先级表的示例的图。

图30是示出根据本公开的第三实施例的交换装置中的MPU中保存的转接开关状态表的示例的图。

图31是示出根据本公开的第三实施例的交换装置中的交换单元中保存的ARL表的示例的图。

具体实施方式

过去，为了提供高质量的服务，已经开发了一种用于执行系统双工(冗余)的技术。

在其中布置有多个功能性单元的车辆中，具有布置了在功能性单元之间中继被发送和接收的数据的交换装置的情况。在用于与功能性单元通信的通信电路不能用于交换装置中的情况下，交换装置与功能性单元之间的通信断开，并且数据在功能性单元之间的发送和接收被不正常执行。由于系统冗余，需要能够实现交换装置的更稳定操作的技术，但这种冗余在日本专利特开公开No.2016-12932中未公开。

提出本公开以解决上述问题，并且本公开的目的是提供能够实现在车内网络中中继数据的交换装置的更稳定的操作的交换装置、通信控制方法和通信控制程序。

根据本公开，可实现在车内网络中中继数据的交换装置的更稳定的操作。

首先，将描述本公开的示例性实施例。

(1)根据本公开的实施例的交换装置是一种交换装置，其在车内网络中中继数据并且包括可连接至车辆中的多个功能性单元的多个第一通信端口，所述交换装置包括：多个第一通信电路，所述多个第一通信电路布置为对应于所述第一通信端口，并且能够经由对应的第一通信端口与所述功能性单元通信；一个或多个第二通信电路，其与所述多个第一通信电路不同；切换单元，其能够在对应的第一通信电路与所述第二通信电路之间切换所述第一通信端口中的每一个的连接目的地；和控制单元，其控制所述切换单元，以使得当满足预定条件时，作为用作目标的所述第一通信端口的目标端口的连接目的地切换为所述第二通信电路。

通过这种构造，当满足使得第一通信电路不能使用的条件的预定条件时，对应于第一通信电路的第一通信端口的连接目的地切换为第二通信电路，并且连接至第一通信端口(也就是说，目标端口)的功能性单元可经由目标端口与第二通信电路通信，从而可实现通信电路的合适冗余。因此，由于功能性单元可与交换装置继续通信，因此可防止功能性单元与其它功能性单元之间的数据的发送和接收被不正常执行。因此，在车内网络中可实现中继数据的交换装置的更稳定操作。

(2)优选地，预定条件是第一通信电路中发生异常，并且目标端口是对应于其中发生异常的第一通信电路的第一通信端口。

通过这种构造，即使在第一通信电路中发生异常，并且第一通信电路不能使用时，连接至对应于第一通信电路的第一通信端口(也就是说，目标端口)的功能性单元可经由目标端口与第二通信电路通信，并且可因此继续与交换装置通信。

(3)优选地，当控制单元将目标端口的连接目的地切换为第二通信电路时，在其中第二通信电路已连接至另一第一通信端口的情况下，控制单元确定目标端口和另一第一通信端口中的哪一个将连接至第二通信电路。

通过这种构造，例如，可保持第二通信电路与另一第一通信端口之间的连接，或者可基于确定结果将第二通信电路的连接目的地从另一第一通信端口切换为目标端口。也就是说，可防止连接至第二通信电路的第一通信端口是固定的。

(4)更优选地，控制单元根据所述多个第一通信端口中的每一个的优先级执行确定。

通过这种构造，例如，优先级更高的第一通信端口可连接至第二通信电路，因此，可减小从连接至优先级更高的第一通信端口的功能性单元发送和接收数据的异常故障的可能性。

(5)更优选地，交换装置还包括与所述多个第一通信端口不同的第二通信端口，第二通信电路能够经由第二通信端口与另一装置通信，切换单元还能够在第二通信端口与第二通信电路之间切换是否连接，并且第二通信端口的优先级设为最低优先级。

通过这种构造，例如，在其中每个第一通信电路正常操作的情况下，可通过将第二通信端口与第二通信电路连接来执行另一装置与交换装置之间的通信，并且在其中第一通信电路不能使用的情况下，第二通信电路的连接目的地可自动切换至优先级更高的目标端口。

(6)优选地，交换装置还包括与所述多个第一通信端口不同的第二通信端口，并且第二通信电路能够经由第二通信端口与另一装置通信。

通过这种构造，除第一通信电路的冗余切换之外，第二通信电路可用于与另一装置通信。

(7)根据本公开的实施例的通信控制方法为交换装置中的通信控制方法，所述交换装置在车内网络中中继数据并且包括：可连接至车辆中的多个功能性单元的多个第一通信端口；多个第一通信电路，其布置为对应于所述第一通信端口，并且能够经由对应的第一通信端口与所述功能性单元通信；与所述多个第一通信电路不同的一个或多个第二通信电路；以及切换单元，其能够在对应的第一通信电路与所述第二通信电路之间切换所述第一通信端口中的每一个的连接目的地，所述通信控制方法包括以下步骤：确定是否满足预定条件；以及控制所述切换单元，使得当满足所述预定条件时，作为用作目标的所述第一通信端口的目标端口的连接目的地切换至所述第二通信电路。

通过这种构造，当满足如第一通信电路不能使用的条件的预定条件时，对应于第一通信电路的第一通信端口的连接目的地切换为第二通信电路，并且连接至第一通信端口(也就是说，目标端口)的功能性单元可经由目标端口与第二通信电路通信，从而可实现通信电路的合适冗余。因此，由于功能性单元可与交换装置继续通信，可防止功能性单元与其它功能性单元之间的数据的发送和接收被不正常执行。因此，在车内网络中可实现中继数据的交换装置的更稳定操作。

(8)根据本公开的实施例的计算机可读非暂时性记录介质是一种用于记录交换装置中的通信控制程序的计算机可读非暂时性记录介质，所述交换装置在车内网络中中继数据并且包括：可连接至车辆中的多个功能性单元的多个第一通信端口；多个第一通信电路，其布置为对应于所述第一通信端口，并且能够经由对应的第一通信端口与所述功能性单元通信；与所述多个第一通信电路不同的一个或多个第二通信电路；以及切换单元，其能够在对应的第一通信电路与所述第二通信电路之间切换所述第一通信端口中的每一个的连接目的地，该通信控制程序使得计算机用作：控制单元，其控制所述切换单元，使得当满足预定条件时，作为用作目标的所述第一通信端口的目标端口的连接目的地切换为所述第二通信电路。

通过这种构造，当满足如第一通信电路不能使用的条件的预定条件时，对应于第一通信电路的第一通信端口的连接目的地切换为第二通信电路，并且连接至第一通信端口(也就是说，目标端口)的功能性单元可经由目标端口与第二通信电路通信，从而可实现通信电路的合适冗余。因此，由于功能性单元可与交换装置继续通信，可防止不正常执行功能性单元与其它功能性单元之间的数据的发送和接收。因此，在车内网络中可实现中继数据的交换装置的更稳定操作。

下文中，将参照附图描述本公开的示例性实施例。顺便说，在附图中，由相同附图标记指代相同或对应的部件，并且将不重复对其的描述。另外，下面将描述的一些实施例可任意组合。

<第一实施例>

[构造和基本操作]

