DE112017000902T5 - Weiterleitungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Weiterleitungsvorrichtung sendet einen Rahmen (frame), der von einer von mehreren, über mehrere Kommunikationsleitungen verbundenen, externen Vorrichtungen gesendet wurde, wobei die externe Vorrichtung mit einer der Kommunikationsleitungen verbunden ist, zu einer anderen der Kommunikationsleitungen, indem eine Weiterleitungsinformationstabelle zum Spezifizieren eines Weiterleitungsziels des Rahmens durchsucht wird. In der Weiterleitungsinformationstabelle sind Typ-Identifikationsinformationen zum Identifizieren eines Rahmentyps in Verknüpfung mit Weiterleitungsziel-Identifikationsinformation zum Identifizieren einer als ein Weiterleitungsziel eines Rahmens dienenden Kommunikationsleitung gespeichert. Die Weiterleitungsinformationstabelle ist nach Maßgabe einer Priorität auf der Basis der Typ-Identifikationsinformation oder der Weiterleitungsziel-Identifikationsinformation in mehrere Teiltabellen unterteilt. Die Weiterleitungsvorrichtung durchsucht die Teiltabellen in absteigender Reihenfolge der Priorität unter Verwendung der Typ-Identifikationsinformation als einem Suchschlüssel, die in dem von der externen Vorrichtung empfangenen Rahmen enthalten ist, wodurch das Weiterleitungsziel des Rahmens spezifiziert wird.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterleitungsvorrichtung. Diese Anmeldung basiert auf der am 18. Februar 2016 eingereichten japanischen Patentanmeldung 2016-29262 und beansprucht deren Priorität, wobei deren gesamte Offenbarung durch Bezugnahme eingeschlossen sei.
• TECHNISCHER HINTERGRUND
• In jüngerer Zeit wurden viele Systeme verwendet, die eine große Vielzahl von Arten der Verarbeitung ausführen, indem sie jeweilige Funktionen mehreren über Kommunikationsleitungen verbundenen Kommunikationsvorrichtungen zuweisen und veranlassen, dass die mehreren Kommunikationsvorrichtungen zusammenarbeiten. Im Bereich von fahrzeuggebundenen LANs (Local Area Networks), die in Fahrzeugen eingebaut sind, realisiert ein derartiges System eine große Vielzahl an Funktionen, indem beispielsweise ECUs (Electronic Control Units) als Kommunikationsvorrichtungen verwendet und die ECUs veranlasst werden, spezifische Arten von Verarbeitung auszuführen, für welche die ECUs jeweils zugeschnitten sind, und Nachrichten untereinander auszutauschen.
• In einem fahrzeuggebundenen Kommunikationssystem auf der Basis des CAN (Controller Area Network)-Kommunikationsprotokolls (nachstehend auch einfach als „Protokoll“ bezeichnet), ist die Anzahl an ECUs, die mit einer einzelnen Kommunikationsleitung verbunden werden können, begrenzt, und die Kommunikationsgeschwindigkeit variiert abhängig von der Rolle der einzelnen ECUs. Daher wird häufig eine Konfiguration eingesetzt, bei der ECUs in mehrere Gruppen unterteilt sind und mehrere ECUs in jeder Gruppe vorab mit einer einzelnen Kommunikationsleitung verbunden werden, und unter den mehreren Kommunikationsleitungen gesendete Nachrichten werden durch eine Weiterleitungsvorrichtung (Gateway) weitergeleitet.
• Die Weiterleitungsvorrichtung realisiert die Weiterleitungsverarbeitung durch Identifizieren von Rahmen (frames), die von den ECUs empfangen werden, auf der Basis von Nachrichten-IDs, beispielsweise: Zugriff auf eine Weiterleitungsinformationstabelle unter Verwendung der für die Identifizierung verwendeten Nachrichten-IDs als Suchschlüssel, um zu ermitteln, ob die Rahmen weitergeleitet werden müssen oder nicht, und Spezifizieren von Kommunikationsleitungen, die als Weiterleitungsziele dienen; und Senden von Rahmen, die weitergeleitet werden sollten, von Kommunikationsleitungen, die als Weiterleitungsziele spezifiziert worden sind. Falls die Anzahl an ECUs, die weitergeleitet werden sollen, zunimmt, oder der Verkehr vorübergehend ansteigt, kann die Leistungsfähigkeit der Weiterleitungsverarbeitung der Weiterleitungsvorrichtung beträchtlich abnehmen.
• Daher sind verschiedene Verfahren zum Verhindern einer Abnahme der Kommunikationsqualität oder Erhöhen der Geschwindigkeit der Weiterleitungsverarbeitung vorgeschlagen worden, indem die Weiterleitungsvorrichtung mit einer Dienstgüte (QoS bzw. Quality of Service)-Funktion versehen wurde. Das Patentdokument 1 offenbart beispielsweise eine Gateway-Vorrichtung, die effizient nach einem Speicherbereich, der zu sendende Daten speichert, von einem ID-basierten Puffer sucht, der in Speicherbereiche für jeweilige IDs unterteilt ist, die jeweils eine Sendequelle von Rahmendaten angeben. Diese Vorrichtung ist mit Index-Flags versehen, die den Update-Status jeweilige Gruppen angeben, von denen jede mehrere Update-Flags enthalten, die angeben, ob Daten in dem Speicher aktualisiert sind oder nicht. Die Vorrichtung ist so eingerichtet, dass sie zuerst nach den Index-Flags sucht und dann nach den Update-Flags sucht, um nach einem Speicherbereich zu suchen, der Daten speichert, die zu senden sind.
• Das Patentdokument 2 offenbart eine Weiterleitungsvorrichtung, die ein von einer Kommunikationsleitung über eine Netzwerk-Schnittstelleneinheit empfangenes Paket in einem Paketpuffer speichert und Header-Information des Pakets in einem Header-RAM mit schnellem Zugriff speichert, um einen Konflikt zwischen einem Leseprozess und einem Schreibprozess bezüglich des Header-RAM zu verhindern, wodurch ein Routing mit hoher Geschwindigkeit erzielt wird, während ein bestimmtes Niveau an Kommunikationsqualität (QoS) garantiert wird.
• Ferner offenbart das Patentdokument 3 eine Netzwerk-Weiterleitungsvorrichtung, die die Leistungsfähigkeit einer Weiterleitungsverarbeitung verbessert, indem eine Konfiguration verwendet wird, bei der ein Routing-Prozessor, der in Header-Information von Paketen nach Übertragungszielen der Pakete sucht und die Pakete überträgt, mit mehreren Paketübertragungseinheiten versehen ist, die die Übertragung der Pakete ausführen, und empfangene Pakete den Paketübertragungseinheiten Paket für Paket zugewiesen werden. Außerdem offenbart das Patentdokument 4 ein Gateway, das die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöhen und ein bestimmtes Niveau an Kommunikationsqualität sicherstellen kann, indem eine Konfiguration verwendet wird, bei der das Gateway, für jedes von mehreren Netzwerken, einen Protokoll-Controller, der eine Steuerverarbeitung eines Kommunikationsprotokolls ausführt, eine Suchmaschine, die Informationen korrespondierend zu einer ID eines von dem Protokoll-Controller verarbeiteten Rahmens aus einer Zielsuchtabelle gewinnt, und einen Rahmen-Konverter enthält und eine autonome Weiterleitungsverarbeitung durch Hardware ausführt.
• VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
• PATENTDOKUMENTE
• Patentdokument 1: JP 2009-225441A
• Patentdokument 1: JP 2000-244570A
• Patentdokument 1: JP 2001-211203A
• Patentdokument 1: JP 2006-352235A
• ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
• Eine Weiterleitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Weiterleitungsvorrichtung zum Senden eines Rahmens (frame), der von einer von mehreren, über mehrere Kommunikationsleitungen verbundenen, externen Vorrichtungen gesendet wurde, wobei die externe Vorrichtung mit einer der Kommunikationsleitungen verbunden ist, zu einer anderen der Kommunikationsleitungen, wodurch der Rahmen weitergeleitet wird, wobei die Weiterleitungsvorrichtung umfasst eine Weiterleitungsinformationstabelle, in der Typ-Identifikationsinformation zum Identifizieren eines Rahmentyps in Verknüpfung mit Weiterleitungsziel-Identifikationsinformation zum Identifizieren einer als ein Weiterleitungsziel eines Rahmens dienenden Kommunikationsleitung gespeichert ist, und eine Steuereinheit zum Durchsuchen der Weiterleitungsinformationstabelle auf der Basis der Typ-Identifikationsinformation, die in dem von der externen Vorrichtung gesendeten Rahmen enthalten ist, wodurch das Weiterleitungsziel des Rahmens spezifiziert wird, wobei die Weiterleitungsinformationstabelle nach Maßgabe einer Priorität auf der Basis der Typ-Identifikationsinformation oder der Weiterleitungsziel-Identifikationsinformation in mehrere Teiltabellen unterteilt ist, und die Steuereinheit zum Durchsuchen der Teiltabellen in absteigender Reihenfolge der Priorität eingerichtet ist.
• Figurenliste
• 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines fahrzeuggebundenen Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 2 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Weiterleitungsvorrichtung zeigt.
• 3 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Kommunikationsvorrichtung zeigt.
• 4 ist ein erläuterndes Diagramm, das Beispiele des Unterteilens einer Weiterleitungsinformationstabelle darstellt.
• 5 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein spezifisches Beispiel der Inhalte der Weiterleitungsinformationstabelle darstellt.
• 6 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein spezifisches Beispiel der Inhalte der Weiterleitungsinformationstabelle darstellt.
• 7 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur darstellt, die eine CPU ausführt, um die Weiterleitungsinformationstabelle zu durchsuchen, um ein Weiterleitungsziel zu identifizieren.
• BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
• VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
• Die in den Patentdokumenten 1 bis 4 offenbarten Technologien dienen jedoch hauptsächlich dazu, eine Vorrichtung oder ein System zu bilden, und sie garantieren daher die Minimalleistung, ohne die Maximalleistung zu berücksichtigen, oder sie nehmen eine Verarbeitung unter Verwendung reichlicher Ressourcen an, wie beispielsweise eine spezielle Hardware und eine Mehrkernverarbeitung. Andererseits besteht der Bedarf, dass bestimmte Kommunikationen schnell ausgeführt werden, ohne übermäßig viele Ressourcen zu verbrauchen, wobei gleichzeitig bei Kommunikationen mit Ausnahme der bestimmten Kommunikationen eine größtmögliche Dienstgüte (QoS) aufrechterhalten wird.
• Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehend beschriebenen Umstände gemacht, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Weiterleitungsvorrichtung bereitzustellen, die ein Absinken der Dienstgüte minimieren kann, während sie eine maximale Leistungsfähigkeit für bestimmte Kommunikationen mit beschränkten Ressourcen garantiert.
• VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
• Gemäß der Offenbarung dieser Erfindung ist es möglich, ein Absinken der Dienstgüte zu minimieren, während die maximale Leistung für bestimmte Kommunikationen mit beschränkten Ressourcen garantiert ist.
• BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
• Zunächst werden Aspekte der vorliegenden Erfindung aufgezählt und beschrieben. Es ist zu beachten, dass nachstehend beschriebene Ausführungsformen je nach Bedarf zumindest teilweise kombiniert werden können.
• (1) Eine Weiterleitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Weiterleitungsvorrichtung zum Senden eines Rahmens (frame), der von einer von mehreren, über mehrere Kommunikationsleitungen verbundenen, externen Vorrichtungen gesendet wurde, wobei die externe Vorrichtung mit einer der Kommunikationsleitungen verbunden ist, zu einer anderen der Kommunikationsleitungen, wodurch der Rahmen weitergeleitet wird, wobei die Weiterleitungsvorrichtung umfasst eine Weiterleitungsinformationstabelle, in der Typ-Identifikationsinformation zum Identifizieren eines Rahmentyps in Verknüpfung mit Weiterleitungsziel-Identifikationsinformation zum Identifizieren einer als ein Weiterleitungsziel eines Rahmens dienenden Kommunikationsleitung gespeichert ist, und eine Steuereinheit zum Durchsuchen der Weiterleitungsinformationstabelle auf der Basis der Typ-Identifikationsinformation, die in dem von der externen Vorrichtung gesendeten Rahmen enthalten ist, wodurch das Weiterleitungsziel des Rahmens spezifiziert wird, wobei die Weiterleitungsinformationstabelle nach Maßgabe einer Priorität auf der Basis der Typ-Identifikationsinformation oder der Weiterleitungsziel-Identifikationsinformation in mehrere Teiltabellen unterteilt ist, und die Steuereinheit zum Durchsuchen der Teiltabellen in absteigender Reihenfolge der Priorität eingerichtet ist.
• Gemäß diesem Aspekt sind Datensätze, in denen die Typ-Identifikationsinformation zum Identifizieren von Rahmentypen mit der Weiterleitungsziel-Identifikationsinformation zum Identifizieren von als Weiterleitungszielen jeweiliger Rahmen dienenden Kommunikationsleitungen verknüpft ist, in der Weiterleitungsinformationstabelle gespeichert, und ferner ist die Weiterleitungsinformationstabelle nach Maßgabe der Priorität auf der Basis der Typ-Identifikationsinformation oder der Weiterleitungsziel-Identifikationsinformation, die in den Datensätzen enthalten sind, in mehrere Teiltabellen unterteilt. Die Weiterleitungsvorrichtung empfängt einen Rahmen, der von einer externen Vorrichtung gesendet wird, die mit einer der mehreren Kommunikationsleitungen verbunden ist, durchsucht die Teiltabellen in absteigender Reihenfolge der Priorität unter Verwendung der in dem empfangenen Rahmen enthaltenen Typ-Identifikationsinformation als dem Suchschlüssel und sendet den empfangenen Rahmen an eine Kommunikationsleitung, die durch die Weiterleitungsziel-Identifikationsinformation identifiziert ist, die in einem passenden Datensatz enthalten ist, der in der Suche erhalten wurde, um den empfangenen Rahmen weiterzuleiten.
