JP2000244504A - データ中継装置および多重通信システム - Google Patents
データ中継装置および多重通信システムInfo
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Abstract
を中継するときのデータ消失を防止しデータ通信の信頼
性を向上する。 【解決手段】 通信ノード31〜33が接続される多重
通信線21〜23の間に介設されるデータ中継装置4
の、受信したデータの中継先の多重通信線21〜23を
選択し受信データを転送するデータコントローラ43
に、送信前に、受信データの優先度を高める優先度再設
定手段430を具備せしめることで、データ中継装置4
から送信されたデータが、中継先の多重通信線21〜2
3において他のデータと衝突しても、データ中継装置4
からのデータの送信が優先されるようにしてデータ中継
装置4において送信待ちのデータが新たに受信されたデ
ータによる上書きで消失してしまうことを防止する。
Description
び多重通信システムに関する。
景として情報通信の高度化が進んでおり、例えば自動車
においても、搭載される電装品等を制御する制御部の間
でやり取りされる情報量は急速に増大している。そこで
情報を伝達するワイヤーハーネスの数を低減すべく多重
通信システムが採用されつつある。多重通信システム
は、共通の多重通信線にデータの送受信を行う制御用E
CU等の通信ノードが接続され、通信ノード間で多重通
信線を介してデータ通信を行うものである。データはデ
ータ本体とともにデータの種類の情報等を含み構成され
る。制御の種類が多岐にわたる上記自動車等の場合に
は、データ通信を効率よく行うために、要求される通信
速度の相違等に応じて、多重通信線とこれに接続される
ノードとよりなる複数の通信系に分け、属する通信系が
異なるノード間の通信は、データ中継装置を介して行う
ようにしたものがある。
通信システムの構成を示すもので、多重通信システムの
データ中継装置8は、各通信系51,52,53の多重
通信線61,62,63ごとに設けられた受信バッファ
811,812,813および送信バッファ821,8
22,823、データコントローラ83を備え、送信元
の通信ノード71,72,73の属する通信系51〜5
3とは別の通信系51〜53へ中継するデータがある
と、例えば、第1の多重通信線61に接続された通信ノ
ード71から、第2の多重通信線62に接続された通信
ノード72を送信先として送信されたデータは、データ
中継装置8において、先ず、第1多重通信線用の受信バ
ッファ811に書き込まれ、データコントローラ83
が、受信バッファ811の内容からそのデータを第2多
重通信線62に送信しなければならないという情報を
得、受信バッファ811のデータを第2多重通信線用の
送信バッファ822に転送する。送信バッファ822に
転送されたデータは所定のタイミングで第2多重通信線
62に送信される。
の多重通信線が混雑しているために送信バッファにデー
タが留まったままであっても、それとは無関係にデータ
中継装置には転送すべきデータが送信されてくる。した
がって受信バッファがすでに書き込まれた状態でデータ
を受信した場合、その新たに受信したデータによって受
信バッファが上書きされ先のデータが消失することにな
り、データ通信の信頼性を損ねる。
データ通信の信頼性が十分なデータ中継装置および多重
通信システムを提供することを目的とする。
は、受信されたデータの中継先の多重通信線を選択し受
信データを転送するデータコントローラには、送信前
に、受信したデータの優先度を、データの種類ごとに予
め設定される受信データの優先度より高い優先度に再設
定する優先度再設定手段を具備せしめる。
先度が高くなっているから、中継先の多重通信線におい
てデータ同士が衝突しても、優先度を高めた分に応じて
中継データの送信が優先される。したがって、新たに受
信されたデータによる送信待ちのデータの上書きを低減
することができる。
定手段により再設定される優先度を、上記多重通信線に
送信されるすべてのデータの予め設定した優先度よりも
高い一定の優先度とする。
定手段を、データ中継先の上記多重通信線ごとに設け、
各優先度再設定手段により再設定される優先度を、デー
タ中継先の多重通信線に送信されるすべてのデータより