图1是示出根据本公开的第一实施例的车内通信系统的构造的图。

参照图1，车内通信系统301包括交换装置101和多个功能性单元111。车内通信系统301安装在车辆1中。

例如，功能性单元111是自动驾驶电子控制单元(ECU)、传感器、导航装置、远程信息处理通信单元(TCU)、中央网关(CGW)、人机界面、相机等，并且可与交换装置101通信。

例如，交换装置101与每个功能性单元111在车辆1的车内网络12中的连接关系是固定的。

例如，交换装置101和功能性单元111通过用于车内以太网(注册商标)通信的线缆(下文中也称作“以太网线缆”)彼此连接。

交换装置101和功能性单元111利用以太网线缆彼此通信。例如，利用符合IEEE802.3的以太网帧在交换装置101与功能性单元111之间交换信息。

图2是示出根据本公开的第一实施例的车内通信系统的应用示例的图。在图2中，示出了功能性单元111、自动驾驶ECU 111A、传感器111B和导航装置111C的特定示例。

顺便说，车内通信系统301不限于包括三个功能性单元111的构造，并且可被构造为包括两个或四个或更多个功能性单元111。

在车内网络12中，例如，自动驾驶ECU 111A属于与传感器111B和导航装置111C不同的子网。

在车内网络12中，例如，根据互联网协议(IP)利用IP包发送和接收信息。IP包存储在以太网帧中并发送。

交换装置101在车内网络12中中继数据。具体地说，交换装置101中继在自动驾驶ECU 111A、传感器111B和导航装置111C之间发送的以太网帧。

详细地说，交换装置101根据具有多个层的通信协议操作。更具体地说，交换装置101可用作层2(L2)开关，并且中继在属于相同子网的功能性单元111之间发送的以太网帧。

在该示例中，交换装置101中继在自动驾驶ECU 111A与传感器111B之间发送的以太网帧。

另外，交换装置101也可用作层3(L3)中继装置，并且中继在属于不同子网的功能性单元111之间发送的以太网帧。

在该示例中，交换装置101中继在自动驾驶ECU 111A与导航装置111C之间发送的以太网帧以及在传感器111B与导航装置111C之间发送的以太网帧。

更具体地说，例如，传感器111B定期感测其自己的车辆1附近的目标，产生包括指示感测结果的传感器信息的IP包，并且将IP包存储在以太网帧中。

例如，IP包包括传感器111B的IP地址和自动驾驶ECU 111A的IP地址，作为传输源IP地址和传输目的地IP地址。

由于传感器111B与自动驾驶ECU 111A属于相同子网，传感器111B将自动驾驶ECU111A的媒体访问控制(MAC)地址及其自己的MAC地址写入以太网帧中，分别作为传输目的地MAC地址和传输源MAC地址。

传感器111B将存储包括传感器信息的IP包的以太网帧发送至交换装置101。

在从传感器111B接收到以太网帧时，交换装置101对接收到的以太网帧执行层2交换处理，并且将以太网帧发送至自动驾驶ECU 111A。

例如，自动驾驶ECU 111A从经由交换装置101自传感器111B接收到的以太网帧获取传感器信息，并且基于获取的传感器信息控制其自己的车辆1的操作。

此外，例如，自动驾驶ECU 111A将指示其自己的车辆1的自动驾驶的状态(situation)的状态信息定期发送至导航装置111C。

更具体地说，例如，自动驾驶ECU 111A产生包括状态信息的IP包，并且将IP包存储在以太网帧中。

例如，IP包包括自动驾驶ECU 111A的IP地址和导航装置111C的IP地址，作为传输源IP地址和传输目的地IP地址。

由于自动驾驶ECU 111A属于与导航装置111C不同的子网，因此自动驾驶ECU 111A将作为默认网关的交换装置101的MAC地址和其自己的MAC地址写入以太网帧中，作为传输目的地MAC地址和传输源MAC地址。

自动驾驶ECU 111A将存储包括状态信息的IP包的以太网帧发送至交换装置101。

在从自动驾驶ECU 111A接收到以太网帧时，交换装置101对接收到的以太网帧执行层3中继处理，并且将以太网帧发送至导航装置111C。

例如，导航装置111C从经由交换装置101自自动驾驶ECU 111A接收到的以太网帧中获取状态信息，并且在显示装置上显示由获取的状态信息指示的车辆1的自动驾驶的状态，以向驾驶员通知所述状态。

图3是示出根据本公开的第一实施例的车内通信系统中的交换装置的构造的图。

参照图3，交换装置101包括微处理单元(MPU)(控制单元)51、L2开关集成电路(IC)52、切换单元53和通信端口(第一通信端口)54A、54B和54C。

下文中，通信端口54A、54B和54C中的每一个还称作通信端口54。例如，通信端口54为以太网线缆可连接到的端子。

顺便说，交换装置101不限于其中布置有三个通信端口54的构造，而是可具有其中布置有两个或四个或更多个通信端口54的构造。

多个通信端口54可分别连接至车辆1中的多个功能性单元。在该示例中，通信端口54A、54B和54C分别经由以太网线缆连接至自动驾驶ECU 111A、传感器111B和导航装置111C。

图4是示出根据本公开的第一实施例的交换装置中的L2开关IC的构造的图。

参照图4，L2开关IC 52包括交换单元24、通信电路(第一通信电路)25A、25B和25C以及备用通信电路(第二通信电路)26。下文中，通信电路25A、25B和25C中的每一个还被称作通信电路25。

图5是示出根据本公开的第一实施例的交换装置中的切换单元的构造的图。

参照图5，切换单元53包括转接开关21A、21B和21C。下文中，转接开关21A、21B和21C中的每一个还被称作转接开关21。

参照图3至图5，多个通信电路25布置为分别对应于多个通信端口54。

更具体地说，L2开关IC 52中的通信电路25A、25B和25C布置为分别对应于切换单元53中的转接开关21A、21B和21C。

转接开关21A、21B和21C布置为分别对应于通信端口54A、54B和54C。

切换单元53可在对应的通信电路25与备用通信电路26之间切换每个通信端口54的连接目的地。

更具体地说，切换单元53中的转接开关21可根据MPU 51的控制将连接至其自己的通信端口54的连接目的地切换至对应于通信端口54的通信电路25或备用通信电路26。

图6是示出根据本公开的第一实施例的切换单元中的转接开关的构造的图。

参照图6，转接开关21包括连接至通信端口54的第一端、连接至通信电路25的第二端以及连接至备用通信电路26的第三端。

在从MPU 51接收到正常连接命令时，转接开关21将第一端与第二端电连接。

另一方面，在从MPU 51接收到冗余连接命令时，转接开关21将第一端与第三端电连接。

下文中，在转接开关21中，其中第一端和第二端电连接的状态还被称作正常连接状态。另外，其中第一端和第三端电连接的状态还被称作冗余连接状态。

返回参照图3至图5，通信电路25可经由对应的通信端口与功能性单元111通信。

在其中通信电路25A、25B和25C正常操作的情况下，转接开关21A、21B和21C通过MPU 51设为正常连接状态。在这种情况下，通信电路25A、25B和25C可分别经由通信端口54A、54B和54C与自动驾驶ECU 111A、传感器111B和导航装置111C通信。