• Je höher die Priorität eines Rahmens auf der Basis seiner Typ-Identifikationsinformation oder seiner Weiterleitungsziel-Identifikationsinformation ist, desto geringer ist somit der Verarbeitungsaufwand, der erforderlich ist, um einen Suchtreffer zu erhalten, und daher ist die als das Weiterleitungsziel jenes Rahmens dienende Kommunikationsleitung innerhalb einer kurzen Zeitspanne spezifiziert.
• (2) Es ist bevorzugt, dass die Teiltabellen in einer vorbestimmten Reihenfolge auf der Basis der Typ-Identifikationsinformation sortiert sind.
• Gemäß diesem Aspekt werden, da die Teiltabellen in einer vorbestimmten Reihenfolge auf der Basis der in den Datensätzen enthaltenen Typ-Identifikationsinformation sortiert sind, unter Verwendung beispielsweise eines binären Baumsuchverfahrens schnell durchsucht.
• (3) Es ist bevorzugt, dass der Rahmen ein Rahmen gemäß einem Kommunikationsprotokoll CAN, LIN, (Local Interconnect Network), MOST (Media Oriented Systems Transport), TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), AVTP (Audio Video Transport Protocol) oder FlexRay (eingetragene Marke) ist.
• Gemäß diesem Aspekt wird, da Rahmen gemäß einem Kommunikationsprotokoll CAN, LIN, MOST, TCP/IP, AVTP oder FlexRay weitergeleitet werden, eine Weiterleitungsvorrichtung realisiert, die für ein fahrzeuggebundenes Kommunikationssystem geeignet ist.
• DETAILS EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
• Ein spezifisches Beispiel einer Weiterleitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
• AUSFÜHRUNGSFORM
• Nachstehend wird die vorliegende Erfindung auf der Basis der Zeichnungen ausführlich beschrieben, die eine Ausführungsform zeigen. Es ist zu beachten, dass bei der nachstehenden Ausführungsform ein Fall als ein Beispiel beschrieben wird, in dem die vorliegende Erfindung bei einem fahrzeuggebundenen Kommunikationssystem eingesetzt wird. 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines fahrzeuggebundenen Kommunikationssystems 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das fahrzeuggebundene Kommunikationssystem 1 umfasst Kommunikationsvorrichtungen (korrespondierend zu externen Vorrichtungen) 4, die ECUs sind, wobei jede Kommunikationsvorrichtung 4 mit einem korrespondierenden von mehreren Kommunikationsbussen 2a, 2b und 2c verbunden ist und für die ein Kabelstrang oder dergleichen verwendet wird, und die Rahmen (frames) senden und empfangen, sowie eine Weiterleitungsvorrichtung 3, die mit den Kommunikationsbussen 2a, 2b und 2c verbunden ist und die durch Empfangen eines Rahmens, der von einer mit einem Kommunikationsbus verbundenen Kommunikationsvorrichtung 4 gesendet wurde, und durch Senden des Rahmens an einen anderen Kommunikationsbus Rahmen weiterleitet. Rahmen, wie hier verwendet, sind nicht auf Pakete begrenzt, die durch die Datenverbindungsschicht fließen, und sie können Pakete in einem breiten Sinn oder sogenannte Nachrichten sein. Das fahrzeuggebundene Kommunikationssystem 1 ist in ein Fahrzeug 100 eingebaut, kann jedoch auch bei Objekten eingesetzt werden, die nicht das Fahrzeug 100 sind.
• Die Kommunikationsvorrichtungen 4 sind jeweils mit einem der Kommunikationsbusse 2a, 2b und 2c in einer Bustopologie verbunden und senden und empfangen Nachrichtenrahmen (nachstehend einfach als „Rahmen“ bezeichnet), die konform zum CAN-Protokoll sind. Jeder zwischen den Kommunikationsvorrichtungen 4 und der Weiterleitungsvorrichtung 3 gesendete und empfangene Rahmen enthält eine Nachrichten-ID (Identifizierer bzw. Identifier) zum Identifizieren des Rahmens in einem Header-Abschnitt sowie mehrere Datenelemente in einem Datenabschnitt. Jede der Kommunikationsvorrichtungen 4 sendet Rahmen, die Daten enthalten, die durch den Betrieb jener Kommunikationsvorrichtung 4 gewonnen werden.
• Die Kommunikationsvorrichtungen 4 sind Vorrichtungen, die Daten senden können, wie beispielsweise numerische Information von verschiedenen physikalischen Größen wie zum Beispiel gemessene Werte, berechnete Werte, Steuerwerte und dergleichen und/oder fahrzeuggebundene Geräte wie beispielsweise einen Motor, eine Bremse und dergleichen steuern können. Beispielsweise fungiert eine bestimmte Kommunikationsvorrichtung 4 als ein ABS (Antiblockiersystem), und ein Sensor, der die Drehzahl (Radgeschwindigkeit) eines Rads erfasst, ist mit dieser Kommunikationsvorrichtung 4 verbunden. Die Kommunikationsvorrichtung 4 steuert die Bremse auf der Basis der Raddrehzahl, die über den Sensor während des Bremsens des Fahrzeugs 100 erfasst wird, und sendet gemessene Werte der Raddrehzahl als Daten an die anderen Kommunikationsvorrichtungen 4, die mit den Kommunikationsbussen 2a, 2b und 2c verbunden sind.
• 2 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration der Weiterleitungsvorrichtung 3 zeigt. Die Weiterleitungsvorrichtung 3 umfasst eine CPU (Zentraleinheit) 30, die den Betrieb verschiedener Bestandteile steuert, ein ROM 31, das einen nicht-flüchtigen Speicher wie beispielsweise einen Flash-Speicher, ein EPROM (löschbarer programmierbarer Nur-Lesespeicher) oder ein EEPROM (elektrisches EPROM: registrierte Marke) verwendet, ein RAM 32, das einen überschreibbaren Speicher wie beispielsweise ein DRAM (dynamischer Direktzugriffsspeicher) oder ein SRAM (statischer Direktzugriffsspeicher) verwendet, einen CAN-Controller 33, der einen Netzwerk-Controller verwendet, der konform zum CAN-Protokoll ist, und einen internen Bus 34. Die CPU 30, das ROM 31, das RAM 32 und der CAN-Controller 33 sind jeweils über den internen Bus 34 miteinander verbunden. Die CPU 30, das ROM 31, das RAM 32, der CAN-Controller 33 und der interne Bus 34 können einen Mikrocomputer bilden. Die CPU 30 empfängt Strom von einer Stromversorgungsvorrichtung, die nicht gezeigt ist, wie beispielsweise ein Wechselstromgenerator oder eine Batterie, lädt verschiedene Arten von Informationen aus dem ROM 31 in das RAM 32 und steuert den CAN-Controller 33 so, dass der CAN-Controller 33 zum Senden und Empfangen von Rahmen veranlasst wird.
• Das ROM 31 speichert ein Steuerprogramm, das von der CPU 30 zu laden und auszuführen ist. Das ROM 31 speichert außerdem eine Weiterleitungsinformationstabelle 35, auf die die CPU 30 zugreift. Die Weiterleitungsinformationstabelle 35 speichert Datensätze, die von der Weiterleitungsvorrichtung 3 zu verwenden sind, um Kommunikationsbusse zu spezifizieren, die beim Weiterleiten von Rahmen als Weiterleitungsziele dienen. Einzelheiten der Weiterleitungsinformationstabelle 35 werden später beschrieben. Das RAM 32 speichert vorübergehend Information, die im Zuge der Verarbeitung der CPU 30 erzeugt wird.
