CN112236978B - 网关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实现一种能够缩短向对方微机侧CAN总线的路由所花费的时间、并且降低数据转发的延迟的网关装置。微机(1)和微机(2)具备若索引相同则定义相同内容的公共路由表(10、20)。微机(1)向微机(2)发送索引。接收到索引的微机(2)根据接收到的索引来读取在公共路由表(20)中定义的路由规则。

Description

网关装置
技术领域
本发明涉及对通信网络进行控制的网关装置。
背景技术
在车辆中搭载有多个电子控制装置(ECU)，并且该多个ECU设置在车辆内的各个部位。这些多个ECU分别协调来实现一个应用。因此，各ECU通过通信线连接而构成网络，进行各ECU之间的数据通信。
由于这些ECU被设置在车辆内的各个部位，因此通过车载网关装置对构成在各个设置部位的不同的网络间的通信进行中转，从而构成一个车载网络。CAN主要被广泛用作车载网络的通信协议。
另外，近几年，车载网关装置及ECU中所要求的CAN(控制器局域网络)的信道数量不断增加，产生了通过一个微机无法满足要求的状况。因此，使用组合两个微机来满足要求的构成。
像这样，作为具备多个通信接口的技术，例如已知有专利文献1所记载的技术。
在专利文献1中公开了一种网关装置，该网关装置与第一网络的总线和第二网络连接，第一网络的总线按照第一通信协议通过总线进行第一种帧的传输，第二网络按照与第一通信协议不同的第二通信协议进行第二种帧的传输，该网关装置具备：接收部，其从第一网络的总线依次接收第一种帧；判定部，其针对通过该接收部接收到的第一种帧，判定第一种帧的数据是否应该发送到第二网络；以及发送部，其将第二种帧发送到第二网络，第二种帧包含由该判定部判定为应该发送到第二网络的多个第一种帧各自的数据。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2017－212724号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在基于专利文献1所记载的技术组合了两个微机的构成中，需要向对方微机侧的CAN总线路由CAN帧，从而存在路由所花费的时间增加，数据转发延迟的问题。
本发明是鉴于上述现有技术而做出的，其目的在于，实现一种能够缩短向对方微机侧CAN总线的路由所花费的时间，并且减少数据转发的延迟的网关装置。
解决问题的技术手段
为了达成上述目的，本发明以如下方式构成。
在网关装置中，具备：第一运算处理部，其具有多个第一通信信道；以及第二运算处理部，其具有多个第二通信信道，所述第一运算处理部和所述第二运算处理部分别具有信息收发部和公共的路由表，所述信息收发部进行信息的收发，所述路由表定义了路由规则。
发明的效果
根据本发明，能够实现一种网关装置，该网关装置能够缩短向对方微机侧CAN总线的路由所花费的时间，并且减少数据转发的延迟。
附图说明
图1是概略地表示本发明的实施例1的车载网关装置的整体构成的功能框图。
图2是表示实施例1的公共路由表的一例的图。
图3是概略地表示实施例1的微机间通信帧格式的图。
图4是表示实施例1中的路由处理流程的流程图。
图5是概略地表示实施例2的车载网关装置的整体构成的功能框图。
图6是表示实施例2中的路由处理流程的流程图。
图7是与本发明不同的构成的比较例，并且是概略地表示车载网关装置的整体构成的功能框图。
图8是表示比较例的微机所具备的第一路由表的一例的图。
图9是表示比较例的微机所具备的第二路由表的一例的图。
图10是概略地表示比较例的路由处理流程的流程图。
图11是概略地表示实施例3的车载网关装置的整体构成的功能框图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。此外，以下所示的实施例是将本发明应用在搭载于车辆的车载网关装置的情况的例子。
实施例
(实施例1)
图1是概略地表示本发明的实施例1的车载网关装置的整体构成的功能框图。
在图1中，车载网关装置100具备：微机1(第一运算处理部)，其具有多个(例如两个)CAN信道(CAN1、CAN2(多个第一通信信道))；微机2(第二运算处理部)，其具有多个(例如两个)CAN信道(CAN3、CAN4(多个第二通信信道))；以及CAN收发器(CAN收发器3、CAN收发器4、CAN收发器5、CAN收发器6)，其与多个CAN信道对应。CAN是控制器局域网络的简称。
