JP2006340099A - ゲートウェイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 通信量を抑制しつつデータ通信の信頼性が十分で中継を円滑に実施可能とするゲートウェイ装置を提供する。
【解決手段】 複数の制御ユニットが通信線により接続されたネットワークが複数形成され、複数のネットワーク間を接続して通信フレームの受信処理および送信処理を行なうゲートウェイ装置において、ネットワークからの通信フレームを受信して通信フレームバッファに格納する受信手段と、フレーム格納バッファに格納された通信フレームに中継優先度を設定する中継優先度設定手段と、フレーム格納バッファに格納された通信フレームを中継優先度に基づいてネットワークに送信する送信手段と、を備えることを特徴とするゲートウェイ装置として提供可能である。
【選択図】 図８

Description

本発明は、複数の制御ユニットが通信線により接続されたネットワークが複数形成され、前記複数のネットワーク間を接続して通信フレームの受信処理および送信処理を行なうゲートウェイ装置に関するものである。

例えば車両において搭載機器を電子的に制御する制御ユニットが多数採用されるにしたがい、その制御ユニット間においてデータを共有化し、各制御ユニットにおいて分散制御や協調制御を行なう要求が高まっている。例えば、車両において、シートやドア等のボディ系、エンジン，電子スロットル等のパワートレイン系、さらにナビゲーション装置，ＶＩＣＳ，ＥＴＣ等のマルチメディア系といった区分けでそれぞれの制御ユニットをネットワーク化し、さらに各ネットワーク間をデータである通信フレームの中継が可能なゲートウェイ装置を介して接続することが検討されている。

上記ゲートウェイ装置として、監視制御の対象となる装置、その監視制御に供される端末もしくは通信回線が輻輳状態に陥り、またはこれらに障害が発生した場合であっても安定に作動する監視制御支援装置が考案されている（特許文献１参照）。

また、データ通信の信頼性が十分で中継を円滑に実施可能とするために、データ本体とともに該データ本体の付帯情報を含み、該付帯情報として、データ本体の種類の情報および多重通信線上での衝突調停用にデータ本体の種類ごとに設定された優先度の情報を含むデータ中継装置において、中継するデータをデータの種類ごとに一時保持するバッファからなるバッファ群と、中継元の多重通信線で今回受信した今回受信データの付帯情報と、既に受信されてバッファに格納されている受信済データの付帯情報とに基づいて、今回受信データまたは受信済データの優先度を調整する優先度調整手段を備えたデータ中継装置が考案されている（特許文献２参照）。

特開２０００−３０７５７７号公報 特開２００４−３５００５５号公報

特許文献１の例では、各装置から送られてくる監視制御にかかわるメッセージを収集し、そのメッセージに基づいて待ち行列への蓄積および待ち行列からの配信を行なっているが、各装置からメッセージを送ることで通信回線の負荷が増大する。また、監視制御支援装置でメッセージを記憶する必要があるため、相応の記憶領域を必要とし装置のコスト上昇の要因となる。また、監視制御にかかわるメッセージを送信しない、すなわち通信プロトコルの異なる装置の監視はできず、システムとしての柔軟性に欠けるという問題もある。

特許文献２の例では、データを中継装置に送信する側でデータの優先度を設定する必要がある。よって、データの優先度に間するパラメータのない、すなわち通信プロトコルの異なる装置からのデータの中継を行なうことはできない。

車載制御ユニットのネットワーク化が制御系毎に進むと、車両内に目的の異なる通信ネットワークが混在し、ゲートウェイ装置は各通信ネットワークを跨いだ通信中継を行なう必要がある。通信ネットワークにより通信プロトコルあるいは通信速度が異なる場合、ゲートウェイ装置は各通信ネットワークの通信プロトコルあるいは通信速度の差異を吸収しなければならないため、ゲートウェイ装置の複雑化や処理負荷の増大は免れない。また、単に受信したデータをそのまま中継するだけでは、通信量が増大して受信側の制御ユニットの負荷をいたずらに増大させてしまう。