も高い一定の優先度とする。
中継先の多重通信線においてデータ同士が衝突しても、
最も優先度の高い中継データの送信が優先され延滞しな
い。したがって、新たに受信されたデータによる送信待
ちのデータの上書きを防止することができる。
載のデータ中継装置と、データを送受信する通信ノード
が上記多重通信線に接続された複数の通信系とで、中継
データの消失によってデータ通信の信頼性を損なわない
多重通信システムを構築することができる。
よび多重通信システムを示す。多重通信システムは、複
数(図例では3)の通信系11,12,13とデータ中
継装置4とにより構成される。各通信系11〜13は、
多重通信線21,22,23に通信ノード31,32,
33が接続されたもので、通信ノード31〜33間で所
定のプロトコルにてデータの送受信をするようになって
いる。通信ノード31〜33は各通信系11〜13に少
なくともひとつづつ属している。
示す。これは自動車のBEAN(Body Elect
ronics Area Network)プロトコル
におけるフレーム構造である。なお、以下の説明におい
てデータ通信は、このBEANプロトコルに従うものと
して説明する。SOF(Start Of Fram
e)はフレームの開始を表し1bitが割り当てられ
る。PRI(Priority)はフレームの優先度を
表す領域で、4bitが割り当てられる。「1」の方が
「0」よりも優先度が高い。データ中継装置4、通信ノ
ード31〜33は、各通信系11〜13において、多重
通信線21〜23上でデータ同士の衝突が起きた場合に
優先度の高いデータが優先し他のデータは送信が中止さ
れる。ML(Message Length)は、続く
メッセージ部分の長さ表す領域で、メッセージ部分を構
成するDID、MIDは、後述するようにそれぞれ1b
yteであり、DATAは可変長であるから、DATA
のbyte数+2となる。
ination ID)であり、これはフレームの宛て
先ノードIDを表す領域である。MID(Messag
eID)はメッセージIDを表す領域で、8bitが割
り当てられる。MIDは、データの種類ごとに付与さ
れ、後述するDATAの内容が表すデータの種類を特定
する。通信でやりとりされるデータの種類にはエンジン
回転数等があり、それぞれに例えば図3に示すようにM
IDが付与される。図の例で説明すると、MID=08
hである通信データのDATAはエンジン回転数を表
し、MID=A5hである通信データのDATAは車速
を表し、MID=DDhである通信データのDATAは
パワーウィンドウスイッチ状態を表す。DATAはデー
タ本体の領域で1〜11byteが割り当てられる。
Redundancy Characters)、EO
M(End Of Message)、RSP(Res
ponce)が続く。CRCは通信エラーチェック用の
領域で、8bitが割り当てられる。CRCは、通信ノ
ードが上記PRIからDATAまでの内容を所定の数式
に代入してビット演算した結果を書き込み、受信した通
信ノードが受信データと比較することで、通信エラーを
チェックする。EOMは所定のビット列でメッセージの
終了を表し8bitが割り当てられる。RSPはデータ
を受信した通信ノードがレスポンスを書き込む領域で、
2bitが割り当てられる。RSPには受信した通信ノ
ードがフレームの内容を正常に解釈できたか否かの結果
が書き込まれ、これよりデータを送信した通信ノードが
再送信の必要があるか否かを判定する。データの最後尾
はEOF(EndOf Frame)で、所定のビット
列によりフレームの終わりを表し、6bitが割り当て
られる。
置4と接続され、データ中継装置4が、通信ノード31
〜33から送信されたデータを別の通信系11〜13に
属する通信ノード31〜33へと中継するようになって
いる。
3とのインターフェースをなす通信用ICや、制御用の
マイクロコンピュータ等で構成されたもので、図ではそ
の機能ブロックで表してあり、受信バッファ411,4
12,413、送信バッファ421,422,423、
データコントローラ43、図4を用いて後述する転送先
テーブル44等からなる。
ァ421〜423は各多重通信線21〜23に対応して
設けてある。受信バッファ411〜413は多重通信線
21〜23から送信されたデータを受け、送信バッファ