• Der CAN-Controller 33 umfasst eine Kommunikationssteuereinheit 36, einen Sende/Empfangs-Puffer 37, eine erste Sende/Empfangs-Einheit 38a, eine zweite Sende/Empfangs-Einheit 38b und eine dritte Sende/Empfangs-Einheit 38c und realisiert die Kommunikation über die Kommunikationsbusse 2a, 2b und 2c in Konformität mit dem CAN-Protokoll.
• Wenn von der ersten Sende/Empfangs-Einheit 38a, der zweiten Sende/Empfangs-Einheit 38b oder der dritten Sende/Empfangs-Einheit 38c Rahmen empfangen werden, speichert die Kommunikationssteuereinheit 36 die empfangenen Rahmen in dem Sende/Empfangs-Puffer 37 in der Reihenfolge des Empfangs und benachrichtigt die CPU 30, dass die Rahmen empfangen worden sind. Die Kommunikationssteuereinheit 36 leitet die Rahmen auf der Basis einer Anweisung von der CPU 30 weiter. Das bedeutet, die Kommunikationssteuereinheit 36 extrahiert einen in dem Sende/Empfangs-Puffer 37 gespeicherten Rahmen auf der Basis einer Anweisung von der CPU 30 und gibt den extrahierten Rahmen an die erste Sende/Empfangs-Einheit 38a und/oder die zweite Sende/Empfangs-Einheit 38b und/oder die dritte Sende/Empfangs-Einheit 38c, die mit dem jeweiligen der Kommunikationsbusse 2a, 2b und 2c verbunden sind, die als die Weiterleitungsziele dienen, um zu bewirken, dass die zumindest eine Sende/Empfangs-Einheit den Rahmen sendet. Der Sende/Empfangs-Puffer 37 speichert empfangene Rahmen oder zu sendende Rahmen vorübergehend, wobei er einen überschreibbaren Speicher wie beispielsweise ein SRAM oder ein DRAM verwendet.
• Die erste Sende/Empfangs-Einheit 38a, die zweite Sende/EmpfangsEinheit 38b und die dritte Sende/Empfangs-Einheit 38c umfassen jeweils eine Filterschaltung und eine AD-Umsetzschaltung oder dergleichen und führen das Senden und Empfangen von Rahmen durch Erfassen einer Differenzspannung in den Kommunikationsbussen 2a, 2b und 2c und durch Ausgeben eines Signals aus. Das bedeutet, die Kommunikationssteuereinheit 36 überwacht den Kommunikationszustand der Kommunikationsbusse 2a, 2b und 2c unter Verwendung der ersten Sende/Empfangs-Einheit 38a, der zweiten Sende/Empfangs-Einheit 38b bzw. der dritten Sende/Empfangs-Einheit 38c, ermittelt, ob es für die Kommunikationssteuereinheit 36 möglich ist oder nicht, einen Rahmen zu senden, und sendet den Rahmen, falls es möglich ist. Die Kommunikationssteuereinheit 36 kann beispielsweise einen Rahmen unter Verwendung der ersten Sende/Empfangs-Einheit 38a senden, während die mit dem Kommunikationsbus 2a verbundenen Kommunikationsvorrichtungen 4 keinerlei Rahmen senden. Andererseits empfängt, während die mit dem Kommunikationsbus 2a verbundenen Kommunikationsvorrichtungen 4 gerade einen Rahmen senden, die Kommunikationssteuereinheit 36 den gesendeten Rahmen unter Verwendung der ersten Sende/Empfangs-Einheit 38a.
• Falls mehrere Vorrichtungen der mit den Kommunikationsbussen 2a, 2b und 2c und der Weiterleitungsvorrichtung 3 verbundenen Kommunikationsvorrichtungen 4 gleichzeitig beginnen, Daten zu senden, sendet vorzugsweise eine der mehreren Vorrichtungen einen Rahmen durch Arbitrierung auf der Basis des CAN-Protokolls. Genauer gesagt wird die Priorität/Nicht-Priorität eines Rahmens auf die folgende Weise festgelegt. Ein Rahmen wird als ein durch zwei mögliche Werte, 0 (null) und 1, repräsentiertes digitales Signal gesendet und empfangen. Die in dem Header-Abschnitt am Beginn eines Rahmens enthaltene Nachrichten-ID wird als ein Arbitrierungsfeld verwendet, und eine Arbitrierung in dem Kommunikationsbus 2a wird unter Verwendung einer Bitfolge in dem Arbitrierungsfeld ausgeführt. Gemäß dem CAN-Protokoll wird ein Rahmen mit einem Arbitrierungsfeld mit der längeren Folge von Nullen bevorzugt gesendet.
• Das bedeutet, wenn Nachrichten-IDs als numerische Werte interpretiert werden, gewinnt unter den Kommunikationsvorrichtungen 4 und der Weiterleitungsvorrichtung 3 jene Vorrichtung, die einen Rahmen mit der Nachrichten-ID mit dem kleineren numerischen Wert sendet, die Arbitrierung. Falls die Kommunikationssteuereinheit 36 die Arbitrierung in dem Kommunikationsbus 2a gewinnt, kann sie das Senden unter Verwendung der ersten Sende/EmpfangsEinheit 38a fortsetzen. Falls die Kommunikationssteuereinheit 36 die Arbitrierung verliert, stoppt sie das Senden unter Verwendung der ersten Sende/Empfangs-Einheit 38a und schaltet auf das Empfangen von Rahmen von einer anderen Kommunikationsvorrichtung 4 um, die das Senden fortsetzt.
• 3 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Kommunikationsvorrichtung 4 zeigt. Die Kommunikationsvorrichtung 4 umfasst eine CPU 40, die den Betrieb von verschiedenen Bestandteilen steuert, ein ROM 41, das einen nicht-flüchtigen Speicher wie beispielsweise einen Flash-Speicher, ein EPROM oder ein EEPROM verwendet, ein RAM 42 unter Verwendung eines überschreibbaren Speichers wie beispielsweise ein DRAM oder ein SRAM, einen CAN-Controller 43 unter Verwendung eines Netzwerk Controllers, der konform zum CAN-Protokoll ist, eine beispielsweise mit einem externen Sensor 5 verbundene Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (nachstehend als „Eingabe/Ausgabe-I/F“ bezeichnet) 44 und einen internen Bus 45. Die CPU 40, das ROM 41, das RAM 42, der CAN-Controller 43 und die Eingabe/Ausgabe-I/F 44 sind jeweils über den internen Bus 45 miteinander verbunden. Die CPU 40, das ROM 41, das RAM 42, der CAN-Controller 43, die Eingabe/Ausgabe-I/F 44 und der interne Bus 45 können einen Mikrocomputer bilden. Die CPU 40 empfängt Strom von einer Stromversorgungsvorrichtung, die nicht gezeigt ist, wie beispielsweise ein Wechselstromgenerator oder eine Batterie, lädt verschiedene Arten von Information von dem ROM 41 in das RAM 42 und steuert den CAN-Controller 43 so, dass der CAN-Controller 43 veranlasst wird, Rahmen zu senden und zu empfangen.
• Das ROM 41 speichert ein Steuerprogramm, das von der CPU 40 zu laden und auszuführen ist. Das RAM 42 speichert vorübergehend Information, die im Zuge der Verarbeitung der CPU 40 erzeugt wird, oder gemessene Werte und dergleichen, die durch Signale repräsentiert werden, die von dem Sensor 5 eingegeben werden. Der CAN-Controller 43 realisiert die Kommunikation über den Kommunikationsbus 2a, 2b oder 2c in Konformität mit dem CAN-Protokoll. Die CPU 40 führt eine Steuerung auf der Basis von Informationen von verschiedenen physikalischen Größen aus, die über die Eingabe/Ausgabe-I/F 44 von dem Sensor 5 erhalten werden, und sendet den die Informationen enthaltenden Rahmen an den Kommunikationsbus 2a, 2b oder 2c.