备用通信电路26可经由通信端口54与功能性单元111通信。更具体地说，例如，当通信电路25A的操作异常时，转接开关21A通过MPU 51设为冗余连接状态。在这种情况下，备用通信电路26可经由通信端口54A与自动驾驶ECU 111A通信。

相似地，当转接开关21B通过MPU 51设为冗余连接状态时，备用通信电路26可经由通信端口54B与传感器111B通信。此外，当转接开关21C通过MPU 51设为冗余连接状态时，备用通信电路26可经由通信端口54C与导航装置111C通信。

将参照图3和图4描述当转接开关21A至21C设为正常连接状态时MPU 51和L2开关IC 52的操作。

在从例如经由对应的转接开关21和通信端口54连接的功能性单元111接收到电信号时，L2开关IC 52中的通信电路25通过根据预定调制方案解调电信号来产生符号序列，并且将产生的符号序列转换为比特串。这里，转换的比特串表示以太网帧。

通信电路25对产生的比特串(也就是说，以太网帧)执行循环冗余校验(CRC)检查、滤波处理等，然后将以太网帧输出至交换单元24。

另外，在从交换单元24接收到以太网帧时，通信电路25根据预定调制方案将指示接收到的以太网帧的比特串转换为符号序列。

通过从转换的符号序列中的第一符号开始按次序根据符号调制载波，通信电路25产生电信号，并将产生的电信号发送至经由对应的转接开关21和通信端口54连接的功能性单元111。

另外，备用通信电路26当经由转接开关21A、21B和21C中的任一个与功能性单元111通信时与通信电路25相似地操作。

[层2交换处理]

图7是示出根据本公开的第一实施例的交换装置中的交换单元中保存的ARL表的示例的图。

参照图4和图7，交换单元24执行层2交换处理。更具体地说，例如，交换单元24包括分别连接至通信电路25A、25B和25C、备用通信电路26和MPU 51的多个端子。每个端子被分配唯一的逻辑端口编号。

在该示例中，连接至MPU 51、通信电路25A、通信电路25B、通信电路25C和备用通信电路26的端子的逻辑端口编号分别为#0、#1、#2、#3和#4。

下文中，被分配逻辑端口编号#1、#2和#3的端子也被称作正常端子。此外，被分配逻辑端口编号#4的端子还被称作第一备用端子。

此外，例如，交换单元24保存图7所示的地址解析逻辑(ARL)表。

例如，基于上述车内网络12中固定的连接关系预先由用户决定ARL表的内容。

ARL表指示传输目的地MAC地址与输出目的地之间的对应关系。这里，输出目的地是逻辑端口编号。

具体地说，ARL表包括功能性单元111的MAC地址与具有作为连接目的地的功能性单元111的端子(也就是说，正常端子的逻辑端口编号)之间的对应关系以及其自己的交换装置101的MAC地址与MPU 51的逻辑端口编号之间的对应关系。

在从通信电路25接收到以太网帧时，交换单元24参照包括在接收到的以太网帧中的传输目的地MAC地址。

交换单元24从ARL表获取对应于参照的传输目的地MAC地址的输出目的地，并且将接收到的以太网帧输出至获取的输出目的地。

具体地说，例如，对于同一子网内发送的以太网帧(诸如从传感器111B发送至自动驾驶ECU 111A的以太网帧)，交换单元24获取#1至#3中的任一个，作为对应于参照的传输目的地MAC地址的逻辑端口编号。

然后，交换单元24将从通信电路25接收到的以太网帧从获取的逻辑端口编号的端子经由另一通信电路25、转接开关21和通信端口54发送至功能性单元111。

另一方面，例如，对于不同子网之间发送的以太网帧(诸如从自动驾驶ECU 111A发送至导航装置111C的以太网帧)，交换单元24获取#0，作为对应于参照的传输目的地MAC地址的逻辑端口编号。

然后，交换单元24将从通信电路25接收到的以太网帧输出至MPU 51。

另外，在从MPU 51接收到以太网帧时，交换单元24参照包括在接收到的以太网帧中的传输目的地MAC地址。

交换单元24从ARL表获取对应于参照的传输目的地MAC地址的输出目的地，并且将从MPU 51接收到的以太网帧输出至获取的输出目的地。

[层3中继处理]

返回参照图3，MPU 51执行层3中继处理。更具体地说，在从L2开关IC 52接收到以太网帧时，MPU 51执行重写接收到的以太网帧的传输目的地MAC地址和传输源MAC地址的L3中继处理。

更具体地说，例如，MPU 51保存指示传输目的地网络与传输接口之间的对应关系的路由表。此外，例如，MPU 51保存针对每个传输接口指示IP地址与MAC地址之间的对应关系的地址解析协议(ARP)表。

在从L2开关IC 52接收到以太网帧时，MPU 51从包括在接收到的以太网帧中的IP包获取传输目的地IP地址，例如，对获取的传输目的地IP地址执行子网掩码计算，并且指明传输目的地网络。

MPU 51参照路由表指明对应于指明的传输目的地网络的传输接口。

然后，MPU 51参照对应于指明的传输接口的ARP表从ARP表获取对应于传输目的地IP地址的MAC地址。

MPU 51用获取的MAC地址和其自己的交换装置101的MAC地址重写以太网帧的传输目的地MAC地址和传输源MAC地址，并且将重写的以太网帧输出至L2开关IC 52。

[切换单元53的控制]

参照图3和图4，MPU 51控制切换单元53，以使得当满足预定条件C1时作为目标通信端口54的目标端口的连接目的地切换到备用通信电路26。

这里，例如，预定条件C1是通信电路25中出现异常的条件。另外，例如，目标端口是对应于其中出现异常的通信电路25的通信端口54。

更具体地说，例如，MPU 51监控在L2开关IC 52的交换单元24中的每个正常端子的通信状态，并且基于监控结果检测交换单元24中的通信异常。

具体地说，例如，MPU 51执行每个正常端子中的故障检测与入侵检测。

这里，例如，故障检测是检测物理故障，诸如在正常端子中的至少一个中没有接收到信号的故障。

例如，入侵检测是在正常端子中的至少一个中检测逻辑异常，诸如由于诸如拒绝服务(DoS)攻击的未经授权的访问导致的其中通信率异常大的异常或者其中接收计数器的计数值异常大的异常。

例如，当在逻辑端口编号#3的端子中检测到通信中的异常时，MPU 51执行以下处理。

也就是说，例如，MPU 51将冗余连接命令输出至切换单元53中的转接开关21C(见图5)，并且使得转接开关21C从正常连接状态转换为冗余连接状态。

通过这种构造，在交换单元24中经由通信端口54C、转接开关21C和备用通信电路26接收从导航装置111C发送的以太网帧。

MPU 51检查逻辑端口编号#4的端子(即，第一备用端子)中的通信状态。具体地说，例如，MPU 51确认是否执行以太网帧的正常连接与正常传输/接收。

在其中检查到第一备用端子中的通信状态正常的情况下，例如，MPU 51将对应于导航装置111C的MAC地址的输出目的地在ARL表(见图7)中从#3重写至#4。

通过这种构造，将以导航装置111C的MAC地址作为传输目的地MAC地址的以太网帧从交换单元24经由备用通信电路26、转接开关21C和通信端口54C发送至导航装置111C。