例えば、ゲートウェイ装置であるゲートウェイＥＣＵが、通信速度が１Ｍビット／ｓｅｃと比較的速い制御系通信ネットワークと、通信速度が１０ｋビット／ｓｅｃと比較的遅いボディ系通信ネットワークとの中継を行なう場合、単に制御系通信ネットワークからのデータをボディ系通信ネットワークへ中継すると、ボディ系通信ネットワークの通信容量を超えてしまうため、ボディ系通信ネットワークに中継する通信フレームの優先順位を下げる、あるいは通信フレームの中継処理タイミングを限定してボディ系通信ネットワークへ中継する頻度を抑制する等の処置がとられている。

しかし、ボディ系通信ネットワークの通信速度を１Ｍビット／ｓｅｃとした場合、ボディ系通信ネットワークの通信容量は超えないが、ボディ系通信ネットワークに含まれる制御ユニット（ＥＣＵ）に過剰にデータが送られて通信処理の負荷を増大させてしまう。また、ゲートウェイ装置の中継処理の負荷も増大する。

また、通信プロトコルによっては通信フレームに通信の優先順位を含めることができるものもあるが、ゲートウェイ装置およびネットワークの構成上、その通信プロトコルを常に使用できるというわけではない。

上記問題を背景として、本発明の課題は、通信量を抑制しつつデータ通信の信頼性が十分で中継を円滑に実施可能とするゲートウェイ装置を提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、上記課題を解決するためのゲートウェイ装置を提供するものである。即ち、請求項１によれば、複数の制御ユニットが通信線により接続されたネットワークが複数形成され、複数のネットワーク間を接続して通信フレームの受信処理および送信処理を行なうゲートウェイ装置において、ネットワークからの通信フレームを受信してフレームバッファに格納する受信手段と、フレームバッファに格納された通信フレームに中継優先度を設定する中継優先度設定手段と、フレームバッファに格納された通信フレームを中継優先度に基づいてネットワークに送信する送信手段と、を備えることを特徴とするゲートウェイ装置として構成される。

本発明によって、制御ユニットから送られてくる通信フレームに中継優先度の情報あるいは付帯情報が含まれていなくても中継優先度を設定することが可能となる。さらに、ネットワークの通信プロトコルに依存しないため柔軟に対応できるという利点もある。

請求項２によれば、本発明のゲートウェイ装置における中継優先度設定手段は、受信した通信フレームをフレームバッファに格納する際に、当該フレームバッファに通信フレームが既に格納されている場合に当該通信フレームの中継優先度をより高くする構成をとることができる。

当該フレームバッファに通信フレームが既に格納されているということは、当該通信フレームが送信されるのを待っている状態である。前に受信した通信フレームがまだ送信されていないにもかかわらず通信フレームが受信されるということは、その通信フレームは早急に送信すべきものと判断できる。上記構成によって、ネットワークの通信状態に応じて適切に中継優先度を設定できるとともに、通信フレームの中継の効率化を図ることができる。

請求項３によれば、本発明のゲートウェイ装置における中継優先度設定手段は、受信した通信フレームの内容に基づいて中継優先度を設定する構成をとることができる。

上記構成では、受信した通信フレームの内容に中継優先度の情報あるいは付帯情報を含む必要はないため、ネットワークの通信プロトコルに依存せず中継優先度を設定することが可能となる。

請求項４によれば、本発明のゲートウェイ装置における通信フレームは通信内容の種別を表す通信種別情報を含み、中継優先度設定手段は通信種別情報に応じて中継優先度を設定する構成をとることができる。

通信フレームの送信タイミングはネットワークによって異なる。通信フレームにどのネットワークからのものか、どんな内容のデータなのか等の通信内容の種別を表す通信種別情報が含まれていれば、例えば、短い周期で定期送信を行なうネットワークからの通信フレームの中継優先度はより低く設定し、スイッチの状態変化等のイベントが発生したときにのみ送信を行なうネットワークからの通信フレームの中継優先度はより高くすることで、必要なデータを適切なタイミングで中継することができる。