• Als Nächstes wird die Weiterleitungsinformationstabelle 35 beschrieben. 4 ist ein erläuterndes Diagramm, das Beispiele der Unterteilung der Weiterleitungsinformationstabelle 35 erläutert, die in dem ROM 31 der Weiterleitungsvorrichtung 3 gespeichert ist. Die 5 und 6 sind erläuternde Diagramme, die spezifische Beispiele der Inhalte der Weiterleitungsinformationstabelle 35 darstellen. Wie in 4 gezeigt, ist die Weiterleitungsinformationstabelle 35 in eine erste Teiltabelle 35a (oder 35d), eine zweite Teiltabelle 35b (oder 35e) und eine dritte Teiltabelle 35c (oder 35f) unterteilt. Die Anzahl an Unterteilungen ist nicht auf 3 beschränkt und kann 2 oder 4 oder mehr sein. 5 zeigt ein spezifisches Beispiel in dem Fall, in dem die Weiterleitungsinformationstabelle 35 in die erste Teiltabelle 35a, die zweite Teiltabelle 35b und die dritte Teiltabelle 35c unterteilt ist. 6 zeigt ein spezifisches Beispiel in dem Fall, in dem die Weiterleitungsinformationstabelle 35 in die erste Teiltabelle 35d, die zweite Teiltabelle 35e und die dritte Teiltabelle 35f unterteilt ist.
• Jede Teiltabelle speichert mehrere Datensätze, die spezifische Weiterleitungsziele von Rahmen spezifizieren, die mit der gleichen Priorität weiterzuleiten sind. Hier wird die Priorität eines weiterzuleitenden Rahmens und die Priorität einer Teiltabelle, die den Datensatz speichert, welche das Weiterleitungsziel jenes Rahmens spezifiziert, untereinander austauschbar verwendet. In dem in 4 gezeigten Beispiel weist die erste Teiltabelle 35a (oder 35d) die höchste Priorität auf, und die dritte Teiltabelle 35c (oder 35f) weist die niedrigste Priorität auf. Wenn die Weiterleitungsvorrichtung 3 die Weiterleitungsinformationstabelle 35 (oder 35d) durchsucht, um das Weiterleitungsziel eines Rahmens zu spezifizieren, wird die Suche in einer absteigenden Reihenfolge der Priorität ausgeführt, beginnend mit der ersten Teiltabelle 35a (oder 35d).
• Gemäß 5 (oder 6) speichert die erste Teiltabelle 35a (oder 35d) mehrere Datensätze, wobei Weiterleitungsziel-Bus-IDs (entsprechend Weiterleitungsziel-Identifikationsinformationen) zum Identifizieren der Kommunikationsbusse 2a, 2b und 2c als Weiterleitungsziele mit Nachrichten-IDs (entsprechend der Typ-Identifikationsinformationen) verknüpft sind. In jedem Datensatz ist eine Sendequellen-Bus-ID zum Identifizieren des Kommunikationsbusses 2a, 2b oder 2c, mit dem eine einen Rahmen sendende Sendequellen-Kommunikationsvorrichtung 4 verbunden ist, außerdem mit der Nachrichten-ID verknüpft. Sendequellen-Bus-IDs müssen nicht notwendigerweise in der ersten Teiltabelle 35a (oder 35d) enthalten sein. Sendequellen-IDs zum Identifizieren von Sendequellen-Kommunikationsvorrichtungen 4 können auch in der ersten Teiltabelle 35a (oder 35d) enthalten sein.
• Hinsichtlich der Weiterleitungsziel-Bus-IDs und der Sendequellen-Bus-IDs repräsentiert „1“ den Kommunikationsbus 2a, mit dem die erste Sende/Empfangs-Einheit 38a verbunden ist, „2“ repräsentiert den Kommunikationsbus 2b, mit dem die zweite Sende/Empfangs-Einheit 38b verbunden ist, und „3“ repräsentiert den Kommunikationsbus 2c, mit dem die dritte Sende/Empfangs-Einheit 38c verbunden ist. Die Inhalte der zweiten Teiltabelle 35b (oder 35e) und der dritten Teiltabelle 35c (oder 35f) sind gleich wie jene der ersten Teiltabelle 35a (oder 35d); unterschiedliche Teiltabellen weisen jedoch unterschiedliche Prioritäten nach Maßgabe der Nachrichten-IDs auf, die in den darin gespeicherten Datensätzen enthalten sind.
• In dem in 5 (oder 6) gezeigten Beispiel ist angegeben, dass beispielsweise in dem Datensatz mit der Nachrichten-ID „110“ eine mit dem Kommunikationsbus 2a (Sendequellen-Bus-ID: 1) verbundene Kommunikationsvorrichtung 4 die Sendequelle ist und der Kommunikationsbus 2b (Weiterleitungsziel-Bus-ID: 2) sowie der Kommunikationsbus 2c (Weiterleitungsziel-Bus-ID: 3) die Weiterleitungsziele sind. Außerdem ist angegeben, dass in dem Datensatz mit der Nachrichten-ID „300“ eine mit dem Kommunikationsbus 2b (Sendequellen-Bus-ID: 2) die Sendequelle ist und der Kommunikationsbus 2a (Weiterleitungsziel-Bus-ID: 1) sowie der Kommunikationsbus 2c (Weiterleitungsziel-Bus-ID: 3) die Weiterleitungsziele sind. Ferner ist angegeben, dass die Rahmen, die die Nachrichten-IDs „100, 110, 200, 300, 400, 500 und 510“ (oder „200, 203, 210, 300, 400, 500 oder 510, ...“) enthalten, die höchste Priorität aufweisen. Genauer gesagt ist in 6 angegeben, dass die Rahmen, bezüglich derer zumindest eine der Weiterleitungsziel-Bus-IDs „1“ ist, die höchste Priorität aufweisen, und Rahmen, bezüglich derer die Weiterleitungsziel-Bus-ID „3“ ist, die niedrigste Priorität aufweisen.
• Falls die CPU 30 auf der Basis einer Benachrichtigung von der Kommunikationssteuereinheit 36 erfasst, dass ein Rahmen von der ersten Sende/Empfangs-Einheit 38a empfangen worden ist, durchsucht die CPU 30 die erste Teiltabelle 35a (oder 35d) unter Verwendung der in dem empfangenen Rahmen enthaltenen Nachrichten-ID als Suchschlüssel und spezifiziert, als das Weiterleitungsziel, den Kommunikationsbus, der durch die Weiterleitungsziel-Bus-ID identifiziert ist, die mit der Nachrichten-ID in dem passenden Datensatz verknüpft ist, der bei der Suche erhalten wurde. Wenn beim Durchsuchen der ersten Teiltabelle 35a (oder 35d) kein passender Datensatz erhalten wird, werden nacheinander die zweite Teiltabelle 35b (oder 35e) und die dritte Teiltabelle 35c (oder 35f) durchsucht. Falls beim Durchsuchen aller Teiltabellen kein passender Datensatz erhalten wird, wird der empfangene Rahmen für die Verarbeitung (beispielsweise Protokollierung) in der Weiterleitungsvorrichtung 3 verwendet oder verworfen, wenn dies nicht erforderlich ist.
• Wenn beispielsweise ein Rahmen mit der Nachrichten-ID „110“ empfangen wird, wird die erste Teiltabelle 35a (oder die erste Teiltabelle 35d und die zweite Teiltabelle 35e) unter Verwendung der Nachrichten-ID „110“ als Suchschlüssel durchsucht, und dadurch werden der Kommunikationsbus 2b (Weiterleitungsziel-Bus-ID: 2) und der Kommunikationsbus 2c (Weiterleitungsziel-Bus-ID: 3) als die Weiterleitungsziele spezifiziert. Die CPU 30 veranlasst die Kommunikationssteuereinheit 36, die zweite Sende/Empfangs-Einheit 38b und die dritte Sende/Empfangs-Einheit 38c, die mit den spezifizierten Kommunikationsbussen 2b bzw. 2c verbunden sind, den weiterzuleitenden Rahmen senden zu lassen.