微机1和微机2通过CAN总线进行信息的收发。
微机1具备公共路由表10，微机2具备公共路由表20。公共路由表10和公共路由表20定义了同样的路由规则。
在此,路由表是指包含对多个索引分别定义的信息的表，并且是针对每个索引定义了CANID、接收信道编号、发送信道编号、发送控制方法等路由规则的表。另外，公共路由表是指在多个微机中具备的、若索引相同则定义相同的内容(路由规则)的表。
路由表针对每个索引至少定义了CANID(控制器局域网络识别码)、接收信道编号、发送信道编号。
微机1具备：CAN接收部11，其进行CAN帧的接收处理；CAN发送部18，其进行CAN帧的发送处理；索引搜索部12，其从由CAN接收部11接收到的CAN帧信息中搜索公共路由表10的索引；路由规则处理部13，其参照通过索引搜索部12搜索命中的索引来读取路由规则，并进行路由规则的处理；索引附加帧生成部14，在通过索引搜索部12搜索命中的路由规则是向微机2转发的规则的情况下，索引附加帧生成部14根据附加有基于索引的信息的接收CAN帧信息来生成微机间通信帧；微机间通信发送部15，其将通过索引附加帧生成部14生成的微机间通信帧向微机2发送；微机间通信接收部16，其接收从微机2发送的微机间通信帧；以及索引附加帧信息提取部17，其从由微机间通信接收部16接收到的微机间通信帧中提取基于索引的信息和接收CAN帧信息。由CAN接收部11、CAN发送部18、微机间通信发送部15及微机间通信接收部16构成信息收发部。同样地，由CAN接收部21、CAN发送部28、微机间通信发送部25及微机间通信接收部26构成信息收发部。
微机2是与微机1的构成同样的构成，具备：CAN接收部21，其进行CAN帧的接收处理；CAN发送部28，其进行CAN帧的发送处理；索引搜索部22，其从由CAN接收部21接收到的CAN帧信息中搜索公共路由表20的索引；路由规则处理部23，其参照通过索引搜索部22搜索命中的索引来进行路由规则处理；索引附加帧生成部24，在通过索引搜索部22搜索命中的路由规则是向微机1转发的规则的情况下，索引附加帧生成部24根据附加有基于索引的信息的接收CAN帧信息来生成微机间通信帧；微机间通信发送部25，其将通过索引附加帧生成部24生成的微机间通信帧向微机1发送；微机间通信接收部26，其接收从微机1发送的微机间通信帧；以及索引附加帧信息提取部27，其从由微机间通信接收部26接收到的微机间通信帧中提取基于索引的信息和接收CAN帧信息。
图2是表示实施例1的公共路由表10、20的一例的图。
在图2中，例示了从CAN1、CAN2、CAN3、CAN4接收到的CAN帧的路由规则，针对索引#1～#9，定义了CANID、接收信道编号、发送信道编号、发送控制(发送控制处理)。
如图2所示，例如，在索引#6中，表示了如下路由规则：在从微机1所具有的CAN1接收到的CAN帧的CANID为0x3AB的情况下，进行发送控制C的处理，并且向微机2所具有的CAN3发送。
此外，在图2中，发送控制中的控制A是微机1内的控制，控制B是微机2内的控制。另外，控制C是从微机1向微机2的发送控制，控制D是从微机2向微机1的发送控制。
图3是概略地表示实施例1的微机间通信帧格式的图。
如图3所示，微机间通信帧格式概略地由接收CAN帧信息(CAN接收数据、CAN数据长度、CANID)和基于通过索引搜索部12搜索命中的索引的信息(基于公共路由表的索引的路由规则信息)构成。
将与本发明不同的构成的例子作为比较例，对如上述那样构成的本发明的实施例1中的作用效果进行说明。
图7是与本发明不同的构成的比较例，并且是概略地表示车载网关装置的整体构成的功能框图。图8是表示上述比较例的微机8(微机1)所具备的第一路由表的一例的图。图9是表示比较例的微机9(微机2)所具备的第二路由表的一例的图。另外，图10是概略地表示上述比较例的路由处理流程的流程图。
在图7中，车载网关装置300具备：微机8，其作为具有多个CAN信道(CAN1、CAN2)的微机1；微机9，其作为具有多个CAN信道(CAN3、CAN4)的微机2；以及CAN收发器(CAN收发器3、CAN收发器4、CAN收发器5、CAN收发器6)，其与多个CAN信道对应。
微机1具备第一路由表80，微机2具备第二路由表90。第一路由表80及第二路由表90定义了彼此不同的路由规则。