另一方面，当检查到第一备用端子中的通信状态非正常时，MPU 51识别冗余切换失败，并且在例如错误日志中记录指示冗余切换失败的信息。

[操作流程]

交换装置包括计算机，并且计算机中的操作处理单元(诸如CPU)从存储器(未示出)读取包括以下流程中的一些或全部步骤的程序，并且执行程序。该装置的程序可从外部安装。该装置的程序按照其中被存储在记录介质中的状态分布。

图8是示出当根据本公开的第一实施例的车内通信系统中的交换装置执行冗余切换处理时的操作过程的流程图。

参照图8，首先，交换装置101中的MPU 51监控每个正常端子中的通信状态(步骤S102)，直到检测到通信状态异常的正常端子(步骤S104中的否)。

然后，当检测到通信状态异常的正常端子时(S104中的是)，MPU 51将冗余连接命令输出至对应于其中检测到异常的正常端子的转接开关21(也就是说，对应于目标端口的转接开关21)(步骤S106)。

然后，MPU 51检查第一备用端子中的通信状态(步骤S108)。

然后，当检查到的通信状态正常时(步骤S110中的是)，MPU 51用ARL表中的第一备用端子的逻辑端口编号重写其中检测到异常的正常端子的逻辑端口编号(步骤S112)。

另一方面，当检查到的通信状态异常时(步骤S110中的否)，MPU 51在错误日志中记录指示冗余切换失败的信息(步骤S114)。

顺便说，例如，当在交换装置101中执行虚拟局域网(VLAN)的中继时，在以上步骤S112中，MPU 51可将VALN表与ARL表一起重写。

此外，在根据本公开的第一实施例的交换装置中，预定条件C1是通信电路25中出现异常，但是本公开限于该示例。预定条件C1可为任何其它条件，例如，由于通信电路等的维护暂时不能使用通信电路的条件或者通信电路的使用时间超过预定可用寿命的条件。

顺便提及，在其中布置有多个功能性单元的车辆中，具有其中布置有中继在功能性单元之间发送和接收的数据的交换装置的情况。在其中在交换装置中不能使用用于与功能性单元通信的通信电路的情况下，交换装置与功能性单元之间的通信断开，并且不正常执行功能性单元之间的数据的发送和接收。由于系统冗余，期望能够实现交换装置的更稳定操作的技术，但是在日本专利特开公开No.2016-12932中未公开这种冗余。

另一方面，根据本公开的第一实施例的交换装置在车内网络12中中继数据，并且包括可连接至车辆1中的多个功能性单元111的多个通信端口54。多个通信电路25布置为对应于多个通信端口54，并且可经由对应的通信端口54与功能性单元111通信。一个备用通信电路26布置在交换装置101中。切换单元53可在对应的通信电路25与备用通信电路26之间切换每个通信端口54的连接目的地。然后，当满足预定条件C1时，MPU 51控制切换单元53，以使得作为目标通信端口54的目标端口的连接目的地切换到备用通信电路26。

通过这种构造，当满足预定条件C1(不能使用通信电路25的条件)时，对应于通信电路25的通信端口54的连接目的地切换到备用通信电路26，并且连接至对应的通信电路25(也就是说，目标端口)的功能性单元111可经由目标端口与备用通信电路26通信，从而可实现通信电路25的合适的冗余。因此，由于功能性单元111可继续与交换装置101通信，可防止不正常执行在功能性单元111与其它功能性单元111之间的数据的发送和接收。因此，可实现在车内网络中中继数据的交换装置的更稳定的操作。

此外，在根据本公开的第一实施例的交换装置中，预定条件C1是通信电路25中发生异常。此外，目标端口是对应于其中发生异常的通信电路25的通信端口54。

通过这种构造，即使通信电路25中发生异常，并且不能使用通信电路25时，连接至对应于通信电路25的通信端口54(也就是说，目标端口)的功能性单元111可经由目标端口与备用通信电路26通信，并且可因此继续与交换装置101通信。

接着，将参照附图描述本公开的另一实施例。顺便说，在附图中，相同或对应的部分可由相同附图标记指代，并且将不重复对其的描述。

<第二实施例>

与根据第一实施例的交换装置比较，本实施例涉及一种包括多个备用通信电路的交换装置。除下面描述的内容之外，其与根据第一实施例的交换装置相似。

图9是示出根据本公开的第二实施例的车内通信系统中的交换装置的构造的图。

参照图9，交换装置102包括MPU(控制单元)61、L2开关IC 62、切换单元63和通信端口(第一通信端口)54A、54B和54C。

交换装置102中的通信端口54A、54B和54C的操作与图3所示的交换装置101中的通信端口54A、54B和54C的操作相似。

图10是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的L2开关IC的构造的图。

参照图10，L2开关IC 62包括交换单元24、通信电路25A、25B和25C以及用作备用通信电路26的备用通信电路26J和26K。

L2开关IC 62中的交换单元24、通信电路25和备用通信电路26的操作与图4所示的L2开关IC 52中的交换单元24、通信电路25和备用通信电路26的操作相似。

顺便说，交换装置102不限于其中布置有两个备用通信电路26的构造，并且可具有其中布置有三个或更多个备用通信电路26的构造。

在该示例中，连接至MPU 61、通信电路25A、通信电路25B、通信电路25C、备用通信电路26J和备用通信电路26K的端子的逻辑端口编号分别为#0、#1、#2、#3、#4和#5。下文中，分配有逻辑端口编号#5的端子也称作第二备用端子。

图11是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的切换单元的构造的图。

参照图11，切换单元63包括转接开关22A、22B和22C。下文中，转接开关22A、22B和22C中的每一个也称作转接开关22。

参照图9至图11，L2开关IC 62中的通信电路25A、25B和25C布置为分别对应于切换单元63中的转接开关22A、22B和22C。

转接开关22A、22B和22C布置为分别对应于通信端口54A、54B和54C。

切换单元63可在对应的通信电路25与多个备用通信电路26之间切换每个通信端口54的连接目的地。

更具体地说，切换单元63中的转接开关22可根据MPU 61的控制将连接至其自身的通信端口54的连接目的地切换为对应于通信端口54的通信电路25，或者备用通信电路26J和26K。

图12是示出根据本公开的第二实施例的切换单元中的转接开关的构造的图。

参照图12，转接开关22包括连接至通信端口54的第一端、连接至通信电路25的第二端、连接至备用通信电路26J的第三端以及连接至备用通信电路26K的第四端。

在从MPU 61接收到正常连接命令时，转接开关22将第一端与第二端电连接。

另一方面，在从MPU 61接收到第一冗余连接命令时，转接开关22将第一端与第三端电连接。

另外，在从MPU 61接收到第二冗余连接命令时，转接开关22将第一端与第四端电连接。

下文中，在转接开关22中，其中第一端和第二端电连接的状态也称作正常连接状态。其中第一端和第三端电连接的状态也称作第一冗余连接状态。此外，其中第一端和第四端电连接的状态也称作第二冗余连接状态。

图13是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的MPU中保存的转接开关状态表的示例的图。

参照图13，MPU 61保存指示通信端口54和对应的转接开关22的状态之间的对应关系的转接开关状态表。在其中通信电路25A、25B和25C正常操作的情况下，转接开关22A至22C全部处于正常连接状态。