421〜423は送信しようとするデータが書き込まれ
る。受信バッファ411〜413および送信バッファ4
21〜423は上記通信用ICにより構成される。な
お、データ通信機能をマイクロコンピュータを構成する
CPU上で実行されるソフトウェアとして組み込んでも
よく、この場合、受信バッファ411〜413、送信バ
ッファ421〜423はマイクロコンピュータを構成す
るRAM上に割り当てる。
ち上がり、受信データの中継先の多重通信線21〜23
を選択し、受信バッファ411〜413から中継先の多
重通信線21〜23用の送信バッファ421〜423に
転送する。データコントローラ43はマイクロコンピュ
ータを構成するCPU上で実行されるソフトウェアで実
現される。データコントローラ43、受信バッファ41
1〜413および送信バッファ421〜423は、デー
タコントローラ43のデータ転送処理と、受信バッファ
411〜413の受信作動および送信バッファ421〜
423の送信作動とを交互に繰り返すように設定されて
いる。
Dと中継先の多重通信線用の送信バッファ421〜42
3とを対応せしめるもので、MIDと多重通信線21〜
23とを指定すると、そのMIDの受信データをその多
重通信線用の送信バッファ421〜423に転送すべき
か否かの情報が読みだせるようになっている。転送先テ
ーブル44の内容は上記マイクロコンピュータを構成す
るROM上に予めデータコントローラ43の制御プログ
ラムとともに書き込まれる。図4は転送先テーブル44
の一例を示すもので、読みだした情報が「1」であれ
ば、その多重通信線用の送信バッファ421〜423に
転送すべきことを、「0」であれば、その多重通信線用
の送信バッファ421〜423に転送しないことを示
す。図例では、MID=01hであるデータVは第2多
重通信線22用の送信バッファ422にのみ転送し、M
ID=5FhであるデータWは第3多重通信線23用の
送信バッファ423にのみ転送し、MID=92hであ
るデータXは第1多重通信線21用の送信バッファ42
1にのみ転送し、MID=C8hであるデータYは第1
多重通信線用の送信バッファ421および第2多重通信
線用の送信バッファ422に転送し、MID=EBhで
あるデータZは第2多重通信線用の送信バッファ422
および第3多重通信線用の送信バッファ423に転送す
べきことを表している。
バッファ411〜413から送信バッファ421〜42
3へのデータ転送処理時に実行される優先度再設定手段
430が設けてあり、データの優先度(PRI)を再設
定して、対応する送信バッファ421〜423に転送す
る。
に、優先度再設定手段430の作動を含む、上記データ
転送処理を示すフローチャートを示す。図5、図6は第
1多重通信線21用の受信バッファ411から第2多重
通信線22用の送信バッファ422、第3多重通信線2
3用の送信バッファ423へのデータ転送処理を示し、
図7、図8は第2多重通信線22用の受信バッファ41
2から第1多重通信線21用の送信バッファ421、第
3多重通信線23用の送信バッファ423へのデータ転
送処理を示し、図9、図10は第3多重通信線23用の
受信バッファ413から第1多重通信線21用の送信バ
ッファ421、第2多重通信線22用の送信バッファ4
22へのデータ転送処理を示している。優先度再設定手
段430による優先度(PRI)の再設定は、ステップ
S105,S109,S205,S209,S305,
S309において実行される。
受信バッファ411が空か否かを確認する。空でなけれ
ば、すなわち、受信データがあればステップS101に
進む。ステップS101では受信バッファ411のデー
タのMIDを確認する。
01にて確認されたMIDに基づき上記データ転送先テ
ーブル44を参照して受信データに転送先フラグを設定
する。転送先フラグは多重通信線21〜23ごとに設定
され、「1」が設定されていれば、受信バッファ411
のデータをその多重通信線21〜23に転送すべきこと
を表す。すなわち、第1多重通信線用の送信バッファ4
21に転送すべきであれば転送先フラグf1を「1」と
し、第2多重通信線用の送信バッファ422に転送すべ
きであれば転送先フラグf2を「1」とし、第3多重通
信線用の送信バッファ423に転送すべきであれば転送
先フラグf3を「1」とする。転送先フラグの設定後は
ステップS103に進む。