• Als Nächstes wird die Priorität von Rahmen beschrieben. Zunächst kann, falls weiterzuleitende Rahmen Information enthalten, die ihre Priorität angibt, wie beispielsweise eine durch ein Kommunikationsprotokoll definierte Prioritätsinformation, und die Weiterleitungsinformationstabelle 35 auf der Basis der Information durchsucht wird, die die Priorität angibt, eine schnelle Suche nach einem Datensatz ausgeführt werden, indem vorab ein Index auf der Basis der vorstehend beschriebenen Information erzeugt wird, die die Priorität angibt. In diesem Fall werden Datensätze, welche die Weiterleitungsziele von Rahmen mit hoher Priorität spezifizieren, durch Dividieren des Indexes nach Maßgabe der Prioritätsstufe zuerst durchsucht, und daher ist es nicht erforderlich, die Weiterleitungsinformationstabelle 35 in Teiltabellen zu unterteilen. Andererseits gilt dies nicht in dem Fall, in dem die Weiterleitungsinformationstabelle 35 unter Verwendung von Information als Suchschlüssel, die die Priorität nicht direkt repräsentiert, wie beispielsweise Nachrichten-IDs des CAN-Protokolls oder IP-Adressen des TCP/IP-Protokolls, durchsucht wird.
• Genauer gesagt wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Weiterleitungsinformationstabelle 35 unter Verwendung einer Nachrichten-ID des CAN-Protokolls als dem Suchschlüssel durchsucht, aber selbst in dem Fall, in dem beispielsweise, je kleiner der durch die Nachrichten-ID eines Rahmens in einem spezifischen Kommunikationsbus angegebene kleinere Wert ist, desto höher die Priorität jenes Rahmens in jenem Kommunikationsbus ist, wird dieser Rahmen nicht notwendigerweise mit der gleichen Priorität weitergeleitet, wenn er weitergeleitet wird. Das bedeutet, die Priorität eines weiterzuleitenden Rahmens kann nicht eindeutig durch die Nachrichten-ID festgelegt werden, und außerdem ist Information, welche die Priorität angibt, nicht in dem Rahmen enthalten. Daher ist es, selbst wenn beim Durchsuchen der Weiterleitungsinformationstabelle 35 ein Index auf der Basis von Nachrichten-IDs erzeugt wird, nicht möglich, bevorzugt nach einem Datensatz zu suchen, der eine spezifische Nachrichten-ID enthält, die zufällig extrahiert wird.
• Wenn beispielsweise eine Konfiguration angenommen wird, in der die Weiterleitungsinformationstabelle 35 nicht unterteilt ist und die Weiterleitungsinformationstabelle 35 255 Datensätze enthält, die in der Reihenfolge der durch die Nachrichten-IDs angegebenen Werte sortiert sind, ist es erforderlich, gleichförmig „[log₂255] + 1 = 8 Zyklen“ ([] ist die Gauß-Notation) der Vergleichsverarbeitung auszuführen, falls eine Binärbaumsuche bei den 255 Datensätzen unter Verwendung einer Nachrichten-ID als dem Suchschlüssel ausgeführt wird. Um dieses Thema zu berücksichtigen, setzt die Weiterleitungsvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration ein, bei der beispielsweise die Weiterleitungsinformationstabelle 35 in drei Teiltabellen unterteilt ist, die erste Teiltabelle 35a, die zweite Teiltabelle 35b und die dritte Teiltabelle 35c, so dass ein eine Nachrichten-ID eines Rahmens mit relativ hoher Priorität enthaltender Datensatz mit weniger als acht Vergleichszyklen durchsucht werden kann. Die Teiltabellen sind ebenfalls in der Reihenfolge der Werte sortiert, die durch Nachrichten-IDs (entsprechend einer vorbestimmten Reihenfolge auf der Basis von Typ-Identifikationsinformation) angegeben sind.
• Als Nächstes wird eine Suche nach einem Datensatz beschrieben, wenn die Weiterleitungsinformationstabelle 35 in drei Teiltabellen unterteilt ist. Wie in 5 gezeigt, speichert die erste Teiltabelle 35a sieben Datensätze. Es wird angenommen, dass die zweite Teiltabelle 35b und die dritte Teiltabelle 35c 15 Datensätze bzw. 233 (= 255 - 7 - 15) Datensätze speichern. Wenn zuerst eine Binärbaumsuche bei den sieben Datensätzen in der ersten Teiltabelle 35a unter Verwendung einer Nachrichten-ID als dem Suchschlüssel ausgeführt wird, werden „[log₂7] + 1 = 3 Zyklen“ der Vergleichsverarbeitung ausgeführt. Wenn danach eine Binärbaumsuche bei den 15 Datensätzen in der zweiten Teiltabelle 35b ausgeführt wird, werden „[og₂15] + 1 = 4 Zyklen“ der Vergleichsverarbeitung ausgeführt. Wenn zuletzt eine Binärbaumsuche bei den 233 Datensätzen in der dritten Teiltabelle 35c ausgeführt wird, werden „[log₂233] + 1 = 8 Zyklen“ der Vergleichsverarbeitung ausgeführt.
• Das bedeutet, das Weiterleitungsziel eines Rahmens, dessen Nachrichten-ID in einem Datensatz enthalten ist, der in der ersten Teiltabelle 35a gespeichert ist, wird in nur drei Zyklen der Vergleichsverarbeitung spezifiziert. Ferner wird das Weiterleitungsziel eines Rahmens, dessen Nachrichten-ID in einem Datensatz enthalten ist, der in der zweiten Teiltabelle 35b gespeichert ist, in 7 (= 3 + 4) Zyklen der Vergleichsverarbeitung spezifiziert. Andererseits wird das Weiterleitungsziel eines Rahmens, dessen Nachrichten-ID in einem Datensatz enthalten ist, der in der dritten Teiltabelle 35c gespeichert ist, in 15 (= 3 + 4 + 8) Zyklen der Vergleichsverarbeitung spezifiziert. Auf diese Weise können als Ergebnis des Unterteilens der Weiterleitungsinformationstabelle 35 in die drei Teiltabellen und des Durchsuchens der drei Teiltabellen die Weiterleitungsziele von Rahmen mit höheren Prioritätsstufen schneller spezifiziert werden, und die Anzahl an Vergleichszyklen beim Durchsuchen nimmt für Rahmen mit relativ niedrigen Prioritätsstufen nur schrittweise zu.
• Die Priorität von Rahmen kann nach Maßgabe der Häufigkeit des Auftretens der durch die Nachrichten-IDs identifizierten Rahmen eingestellt oder so eingestellt werden, dass im Fall der in dem Fahrzeug 100 eingebauten Weiterleitungsvorrichtung 3 Rahmen mit auf die Fahrsteuerung bezogenen Nachrichten-IDs und Rahmen mit auf Ereignisse bezogenen Nachrichten-IDs, wie beispielsweise Fehlfunktionen, die unerwartet auftreten, mit hohen Prioritätsstufen versehen werden. Außerdem kann die Priorität von Rahmen nach Maßgabe der Sendequellen-IDs oder der Sendequellen-Bus-IDs eingestellt werden, oder die Priorität von Rahmen kann nach Maßgabe der Weiterleitungsziel-Bus-IDs eingestellt werden, wie in 6 dargestellt. Die Weiterleitungsvorrichtung 3 braucht jedoch nicht die Verarbeitungsdetails nach Maßgabe der Inhalte der Weiterleitungsinformationstabelle 35 zu ändern.