返回参照图9，例如，当目标端口的连接目的地切换为备用通信电路26时，在其中备用通信电路26已连接至另一通信端口54的情况下，MPU 61确定目标端口和另一通信端口54中哪一个必须连接至备用通信电路26。

更具体地说，例如，MPU 61根据多个通信端口54中的每一个的优先级执行以上确定。

图14是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的MPU中保存的优先级表的示例的图。

参照图14，MPU 61保存指示通信端口54与切换优先级之间的对应关系的优先级表。在该示例中，通信端口54A、54B和54C的切换优先级分别为3、2、1。这里，随着切换优先级的值增大，优先级增大。

因此，连接至自动驾驶ECU 111A的通信端口54A的优先级最高，并且连接至导航装置111C的通信端口54C的优先级最低。

[第一冗余切换]

图15是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的MPU中保存的转接开关状态表的示例的图。

图16是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的交换单元中保存的ARL表的示例的图。

参照图9至图11以及图15和图16，假设其中通信电路25A、25B和25C是正常操作的状态。在该状态中，交换单元24保存图7所示的ARL表。

MPU 61在每个正常端子中执行故障检测和入侵检测。例如，当检测到逻辑端口编号#1的端子中的通信异常时，MPU 61执行以下处理。

也就是说，MPU 61参照例如图13所示的转接开关状态表检查备用通信电路26J和26K二者未被使用。

然后，例如，MPU 61将第一冗余连接命令输出至切换单元63中的转接开关22A，并且使得转接开关22A从正常连接状态转换为第一冗余连接状态。

因此，通信电路25A与通信端口54A之间的电连接断开，并且备用通信电路26J与通信端口54A电连接。

此外，如图15所示，MPU 61用“第一冗余连接状态”重写对应于“通信端口54A”的“对应的转接开关的状态”。

MPU 61检查逻辑端口编号#4的端子中的通信状态，也就是说，第一备用端子中的通信状态，并且当检查到第一备用端子中的通信状态为正常时，将对应于自动驾驶ECU111A的MAC地址的输出目的地从#1重写为#4，如图7和图16所示。

顺便说，MPU 61的构造不限于基于转接开关状态表检查是否使用备用通信电路26J和26K的构造，而是MPU 61可被构造为通过直接检查备用通信电路26J和26K的状态检查是否使用备用通信电路26J和26K。

[第二冗余切换]

图17是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的MPU中保存的转接开关状态表的示例的图。

图18是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的交换单元中保存的ARL表的示例的图。

参照图9至图11以及图17和图18，例如，在逻辑端口编号#2的端子和逻辑端口编号#3的端子中，MPU 61执行故障检测和入侵检测。

例如，当检测到逻辑端口编号#3的端子中的通信异常时，MPU 61执行以下处理。

也就是说，MPU 61例如参照图15所示的转接开关状态表检查未使用备用通信电路26K。

然后，例如，MPU 61将第二冗余连接命令输出至切换单元63中的转接开关22C，并且使得转接开关22C从正常连接状态转换为第二冗余连接状态。

因此，通信电路25C与通信端口54C之间的电连接断开，并且备用通信电路26K与通信端口54C电连接。

此外，如图17所示，MPU 61用“第二冗余连接状态”重写对应于“通信端口54C”的“对应的转接开关的状态”。

MPU 61检查逻辑端口编号#5的端子中的通信状态，也就是说，第二备用端子中的通信状态，并且当检查到第二备用端子中的通信状态正常时，将对应于导航装置111C的MAC地址的输出目的地从#3重写为#5，如图16和图18所示。

[第三冗余切换]

图19是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的MPU中保存的转接开关状态表的示例的图。

图20是示出根据本公开的第二实施例的交换装置中的交换单元中保存的ARL表的示例的图。

参照图9至图11以及图19和图20，例如，在其中备用通信电路26连接至通信端口54的状态下，MPU 61可将备用通信电路26的连接目的地切换至另一通信端口54。

更具体地说，例如，在逻辑端口编号#2的端子中，MPU 61执行故障检测和入侵检测。

例如，当检测到逻辑端口编号#2的端子中的通信的异常时，MPU 61执行以下处理。

也就是说，MPU 61例如参照图17所示的转接开关状态表检查备用通信电路26J和26K二者正被使用。

然后，例如，MPU 61将目标端口的切换优先级与电连接至备用通信电路26的通信端口54的切换优先级进行比较。这里，目标端口是对应于逻辑端口编号#2的端子的通信端口54，也就是说，通信端口54B。

MPU 61参照图17所示的转接开关状态表检查电连接至备用通信电路26J和26K的通信端口54分别为通信端口54A和54C。

MPU 61参照图14所示的优先级表识别切换优先级为2的目标端口的优先级高于通信端口54C的优先级且低于通信端口54A的优先级。

基于识别结果，MPU 61断开作为优先级低于目标端口的通信端口54的通信端口54C(下文中还称作低优先级通信端口)与备用通信电路26K之间的电连接，确定目标端口与备用通信电路26K需要电连接，并且执行连接改变处理。

更具体地说，MPU 61将正常连接命令输出至切换单元63中的转接开关22C，使得转接开关22C从第二冗余连接状态转换为正常连接状态，并且断开低优先级通信端口(也就是说，通信端口54C)与备用通信电路26K之间的电连接。

另外，MPU 61将第二冗余连接命令输出至切换单元63中的转接开关22B，使得转接开关22B从正常连接状态转变为第二冗余连接状态，并且将目标端口(也就是说，通信端口54B)与备用通信电路26K电连接。

此外，如图19所示，MPU 61用“正常连接状态”重写对应于作为低优先级通信端口的“通信端口54C”的“对应的转接开关的状态”，并且用“第二冗余连接状态”重写对应于作为目标端口的“通信端口54B”的“对应的转接开关的状态”。

如图18和图20所示，MPU 61检查逻辑端口编号#5的端子中的通信状态，也就是说，第二备用端子中的通信状态，并且当检查到第二备用端子中的通信状态正常时，MPU 61将对应于传感器111B的MAC地址的输出目的地从#2重写为#5，并且将对应于导航装置111C的MAC地址的输出目的地从#5重写为例如NULL。

在其中执行层2交换处理的情况下，当在ARL表中对应于包括在待输出的以太网帧中的传输目的地MAC地址的输出目的地为NULL时，交换单元24识别出不存在以太网帧的输出目的地，并且，例如，丢弃以太网帧。

[操作流程]

图21是示出当根据本公开的第二实施例的车内通信系统中的交换装置执行冗余切换处理时的操作过程的流程图。

参照图21，首先，交换装置102中的MPU 61监控每个正常端子中的通信状态(步骤S202)，直到检测到通信状态异常的正常端子(步骤S204中的否)。

然后，当检测到通信状态异常的正常端子并且备用通信电路26J未被使用时(步骤S204中的是，并且步骤S206中的是)，MPU 61将第一冗余连接命令输出至对应于其中检测到异常的正常端子的转接开关22，也就是说，对应于目标端口的转接开关22(步骤S208)。