1多重通信線用の受信バッファ411から第2多重通信
線用の送信バッファ422への転送処理であり、ステッ
プS107〜ステップS110は第1多重通信線用の受
信バッファ411から第3多重通信線用の送信バッファ
423への転送処理である。
「1」か否かを確認する。「1」であればステップS1
04に進む。ステップS104では第2多重通信線用の
送信バッファ422が空か否かを確認する。送信バッフ
ァ422が空であればステップS105に進み、第1多
重通信線用の受信バッファ411のデータを第2多重通
信線用の送信バッファ422に転送する。ここで、転送
データの優先度(PRI)を、設定可能な優先度(PR
I)のうち、最も優先度の高い(1111b)に再設定
する。そして続くステップS106で受信バッファ41
1のデータの転送先フラグf2を「0」とし、ステップ
S107に進む。
「1」か否かを確認する。「1」であればステップS1
08に進む。ステップS108では第3多重通信線用の
送信バッファ423が空か否かを確認する。送信バッフ
ァ423が空であればステップS109に進み、第1多
重通信線用の受信バッファ411のデータを第3多重通
信線用の送信バッファ423に転送する。ここで、転送
データの優先度(PRI)を上記(1111b)に再設
定する。そして続くステップS110で受信バッファ4
11のデータの転送先フラグf3を「0」とし、ステッ
プS111に進む。
0かつf3=0であるか否かを判定する。肯定されれば
第1多重通信線用の受信バッファ411のデータについ
ては、転送すべき送信バッファ422,423へのデー
タ転送が完了しているということであり、ステップS1
12で受信バッファ411のデータを削除し、ステップ
S100に戻る(図5)。
信待ちの状態にあるために上記ステップS104,S1
08の少なくともいずれかが否定されると、ステップS
105,S106、ステップS109,S110はスキ
ップし転送先フラグf2,f3は少なくともいずれかが
「1」のままである。したがってステップS111は否
定され、ステップS112はスキップし第1多重通信線
用の受信バッファ411のデータはそのまま保持され
る。すなわち、転送先の送信バッファ422,423が
空になるのを待つことになる。この場合、再びステップ
S103に戻る。
23が空になっていれば(ステップS104,S10
8)、ステップS105,S106、ステップS10
9,S110が実行され、前回、送信待ちのため転送で
きなかったデータが転送されるようになっている。
00へ戻った後、またはステップS111からステップ
S103へ戻った後の、ステップS100またはステッ
プS103以降の手順は、受信バッファ411〜413
の受信作動および送信バッファ421〜423の送信作
動が実行された後に実行される。
12が受けたデータについては、図7、図8に示す上記
と同様の手順により、上記受信バッファ412が空か否
かを確認し(ステップS200)、受信データのMID
を確認し(ステップS201)、転送先テーブル44を
参照して受信バッファ412のデータに転送先フラグf
1,f3を設定し(ステップS202)、次いで転送先
フラグf1,f3について、それぞれ1か否かについて
確認し(ステップS203,S207)、そして1に設
定されている転送先フラグに対応する第1多重通信線用
の送信バッファ421または第3多重通信線用の送信バ
ッファ423が空であれば(ステップS204,S20
8)、その送信バッファ421,423に受信バッファ
412のデータを転送する(ステップS205,S20
9)。データ転送時には、そのデータの優先度(PR
I)を上記(1111b)に再設定する。データ転送の
実行されたデータの転送先フラグf1,f3は「0」と
する(ステップS206,S210)。そして、転送先
フラグf2=0かつf3=0であれば(ステップS21
1)、ステップS212で受信バッファ412のデータ
を削除し、ステップS200に戻り、転送先フラグf
2,f3のいずれかが「1」であればステップS203
に戻る。
00へ戻った後、またはステップS211からステップ
S203へ戻った後の、ステップS200またはステッ
プS203以降の手順は、受信バッファ411〜413
の受信作動および送信バッファ421〜423の送信作
動が実行された後に実行される。