請求項５によれば、本発明のゲートウェイ装置における通信フレームは制御ユニットの識別情報を含み、中継優先度設定手段は識別情報に応じて中継優先度を設定する構成をとることができる。

同じネットワークに含まれていても制御ユニットによって通信フレームの送信タイミングが異なる場合がある。また、故障診断モードあるいは整備モードのような特定のモードでのみネットワークに接続され通信フレームを送信する制御ユニットもある。上記構成によって、特定の制御ユニットからの通信フレームの優先度を適切な値とすることが可能となり、通信フレームの中継の効率化を図ることができる。

請求項６によれば、本発明のゲートウェイ装置は、ネットワークの通信状態を監視する監視手段を備え、中継優先度設定手段は通信状態に基づいて中継優先度を設定する構成をとることができる。

上記構成によっても、短い周期で定期送信を行なうネットワークからの通信フレームの中継優先度はより低く設定し、スイッチの状態変化等のイベントが発生したときにのみ送信を行なうネットワークからの通信フレームの中継優先度はより高くすることで、必要なデータを適切なタイミングで中継することができる。

請求項７によれば、本発明のゲートウェイ装置における監視手段は通信フレームの受信量を監視し、中継優先度設定手段は当該通信フレームの受信量に応じて中継優先度を設定する構成をとることができる。

制御ユニットの故障等の理由で通常の受信量を超える通信フレームを受信した場合、当該通信フレームの中継優先度をより低く設定することで、検索手段による所定の範囲内に含まれにくくすることで不要な通信フレームの送信を抑止することが可能となる。

請求項８によれば、本発明のゲートウェイ装置は、フレームバッファに格納された通信フレームから中継優先度が所定の範囲内に含まれるものを検索する検索手段を備え、送信手段は検索された通信フレームをネットワークへ送信する構成をとることができる。

通信フレームはネットワークあるいは制御ユニットによって、必要とする頻度あるいは内容が異なる。上記構成によって、必要とする通信フレームを必要なときにネットワークあるいは制御ユニットに送ることができ、通信フレームの中継の効率化を図ることができる。

請求項９によれば、本発明のゲートウェイ装置は、所定の範囲は所定のタイミング、あるいは通信フレームのフレームバッファへの格納状態によって変更可能である構成をとることができる。

図４はフレームバッファに含まれる各通信フレームの中継優先度Ｐｒｉを抜粋して表したものである。図４（ａ）は全フレームバッファの中継優先度を示している。例えば所定のタイミングを５ｍｓｅｃ周期とし、そのタイミングで周回処理により通信フレームの送信処理が行なわれるとすると、最初の周回処理では図４（ｂ）に示される中継優先度Ｐｒｉが最も高い１の通信フレームのみを検索して送信する。次の周回処理では図４（ｃ）に示される中継優先度Ｐｒｉが２より高い通信フレームを検索して送信する。そして、その次の周回処理では図４（ｄ）に示される中継優先度Ｐｒｉが３より高い通信フレームを検索して送信する。上記構成によって、必要な通信フレームを適切なタイミングで送信することが可能となり、通信フレームの中継の効率化を図ることができる。

また、例えば中継優先度Ｐｒｉが最も高い１の通信フレームのみを検索して送信するタイミングで、中継優先度Ｐｒｉが１の通信フレーム数が所定の値を下回る場合、中継優先度Ｐｒｉが２の通信フレームを検索して該所定の値を下回る数だけ送信してもよい。本構成によっても通信フレームの中継の効率化を図ることができる。

中継データ量が多い状況においても速やかにデータを中継することが可能なゲートウェイ装置を提供するという目的を、受信した通信フレーム毎に中継優先度を設定し、その中継優先度が所定の範囲に含まれる通信フレームを検索して送信する構成により実現した。