另一方面，当检测到通信状态异常的正常端子，备用通信电路26J正被使用，并且备用通信电路26K未被使用时(步骤S204中的是，步骤S206中的否，以及步骤S210中的是)，MPU 61将第二冗余连接命令输出至对应于目标端口的转接开关22(步骤S212)。

此外，当检测到通信状态异常的正常端子并且备用通信电路26J和26K二者均被使用时(步骤S204中的是，步骤S206中的否，以及步骤S210中的否)，MPU 61执行以下处理。

也就是说，MPU 61将对应于其中检测到异常的正常端子的通信端口54(也就是说，目标端口)的切换优先级与电连接至备用通信电路26J和26K的通信端口54的切换优先级进行比较(步骤S214)。

然后，当目标端口的切换优先级最低时，也就是说，当目标端口的切换优先级小于电连接至备用通信电路26J和26K的通信端口54的切换优先级时(步骤S216中的是)，冗余切换处理结束。

另一方面，当目标端口的切换优先级不是最低时(步骤S216中的否)，MPU 61执行连接改变处理(步骤S218)。

然后，当MPU 61执行连接改变处理(步骤S218)或者将第一冗余连接命令或第二冗余连接命令输出至对应于其中检测到异常的正常端子的转接开关22时(步骤S208和步骤S212)，MPU 61执行以下处理。

也就是说，MPU 61检查作为目标备用端子的连接目标(也就是说，目标端口)的备用端子中的通信状态(步骤S220)。

然后，当检查到的通信状态正常时(步骤S222中的是)，MPU 61重写ARL表(步骤S224)。

更具体地说，在其中未用的备用通信电路26J与目标端口电连接的情况下，MPU 61用ARL表中的第一备用端子的逻辑端口编号重写其中检测到异常的正常端子的逻辑端口编号。

此外，在其中未用的备用通信电路26K与目标端口电连接的情况下，MPU 61用ARL表中的第二备用端子的逻辑端口编号重写其中检测到异常的正常端子的逻辑端口编号。

此外，在其中执行连接改变处理的情况下，MPU 61用ARL表中的NULL重写目标备用端子的逻辑端口编号，并且用目标备用端子的逻辑端口编号重写其中检测到异常的正常端子的逻辑端口编号。

另一方面，当检查到的通信状态异常时(步骤S222中的否)，MPU 61在错误日志中记录指示冗余切换失败的信息(步骤S226)。

顺便说，步骤S206和步骤S208以及步骤S210和步骤S212的次序不限于以上示例，并且次序可互换。

图22是示出当根据本公开的第二实施例的车内通信系统中的交换装置执行连接改变处理时的操作过程的流程图。图22详细地示出了图21的步骤S218中的操作。

参照图22，首先，当对应于低优先级通信端口的转接开关22是第一冗余连接状态时(步骤S302中的是)，交换装置102中的MPU 61将第一冗余连接命令输出至对应于目标端口的转接开关22(步骤S304)。

另一方面，当对应于低优先级通信端口的转接开关22为第二冗余连接状态时(步骤S302中的否)，MPU 61将第二冗余连接命令输出至对应于目标端口的转接开关22(步骤S306)。

然后，MPU 61将正常连接命令输出至对应于低优先级通信端口的转接开关22(步骤S308)。

顺便说，虽然根据本公开的第二实施例的交换装置具有其中布置有多个备用通信电路26的构造，但是本公开不限于该示例。交换装置102可具有其中布置有一个备用通信电路26的构造。

此外，虽然根据本公开的第二实施例的交换装置被构造为执行第三冗余切换，但是本公开不限于该示例。交换装置101可被构造为不执行第三冗余切换。具体地说，当备用通信电路26J和26K二者均在使用时，虽然通信电路25中发生异常，MPU 61不确定连接至备用通信电路26J和26K的通信端口54中哪一个是将连接至备用通信电路26J和26K的对应于通信电路25的通信端口54。

此外，在根据本公开的第二实施例的交换装置中，MPU 61被构造为根据多个通信端口54中的每一个的优先级执行以上确定，但本公开不限于该示例。例如，MPU 61可被构造为根据每个通信端口54中的通信量等执行以上确定。

如上所述，根据本公开的第二实施例的交换装置在车内网络12中中继数据，并且包括可连接至车辆1中的多个功能性单元111的多个通信端口54。多个通信电路25布置为对应于通信端口54并且可经由对应的通信端口54与功能性单元111通信。在交换装置102中，布置有多个备用通信电路26。切换单元63可在对应的通信电路25与多个备用通信电路26之间切换每个通信端口54的连接目的地。此外，当满足预定条件C1时，MPU 61控制切换单元63以使得作为目标通信端口54的目标端口的连接目的地切换为备用通信电路26。

通过这种构造，当满足诸如通信电路25不能使用的条件的预定条件C1时，对应于通信电路25的通信端口54的连接目的地切换为备用通信电路26，因此连接至通信端口54(也就是说，目标端口)的功能性单元111可经由目标端口与备用通信电路26通信，从而可实现通信电路25的合适冗余。因此，由于功能性单元111可与交换装置102继续通信，因此可防止不正常执行功能性单元111与另一功能性单元111之间的数据的发送和接收。因此，在车内网络中可实现中继数据的交换装置的更稳定操作。

另外，在根据本公开的第二实施例的交换装置中，当目标端口的连接目的地切换为备用通信电路26时，在其中备用通信电路26已连接至另一通信端口54的情况下，MPU 61确定目标端口和另一通信端口54中哪一个将连接至备用通信电路26。

通过这种构造，例如，可保持备用通信电路26与另一通信端口54之间的连接，或者基于确定结果将备用通信电路26的连接目的地从所述另一通信端口54切换为目标端口。也就是说，可防止连接至备用通信电路26的通信端口54是固定的。

此外，在根据本公开的第二实施例的交换装置中，MPU 61根据多个通信端口54的相应优先级执行以上确定。

通过这种构造，例如，优先级更高的通信端口54可连接至备用通信电路26，因此，可减小从连接至优先级更高的通信端口54的功能性单元111发送和接收数据的异常故障的可能性。

其他构造和操作与根据第一实施例的交换装置的构造和操作相似，因此这里将不重复对其的详细描述。

接着，将参照附图描述本公开的另一实施例。顺便说，在附图中，由相同附图标记指代相同或对应的部件，并且将不重复对其的描述。

<第三实施例>

与根据第一实施例的交换装置相比，当前实施例涉及一种包括备用通信端口的交换装置。除下面描述的内容之外，其与根据第一实施例的交换装置相似。

图23是示出根据本公开的第三实施例的交换装置的构造的图。

参照图23，交换装置103包括MPU(控制单元)51、L2开关IC 52、切换单元73H、通信端口(第一通信端口)54A、54B和54C以及备用通信端口(第二通信)55。

交换装置103中的MPU 51、L2开关IC 52以及通信端口54A、54B和54C的操作与图3所示的交换装置101中的MPU 51、L2开关IC 52以及通信端口54A、54B和54C的操作相似。

图24是示出根据本公开的第三实施例的交换装置中的切换单元的构造的图。

参照图24，切换单元73H包括转接开关21A、21B和21C以及转接开关23H。

切换单元73H中的转接开关21A、21B和21C的构造和操作分别与图5所示的切换单元53中的转接开关21A、21B和21C的构造和操作相似。

例如，切换单元73H可在对应的通信电路25与备用通信电路26之间切换通信端口54A至54C的连接目的地，并且可在备用通信端口55与备用通信电路26之间切换是否连接。