• Nachstehend wird der Betrieb der vorstehend beschriebenen Weiterleitungsvorrichtung 3 unter Verwendung eines Flussdiagramms beschrieben, das den Betrieb darstellt. 7 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur darstellt, der die CPU 30 folgt, um die Weiterleitungsinformationstabelle 35 zu durchsuchen, um ein Weiterleitungsziel zu spezifizieren. Die in 7 gezeigte Verarbeitung wird aktiviert, wenn die Kommunikationssteuereinheit 36 der CPU 30 mitteilt, dass ein Rahmen von der ersten Sende/Empfangs-Einheit 38a, der zweiten Sende/Empfangs-Einheit 38b oder der dritten Sende/Empfangs-Einheit 38c empfangen worden ist und die Inhalte des empfangenen Rahmens in den Sende/Empfangs-Puffer 37geschrieben worden sind. Die Benachrichtigung enthält die führende Adresse (Zeiger) der Inhalte des empfangenen Rahmens, die in den Sende/Empfangs-Puffer 37 geschrieben worden sind. Es ist zu beachten, dass „N“ in der folgenden Verarbeitung die Gesamtanzahl an Teiltabellen repräsentiert und im ROM 31 gespeichert ist.
• Falls die Verarbeitung in 7 aktiviert ist, liest die CPU 30 die Nachrichten-ID aus den Inhalten des empfangenen Rahmens, die in den Sende/Empfangs-Puffer 37 geschrieben worden sind (S11). Dann initialisiert die CPU „j“, das als Schleifenzähler verwendet wird, auf 1 (S12) und durchsucht die j-te Teiltabelle „35a, 35b oder 35c (oder 35d, 35e oder 35f)“ durch Binärbaumsuche unter Verwendung der gelesenen Nachrichten-ID als dem Suchschlüssel (S13).
• Danach ermittelt die CPU 30, ob ein Suchtreffer vorhanden ist oder nicht (S14), und liest, falls dem so ist (S14: JA), die Weiterleitungsziel-Bus-ID von dem erhaltenen Datensatz (S15). Die CPU 30 schreibt die gelesene Weiterleitungsziel-Bus-ID derart in den Sende/Empfangs-Puffer 37, dass die Weiterleitungsziel-Bus-ID den Inhalten des empfangenen Rahmens hinzugefügt wird, der gerade verarbeitet wird (S16), und beendet die Verarbeitung in 7.
• Die Inhalte des empfangenen Rahmens, denen die Weiterleitungsziel-Bus-ID hinzugefügt worden sind, bilden auf einer faktischen („as-is“) Basis die Inhalte des weiterzuleitenden Rahmens, mit Ausnahme der Weiterleitungsziel-Bus-ID, und werden von der ersten Sende/Empfangs-Einheit 38a, der zweiten Sende/Empfangs-Einheit 38b oder der dritten Sende/Empfangs-Einheit 38c auf der Basis der hinzugefügten Weiterleitungsziel-Bus-ID durch Sendeverarbeitung, die sich von der in 7 gezeigten Verarbeitung unterscheidet, gesendet. Bei der Sendeverarbeitung werden Rahmen mit Ausnahme eines empfangenen Rahmens, der bei Schritt S19 verworfen wurde, was später beschrieben wird, in der Reihenfolge des Empfangs gesendet.
• Falls andererseits bei Schritt S14 (S14: NEIN) kein Suchtreffer vorhanden ist, inkrementiert die CPU 30 „j“ um 1 (S17) und ermittelt, ob „j“ N + 1 ist oder nicht (S18). Falls „j“ N + 1 ist (S18: JA), verwirft die CPU 30, die ermittelt, dass das Durchsuchen aller Teiltabellen abgeschlossen worden ist, den empfangenen Rahmen, der gerade verarbeitet wird (S19), und beendet die Verarbeitung in 7. Falls „j“ nicht N + 1 ist (S18: NEIN), setzt die CPU 30 die Verarbeitung mit Schritt S13 fort, um die nächste Teiltabelle zu durchsuchen.
• Es ist zu beachten, dass, obwohl die vorstehende Ausführungsform unter Verwendung des CAN-Protokolls als Beispiel beschrieben wurde, die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, sondern auch bei anderen Kommunikationsprotokollen, wie beispielsweise LIN, MOST, TCP/IP, AVTP und FlexRay, anwendbar ist.
• Wie vorstehend beschrieben, sind Datensätze, in denen Nachrichten-IDs zum Identifizieren von Rahmentypen mit Weiterleitungsziel-Bus-IDs zum Identifizieren von als Weiterleitungszielen von Rahmen dienenden Kommunikationsbussen verknüpft sind, in der Weiterleitungsinformationstabelle 35 gespeichert, und außerdem ist die Weiterleitungsinformationstabelle 35 in die erste Teiltabelle 35a (oder 35d), die zweite Teiltabelle 35b (oder 35e) und die dritte Teiltabelle 35c (oder 35f) nach Maßgabe der Priorität auf der Basis der Nachrichten-IDs oder der Weiterleitungsziel-Bus-IDs, die in den Datensätzen enthalten sind, unterteilt. Die Weiterleitungsvorrichtung 3 empfängt einen Rahmen, der von einer mit einem der drei Kommunikationsbusse 2a, 2b und 2c verbundenen Kommunikationsvorrichtung 4 gesendet wurde, durchsucht erste Teiltabelle 35a (oder 35d), die zweite Teiltabelle 35b (oder 35e) und die dritte Teiltabelle 35c (oder 35f) in absteigender Reihenfolge der Priorität unter Verwendung der in dem empfangenen Rahmen enthaltenen Nachrichten-ID als dem Suchschlüssel und sendet den empfangenen Rahmen zu einem Kommunikationsbus, der durch die Weiterleitungsziel-Bus-ID identifiziert ist, die in einem in der Suche erhaltenen passenden Datensatz enthalten ist, um den empfangenen Rahmen weiterzuleiten.
• Je höher die Priorität eines Rahmens auf der Basis seiner Nachrichten-ID oder seiner Weiterleitungsziel-Bus-ID ist, desto geringer ist somit die Anzahl an Vergleichszyklen, die ausgeführt werden, um einen Suchtreffer zu erhalten, und demzufolge wird ein als das Weiterleitungsziel jenes Rahmens dienender Kommunikationsbus innerhalb einer kurzen Zeitspanne spezifiziert. Die Anzahl an Vergleichszyklen, die in der Suche ausgeführt werden, nimmt für Rahmen mit relativ niedrigen Prioritätsstufen nur schrittweise zu. Daher ist es möglich, eine Abnahme der QoS zu minimieren, während ein Maximum an Leistungsfähigkeit für bestimmte Kommunikationen mit beschränkten Ressourcen garantiert wird. Der Effekt ist besonders ausgeprägt, falls weder die Information (beispielsweise das Prioritätsfeld), die die Weiterleitungspriorität angibt, noch die Information, die zum Berechnen der Priorität verwendet wird, in Rahmen enthalten ist und ein Index zum Durchsuchen der Weiterleitungstabelle nach Maßgabe von Priorität nicht vorab erzeugt werden kann.
• Da gemäß der Ausführungsform die erste Teiltabelle 35a (oder 35d), die zweite Teiltabelle 35b (oder 35e) und die dritte Teiltabelle 35c (oder 35f) in der Reihenfolge von Werten sortiert sind, die durch die in jeweiligen Datensätzen enthaltenen Nachrichten-IDs angegeben werden, können außerdem die erste Teiltabelle 35a (oder 35d), die zweite Teiltabelle 35b (oder 35e) und die dritte Teiltabelle 35c (oder 35f) unter Verwendung beispielsweise eines Binärbaumsuchverfahrens schnell durchsucht werden.
• Da gemäß der Ausführungsform Rahmen konform zum Protokoll CAN, LIN, MOST, TCP/IP, AVTP oder FlexRay weitergeleitet werden, kann ferner eine Weiterleitungsvorrichtung 3 realisiert werden, die für ein fahrzeuggebundenes Kommunikationssystem geeignet ist.
• Die hier offenbarte Ausführungsform ist in jeglicher Hinsicht als erläuternd und nicht beschränkend anzusehen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche und nicht durch die vorstehende Beschreibung definiert, und alle Änderungen, die unter den Wortlaut und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, sollen daher mit umfasst sein. Außerdem können die in der Ausführungsform beschriebenen technischen Merkmale miteinander kombiniert werden.
• Bezugszeichenliste

