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Die Erfindung betrifft eine in einem Fahrzeug zu verbauende Weiterleitungs-Verbindungseinheit. Insbesondere zielt die Erfindung darauf ab, alle Nachrichten sicher und effizient zu senden, wenn sich Übertragungsgeschwindigkeiten von mit einer Weiterleitungs-Verbindungseinheit verbundenen Kommunikationsleitungen voneinander unterscheiden, und die Übertragungsgeschwindigkeit einer sendenden Seite höher ist als diejenige einer empfangenden Seite.
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Bisher wird ein in einem Fahrzeug zu verbauendes Kommunikationssystem eingesetzt, bei welchem elektronische Steuereinheiten (ECUs) zum Steuern des Betriebsablaufs von in dem Fahrzeug eingebauten Geräten mit über eine Weiterleitungs-Verbindungseinheit (Gateway- bzw. Schnittstellenvorrichtung) miteinander verbundenen Kommunikationsleitungen miteinander verbunden sind, und zwischen den elektronischen Steuereinheiten gesendete und empfangene Nachrichten, die zu verschiedenen Kommunikationsleitungen gehören, durch die Weiterleitungs-Verbindungseinheit weitergeleitet werden.
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Bei Empfang einer Nachricht von der mit einer Kommunikationsleitung verbundenen elektronischen Steuereinheit leitet die Weiterleitungs-Verbindungseinheit die Nachricht an andere Kommunikationsleitungen weiter, an welche die Nachricht weiter zu leiten ist.
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Im Einzelnen weist die Weiterleitungs-Verbindungseinheit einen Weiterleitungsplan auf, in welchem die Entsprechung zwischen einem Identifikator bzw. einer Kennung einer empfangenen Nachricht und der mit der elektronischen Steuereinheit, an welche die Nachricht weiter zu leiten ist, verbundenen Kommunikationsleitung beschrieben ist. Bei Empfang der Nachricht liest die Weiterleitungs-Verbindungseinheit den Identifikator derselben und bestimmt unter Bezugnahme auf den Weiterleitungsplan eine Kommunikationsleitung entsprechend dem Identifikator derselben, an welche die Nachricht gesendet wird, und sendet so die Nachricht an die identifizierte Kommunikationsleitung.
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Als ein Verfahren zum Weiterleiten in der Weiterleitungs-Verbindungseinheit ist ein Cut-Through-System bekannt, wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung mit Anmeldenummer
JP 7-318093 und -Offenlegungsschrift
JP 9-162917 A beschrieben ist.
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Wie in 8 gezeigt ist, empfängt in dem Cut-Through-System die Weiterleitungs-Verbindungseinheit eine Nachricht von einer Kommunikationsleitung (empfangsseitiger Bus). Zu einem Zeitpunkt tb, zu dem die Weiterleitungs-Verbindungseinheit ein Arbitrierungsfeld (ID) der Nachricht, in welches ein Nachrichtenidentifikator geschrieben ist, empfangen hat, bestimmt die Weiterleitungs-Verbindungseinheit unter Bezugnahme auf den Weiterleitungsplan eine Kommunikationsleitung (einen Zielbus) entsprechend dem Nachrichtenidentifikator, an welche die Nachricht weiter zu leiten ist, und beginnt, die Nachricht an die Kommunikationsleitung zu senden. Weil die Weiterleitungs-Verbindungs-einheit damit beginnt, die Nachricht an die Kommunikationsleitung zu senden, ohne die Nachricht bis zu deren Ende zu empfangen, ist die Zeitspanne, die ab der Zeit, zu der die Nachricht empfangen wird, bis zum Beginn der Übertragung der Nachricht benötigt wird, kürzer als diejenige, die in einem Speicher-und-Weitersende-System (Store and Forward System) benötigt wird, bei welchem eine Übertragung der Nachricht begonnen wird, nachdem die Nachricht bis zu ihrem Ende empfangen ist. Folglich führt das Cut-Through-System eine Weiterleitungsverarbeitung mit einer hohen Geschwindigkeit durch.
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Jedoch ist bei der Weiterleitungsverarbeitung der Nachricht, die durch die Weiterleitungs-Verbindungseinheit in dem Cut-Through-System wie in 9 gezeigt ausgeführt wird, dann, wenn die Weiterleitungs-Verbindungseinheit eine von einer Kommunikationsleitung (Bus), welche die empfangende Seite ist, mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 250 kbit/s bzw. Kilobit pro Sekunde empfangene Nachricht mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 500 kbit/s an eine andere Kommunikationsleitung (Bus), welche das Ziel ist, sendet, die Nachrichtenempfangsgeschwindigkeit niedriger als die Nachrichtensendegeschwindigkeit. Daher werden Daten einer zu sendenden Nachricht nicht empfangen, und tritt ein Problem dahingehend auf, dass ein Zustand, in welchem keine zu sendenden Daten vorhanden sind, erzeugt wird.
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Wenn der Zustand, in dem keine zu sendenden Daten vorhanden sind, erzeugt wird, stellt die Weiterleitungs-Verbindungseinheit die Weiterleitungsverarbeitung vorübergehend ein. Infolge dessen tritt ein Problem dahingehend auf, dass auf dem Bus ein Fehler erzeugt wird.
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Außerdem betrifft die Druckschrift
US 2002/0118640 A1 eine dynamische Auswahl eines Pfads geringster Latenz in einem Netzwerk-Switch und offenbart ein System und ein Verfahren für ein Vermitteln von Datenpaketen mit niedriger Latenz in einem Netzwerk-Switch. Dieser kann dazu mehrere Eingangsports, mehrere Ausgangsports und einen durch eine Datentransportlogik mit den Eingangsports und den Ausgangsports gekoppelten gemeinsam verwendeten Speicher mit wahlfreiem Zugriff beinhalten. Bei normalem Betrieb speichert die Datentransportlogik Paketdaten in den Speicher. Später werden die Paketdaten aus dem Speicher gelesen und an einen Zielausgangsport ausgegeben. Um die Latenz zu verringern, wenn der Switch nicht verstopft ist, kann die Vermittlungslogik dazu konfiguriert sein, einen Cut-Through-Vorgang durch Leiten von Paketen direkt von Eingangsports zu Ausgangsports – ohne irgendeinen Teil des Pakets im Speicher zu speichern – durchzuführen. Alternativ kann der Switch damit beginnen, das gespeicherte Paket an den Ausgangsport weiter zu leiten, bevor das gesamte Paket empfangen oder in dem Speicher gespeichert wurde.
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Ferner betrifft die Druckschrift
US 2005/0271073 A1 ein Vermittlungsverfahren und eine Vermittlungsvorrichtung mit Cut-Through-Durchleitung zur Verwendung in einem Kommunikationsnetzwerk. In einer Ausgestaltung beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines Switchs das Empfangen eines Pakets an einem ersten Port des Switchs und das Ermitteln eines zweiten Ports des Switchs, aus welchem das empfangene Paket auszuleiten und über das Netzwerk weiter zu leiten ist. Zumindest eine Authentisierungsprüfung wird für das empfangene Paket durchgeführt. Im Allgemeinen beginnt der Switch, das empfangene Paket aus dem zweiten Port weiter zu leiten, bevor das Paket an dem ersten Port vollständig empfangen ist. Diese Vorwärtsleitung wird jedoch verzögert, bis die Authentisierungsprüfung abgeschlossen ist, so dass keines der empfangenen Pakete aus dem zweiten Port weiter geleitet wird, falls irgendeine Authentifizierungsprüfung fehlschlägt.