图25是示出根据本公开的第三实施例的切换单元中的转接开关的构造的图。

参照图25，转接开关23H包括连接至备用通信电路26的第一端、连接至转接开关21A、21B和21C的第二端以及连接至备用通信端口55的第三端。

转接开关23H可通过用户、技工等的手动操作切换其中第一端和第二端电连接的冗余连接状态和其中第一端和第三端电连接的检查连接状态。

参照图4和图23至图25，例如，备用通信电路26可经由备用通信端口55与其它装置(具体地说，检查工具)通信。

更具体地说，例如，备用通信端口55是在车辆1行驶时不使用的通信端口。

例如，在维护车辆1时，用户或技工将检查工具的端子与备用通信端口55连接，并且操作转接开关23H，以使得转接开关23H进入检查连接状态。因此，检查工具和备用通信电路26可彼此通信。

在该状态下，例如，检查工具根据诊断IP(diagnostics over IP，DoIP)的通信标准经由备用通信端口55、转接开关23H、备用通信电路26和交换单元24与MPU 51通信，并且从MPU 51获取错误日志，或者更新通过MPU 51使用的固件。

[交换装置103的修改示例]

虽然交换装置103中的转接开关23H被构造为手动操作，但本公开不限于该示例。

图26是示出根据本公开的第三实施例的交换装置的修改示例的构造的图。

参照图26，与图23所示的交换装置103相比，作为交换装置103的修改示例的交换装置104包括MPU(控制单元)71和切换单元73A而不是MPU 51和切换单元73H。

交换装置104中的L2开关IC 52以及通信端口54A、54B和54C的操作分别与图3所示的交换装置101中的L2开关IC 52以及通信端口54A、54B和54C的操作相似。

图27是示出根据本公开的第三实施例的交换装置的修改示例中的切换单元的构造的图。

参照图27，切换单元73A包括转接开关21A、21B和21C以及转接开关23A。

切换单元73A中的转接开关21A、21B和21C的构造和操作分别与图5所示的切换单元53中的转接开关21A、21B和21C的构造和操作相似。

参照图26和图27，例如，切换单元73A可在对应的通信电路25与备用通信电路26之间切换通信端口54A至54C的连接目的地，并且可在备用通信端口55与备用通信电路26之间切换是否连接。

更具体地说，切换单元73A中的转接开关21A至21C从MPU 71接收正常连接命令和冗余连接命令，并且转变为正常连接状态和冗余连接状态。

此外，转接开关23A从MPU 71接收冗余连接命令和检查连接命令，并且转变为冗余连接状态和检查连接状态。

在其中通信电路25A、25B和25C正常操作的情况下，转接开关21A、21B和21C通过MPU 71设为正常连接状态。另外，转接开关23A通过MPU 71设为检查连接状态。

在这种情况下，通信电路25A、25B和25C可分别经由通信端口54A、54B和54C与自动驾驶ECU 111A、传感器111B和导航装置111C通信。另外，备用通信电路26可经由备用通信端口55与检查工具通信。

例如，检查工具的端子和备用通信端口55在车辆1行驶时不连接，但是即使在车辆1行驶的同时也保持转接开关23A的检查连接状态。

图28是示出根据本公开的第三实施例的交换装置中的MPU中保存的转接开关状态表的示例的图。

参照图28，MPU 71保存指示通信端口54与对应的转接开关21的状态之间的对应关系和备用通信端口55与转接开关23A的状态之间的对应关系的转接开关状态表。在其中通信电路25A、25B和25C正常操作的情况下，所有转接开关21A至21C的状态是正常连接状态，并且转接开关23A的状态是检查连接状态。

例如，当目标端口的连接目的地切换为备用通信电路26时，在其中备用通信电路26已连接至备用通信端口55的情况下，MPU 71确定目标端口和备用通信端口55中的哪一个将连接至备用通信电路26。

更具体地说，例如，MPU 71根据多个通信端口54和备用通信端口55的相应优先级执行确定。

图29是示出根据本公开的第三实施例的交换装置中的MPU中保存的优先级表的示例的图。

参照图29，MPU 71保存指示通信端口54的切换优先级与备用通信端口55的切换优先级之间的对应关系的优先级表。

例如，备用通信端口55的优先级设为最低优先级。具体地说，通信端口54A、54B和54C的切换优先级分别为3、2、1。另外，备用通信端口55的切换优先级为零。这里，随着切换优先级的值增大，优先级增大。

因此，连接至自动驾驶ECU 111A的通信端口54A的优先级最高，并且，连接至检查工具的备用通信端口55的优先级最低。

[第一冗余切换]

图30是示出根据本公开的第三实施例的交换装置中的MPU中保存的转接开关状态表的示例的图。

图31是示出根据本公开的第三实施例的交换装置中的交换单元中保存的ARL表的示例的图。

在其中通信电路25A、25B和25C正常操作的状态下，并且参照图26至图31假设车辆1行驶。在该状态下，交换单元24保存图7所示的ARL表。

这里，由于如上所述检查工具的端子与备用通信端口55在行驶的车辆1中不连接，因此ARL表(如图7所示的ARL表)中不包括检查工具的MAC地址与输出目的地之间的对应关系。

例如，当检测到逻辑端口编号#3(见图4)的端子中的通信异常时，MPU 71执行以下处理。

也就是说，MPU 71例如参照图28所示的开关状态表检查备用通信电路26等待与检查工具通信。

然后，例如，MPU 71将目标端口的切换优先级与电连接至备用通信电路26的备用通信端口55的切换优先级进行比较。这里，目标端口是对应于逻辑端口编号#3的端子的通信端口54，也就是说，通信端口54C。

参照图29所示的优先级表，由于目标端口的切换优先级为1，并且备用通信端口55的切换优先级为零，因此MPU 71识别出目标端口的优先级高于备用通信端口55的优先级。

基于识别结果，MPU 71断开作为低优先级通信端口的备用通信端口55与备用通信电路26之间的电连接，确定目标端口和备用通信电路26电连接，并且执行连接改变处理。

更具体地说，通过将冗余连接命令输出至切换单元73A中的转接开关23A并且使得转接开关23A从检查连接状态转换为冗余连接状态，MPU 71断开低优先级通信端口(也就是说，备用通信端口55)与备用通信电路26之间的电连接。

另外，通过将冗余连接命令输出至切换单元73A中的转接开关21C并且使得转接开关21C从正常连接状态转换为冗余连接状态，MPU 71将目标端口(也就是说，通信端口54C)与备用通信电路26电连接。

此外，如图30所示，MPU 71用“冗余连接状态”重写对应于作为低优先级通信端口的“备用通信端口55”的“对应的转接开关的状态”，并且用“冗余连接状态”重写对应于作为目标端口的“通信端口54C”的“对应的转接开关的状态”。

MPU 71检查逻辑端口编号#4的端子(也就是说，第一备用端子)中的通信状态，并且当检查到第一备用端子中的通信状态为正常时，MPU 71将对应于导航装置111C的MAC地址的输出目的地从#3重写为#4，如图7和图31所示。