1

Fahrzeuggebundenes Kommunikationssystem

100

Fahrzeug

2a, 2b, 2c

Kommunikationsbus

3

Weiterleitungsvorrichtung

30

CPU

31

ROM

35

Weiterleitungsinformationstabelle

35a

Erste Teiltabelle

35b

Zweite Teiltabelle

35c

Dritte Teiltabelle

36

Kommunikationssteuereinheit

37

Sende/Empfangs-Puffer

4

Kommunikationsvorrichtung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2016029262 [0001]
• JP 2009225441 A [0007]
• JP 2000244570 A [0007]
• JP 2001211203 A [0007]
• JP 2006352235 A [0007]

Claims (3)

1. Weiterleitungsvorrichtung zum Senden eines Rahmens, der von einer von mehreren, über mehrere Kommunikationsleitungen verbundenen, externen Vorrichtungen gesendet wurde, wobei die externe Vorrichtung mit einer der Kommunikationsleitungen verbunden ist, zu einer anderen der Kommunikationsleitungen, wodurch der Rahmen weitergeleitet wird, wobei die Weiterleitungsvorrichtung umfasst: eine Weiterleitungsinformationstabelle, in der Typ-Identifikationsinformationen zum Identifizieren eines Rahmentyps in Verknüpfung mit Weiterleitungsziel-Identifikationsinformationen zum Identifizieren einer als ein Weiterleitungsziel eines Rahmens dienenden Kommunikationsleitung gespeichert sind; und eine Steuereinheit zum Durchsuchen der Weiterleitungsinformationstabelle auf der Basis der Typ-Identifikationsinformation, die in dem von der externen Vorrichtung gesendeten Rahmen enthalten ist, wodurch das Weiterleitungsziel des Rahmens spezifiziert wird, wobei die Weiterleitungsinformationstabelle nach Maßgabe einer Priorität auf der Basis der Typ-Identifikationsinformation oder der Weiterleitungsziel-Identifikationsinformation in mehrere Teiltabellen unterteilt ist, und die Steuereinheit zum Durchsuchen der Teiltabellen in absteigender Reihenfolge der Priorität eingerichtet ist.
2. Weiterleitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Teiltabellen in einer vorbestimmten Reihenfolge auf der Basis der Typ-Identifikationsinformation sortiert sind.
3. Weiterleitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rahmen ein Rahmen gemäß einem Kommunikationsprotokoll CAN, LIN, MOST, TCP/IP, AVTP oder FlexRay (eingetragene Marke) ist.

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