微机8具备：CAN接收部81，其进行CAN帧的接收处理；CAN发送部88，其进行CAN帧的发送处理；索引搜索部82，其从由CAN接收部81接收到的CAN帧信息中搜索第一路由表80的索引；路由规则处理部83，其参照通过索引搜索部82搜索命中的索引来进行路由规则处理；帧生成部84，在通过索引搜索部82搜索命中的路由规则是向微机9转发的规则的情况下，帧生成部84根据接收CAN帧信息来生成微机间通信帧；微机间通信发送部85，其将通过帧生成部84生成的微机间通信帧向微机9发送；微机间通信接收部86，其接收从微机9发送的微机间通信帧；以及帧信息提取部87，其从由微机间通信接收部86接收到的微机间通信帧中提取接收CAN帧信息。
微机9是与微机8的构成同样的构成，具备：CAN接收部91，其进行CAN帧的接收处理；CAN发送部98，其进行CAN帧的发送处理；索引搜索部92，其从由CAN接收部91接收到的CAN帧信息中搜索第二路由表90的索引；路由规则处理部93，其参照通过索引搜索部92搜索命中的索引来进行路由规则处理；帧生成部94，在通过索引搜索部92搜索命中的路由规则是向微机8转发的规则的情况下，帧生成部94生成微机间通信帧；微机间通信发送部95，其将通过帧生成部94生成的微机间通信帧向微机8发送；微机间通信接收部96，其接收从微机8发送的微机间通信帧；以及帧信息提取部97，其从由微机间通信接收部96接收到的微机间通信帧中提取接收CAN帧信息。
在图7、图8、图9及图10所示的比较例中，在组合了两个微机8、9的构成中，例如，在微机8从CAN1接收到CANID为0x3AB的CAN帧的情况下，CAN接收部81取出接收CAN帧信息(图10的步骤S81)。然后，索引搜索部82根据作为接收CAN帧信息中包含的CANID的0x3AB来搜索第一路由表80的索引(步骤S82)。
接下来，路由规则处理部83参照与搜索并命中的索引#3(步骤S831)对应的路由规则所表示的发送目的地是微机9(发送目的地是对方侧微机9)所具有的CAN3(步骤S832)这一情况，由帧生成部84根据接收CAN帧信息生成微机间通信帧(步骤S84)。然后，微机间通信发送部85将微机间通信帧发送到微机9(步骤S85(微机间通信帧的发送))。此外，在步骤S831中，在不存在命中的(符合的)索引的情况下，则丢弃帧。
另外，在微机9中，取出微机间通信接收部96接收到的微机间通信帧信息(步骤S96)，帧信息提取部97提取微机间通信帧信息中包含的接收CAN帧信息的CANID即0x3AB(步骤S97)。然后，索引搜索部92根据CANID搜索第二路由表90的索引(步骤S92)。
路由规则处理部93参照与搜索命中的索引#4(步骤S931)对应的路由规则所表示的发送目的地是微机9所具有的CAN3这一情况(步骤S932)，进行与索引#4对应的路由规则的处理(步骤S933)。此外，在步骤S931中，在不存在命中的(符合的)索引的情况下，则丢弃帧。
然后，CAN发送部98将接收CAN帧向CAN3发送(步骤S98)。即，在从微机8所具有的CAN1向微机9所具有的CAN3路由CAN帧的情况下，需要在微机8及微机9中进行路由表的索引搜索处理(步骤S82、S831、S832、S92、S931、S932)，结果存在路由所花费的处理时间增加，产生延迟时间的问题。
以下将说明本发明的实施例1能够消除图7～图10所示的比较例所具有的问题。
图4是表示本发明的实施例1中的路由处理流程的流程图。在实施例1中，在从CAN1接收到CANID为0x3AB的CAN帧的情况下，CAN接收部11取出接收CAN帧信息(步骤S11)，索引搜索部12根据接收CAN帧信息中包含的CANID即0x3AB来搜索公共路由表10的索引(步骤S12)。
然后，路由规则处理部13参照与搜索并命中的索引#6(步骤S131)对应的路由规则所表示的发送目的地是微机2所具有的CAN3(发送目的地为对方侧)这一情况(步骤S132)，索引附加帧生成部14根据附加有搜索命中的索引#6的接收CAN帧信息来生成微机间通信帧(步骤S14)。由此，进行发送控制。
然后，微机间通信发送部15将微机间通信帧发送到微机2(步骤S15)。另外，在微机2中，微机间通信接收部26取出接收到的微机间通信帧信息(步骤S26)，索引附加帧信息提取部27提取微机间通信帧信息中包含的索引#6和接收CAN帧信息(步骤S27)。然后，路由规则处理部23按照与索引#6对应的路由规则进行处理(步骤S23)，CAN发送部28将接收CAN帧向CAN3发送(步骤S28)。