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Schließlich zeigt die Druckschrift
US 2007/0201460 A1 eine Datenübertragungs- und Datenempfangs-Vorrichtung und entsprechende Verfahren. In der Vorrichtung werden Nutzlasten von von einer ersten Einrichtung empfangenen Paketen in einer Speichereinrichtung gesammelt, wird ein bestimmtes Nutzlastvolumen DSPS auf der Grundlage einer Formel DSPS = TP × (1 – RR/TR) berechnet (worin TP ein gesamtes Nutzlastvolumen eines zu einem bestimmten Zeitpunkt von der ersten Einrichtung empfangenen Pakets ist, RR eine Empfangsrate von Paketen ist, und TR eine Senderate von Paketen ist), und wird eine Übertragung der in der Speichereinheit angesammelten Nutzlast an eine zweite Einrichtung begonnen, wenn ein in der Speichereinheit angesammeltes Nutzlastvolumen RPS das bestimmte Nutzlastvolumen erreicht hat.
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Die Erfindung erfolgte in Anbetracht der vorstehenden Probleme. Der Erfindung liegt als eine Aufgabe zugrunde, die Erzeugung eines Zustands zu verhindern, in welchem keine zu sendenden Daten vorhanden sind, und Nachrichten effizient zu senden, wenn eine Weiterleitungs-Verbindungseinheit von empfangsseitigen Kommunikationsleitungen empfangene Nachrichten unter Verwendung eines Cut-Through-Systems an eine sendeseitige Kommunikationsleitung mit einer höheren Übertragungsgeschwindigkeit als diejenige der empfangsseitigen Kommunikationsleitungen weiterleitet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Weiterleitungs-Verbindungseinheit mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der beigefügten Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird somit im Einzelnen eine Weiterleitungs-Verbindungseinheit bereitgestellt, die in einem Fahrzeug zu verbauen ist, welche Nachrichten, die von mit einer Vielzahl von ersten CAN-Kommunikationsleitungen verbundenen elektronischen Steuereinheiten empfangen werden, an jeweils mit einer zweiten CAN-Kommunikationsleitung mit einer höheren Übertragungsgeschwindigkeit als die ersten CAN-Kommunikationsleitungen verbundene elektronische Steuereinheiten in einem Cut-Through-System weiterleitet, wobei
die Weiterleitungs-Verbindungseinheit
einen Sende-/Empfangs-Teil, der mit den ersten CAN-Kommunikationsleitungen und der zweiten CAN-Kommunikationsleitung verbunden ist; und
einen Weiterleitungs-Verarbeitungsteil, der mit dem Sende-/Empfangs-Teil verbunden ist, beinhaltet,
wobei bezüglich Nachrichten, die der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil gleichzeitig von einer Vielzahl der ersten CAN-Kommunikationsleitungen empfängt, der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil aus einer Zeitdifferenz zwischen einem Endezeitpunkt, zu dem der Empfang eines Steuerfelds einer der Nachrichten frühestens geendet hat, und jedem von Endezeitpunkten, zu denen Empfangsvorgänge von Steuerfeldern anderer Nachrichten geendet haben, und einer Übertragungswartezeitspanne ausgehend von dem Endezeitpunkt, zu dem der Empfang des Steuerfelds jeder der Nachrichten geendet hat, eine Summe aus der Übertragungswartezeitspanne und der Zeitdifferenz zu jedem der Empfangsendezeitpunkte für jede Nachricht ermittelt, und zuerst eine der Nachrichten mit der kleinsten Summe aus der Übertragungswartezeitspanne und der Zeitdifferenz an die zweite CAN-Kommunikationsleitung weiterleitet.
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In Übereinstimmung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau beginnt dann, wenn das Ziel, an welches eine Vielzahl von gleichzeitig von einer Vielzahl der ersten CAN-Kommunikationsleitungen empfangenen Nachrichten weitergeleitet wird, an die zweite CAN-Kommunikationsleitung angeschlossen ist, der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil dann damit, die Nachricht an die zweite CAN-Kommunikationsleitung weiter zu leiten, nachdem die Übertragungswartezeitspanne – ausgehend von dem Endezeitpunkt, zu dem der Empfang des Steuerfelds der als erstes an die zweite CAN-Kommunikationsleitung weiter zu leitenden Nachricht beendet ist – verstreicht.
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Die Übertragungswartezeitspanne wird gemäß folgender Formel berechnet als Differenz von (eine Empfangszeitspanne, die zum Beenden eines Empfangs von verbleibenden Bits jeder Nachricht benötigt wird) – (eine Übertragungszeitspanne, die zum Übertragen einer Gesamtanzahl von Bits jeder Nachricht an die zweite CAN-Kommunikationsleitung benötigt wird).
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Dadurch hat zu dem Endezeitpunkt, wenn die Weiterleitungs-Verbindungseinheit den Empfang der Nachricht von der ersten CAN-Kommunikationsleitung beendet hat, die Übertragung der Nachricht an die zweite CAN-Kommunikationsleitung nicht geendet.
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Folglich ist es dann, wenn die Weiterleitungs-Verbindungseinheit die von den ersten CAN-Kommunikationsleitungen empfangene Nachricht an die zweite CAN-Kommunikationsleitung mit einer höheren Übertragungsgeschwindigkeit als die ersten CAN-Kommunikationsleitungen in dem Cut-Through-System weiterleitet, möglich, die Erzeugung eines Zustands zu verhindern, in welchem keine zu sendenden Daten vorhanden sind.
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Damit die Weiterleitungs-Verbindungseinheit eine Vielzahl von gleichzeitig von einer Vielzahl der ersten CAN-Kommunikationsleitungen empfangenen Nachrichten an die zweite CAN-Kommunikationsleitung weiterleiten kann, ist es zu dieser Zeit notwendig, zu entscheiden, welche der Nachrichten bevorzugt an die zweite CAN-Kommunikationsleitung zu senden ist.
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Vorwiegend wird die Übertragungsreihenfolge von Nachrichten in Übereinstimmung mit der Reihenfolge, in der sie empfangen wurden, oder einer für jede Nachricht festgelegten Priorität entschieden.
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Wenn aber eine Nachricht, welche ausgehend von dem Endezeitpunkt, zu dem der Empfang des Steuerfelds derselben beendet ist, eine längere Übertragungswartezeitspanne als andere Nachrichten benötigt, als erste an die zweite CAN-Kommunikationsleitung gesendet wird, muss eine Nachricht, welche eine kurze Übertragungswartezeitspanne benötigt, warten, bis die Übertragungswartezeitspanne verstreicht. Folglich wird die Übertragungswartezeitspanne verschwendet.
