CN111448785A - 车载中继装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车载中继装置。车载中继装置200具备层2中继部131和层3中继部132，第一层L1至第三层L3是硬件电路，第四层L4以上由微型计算机140执行。由于由硬件电路构成第一层L1至第三层，所以层3中继部132是硬件电路。通过将层3中继部132设为硬件电路，从而处理变快快。因而，不易产生通信延迟。此外，通过设为硬件电路，还能够抑制发热。

Description

车载中继装置
相关申请的交叉引用
本申请基于2017年12月11日申请的日本专利申请号2017－236713号，并在此引用其记载内容。
技术领域
本公开涉及车载中继装置。
背景技术
在专利文献1中公开了在车载通信网络使用中继装置的技术。中继装置具备多个端口，将输入到一个端口的信号发送至与相同的中继装置连接且由输入的信号所包含的目的地所指定的其它终端。
专利文献1:日本特开2016－141269号公报
具备中继功能的车载ECU由OSI参考模型中的物理层和数据链路层ASIC构成，其上方的层由微型计算机构成。因此，在通过作为第三层的网络层实现中继功能的情况下，微型计算机通过软件实现中继功能。
然而，由于网络层中的中继需要横跨网络的中继，所以处理负荷较高。其结果即使使用高功能的微型计算机，也有可能产生通信延迟。另外，由于处理负荷较高，所以发热有可能变大。
发明内容
本公开的目的在于提供不易产生通信延迟且还能够抑制发热的车载中继装置。
根据本公开的一个方式的车载中继装置：具备层2中继部和层3中继部。在上述车载中继装置中，第一层至第三层的由能硬件电路执行，第四层以上的功能由微型计算机执行。
在该车载中继装置中，由于硬件电路执行第一层至第三层的功能，所以层3中继部是硬件电路。通过将层3中继部设为硬件电路，由此处理变快。因而，不易产生通信延迟。此外，通过设为硬件电路，也能够抑制发热。而且，由于微型计算机只要执行第四层以上的功能即可，所以微型计算机也能够使用不太那么高功能的微型计算机。
附图说明
关于本公开的上述目的以及其它目的、特征及优点，参照附图并通过下述的详细描述会变得更加明确。在该附图中：
图1是表示车载通信系统的构成例的图。
图2是表示中继装置的结构的框图。
图3是表示中继装置的结构的框图。
具体实施方式
(实施方式)
(整体构成)
以下，基于附图对实施方式进行说明。图1表示车载通信系统10的构成例。车载通信系统10按照车载以太网的标准来构成。此外，以太网是注册商标。车载通信系统10搭载在车辆C上。
图1所示的车载通信系统10具备：六个终端ECU20、以及一个中继装置100。当然，终端ECU20的数量是一个例子，能够具备任意的数量的终端ECU20。
终端ECU20相当于经由电缆30与中继装置100连接的节点。节点也可以是传感器等ECU以外的设备。另外，可连接有其它中继装置作为节点。各个终端ECU20直接仅与中继装置100进行通信。终端ECU20在向其它节点发送信号的情况下，使信号包括成为目的地的节点的地址。将该信号经由电缆30向中继装置100输出。电缆30例如是双股扭绞电缆。
中继装置100将与该中继装置100连接的多个节点分为两个VLAN(Virtual LAN)40、50。此外，两个是一个例子，也可以将多个节点分为3个以上的VLAN40、50。中继装置相当于车载中继装置。
(中继装置100的结构)
图2示出中继装置100的结构。中继装置100具备：电源电路110、PHY120、FPGA(field-programmable gate array：现场可编程逻辑门阵列)130以及微型计算机140。
电源电路110向PHY120、FPGA130、微型计算机140供给电力。
PHY120具备多个端口P。在图1中具备六个端口P1、P2、P3、P4、P5、P6。在不区分六个端口P1、P2、P3、P4、P5、P6时，记载为端口P。
在这些端口P分别连接有电缆30的一端。电缆30的另一端与终端ECU20连接。
PHY120将从FPGA130供给的信号转换为能够向电缆30传送的电信号，另一方面，将经由电缆30从终端ECU20供给的信号转换为FPGA130能够处理的信号。PHY120相当于OSI参考模型中的物理层、即第一层L1，除了上述的信号转换之外，还进行帧编码、串并转换、信号波形转换等。PHY120是具备模拟电路等的IC、亦即硬件电路。此外，在图2中设为具备多个端口P的一个PHY120，但PHY120可以划分成按每一个端口P独立的结构等多个结构。
FPGA130被编程为能够执行OSI参考模型中的第二层L2、第三层L3的功能。