13が受けたデータについては、図9、図10に示す上
記と同様の手順により、上記受信バッファ413が空か
否かを確認し(ステップS300)、受信データのMI
Dを確認し(ステップS301)、転送先テーブル44
を参照して受信バッファ413のデータに転送先フラグ
f1,f2を設定し(ステップS302)、次いで転送
先フラグf1,f2について、それぞれ1か否かについ
て確認し(ステップS303,S307)、そして1に
設定されている転送先フラグに対応する第1多重通信線
用の送信バッファ421または第2多重通信線用の送信
バッファ422が空であれば(ステップS304,S3
08)、その送信バッファ421,422に受信バッフ
ァ413のデータを転送する(ステップS305,S3
09)。データ転送時には、そのデータの優先度(PR
I)を上記(1111b)に再設定する。そして、転送
先フラグf1=0かつf2=0であれば(ステップS3
11)、ステップS312で受信バッファ413のデー
タを削除し、ステップS300に戻り、転送先フラグf
1,f2のいずれかが「1」であればステップS303
に戻る。
00へ戻った後、またはステップS311からステップ
S303へ戻った後の、ステップS300またはステッ
プS303以降の手順は、受信バッファ411〜413
の受信作動および送信バッファ421〜423の送信作
動が実行された後に実行される。
データの衝突調停を説明するもので、複数の通信ノード
が同じ多重通信線の送信を開始したときの例を示してお
り、図例では3つの通信ノードが同時にデータを送信を
開始している。データは二値のビット列であり、データ
の送信が開始されると、多重通信線には「1」または
「0」のいずれかの値をとる。各通信ノードは多重通信
線をモニタし、モニタ結果から自己の送信しているデー
タよりも優先度の高いデータの存在を確認すると、自己
のデータの送信を中止する。BEANプロトコルでは
「0」よりも「1」の方が優先度が高いので、各通信ノ
ードは自己の送信データが「0」で多重通信線上のモニ
タ結果が「1」になった時点で送信を中止する。図例で
は、最初に通信ノードが送信を停止し、次いで通信ノ
ードが送信を停止し、ノードのみが送信を続けてい
る。
先度(PRI)を最上位にしてデータを送信バッファ4
21〜423に転送するので、他のどの通信ノード31
〜33から送信されたデータと衝突しても、中継データ
が送信を続けることができることになる。よって、デー
タ中継装置4が受信したデータがデータ中継装置4にお
いて延滞することなく、速やかに転送先の多重通信線2
1〜23に送信することができ、新たに受信されたデー
タにより送信待ちのデータが上書きされ消失することが
防止されて、データ通信に支障は生じない。
可能な優先度(0000b〜1111b)のうち、最上
位にしているので、通信データの優先度を考慮すること
なく、送信待ちのデータの消失防止効果を発揮すること
ができ汎用性が高い。また、通信ノード31〜33の増
設等により新たに通信データが追加されても、追加され
たデータの種類によらず、再設定後の優先度(PRI)
は追加されたデータの優先度よりも高いことになり、デ
ータコントローラ43の設定を変更することなく、送信
待ちのデータの消失防止効果を発揮することができ、拡
張性も高い。
り、通信ノード31〜33の増設等もなければ、再設定
後の優先度は必ずしも最上位の1111bである必要は
なく、多重通信線21〜23に送信されるすべてのデー
タの優先度よりも高い優先度にすればよい。
実施形態になるデータ中継装置および多重通信システム
を示す。第1実施形態との相違点を中心に説明する。本
実施形態のデータ中継装置は、第1実施形態の構成にお
いて、データコントローラの一部を変更した別のデータ
コントローラ43Aに代えたものである。データコント
ローラ43Aは複数の優先度再設定手段431,43
2,433を有し、各優先度再設定手段431〜433
は各多重通信線21〜23ごとに設けられ、中継先が第
1多重通信線のときは第1の優先度再設定手段431が
転送データの優先度を再設定し、中継先が第2多重通信
線のときは第2の優先度再設定手段432が転送データ
の優先度を再設定し、中継先が第3多重通信線のときは
第3の優先度再設定手段433が転送データの優先度を
再設定する。各優先度再設定手段431〜433は、予