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Erfindungsgemäß ermittelt der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil von Nachrichten, die gleichzeitig von einer Vielzahl der ersten CAN-Kommunikationsleitungen empfangen wurden, die Zeitdifferenz zwischen dem Endezeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds der Nachricht, welche frühestens geendet hat, und jedem der Endezeitpunkte, zu denen die Empfangsvorgänge der Steuerfelder anderer Nachrichten geendet haben, und der Übertragungswartezeitspanne ausgehend von dem Endezeitpunkt, zu dem der Empfang des Steuerfelds jeder der Nachrichten geendet hat. Ferner ermittelt der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil durch Festlegen des Endezeitpunkts t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds der Nachricht, welche am frühesten geendet hat, als den Referenzzeitpunkt, die Zeitspanne, die benötigt wird, bevor damit begonnen wird, die Nachricht zu senden, d. h. ermittelt die Summe aus der Übertragungswartezeitspanne und der Zeitdifferenz bei den Empfangsendezeitpunkten für jede Nachricht, und leitet zuerst eine der Nachrichten mit der kleinsten Summe aus der Übertragungswartezeitspanne und der Zeitdifferenz an die zweite CAN-Kommunikationsleitung weiter.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, wird der Endezeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds der Nachricht, welche von allen Nachrichten am frühesten geendet hat, als der Referenzzeitpunkt festgelegt. Somit ist es durch zuerst Weiterleiten der Nachricht, welche die kürzeste Zeitspanne vor der Übertragung der Nachricht an die zweite CAN-Kommunikationsleitung benötigt, möglich, zu verhindern, dass die Übertragungswartezeitspanne verschwendet wird.
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Weil die Übertragungswartezeitspanne nicht verschwendet wird, ist die Weiterleitungs-Verbindungseinheit in der Lage, die Weiterleitungsübertragung aller Nachrichten an die zweite CAN-Kommunikationsleitung umgehend abzuschließen, wenn die Weiterleitungs-Verbindungseinheit Nachrichten gleichzeitig von einer Vielzahl der ersten CAN-Kommunikationsleitungen empfängt. Somit ist die Weiterleitungs-Verbindungseinheit in der Lage, Nachrichten mit einer hohen zeitlichen Effizienz weiter zu leiten.
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Für jede Nachricht ermittelt der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil die Summe aus der Übertragungswartezeitspanne und der Zeitdifferenz zu den Empfangsendezeitpunkten. Wenn die Übertragungswartezeitspanne ein negativer Wert ist, legt der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil die Übertragungswartezeitspanne als null fest.
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Bezüglich einer Nachricht, bei welcher der Empfang des Steuerfelds am frühesten geendet hat, ist die Zeitdifferenz bei dem Empfangsendezeitpunkt null.
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Die Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A, 31B oder die der zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32 ist eine beliebige aus 125 kbit/s, 250 kbit/s, 500 kbit/s und 1 Mbit/s. Diese Übertragungsgeschwindigkeiten werden vorwiegend verwendet.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, empfängt in Übereinstimmung mit der in einem Fahrzeug zu verbauenden Weiterleitungs-Verbindungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung die Weiterleitungs-Verbindungseinheit gleichzeitig Nachrichten von einer Vielzahl der ersten CAN-Kommunikationsleitungen. Wenn das Ziel, an welches die Nachrichten weitergeleitet werden, die zweite CAN-Kommunikationsleitung ist, wird damit begonnen, eine zuerst zu übertragende Nachricht an diese zu senden, indem die Übertragungszeit um die Übertragungswartezeitspanne ausgehend von dem Zeitpunkt, zu dem der Empfang des Steuerfelds geendet hat, verzögert wird. Dadurch hat zu dem Zeitpunkt, zu dem die Weiterleitungs-Verbindungseinheit die Nachricht von den ersten CAN-Kommunikationsleitungen empfangen hat, die Übertragung der Nachricht an die zweite CAN-Kommunikationsleitung nicht geendet. Somit ist es dann, wenn die Weiterleitungs-Verbindungseinheit die von den ersten CAN-Kommunikationsleitungen empfangene Nachricht in dem Cut-Through-System an die zweite CAN-Kommunikationsleitung mit einer höheren Übertragungsgeschwindigkeit als die der ersten CAN-Kommunikationsleitungen weiterleitet, möglich, die Erzeugung eines Zustands zu verhindern, in dem keine zu sendenden Daten vorhanden sind.
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Erfindungsgemäß wird von Nachrichten, die gleichzeitig von einer Vielzahl der ersten CAN-Kommunikationsleitungen empfangen werden, der Endezeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds der Nachricht, welche von allen Nachrichten am frühesten geendet hat, als der Referenzzeitpunkt festgelegt. Somit ist es durch zuerst Weiterleiten der Nachricht, welche die kürzeste Zeitspanne benötigt, bevor die Übertragung der Nachricht an die zweite CAN-Kommunikationsleitung begonnen wird, möglich, zu verhindern, dass die Übertragungswartezeitspanne verschwendet wird.
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1 ist eine Ansicht des Aufbaus eines Kommunikationssystems, in welchem eine Weiterleitungs-Verbindungseinheit mit CAN-Kommunikationsleitungen verbunden ist.
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2 ist eine erklärende Ansicht des Formats einer Nachricht.
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3 ist eine erklärende Ansicht einer Übertragungswartezeitspanne.
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4 ist eine erklärende Ansicht einer Übertragungswartezeitspanne einer Nachricht, die von einer Vielzahl von ersten CAN-Kommunikationsleitungen empfangen wird, und einer Zeitdifferenz bei Endezeitpunkten, zu denen Empfangsvorgänge von Steuerfeldern geendet haben.
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5(A) ist eine erklärende Ansicht zum Erklären eines Falls, in welchem eine Nachricht mit einer kleineren Summe aus der Zeitdifferenz und der Übertragungswartezeitspanne früher als eine andere Nachricht an eine zweite CAN-Kommunikationsleitung weitergeleitet wird; und 5(B) ist eine erklärende Ansicht zum Erklären eines Falls, in welchem eine Weiterleitungsübertragung in der Reihenfolge begonnen wird, in der Nachrichten empfangen wurden.
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6 zeigt eine Tabelle T, die die Anzahl von Übertragungswartebits X für ein Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis R und die Datenlänge DLC eines Datenfelds angibt.
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7 zeigt eine Tabelle T, die die Anzahl von Übertragungswartebits X für ein Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis R und die Datenlänge DLC eines Datenfelds dann, wenn ein erweitertes Format verwendet wird, angibt.
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8 ist eine erklärende Ansicht eines Cut-Through-Systems.
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9 zeigt einen Zustand, in welchem es keine zu sendenden Daten gibt.