以下、本発明の実施の形態を、本発明のゲートウェイ装置を車両に適用した例をもとに説明する。なお、本発明のゲートウェイ装置の適用範囲を車両に限定するものではなく、例えばネットワーク通信機器にも適用可能である。

図１は、本発明のゲートウェイ装置および周辺ネットワークの構成の全体構成を示すブロック図である。車両の搭載機器を電子的に制御する各種の制御ユニットがネットワークを形成し、通信バス、さらにはゲートウェイ装置を介して相互に接続されている。

図１の例では、通信バス−１にボディ系のネットワークが構成され、ドアロックを制御するＥＣＵ−Ａ，シートの位置を調整するＥＣＵ−Ｂが接続されている。また、通信バス−２にパワートレイン系のネットワークが構成され、エンジンを制御するＥＣＵ−Ｃ，変速機を制御するＥＣＵ−Ｄ，ブレーキを制御するＥＣＵ−Ｅが接続されている。

図２のように、ゲートウェイ装置１０は、通信バス−１，通信バス−２がそれぞれ接続される本発明の受信手段，送信手段である第１通信Ｉ／Ｆ１６，第２通信Ｉ／Ｆ１７と、通信バス−１および通信バス−２間のデータ伝送を制御するＭＰＵ１１とを備え、ゲートウェイ装置１０で行なう各種処理をＭＰＵ１１で実行する。本発明の中継優先度設定手段，閾値設定手段，検索手段，監視手段であるＭＰＵ１１には、データ伝送処理を含む各種処理の実行時に使用するデータまたはプログラムなどが記憶されるＲＡＭ１２、フラッシュメモリ１３およびＲＯＭ１４が接続されている。

ＲＯＭ１４には、例えば、ゲートウェイ装置１０で行なう各種処理を実行するためのメインプログラム１４ｐ、およびゲートウェイ装置１０の機器番号などの機器識別情報１４ｂが記憶されている。フラッシュメモリ１３には、例えば、ゲートウェイ装置１０で行なう各種処理を実行するための処理プログラム１３ｐが記憶されている。ＭＰＵ１１は、ＲＯＭ１４に記憶されているメインプログラム１４ｐを実行すると共に、フラッシュメモリ１３から必要な処理プログラム１３ｐを読出して実行する。処理プログラム１３ｐは、ＭＰＵ１１により更新することが可能である。更新処理は、例えばインストルメントパネルに設けられた図示しないスイッチ等の入力操作部によって実施する。

各種処理の実行に必要なデータは、ＭＰＵ１１により、ＲＡＭ１２，フラッシュメモリ１３，およびＲＯＭ１４から読み出される。また、処理結果は、ＭＰＵ１１により、ＲＡＭ１２またはフラッシュメモリ１３に記憶される。例えば、ＥＣＵ−Ａ〜ＥＣＵ−Ｅのアドレスを含むアドレステーブルがＲＡＭ１２に記憶され、データの転送をブロックする送信元および／または送信先などのフィルタリングポリシがフラッシュメモリ１３に記憶される。ＭＰＵ１１は、前記アドレステーブルおよびフィルタリングポリシを参照して、通信フレーム中継処理を行なう。なお、ＲＡＭ１２を使用せずにフラッシュメモリ１３のみを使用することも可能である。

通信バス−１，通信バス−２で用いる通信プロトコルは、公知のトークンパッシング方式，ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection：衝突検出型搬送波検知多重アクセス）方式やＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）方式等、公知の各種プロトコルを採用してもよい。また、各ネットワークで異なる通信プロトコルを採用することも可能である。第１通信Ｉ／Ｆ１６，第２通信Ｉ／Ｆ１７は、それぞれのネットワークの通信プロトコルに対応した周知の通信ＬＳＩ１６ａ，１７ａ等を含む回路構成となっている。