此外，在根据本公开的第三实施例的交换装置中，转接开关23A可被构造为可手动切换。通过这种构造，即使在备用通信电路26的连接目的地通过MPU 71切换为通信端口54时，备用通信电路26的连接目的地也可手动切换为备用通信端口55，从而检查工具和MPU71可执行通信。

如上所述，根据本公开的第三实施例的交换装置包括多个通信端口54和备用通信端口55。备用通信电路26可经由备用通信端口55与其它装置(例如，检查工具)通信。切换单元73A还可在备用通信端口55与备用通信电路26之间切换是否连接。此外，备用通信端口55的优先级设为最低优先级。

通过这种构造，例如，在其中每个通信电路25正常操作的情况下，可通过将备用通信端口55与备用通信电路26连接来执行检查工具与交换装置104之间的通信，并且在其中通信电路25不能使用的情况下，备用通信电路26的连接目的地可自动切换为优先级更高的目标端口。

此外，根据本公开的第三实施例的交换装置包括多个通信端口54和备用通信端口55。此外，备用通信电路26可经由备用通信端口55与其它装置(例如，检查工具)通信。

通过这种构造，除通信电路25的冗余切换之外，备用通信电路26可用于与检查工具通信。

其它构造和操作与根据第一实施例的交换装置的构造和操作相似，因此这里将不重复对其的详细描述。

此外，根据本公开的第一至第三实施例的相应装置的一些或全部组件和操作可合适地组合。

上述实施例应被认为在所有点上都是说明性的，而不是限制性的。本公开的范围不是通过上述描述而是通过随附权利要求来说明的，并且意在包括等同于随附权利要求的含义以及范围内的所有修改。

以上描述包括下面描述的特征。

[附加说明1]

一种交换装置，其在车内网络中中继数据并且包括可连接至车辆中的多个功能性单元的多个第一通信端口，交换装置包括：

多个第一通信电路，它们布置为对应于第一通信端口，并且能够经由对应的第一通信端口与功能性单元通信；

一个或多个第二通信电路，其与所述多个第一通信电路不同；

切换单元，其能够在对应的第一通信电路与第二通信电路之间切换第一通信端口中的每一个的连接目的地；以及

控制单元，其控制切换单元，使得当满足预定条件时，作为用作目标的第一通信端口的目标端口的连接目的地切换为第二通信电路，

其中，在其中第二通信电路连接至第一通信端口的状态下，控制单元能够将第二通信电路的连接目的地切换为另一第一通信端口。

[标号的说明]

1：车辆

12：车内网络

21、22：转接开关

23A、23H：转接开关

24：交换单元

25：通信电路(第一通信电路)

26：备用通信电路(第二通信电路)

51：MPU(控制单元)

52：L2开关IC

53：切换单元

54：通信端口(第一通信端口)

55：备用通信端口(第二通信端口)

61：MPU(控制单元)

62：L2开关IC

63：切换单元

71：MPU(控制单元)

73H、73A：切换单元

101、102、103、104：交换装置

111：功能性单元

301：车内通信系统

Claims (9)

1.一种交换装置，其在车内网络中中继数据并且包括可连接至车辆中的多个功能性单元的多个第一通信端口，所述交换装置包括：

多个第一通信电路，所述多个第一通信电路布置为对应于所述多个第一通信端口，并且能够经由各对应的第一通信端口与所述多个功能性单元通信；

一个或多个第二通信电路，其与所述多个第一通信电路不同；

切换单元，其能够在对应的第一通信电路与所述第二通信电路之间切换所述第一通信端口中的每一个的连接目的地；和

控制单元，其控制所述切换单元，使得当满足预定条件时，作为用作目标的所述第一通信端口的目标端口的连接目的地切换为所述第二通信电路，

其中，当所述控制单元将所述目标端口的连接目的地切换为所述第二通信电路时，在所述第二通信电路已经连接至另一第一通信端口的情况下，所述控制单元确定所述目标端口和所述另一第一通信端口中哪一个将连接至所述第二通信电路。

2.根据权利要求1所述的交换装置，其中，所述预定条件是在所述第一通信电路中发生异常，并且

所述目标端口是对应于其中发生异常的所述第一通信电路的所述第一通信端口。

3.根据权利要求1所述的交换装置，其中，所述控制单元根据所述多个第一通信端口中的每一个的优先级执行所述确定。

4.根据权利要求3所述的交换装置，还包括与所述多个第一通信端口不同的第二通信端口，

其中，所述第二通信电路能够经由所述第二通信端口与另一装置通信，

所述切换单元还能够对所述第二通信端口与所述第二通信电路之间有无连接进行切换，并且

所述第二通信端口的优先级设为最低优先级。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的交换装置，还包括与所述多个第一通信端口不同的第二通信端口，

其中，所述第二通信电路能够经由所述第二通信端口与另一装置通信。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的交换装置，其中，所述控制单元能够在所述第二通信电路连接至所述第一通信端口的状态下将所述第二通信电路的连接目的地切换到另一第一通信端口。

7.根据权利要求5所述的交换装置，其中，所述控制单元能够在所述第二通信电路连接至所述第一通信端口的状态下将所述第二通信电路的连接目的地切换到另一第一通信端口。

8.一种交换装置中的通信控制方法，所述交换装置在车内网络中中继数据并且包括：可连接至车辆中的多个功能性单元的多个第一通信端口；多个第一通信电路，其布置为对应于所述多个第一通信端口，并且能够经由各对应的第一通信端口与所述多个功能性单元通信；与所述多个第一通信电路不同的一个或多个第二通信电路；以及切换单元，其能够在对应的第一通信电路与所述第二通信电路之间切换所述第一通信端口中的每一个的连接目的地，所述通信控制方法包括以下步骤：

确定是否满足预定条件；以及

控制所述切换单元，使得当满足所述预定条件时，作为用作目标的所述第一通信端口的目标端口的连接目的地切换至所述第二通信电路，

其中，当将所述目标端口的连接目的地切换为所述第二通信电路时，在所述第二通信电路已经连接至另一第一通信端口的情况下，确定所述目标端口和所述另一第一通信端口中哪一个将连接至所述第二通信电路。

9.一种计算机可读非暂时性记录介质，其记录有用于交换装置中的通信控制程序，所述交换装置在车内网络中中继数据并且包括：可连接至车辆中的多个功能性单元的多个第一通信端口；多个第一通信电路，其布置为对应于所述多个第一通信端口，并且能够经由各对应的第一通信端口与所述多个功能性单元通信；与所述多个第一通信电路不同的一个或多个第二通信电路；以及切换单元，其能够在对应的第一通信电路与所述第二通信电路之间切换所述第一通信端口中的每一个的连接目的地，该通信控制程序使得计算机用作：

控制单元，其控制所述切换单元，使得当满足预定条件时，作为用作目标的所述第一通信端口的目标端口的连接目的地切换为所述第二通信电路，

其中，当所述控制单元将所述目标端口的连接目的地切换为所述第二通信电路时，在所述第二通信电路已经连接至另一第一通信端口的情况下，所述控制单元确定所述目标端口和所述另一第一通信端口中哪一个将连接至所述第二通信电路。

Images