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Nachstehend werden die Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Die 1 bis 7 zeigen das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Eine in einem Fahrzeug zu verbauende Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 ist mit einer ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A, einer ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B, und einer zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32 verbunden. Eine elektronische Steuereinheit 30A, eine elektronische Steuereinheit 30B und eine elektronische Steuereinheit 30C sind jeweils mit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A, der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B und der zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32 verbunden. Auf diese Art und Weise wird ein Kommunikationssystem aufgebaut. Die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 leitet Nachrichten m, die zwischen den zu verschiedenen CAN-Kommunikationsleitungen gehörenden elektronischen Steuereinheiten 30 gesendet und empfangen werden, weiter. Ein verwendetes Kommunikationsprotokoll ist CAN (Controller Area Network bzw. Steuergeräte-Bereichnetzwerk).
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Die Übertragungsgeschwindigkeit der zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32 ist als schneller festgelegt als diejenige der ersten CAN-Kommunikationsleitungen 31A und 31B. In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Übertragungsgeschwindigkeiten der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A und diejenige der ersten Kommunikations-leitung 31B zueinander gleich festgelegt. Die Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A und diejenige der ersten Kommunikationsleitung 31B können voneinander verschieden sein.
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Die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 empfängt gleichzeitig eine Nachricht mA von der mit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A verbundenen elektronischen Steuereinheit 30A und eine Nachricht mB von der mit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B verbundenen elektronischen Steuereinheit 30B, und leitet die Nachrichten mA, mB in dem Cut-Through-System an bzw. auf die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 weiter.
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Die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 weist einen Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11, Sende-/Empfangs-Teile 12A, 12B und 12C, und einen Speicherteil 13 auf.
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Der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 ist mit den Sende-/Empfangs-Teilen 12A, 12B und 12C und dem Speicherteil 13 verbunden. Bei Empfang der Nachricht m von den mit den ersten CAN-Kommunikationsleitungen 31A, 31B verbundenen elektronischen Steuereinheiten 30A, 30B über jeweils die Sende-/Empfangs-Teile 12A, 12B liest die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 einen Identifikator bzw. eine Kennung (ID) aus einem Arbitrierungsfeld 42 der Nachricht m. Durch Lesen des Identifikators und Verwenden eines Weiterleitungsplans ermittelt die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32, an welche die Nachricht m zu senden ist.
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Der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 ermittelt eine Übertragungswartezeitspanne TX der dabei gleichzeitig empfangenen Nachrichten mA, mB aus der Anzahl von später beschriebenen Übertragungswartebits X, und ermittelt eine Zeitdifferenz Tdiff zwischen einem Zeitpunkt, zu dem der Empfang eines Steuerfelds 43 der Nachricht m frühestens geendet hat, und jedem von Zeitpunkten, zu denen der Empfang des Steuerfelds 43 einer anderen Nachricht m geendet hat. Auf der Grundlage der Zeitdifferenz Tdiff und der Übertragungswartezeitspanne TX entscheidet die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10, welche der Nachrichten mA, mB früher an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 zu senden ist. Das Verfahren des Entscheidens über die zu sendende Nachricht m wird später beschrieben.
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Von den Nachrichten mA, mB beginnt der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Weiterleitungsübertragung der früher zu sendenden Nachricht m, nachdem die Anzahl von Übertragungswartebits X bei der Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31, welche die Nachricht m empfangen hat, ausgehend von dem Zeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 geendet hat, gezählt wurden.
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Der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 sendet die verbleibende Nachricht m der Nachrichten mA, mB, nachdem die Übertragung der früher gesendeten Nachricht m endet.
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Der Speicherteil 1 speichert eine Tabelle T, in welcher die Anzahl von Übertragungswartebits X beschrieben ist. Die Anzahl von Übertragungswartebits X für ein Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis R, d. h. die Anzahl von Übertragungswartebits X für (die Übertragungsgeschwindigkeit der zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32)/(die Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A) oder (die Übertragungsgeschwindigkeit der zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32)/(die Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B) und für die Datenlänge eines Datenfelds 44 der Nachricht m sind in der Tabelle T beschrieben. Die Einzelheiten der Tabelle T werden später beschrieben.
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Der Speicherteil 13 speichert den für die Weiterleitungsverarbeitung, die von dem Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 auszuführen ist, zu verwendenden Weiterleitungsplan.
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Der Sende-/Empfangs-Teil 12A ist mit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A verbunden. Der Sende-/Empfangs-Teil 12B ist mit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B verbunden. Der Sende-/Empfangs-Teil 12C ist mit der zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32 verbunden. Der Sende-/Empfangs-Teil 12 sendet und empfängt die Nachricht m über jede CAN-Kommunikationsleitung.
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Die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 ist aus einem (nicht gezeigten) Mikrocomputer und einer (nicht gezeigten) CAN-Steuereinrichtung aufgebaut. Die CPU des Mikrocomputers bildet den Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11. Der Festspeicher bzw. ROM oder der Direktzugriffsspeicher bzw. RAM bildet den Speicherteil 13. Die CAN-Steuereinrichtung bildet den Sende-/Empfangs-Teil 12. Der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 kann aus Festverdrahtung bzw. Hardware, wie beispielsweise einem LSI(Large Scale Integrated)-Baustein mit hohem Integrationsgrad zur Verwendung in der Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 aufgebaut sein.
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Das Format der Nachricht m, die die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 sendet und empfängt, wird nachstehend beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, die Felder der Nachricht m in der Reihenfolge von einem Feld eines höheren Bits zu einem Feld eines niedrigeren Bits beschreibt, weist der Rahmen der Nachricht m ein Rahmenanfangsfeld (SOF; Start Of Frame) 41, das den Beginn des Nachrichtenrahmens angibt, das Arbitrierungsfeld 42, das den Identifikator (ID) der Nachricht m speichert, das Steuerfeld 43, das die Datenlänge (DLC) des Datenfelds 44 speichert, und das Datenfeld 44, das den Inhalt (die Daten) der gesendeten und empfangenen Nachricht m angibt, auf.
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Die Nachricht m entspricht einem CAN-Protokoll und hat ein Standardformat. Daher ist das Arbitrierungsfeld 42 auf 12 Bits festgelegt. Das Steuerfeld 43 ist auf sechs Bits festgelegt. Das Rahmenanfangsfeld 41 ist auf ein Bit festgelegt. Die Datenlänge des Datenfelds 44 variiert in Übereinstimmung mit der Nachricht m. Die Datenlänge des Datenfelds 44 ist in Bytes in dem Steuerfeld 43 gespeichert.
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Die Anzahl von Übertragungswartebits X und die Übertragungswartezeitspanne TX werden nachstehend anhand eines Beispielfalls, in welchem die von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A empfangene Nachricht m an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 weitergeleitet wird, beschrieben.
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Wie in 3 gezeigt ist, hat zu einem Endezeitpunkt t1, zu dem die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 den Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht m von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A beendet hat, die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 den Empfang des Arbitrierungsfelds 42 und des Steuerfelds beendet, und empfängt das Datenfeld 44.
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Der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 beginnt zu einem Zeitpunkt, zu dem die Anzahl von Übertragungswartebits X bei der Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A seit dem Endezeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 geendet hat, verstrichen ist, d. h. nachdem die Übertragungswartezeitspanne TX verstreicht, an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 zu senden.