第二层L2是数据链路层，进行同一VLAN40、50内的通信。另外，也进行信号的错误检测。第二层L2具备层2中继部131的功能。由该层2中继部131进行同一VLAN40、50内的通信。层2中继部131用MAC(Media Access Control：介质访问控制)地址来决定发送信号的节点。
第三层L3是网络层，在不同的网络间进行通信。第三层L3具备层3中继部132的功能，以进行网络间的通信。由层3中继部132进行不同的VLAN40、50间的通信。层3中继部132用IP(Internet Protocol)地址来决定发送信号的节点。
微型计算机140是具备CPU、ROM、RAM、I/O以及连接这些结构的总线等的通用计算机。在ROM中储存有用于使通用计算机作为微型计算机140发挥作用的程序。CPU一边利用RAM的临时存储功能，一边执行ROM中存储的程序，从而微型计算机140执行第四层L4、第五层L5、第六层L6、第七层L7的功能。换句话说，第四层L4、第五层L5、第六层L6、第七层L7通过软件处理来实现。此外，存储CPU执行的程序的存储介质并不限于ROM，只要存储至非迁移的实体记录介质(non-transitory tangible storage medium)中即可。
第四层L4是传输层，执行程序间通信、数据转发保证等。第五层L5是会话层，第六层L6是表示层，第七层L7是应用层。在这些第五层L5、第六层L6、第七层L7中，执行用户认证、数据编码以及解码、用户界面功能等。此外，具备这些功能的中继装置100也称为交换式集线器ECU。另外，有时将层2中继部131、层3中继部132的功能称为开关。
(实施方式的总结)
对于本实施方式的中继装置100而言，由于由作为硬件电路的FPGA130构成第二层L2和第三层L3，所以层3中继部132是硬件电路。通过将层3中继部132设为硬件电路，从而处理变快。因而，不易产生通信延迟。此外，通过设为硬件电路，还能够抑制发热。
而且，由于微型计算机140只要执行第四层L4以上的处理即可，所以微型计算机140也能够使用不太那么高功能的设备。
以上，对实施方式进行了说明，但公开的技术并不限于上述的实施方式，以下的变形例也包含在公开的范围中，并且，下述以外也能够在不脱离要旨的范围内进行各种变更并实施。此外，在以下的说明中，具有与至此所使用的附图标记相同附图标记的附图标记的要素除了特别提及的情况之外，与在此以前的实施方式中的同一附图标记的要素相同。另外，在仅说明结构的一部分的情况下，对于结构的其它部分，能够应用先前说明的实施方式。
(变形例1)
在实施方式的中继装置100中由FPGA130构成第二层L2和第三层L3。然而，如图3所示，也可以是具备ASIC230来代替FPGA130的中继装置200。
(变形例2)
也可以不与FPGA130或ASIC230分开具备PHY120，而FPGA130或ASIC230具备PHY120的功能。
(变形例3)
也可以使具备第一层L1和第二层L2的功能的硬件电路和具备第三层L3的功能的硬件电路分体。

Claims (9)

1.一种车载中继装置，其中，
上述车载中继装置具备层2中继部(131)和层3中继部(132)，
第一层(L1)至第三层(L3)的功能由硬件电路(120、130、230)执行，
第四层(L4)以上的功能由微型计算机(140)执行。
2.根据权利要求1所述的车载中继装置，其中，
执行上述第三层的功能的上述硬件电路是FPGA(130)。
3.根据权利要求2所述的车载中继装置，其中，
具备执行上述第一层至上述第三层的功能的FPGA。
4.根据权利要求1所述的车载中继装置，其中，
执行上述第三层的功能的上述硬件电路是ASIC(230)。
5.根据权利要求4所述的车载中继装置，其中，
具备执行上述第一层至上述第三层的功能的ASIC。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的车载中继装置，其中，
车载中继装置由OSI参考模型构成。
7.根据权利要求6所述的车载中继装置，其中，
上述OSI参考模型具有上述第一层至第七层。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的车载中继装置，其中，
第二层具备上述层2中继部，第三层具备上述层3中继部。
9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的车载中继装置，其中，
上述层2中继部进行节点(20)之间的通信，上述层3中继部进行上述节点之间的通信。
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