通信バス−１あるいは通信バス−２からの通信フレームの受信は以下の（１）あるいは（２）の少なくとも一方を用いて行なう。
（１）通信バス−１あるいは通信バス−２から受信した通信フレームを、通信Ｉ／Ｆ１６，第２通信Ｉ／Ｆ１７に含まれてＲＡＭ等で構成されるバッファ１６ｂ，１７ｂに蓄積する。受信した通信フレームを各バッファに蓄積する方法は、通信ＬＳＩ１６ａ，１７ａから通信フレームを各バッファに直接転送する方法、通信Ｉ／Ｆ１６，１７の全体制御を行なう図示しないＣＰＵにより動作する制御プログラムにより通信ＬＳＩ１６ａ，１７ａから通信フレームをバッファ１６ｂ，１７ｂに転送する方法のいずれを用いてもよい。
（２）通信バス−１あるいは通信バス−２から受信した通信フレームを、メインプログラム１４ｐに含まれる通信ドライバプログラムにより、通信Ｉ／Ｆ１６あるいは第２通信Ｉ／Ｆ１７から取り込んでＲＡＭ１２に領域が確保されるバッファ１２ａに蓄積する。
なお、通信バス−１あるいは通信バス−２から通信フレームを受信した場合には、通信フレームを受信した旨を示す通信フレーム受信フラグをセットする。通信フレーム受信フラグは通信フレーム毎に領域が確保される。

なお、接続される通信バスの数には制約はなく、パワートレイン系，ボディ系のネットワークの他に、マルチメディア系、およびエアバック等のセイフティ系のネットワークを構成に含めてもよい。この場合、これら追加されるネットワークの通信プロトコルに対応した通信Ｉ／Ｆも追加される。

図１０のように、通信フレームは、ヘッダ部とデータ部を含み、データ部にはデータ本体が書き込まれている。ヘッダ部には、パワートレイン系，ボディ系等のネットワーク種別を表す通信種別情報，ＥＣＵ−Ａ〜ＥＣＵ−Ｅの機器識別情報であったり、車両速度やエンジン回転数といった通信フレームの意味合いを示したりするＩＤと、通信フレームの送信先とが含まれる。また、データ本体の長さを示すデータレングスコード（ＤＬＣ）を含んでもよい。

図３はＲＡＭ１２に領域が確保されるフレームバッファの構成例を示したものである。フレームバッファの構成は、以下の（１）〜（３）のうちのいずれを用いてもよい。
（１）データ部に含まれる通信フレームのＩＤ毎に領域が確保される。すなわち、ＤＡＴＡ０には通信フレームのＩＤが０のデータ部の内容が、ＤＡＴＡｍには通信フレームのＩＤがｍのデータ部の内容が全て格納される。この場合中継優先度領域はＩＤ毎に一つずつ確保される。
（２）受信した通信フレームを例えば１バイト毎に分割してデータ領域に格納する。例えば、通信フレームのデータ部が８バイトならば、図３のデータ領域のｍは８となり、データ領域の１から８に１バイトずつ格納される。この場合中継優先度領域は一つでもよい。つまり、フレームバッファはＩＤ毎に領域が確保される。
（３）受信した通信フレームを送信先の通信フレームの書式に変換してデータ領域に格納する。（１）のように送信する通信フレームのＩＤ毎に一括して格納しても、（２）のように１バイトずつ分割して格納してもよい。この場合中継優先度領域は送信先毎に一つずつ確保される。

上記のような構成により、ゲートウェイ装置１０は、通信バス−１から第１通信Ｉ／Ｆ１６により受信した通信フレームをフレームバッファに格納し、第２通信Ｉ／Ｆ１７を介して通信バス−２へ送信すなわち中継する。例えば、ＥＣＵ−Ａからの通信フレームをＥＣＵ−Ｃ〜ＥＣＵ−Ｅに中継する。また、ＥＣＵ−Ａからの通信フレームを同じ通信バス−１に接続されるＥＣＵ−Ｂに中継してもよい。逆に、通信バス−２に接続されるＥＣＵ−Ｅからの通信フレームを通信バス−１に接続されるＥＣＵ−Ａ，ＥＣＵ−Ｂに中継する。同様に、ＥＣＵ−Ｅからの通信フレームを同じ通信バス−１に接続される例えばＥＣＵ−Ｃに中継してもよい