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Zu dieser Zeit ist die Anzahl von Übertragungswartebits X so festgelegt, dass die Übertragung der Nachricht m an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 nicht zu einem Zeitpunkt t2 endet, zu dem die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 den Empfang der Nachricht m von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A beendet hat. Das heißt, die Anzahl von Übertragungswartebits X ist so festgelegt, dass der Endezeitpunkt t2, zu dem die von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A empfangene Nachricht m geendet hat, früher ist als ein Endezeitpunkt t3, zu dem die Übertragung der Nachricht m an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 geendet hat.
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Daher ist, wie in 3 gezeigt ist, die Anzahl von Übertragungswartebits X die Anzahl von Bits X gezählt von dem Endezeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mA von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A geendet hat, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 damit beginnt, die Nachricht mA an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 zu senden.
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Durch Zählen der Anzahl von Bits der von der ersten Kommunikationsleitung 31A empfangenen Nachricht mA zählt der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Anzahl von Übertragungswartebits XA. Wenn zum Beispiel die Anzahl von Übertragungswartebits XA 10 Bits beträgt, wie in 3 gezeigt ist, beginnt der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11, nachdem der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 10 Bits der von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A empfangenen Nachricht m ausgehend von dem Zeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 geendet hat, zählt, die Nachricht mA an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 weiter zu leiten.
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Die Zeitspanne, in welcher die Anzahl von Übertragungswartebits XA bei der Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A verstreicht, wird als eine Übertragungswartezeitspanne TXA festgelegt.
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Wenn die Übertragungswartezeitspanne ein negativer Wert ist, wird die vorstehend beschriebene Übertragungswartezeitspanne als bzw. auf null festgelegt.
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Auf ähnliche Art und Weise wird die Anzahl von Bits X von dem Endezeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mB von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B geendet hat, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 damit beginnt, die Nachricht mB an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 weiter zu leiten, als eine Anzahl von Übertragungswartebits XB festgelegt. Die Zeitspanne, in welcher die Anzahl von Übertragungswartebits XB bei der Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B verstreicht, wird als eine Übertragungswartezeitspanne TXB festgelegt.
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Nachstehend wird das Verfahren des Entscheidens der bevorzugt an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 zu sendenden Nachricht m dann, wenn die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 gleichzeitig die Nachrichten m von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A und der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B empfängt, beschrieben.
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Wie in 4 gezeigt ist, wird beispielhaft ein Fall gezeigt, in welchem der Endezeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mA von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A geendet hat, früher ist als ein Endezeitpunkt ta, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mB von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B geendet hat.
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Zu dieser Zeit, nach dem Endezeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mA geendet hat, berechnet der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Übertragungswartezeitspanne TXA der von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A empfangenen Nachricht mA. Die Übertragungswartezeitspanne TXA wird anhand der Division (Anzahl von Übertragungswartebits XA der Nachricht mA)/(Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A) ermittelt.
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Der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 berechnet darüber hinaus die Übertragungswartezeitspanne TXB nach dem Endezeitpunkt ta, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mB von der ersten Kommunikationsleitung 31B geendet hat. Die Übertragungswartezeitspanne TXB wird anhand der Division (Anzahl von Übertragungswartebits XB der Nachricht mB)/(Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B) ermittelt.
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Der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 ermittelt darüber hinaus eine Zeitdifferenz Tdiff zwischen dem Endezeitpunkt, zu dem der Empfang des Steuerfelds der Nachricht, welche am frühesten geendet hat, geendet hat, und dem Endezeitpunkt, zu dem der Empfang des Steuerfelds der anderen Nachricht geendet hat. Der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 berechnet die Empfangszeitdifferenz Tdiff aus dem Endezeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mA geendet hat, und dem Endezeitpunkt ta, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mB geendet hat.
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Durch Festlegen des Endezeitpunkts t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mA geendet hat, als den Referenzzeitpunkt, wird (Übertragungswartezeitspanne TX) + (Empfangszeitdifferenz Tdiff) als die Zeitspanne, die benötigt wird, bevor die Nachricht gesendet wird, ermittelt.
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Weil der Empfang des Steuerfelds der Nachricht mA von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A früh geendet hat, ist die Empfangszeitdifferenz Tdiff null. Somit ist es, nachdem die Übertragungswartezeitspanne TXA verstreicht, möglich, die Weiterleitung der Nachricht mA an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 zu beginnen. Es ist möglich, die Weiterleitung der von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B empfangenen Nachricht mB zu beginnen, nachdem (Übertragungswartezeitspanne TXB) + (Empfangszeitdifferenz Tdiff) verstreicht.
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Zu dieser Zeit vergleicht der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Länge von (Übertragungswartezeitspanne TXA) – (Empfangszeitdifferenz Tdiff) und diejenige der Übertragungswartezeitspanne TXB miteinander. Wenn die Länge der Übertragungswartezeitspanne TXB kürzer ist als diejenige von (Übertragungswartezeitspanne TXA) – (Empfangszeitdifferenz Tdiff), wird die Nachricht mB früher als die Nachricht mA an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 gesendet. Wenn die Länge der Übertragungswartezeitspanne TXB länger ist als diejenige von (Übertragungswartezeitspanne TXA) – (Empfangszeitdifferenz Tdiff), wird die Nachricht mA früher als die Nachricht mB an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 gesendet.
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Alternativ zum voranstehend genannten Vorgehen vergleicht der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Länge von (Übertragungswartezeitspanne TXB) + (Empfangszeitdifferenz Tdiff) und diejenige der Übertragungswartezeitspanne TXA miteinander. Wenn die Länge von (Übertragungswartezeitspanne TXB) + (Empfangszeitdifferenz Tdiff) kürzer ist als diejenige der Übertragungswartezeitspanne TXA, wird die Nachricht mB früher als die Nachricht mA an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 gesendet. Wenn die Länge von (Übertragungswartezeitspanne TXB) + (Empfangszeitdifferenz Tdiff) länger ist als diejenige der Übertragungswartezeitspanne TXA, wird die Nachricht mA früher als die Nachricht mB an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 gesendet.
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Wenn die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 gleichzeitig Nachrichten von den ersten CAN-Kommunikationsleitungen 31A und 31B empfängt, wird durch Festlegen des Zeitpunkts, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 irgend einer der Nachrichten m frühestens geendet hat, als den Referenzzeitpunkt t1, die Zeitspanne von dem Referenzzeitpunkt bis zu dem Zeitpunkt, zu dem jede Nachricht m an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 weitergeleitet werden kann, berechnet. Die Weiterleitung der Nachricht m, von der die vorstehend beschriebenen Zeitspanne kürzer ist, wird früher als die der Nachricht m begonnen, von der die vorstehend beschriebenen Zeitspanne länger ist.