即，由于构成为在微机1及微机2分别具备公共的路由表10、20，并且将附加有在微机1中搜索命中的索引的接收CAN帧信息传给微机2，因此在微机2中不需要进行公共路由表20的索引搜索处理，能够减少从微机1所具有的CAN1向微机2所具有的CAN3的路由所花费的延迟时间。
这显然是由于在本发明的实施例1中的图4所示的流程图中省略了与比较例中的图10所示的步骤S92、S931、S932对应的处理，因此不需要这些处理，而缩短了处理时间。
如上所述，根据本发明的实施例1，构成为在多个微机中具备若索引相同则定义相同内容的公共路由表，并且根据在微机间收发的索引参照公共路由表，因此能够实现一种车载网关装置，该车载网关装置能够缩短向对方微机侧(对方的微机)CAN总线的路由所花费的时间，并且减少数据转发的延迟。
(实施例2)
接下来，对本发明的实施例2进行说明。
上述的实施例1是附加搜索命中的索引本身的情况的例子，但在实施例2中，是附加基于搜索命中的索引的信息(例如，发送信道编号的CAN3这样的信息)的例子。
图5是概略地表示实施例2的车载网关装置200的整体构成的功能框图。图6是表示实施例2中的路由处理流程的流程图。图5所示的实施例2与图1所示的实施例1的不同点在于，图1所示的例子中的微机1的索引附加帧生成部14和索引附加帧信息提取部17成为基于索引的信息生成部14A和基于索引的信息提取部17A。
另外，图1所示的例子中的微机2的索引附加帧生成部24和索引附加帧信息提取部27成为基于索引的信息生成部24A和基于索引的信息提取部27A。
进一步，在图1所示的例子中，来自微机1的索引附加帧信息提取部17的信息被输出到路由规则处理部13，但在图5所示的例子中，来自基于索引的信息提取部17A的信息被输出到CAN发送部18。
另外，在图1所示的例子中，来自微机2的索引附加帧信息提取部27的信息被输出到路由规则处理部23，但在图5所示的例子中，来自基于索引的信息提取部27A的信息被输出到CAN发送部28。
另外，表示实施例1中的路由处理流程的图4与表示实施例2中路由处理流程的图6的不同点在于，在图6所示的例子中省略了图4所示的步骤S23。
在实施例2中，如图5及图6所示，在微机2中，由于基于索引的信息提取部27A提取作为基于微机间通信帧信息中包含的索引的信息的发送信道编号(例如，CAN3这样的信息)和接收CAN帧信息(步骤S27)，因此不需要进行路由规则处理部23的处理(图4的步骤S23)。因此，能够构成为CAN发送部28立即将接收CAN帧向CAN3发送(步骤S28)。
微机1也进行与上述的微机2同样的动作。
根据实施例2，与实施例1同样地，能够实现一种能够缩短向对方微机侧(对方的微机)CAN总线的路由所花费的时间、并且减少数据转发的延迟的车载网关装置。
另外，根据实施例2，由于不需要由路由规则处理部执行路由规则处理，因此能够进一步缩短延迟时间。
此外，上述的实施例2是附加基于搜索命中的索引的信息的例子，但也可以是附加索引以及基于索引的信息，并将其发送(传输)到对方微机的例子。
(实施例3)
接下来，对本发明的实施例3进行说明。
实施例3与实施例2同样地，是附加基于搜索命中的索引的信息的例子，但是对微机1与微机2之间的信息进行加密并发送，在加密后的信息的接收侧进行解密的例子。
图11是概略地表示实施例3的车载网关装置400的整体构成的功能框图。
图11所示的实施例3与图5所示的实施例2的不同点在于，在实施例3中，在微机1中具备加密部31和解密部30，在微机2中也具备加密部33和解密部32。
在图11中，微机1的加密部31对从微机间通信发送部15输出的信息进行加密，并将其传输到微机2的解密部32。解密部32对从加密部31发送的信息进行解密，并且将其输出到微机间通信接收部26。
另外，微机2的加密部33对从微机间通信发送部25输出的信息进行加密，并将其传输到微机1的解密部30。解密部30对从加密部33发送的信息进行解密，并将其输出到微机间通信接收部16。
根据本发明的实施例3，除了能够得到与实施例2同样的效果之外，由于对在微机1与微机2之间进行收发的信息进行加密，因此能够确保传递的信息的隐秘性。