め設定した優先度に再設定するが、再設定後の優先度は
次のごとく設定されている。再設定後の優先度は、中継
先の多重通信線に送信されるどのデータの優先度(PR
I)よりも高い値に設定する。
実施形態のデータ転送処理(図5〜図10)と同じ処理
を実行するように設定されている。相違点である優先度
再設定手段431〜433としての手順は、ステップS
205,S305では、第1多重通信線用の優先度再設
定手段431が第1多重通信線用の再設定優先度に再設
定し、ステップS105,S309では、第2多重通信
線用の優先度再設定手段432が第2多重通信線用の再
設定優先度に再設定し、ステップS109,S209で
は、第3多重通信線用の優先度再設定手段433が第3
多重通信線用の再設定優先度に再設定する。
送信されたデータは送信先の多重通信線21〜23に送
信される他のデータよりも優先度が高いから、各送信バ
ッファ421〜423において送信待ちの状態が長引く
ことなくデータ中継は速やかに行われる。
1〜23用の受信バッファ411〜413、送信バッフ
ァ421〜423は、それぞれ、単一の構成となってい
るが、複数構成とし、これら複数の受信バッファ、送信
バッファをスタック型にて使用してもよい。この場合、
データコントローラは、最後段の受信バッファから最前
段の送信バッファに、優先度を再設定して転送するよう
に設定する。
予め定められているが、例えば優先度再設定手段を、受
信データの優先度に一定値を加算するなどしてより高い
優先度に再設定するようにしてもよい。
システムの構成図である。
システムの通信データのフレーム構造を示す図である。
システムの通信データの種類とそのMIDの対応関係を
示す図である。
ルにおけるデータとその転送先の対応関係を示す図であ
る。
ローラにおいて実行される制御を示す第1のフローチャ
ートである。
ローラにおいて実行される制御を示す第2のフローチャ
ートである。
ローラにおいて実行される制御を示す第3のフローチャ
ートである。
ローラにおいて実行される制御を示す第4のフローチャ
ートである。
ローラにおいて実行される制御を示す第5のフローチャ
ートである。
トローラにおいて実行される制御を示す第6のフローチ
ャートである。
タイムチャートである。
信システムの構成図である。
ムの代表例の構成図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 優先度がデータの種類ごとに予め設定さ
れたデータを伝送する多重通信線の間に介設されて複数
の種類のデータを中継するデータ中継装置であって、受
信されたデータの中継先の多重通信線を選択し受信デー
タを転送するデータコントローラを有するデータ中継装
置において、上記データコントローラには、送信前に、
受信したデータの優先度を予め設定された優先度より高
い優先度に再設定する優先度再設定手段を具備せしめた
ことを特徴とするデータ中継装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のデータ中継装置におい
て、上記優先度再設定手段により再設定される優先度
を、上記多重通信線に送信されるすべてのデータの予め
設定した優先度よりも高い一定の優先度としたデータ中
継装置。 - 【請求項3】 請求項1記載のデータ中継装置におい
て、上記優先度再設定手段を、データ中継先の上記多重
通信線ごとに設け、各優先度再設定手段により再設定さ
れる優先度を、データ中継先の多重通信線に送信される
すべてのデータよりも高い一定の優先度としたデータ中
継装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし3いずれか記載のデータ
中継装置と、データを送受信する通信ノードが上記多重
通信線に接続された複数の通信系とを具備することを特
徴とする多重通信システム。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03956099A JP3524415B2 (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | データ中継装置および多重通信システム |
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