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5(A) ist eine erklärende Ansicht zum Erklären eines Falls, in welchem dann, wenn die Übertragungswartezeitspanne TXB kürzer ist als (Übertragungswartezeitspanne TXA) – (Empfangszeitdifferenz Tdiff), die Nachricht mB früher als die Nachricht mA an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 gesendet wird. 5(B) ist eine erklärende Ansicht zum Erklären eines Falls, in welchem ohne Verwenden des vorliegenden Systems der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 Nachrichten in der Reihenfolge, in der Nachrichten empfangen wurden, an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 sendet. Ein Fall, in welchem Nachrichten in der Reihenfolge der Nachricht mA der ersten Kommunikationsleitung A und der ersten CAN-Kommunikationsleitung B empfangen werden, ist in 5 gezeigt.
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In 5(A) sendet, nachdem die Übertragungswartezeitspanne TXB ausgehend von dem Zeitpunkt ta verstreicht, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mB geendet hat, d. h. nachdem die Zeitspanne von (Übertragungswartezeitspanne TXB) + (Empfangszeitdifferenz Tdiff) ausgehend von dem Zeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mA geendet hat, verstreicht, der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Nachricht mB an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32.
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Zu dieser Zeit ist die Gesamtverzögerungszeitspanne von dem Endezeitpunkt t2, zu dem der Empfang der Nachricht mA von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A geendet hat, bis zu einem Zeitpunkt t4, zu dem die Weiterleitungsübertragung der Nachrichten mA und mB an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 geendet hat, kürzer als die Gesamtverzögerungszeitspanne von dem Endezeitpunkt t2, zu dem der Empfang der Nachricht mA geendet hat, bis zu einem in 5(B) gezeigten Zeitpunkt t5. Die Weiterleitungsübertragung der Nachrichten m endet umgehend.
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Das Verfahren des Ermittelns der Anzahl von Übertragungswartebits X wird nachstehend anhand eines Beispiels eines Falls beschrieben, in welchem die von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A empfangene Nachricht mA an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 weitergeleitet wird.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die Anzahl von Übertragungswartebits X so festgelegt, dass der Endezeitpunkt t2, zu dem der Empfang der Nachricht m von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A geendet hat, früher ist als der Endezeitpunkt t3, zu dem die Übertragung der Nachricht m an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 geendet hat.
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Daher sollte (die Zeitspanne TA, die zum Empfangen des Datenfelds 44 benötigt wird) kürzer sein als (Übertragungswartezeitspanne TX) + (Zeitspanne TB, die zum Senden der Gesamtanzahl der Bits der Nachricht m an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 benötigt wird).
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Die Zeitspanne TA, die benötigt wird, um das Datenfeld 44 zu empfangen, wird anhand von (Anzahl der Bits des Datenfelds 44)/(Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitungen 31A) ermittelt. Die Datenlänge des Datenfelds 44 gibt die Anzahl der Bits desselben an.
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Durch Heranziehen der Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A als die Referenz wird die Übertragungswartezeitspanne TX anhand von (Anzahl von Übertragungswartebits X)/(Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A) ermittelt.
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Die Zeitspanne TB, die zum Senden der Gesamtanzahl der Bits der Nachricht m an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 benötigt wird, wird anhand von (Gesamtanzahl der Bits der Nachricht m)/Übertragungsgeschwindigkeit der zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32) ermittelt.
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Aus dem Vorstehenden wird die Anzahl von Übertragungswartebits X als (Anzahl der Bits des Datenfelds 44) – (Gesamtanzahl der Bits der Nachricht m)/(Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis R) ermittelt. Das Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis R wird anhand von (Übertragungsgeschwindigkeit der zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32)/(Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A) ermittelt.
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Im Einzelnen wird die Datenlänge (Anzahl von Bits) des Datenfelds 44 aus dem Steuerfeld 43 gelesen. Weil die Datenlänge im Steuerfeld 43 in Bytes ausgedrückt wird, und ein Byte aus acht Bits besteht, beträgt die Datenlänge (Anzahl von Bits) des Datenfelds 44 8 × n Bits, wenn ein gelesener Wert n ist.
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Die Gesamtanzahl der Bits der Nachricht m ist die Summe der Anzahl der Bits des Rahmenanfangs- bzw. SOF-Felds 42, des Arbitrierungsfelds (ID) 42, des Steuer(DLC)-Felds 43, und des Datenfelds 44. Wie vorstehend beschrieben wurde, beträgt, weil die Anzahl der Bits des Arbitrierungsfelds 42, des Steuerfelds 43, und des Rahmenanfangs bzw. SOF jeweils auf 12, Bits, 6 Bits und ein Bit festgelegt ist, die Gesamtanzahl der Bits der Nachricht m ohne Datenfeld 19 Bits, und beträgt die Datenlänge des Datenfelds 44 8 × n Bits. Daher beträgt die Gesamtanzahl der Bits der Nachricht m (19 + 8 × n) Bits.
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Die Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A und diejenige der zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32 sind eine beliebige von 125 kbit/s, 250 kbit/s, 500 kbit/s, und 1 Mbit/s. Weil die Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A niedriger ist als diejenige der zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32, ist das Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis R ein beliebiges von Werten von 2, 4, und 8.
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Ein Füllbit wird betrachtet. In dem Kommunikationssystem, in welchem das CAN-Protokoll verwendet wird, sind die elektronische Steuereinheit 30 und die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 nicht in der Lage, aufeinanderfolgende sechs Bits mit einem gleichen Wert zu empfangen. In dem Fall von aufeinander folgenden fünf Bits mit einem gleichen Wert wird ein Füllbit mit bzw. bestehend aus einem Bit in das Datenfeld 44 eingefügt. Daher beträgt die Anzahl der Bits des Datenfelds 44 höchstens 8 × n × 6/5. 6/5 wird als eine Bitfüllrate S bezeichnet.
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Das Füllbit wird auch in das Arbitrierungsfeld 42 und das Steuerfeld 43 eingefügt. Wenn jedoch die Gesamtanzahl der Bits der Nachricht m groß ist, ist die Gesamtanzahl der Bits der an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 gesendeten Nachricht m groß. Infolge dessen gibt es eine Verzögerung in dem Endezeitpunkt t3, zu dem die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 die Übertragung der Nachricht m an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 beendet. Erfindungsgemäß wird der Endezeitpunkt t2, zu dem der Empfang der Nachricht m von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A geendet hat, früher festgelegt als der Endezeitpunkt t3, zu dem die Übertragung der Nachricht m an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 geendet hat. Wenn die Gesamtanzahl der Bits der Nachricht m groß ist, wird die Berechnung der Anzahl der Übertragungswartebits X nicht negativ beeinflusst. Somit wird in dem ersten Ausführungsbeispiel nur das in das Datenfeld 44 einzufügende Füllbit betrachtet.
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Daher ist die Anzahl der Übertragungswartebits X = (die Anzahl der Bits des Datenfelds 44) – (die Gesamtanzahl der Bits der Nachricht m)/(das Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis R), und wird durch eine Gleichung (1) ausgedrückt. X = (8 × n × S) – (19 + 8 × n × S)/R Gleichung (1)
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Nach der Gleichung (1) ist die Anzahl der Übertragungswartebits X eine Funktion des Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnisses R und der Anzahl der Bits des Datenfelds 44. Wie vorstehend beschrieben wurde, ist das Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis R ein beliebiges aus 2, 4 und 8, und beträgt die Datenlänge des Datenfelds 44 8 × n Bits, d. h. wird ausgedrückt durch n Bytes. Das Datenfeld 44 der Nachricht m des CAN nimmt einen Wert von 0 Bytes bis acht Bytes an.