此外，在上述的本发明的实施方式中，例示并说明了组合具有两个CAN信道的微机1和具有两个CAN信道的微机2的构成，但并不限定其数量，也可以作为使用比实施方式多的CAN信道的构成来进行同样的处理。
另外，上述的例子是将本发明应用于车载用的网关装置的情况的例子，但本发明并不限于车载用，例如也能够应用于制造工厂的生产系统、除车辆之外的移动体、机器人等的网关装置。
另外，在多个微机中具备公共的路由表的关系上，会预想到路由表的大型化，但通过将路由表的内容仅仅设为与微机间的信息转发规则相关，能够抑制大型化。
另外，在上述的实施例1中，也能够附加索引以及基于索引的信息，并且将其发送(传输)到对方微机。
此外，本发明并不限定于上述的实施方式，包括各种变形例。例如，上述实施方式是为了易于理解地说明本申请发明而详细说明的实施方式，并不一定限定于具备所说明的全部构成。
另外，上述各构成、功能等也可以通过例如用集成电路设计它们的一部分或全部等来实现。
另外，上述的各构成、功能等也可以通过处理器解释并执行实现各自的功能的程序而以软件来实现。
符号说明
1、2…微机，3、4、5、6…CAN收发器，10、20…公共路由表，11、21…CAN接收部，12、22…索引搜索部，13、23…路由规则处理部，14、24…索引附加帧生成部，14A、24A…基于索引的信息生成部，15、25…微机间通信发送部，16、26…微机间通信接收部，17、27…索引附加帧信息提取部，17A、27A…基于索引的信息提取部，18、28…CAN发送部，30、32…解密部、31、33…加密部，100、200、400…车载网关装置。

Claims (9)

1.一种网关装置，其特征在于，具备：
第一运算处理部，其具有多个第一通信信道；以及
第二运算处理部，其具有多个第二通信信道，
所述第一运算处理部和所述第二运算处理部分别具备信息收发部和公共的路由表，所述信息收发部在所述第一运算处理部及所述第二运算处理部之间，进行由CAN帧信息和基于索引的信息构成的微机间通信帧的收发，所述公共的路由表对多个所述索引分别定义了路由规则，
在所述第一运算处理部的所述公共的路由表和所述第二运算处理部的所述公共的路由表中定义了相同的内容，
所述第一运算处理部或所述第二运算处理部根据所述索引所表示的路由规则进行发送控制。
2.根据权利要求1所述的网关装置，其特征在于，
所述公共的路由表至少包含所述第一运算处理部和所述第二运算处理部的信息转发规则。
3.根据权利要求1所述的网关装置，其特征在于，
所述公共的路由表定义了控制器局域网络ID、接收信道编号、发送信道编号和发送控制。
4.根据权利要求1所述的网关装置，其特征在于，
所述网关装置是车载用。
5.一种网关装置，其特征在于，具备：
第一运算处理部，其具有多个第一通信信道；以及
第二运算处理部，其具有多个第二通信信道，
所述第一运算处理部和所述第二运算处理部分别具备信息收发部和公共的路由表，所述信息收发部在所述第一运算处理部及所述第二运算处理部之间，进行由CAN帧信息和基于索引的信息构成的微机间通信帧的收发，所述公共的路由表对多个所述索引分别定义了路由规则，
在所述第一运算处理部的所述公共的路由表和所述第二运算处理部的所述公共的路由表中定义了相同的内容，
基于所述索引的信息是发送信道编号，所述第一运算处理部或所述第二运算处理部对所述发送信道编号所表示的通信信道发送所述微机间通信帧。
6.根据权利要求5所述的网关装置，其特征在于，
所述第一运算处理部和所述第二运算处理部分别具备：加密部，其对所述信息收发部发送的信号进行加密；以及解密部，其对接收到的加密信号进行解密。
7.根据权利要求5或6所述的网关装置，其特征在于，
所述公共的路由表至少包含所述第一运算处理部和所述第二运算处理部的信息转发规则。
8.根据权利要求5或6所述的网关装置，其特征在于，
所述公共的路由表定义了控制器局域网络ID、接收信道编号、发送信道编号和发送控制。
9.根据权利要求5或6所述的网关装置，其特征在于，
所述网关装置是车载用。
CN201980031428.3A 2018-06-14 2019-05-15 网关装置 Active CN112236978B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

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