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Daher werden durch Berechnen der Übertragungswartebits X aus dem Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis R und der Anzahl der Bytes der Datenlänge des Datenfelds 44 Ergebnisse wie in Tabelle T von 6 erhalten. Wenn zum Beispiel die Übertragungsgeschwindigkeit der ersten Kommunikationsleitung 31A, die Übertragungsgeschwindigkeit der zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32, und die Anzahl der Bytes n des Datenfelds jeweils 250 kbit/s, 500 kbit/s und vier Bytes sind, beträgt das Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis R 500/250 = 2. Folglich beträgt die Anzahl der Übertragungswartebits X nach 6 10 Bits.
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Die Tabelle T wird im Voraus berechnet und in dem Speicherteil 13 gespeichert.
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Auf ähnliche Art und Weise wird die Anzahl der Übertragungswartebits XB bei dem Weiterleiten der von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B empfangenen Nachricht mB an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 aus der Anzahl der Bytes der Datenlänge der Nachricht m und (Übertragungsgeschwindigkeit der zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32)/(Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B) unter Verwendung der Gleichung (1) unter Bezugnahme auf die Tabelle T ermittelt.
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Der Betriebsablauf der Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 wird nachstehend beschrieben.
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Die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 empfängt die Nachrichten mA und mB gleichzeitig von den ersten CAN-Kommunikationsleitungen 31A bzw. 31B. Bei Empfang des Arbitrierungsfelds 42 der Nachricht m liest der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die ID der Nachricht m und bestimmt die CAN-Kommunikationsleitung, an welche die Nachricht m zu senden ist, unter Bezugnahme auf den Weiterleitungsplan des Speicherteils 13. In dem ersten Ausführungsbeispiel werden beide der Nachrichten mA und mB an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 gesendet.
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Danach wird ein Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis RA aus der Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A, welche die empfangende Seite ist, und derjenigen der zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32, welche das Ziel ist, ermittelt. Ein Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis RB wird aus der Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B, welche die empfangende Seite ist, und derjenigen der zweiten CAN-Kommunikationsleitung 32, welche das Ziel ist, ermittelt. Die Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnisse RA und RB können im Voraus gespeichert werden, oder die Übertragungsgeschwindigkeit jeder CAN-Kommunikationsleitung kann gespeichert werden, und die Berechnung kann jedes Mal dann durchgeführt werden, wenn die Nachricht m empfangen wird.
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Es sei angenommen, dass die Endezeit t1, zu der der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mA geendet hat, früher ist als die Endezeit ta, zu der der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mB geendet hat. Zu dieser Zeit liest dann, wenn der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mA endet, der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Anzahl der Bytes n, die die Datenlänge des Datenfelds 44 angeben, aus dem Steuerfeld 43.
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Unter Bezugnahme auf die Tabelle T des Speicherteils 13 liest der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Anzahl der Übertragungswartebits XA aus der Anzahl n der Bytes des Datenfelds 44 und das Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis RA, und berechnet die Übertragungswartezeitspanne TXA aus (Anzahl von Übertragungswartebits XA der Nachricht mA)/(Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A).
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Bei Abschluss des Empfangs des Steuerfelds 43 der Nachricht mB liest der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Anzahl der Bytes n, die die Datenlänge des Datenfelds 44 angeben, aus dem Steuerfeld 43, liest die Anzahl der Übertragungswartebits XB aus der Anzahl n der Bytes des Datenfelds 44 und das Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis RB unter Bezugnahme auf die Tabelle T des Speicherteils 13, und berechnet die Übertragungswartezeitspanne TXB aus (Anzahl von Übertragungswartebits XB der Nachricht mB)/(Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B).
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Der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 berechnet die Empfangszeitdifferenz Tdiff aus dem Zeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mA geendet hat, und dem Zeitpunkt ta, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mB geendet hat, um (Übertragungswartezeitspanne TXA der Nachricht mA) – (Empfangszeitdifferenz Tdiff) zu berechnen.
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Der Arithmetikverarbeitungsteil vergleicht (Übertragungswartezeitspanne TXA) – (Empfangszeitdifferenz Tdiff) und die Übertragungswartezeitspanne TXB der Nachricht mB miteinander.
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Wenn (Übertragungswartezeitspanne TXA) – (Empfangszeitdifferenz Tdiff) kürzer ist als die Übertragungswartezeitspanne TXB, beginnt, nachdem der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Anzahl der Übertragungswartebits XA der der von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A gesendeten Nachricht mA ausgehend von dem Zeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht m geendet hat, gezählt hat, der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11, die Nachricht mA an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 weiter zu leiten.
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Es ist alternativ zum vorstehend genannten Vorgehen möglich, (Übertragungswartezeitspanne TXB der Nachricht mB) + (Empfangszeitdifferenz Tdiff) zu berechnen und das berechnete Ergebnis mit der Übertragungswartezeitspanne TXA der Nachricht mA zu vergleichen. In diesem Fall wird dann, wenn (Übertragungswartezeitspanne TXB der Nachricht mB) + (Empfangszeitdifferenz Tdiff) länger ist als die Übertragungswartezeitspanne TXA, die Nachricht mA früher als die Nachricht mB an die zweite Kommunikationsleitung 32 gesendet.
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Nachdem die Weiterleitungsübertragung der Nachricht mA endet, beginnt der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Weiterleitungsübertragung der Nachricht mB. Zu dieser Zeit prüft der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11, ob eine Wartezeit ausgehend von dem Zeitpunkt ta, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mB geendet hat, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Übertragung der Nachricht mB beginnt, die Übertragungswartezeitspanne TXB der Nachricht mB überschreitet. Wenn die Wartezeit die Übertragungswartezeitspanne TXB der Nachricht mB nicht überschreitet, beginnt der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Weiterleitung, nachdem die Übertragungswartezeitspanne TXB verstreicht.
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Wenn die Übertragungswartezeitspanne TXB der Nachricht mB kürzer ist als die Wartezeit, beginnt der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11, die Nachricht mB an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 weiter zu leiten, nachdem der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Anzahl der Übertragungswartebits X der von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31B empfangenen Nachricht mB ausgehend von dem Zeitpunkt ta, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mB geendet hat, gezählt hat. Wenn die Weiterleitungsverarbeitung der Nachricht mB geendet hat, beginnt der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Weiterleitungsverarbeitung der Nachricht mA, nach dem prüfen, ob die Wartezeit ausgehend von dem Zeitpunkt t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mA geendet hat, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 damit beginnt, die Nachricht mA zu senden, die Übertragungswartezeitspanne TXA der Nachricht mA überschreitet.
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In Übereinstimmung mit der Erfindung empfängt die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 gleichzeitig Nachrichten m von einer Vielzahl der ersten CAN-Kommunikationsleitungen 31. Wenn das Ziel, an welches die Nachrichten m weitergeleitet werden, die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 ist, wird begonnen, von empfangenen Nachrichten m eine zuerst zu übertragende Nachricht m an diese zu senden, indem die Übertragungszeit um die Übertragungswartezeitspanne TX ausgehend von dem Zeitpunkt, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 geendet hat, verzögert wird. Dadurch hat zu dem Zeitpunkt, zu dem die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 die Nachricht m von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31 empfangen hat, die Übertragung der Nachricht m an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 nicht geendet. Somit ist es dann, wenn die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 die von der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31 empfangene Nachricht m an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 mit einer höheren Übertragungsgeschwindigkeit als die erste CAN-Kommunikationsleitung 31 in dem Cut-Through-System weiterleitet, möglich, die Erzeugung eines Zustands zu verhindern, in welchem keine zu sendenden Daten vorhanden sind.
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Erfindungsgemäß wird durch Festlegen des Endezeitpunkts t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mA am frühesten von allen gleichzeitig von einer Vielzahl der ersten CAN-Kommunikationsleitungen 31 empfangenen Nachrichten m geendet hat, als den Referenzzeitpunkt die Nachricht m, welche die kürzeste Zeitspanne benötigt, bevor die Übertragung der Nachricht m begonnen wird, zuerst an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 weitergeleitet. Somit wird eine Verschwendung der Übertragungswartezeitspanne verhindert.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel empfängt die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 gleichzeitig die Nachrichten m von den zwei ersten CAN-Kommunikationsleitungen 31A, 31B, die eine niedrigere Übertragungsgeschwindigkeit als die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 haben. Die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 kann gleichzeitig Nachrichten m von nicht weniger als drei ersten CAN-Kommunikationsleitungen 31 empfangen.
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Zum Beispiel wird dann, wenn die Weiterleitungs-Verbindungseinheit 10 drei Nachrichten in der Reihenfolge von mA, mB und mC empfängt, durch Festlegen des Zeitpunkts t1, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mA geendet hat, als den Referenzzeitpunkt, zu dem Zeitpunkt ta, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mB geendet hat, bestimmt, welche der Nachrichten mA und mB früher zu senden ist. Wenn irgend eine der Nachrichten zu einem Zeitpunkt, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 der Nachricht mC geendet hat, nicht gesendet wurde, wird bestimmt, welche der Nachrichten mA und mC früher zu senden ist. Durch weiteres Bestimmen, welche der Nachrichten mB und mC früher zu senden ist, wird die Übertragungsreihenfolge zwischen den Nachrichten mA, mB und mC entschieden.
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Wenn die Übertragung irgendeiner der Nachrichten mA und mB begonnen wurde, wird bestimmt, welche der verbleibenden Nachrichten früher zu senden ist.
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Die Anzahl der Übertragungswartebits X kann durch Berechnen derselben aus der Anzahl der Bytes des Datenfelds 44 und dem Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis R ohne Speichern der Tabelle T in dem Speicherteil 13 jedes Mal dann, wenn die Nachricht m empfangen wird, ermittelt werden.
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Es ist möglich, die Übertragungswartezeitspanne TX aus der Zeitspanne TA, die zum Empfangen des Datenfelds 44 benötigt wird, und der Zeitspanne TB, die zum Senden der Gesamtanzahl der Bits der Nachricht m an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 benötigt wird, jedes Mal dann zu ermitteln, wenn der Weiterleitungs-Verarbeitungsteil 11 die Nachricht m empfängt, und die Weiterleitung der Nachricht m an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 zu beginnen, nachdem die Übertragungswartezeitspanne TX der Anzahl der Übertragungswartebits X bei der Übertragungsgeschwindigkeit der ersten CAN-Kommunikationsleitung 31A ausgehend von dem Zeitpunkt, zu dem der Empfang des Steuerfelds 43 geendet hat, verstreicht.
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Obwohl die in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendete CAN-Nachricht m ein Standardformat ist, kann ein erweitertes Format verwendet werden.
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In dem erweiterten Format sind das Arbitrierungsfeld 42, das Steuerfeld 43, und das Rahmenanfangsfeld jeweils auf 32 Bits, sechs Bits und ein Bit festgelegt. Die Anzahl von Übertragungswartebits X wird durch (die Anzahl der Bits des Datenfelds 44) – (Gesamtanzahl der Bits der Nachricht m)/(Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis R) = (8 × n × S) – (39 + 8 × n × S)/R ausgedrückt.
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Wird die Übertragungswartezeitspanne X aus dem Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis R und der Anzahl der Bits des Datenfelds 44 berechnet, ist die Übertragungswartezeitspanne X wie in Tabelle 7 von 7 gezeigt.
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Weil andere Ausführungen und der Betriebsablauf sowie die Wirkung dieses Ausführungsbeispiels ähnlich zu denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels sind, sind die anderen Ausführungen dieses Ausführungsbeispiels mit denselben Bezugssymbolen und Bezugszeichen bezeichnet, und ist eine Beschreibung derselben hierin weggelassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Weiterleitungs-Verbindungseinheit
- 11
- Weiterleitungs-Verarbeitungsteil
- 12
- Sende-/Empfangs-Teil
- 13
- Speicherteil
- 30
- elektronische Steuereinheit (ECU)
- 31A
- erste CAN-Kommunikationsleitung
- 31B
- erste CAN-Kommunikationsleitung
- 32
- zweite CAN-Kommunikationsleitung
- 42
- Arbitrierungsfeld
- 43
- Steuerfeld
- X (XA, XB)
- Anzahl von Übertragungswartebits
- TX (TXA, TXB)
- Übertragungswartezeitspanne
- T
- Tabelle
- R (RA, RB)
- Übertragungsgeschwindigkeitsverhältnis
- m (mA, mB)
- Nachricht
- Tdiff
- Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt, zu dem der Empfang eines Steuerfelds 43 der Nachricht m frühestens geendet hat, und jedem von Zeitpunkten, zu denen der Empfang des Steuerfelds 43 einer anderen gleichzeitig empfangenen Nachricht m geendet hat
- t1
- Endezeitpunkt, zu dem der Empfang des Steuerfelds einer der Nachrichten m frühestens geendet hat
- t2
- Endezeitpunkt, zu dem die von der ersten Kommunikationsleitung 31A empfangene Nachricht mA geendet hat
- t3
- Endezeitpunkt, zu dem die Übertragung der Nachricht m an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 geendet hat
- t4
- Endezeitpunkt, zu dem die Weiterleitungsübertragung der Nachrichten mA und mB an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 erfindungsgemäß geendet hat
- t5
- Endezeitpunkt, zu dem die Weiterleitungsübertragung der Nachrichten mA und mB an die zweite CAN-Kommunikationsleitung 32 nach dem Stand der Technik geendet hat
- ta
- Endezeitpunkt, zu dem der Empfang des Steuerfelds einer der Nachrichten m später geendet hat
- tb
- Endezeitpunkt, zu dem die Weiterleitungs-Verbindungseinheit ein Arbitrierungsfeld (ID) der Nachricht m, in welches ein Nachrichtenidentifikator geschrieben ist, empfangen hat