（中継優先度設定）
図５および図８を用いて受信した通信フレームをフレームバッファに格納する際に、当該フレームバッファに通信フレームが既に格納されている場合に当該通信フレームの中継優先度を高くする中継優先度設定処理について説明する。図５は通信フレームの中継優先度の推移を示す図である。また、図８はゲートウェイ装置１０のＲＯＭ１４に記憶され、ＭＰＵ１１で実行されるメインプログラム１４ｐに含まれる中継優先度設定処理のフロー図である。なお、本処理はメインプログラム１４ｐに含まれる他の処理とともに繰り返し実行される。

通信フレームを受信した場合、すなわち通信フレーム受信フラグがセットされ、通信フレームバッファ１６ｂ，１７ｂあるいはバッファ１２ａに通信フレームが蓄積されている場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、受信した通信フレームに含まれるＩＤに対応するフレームバッファを参照して、既に通信フレームが格納されているかを確認する。通信フレームが格納されていない場合（Ｓ２：Ｎｏ）は、中継優先度を１ステップ高くして（Ｓ４）、フレームバッファに受信した通信フレームを格納し、該当する通信フレーム受信フラグをクリアする（Ｓ５）。このとき、バッファ１６ｂ，１７ｂあるいはバッファ１２ａの内容はゼロクリアしてもよい。これは図５（ａ）の新規通信フレームを受信した場合に相当し、中継優先度Ｐｒｉを最低の３に設定している。

一方、既に通信フレームが格納されている場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、その通信フレームの中継優先度が最高であるかを確認し、中継優先度が最高でない場合（Ｓ３：Ｎｏ）は中継優先度を１ステップ高くする（Ｓ４）。そして、フレームバッファに受信した通信フレームを格納する（Ｓ５）。このとき、バッファ１６ｂ，１７ｂあるいはバッファ１２ａの内容はゼロクリアしてもよい。これは図５（ａ）の新規通信フレームを受信した後に通信フレームを受信した図５（ｂ）に相当し、中継優先度Ｐｒｉを最低の３から２に１ステップ高くしている。

なお、上述のステップＳ２〜Ｓ５までの処理は、バッファ１６ｂ，１７ｂあるいはバッファ１２ａに蓄積されている全ての通信フレームを取り出すまで（Ｓ６：Ｎｏ）行なう。

（中継優先度設定の別の例１）
図８の中継優先度設定処理において、受信した通信フレームのＩＤに通信種別情報が含まれる場合、その通信種別情報に応じて中継優先度を設定する方法を用いてもよい。例えば、短い周期で定期的に送られてくる通信フレームについては、その通信種別情報に対応するフレームバッファの中継優先度Ｐｒｉを最低の３に設定し、スイッチの状態変化等のイベントが発生したときにのみ送くられてくる通信フレームについては、そのＩＤに対応するフレームバッファの中継優先度を最高の１に設定する。

なお、通信種別情報に対応して設定されるフレームバッファの中継優先度は、予めフラッシュメモリ１３等に記憶されている。また、後述の通信頻度によって通信種別情報毎の中継優先度を設定する方法を合わせて用いてもよい。

（中継優先度設定の別の例２）
図８の中継優先度設定処理において、受信した通信フレームのＩＤに機器識別情報が含まれる場合、その機器識別情報に応じて中継優先度を設定する方法を用いてもよい。例えば、図７のように故障診断を行なうための故障診断装置２０が接続され、その故障診断装置２０からの通信フレームを受信した場合は、車両全体が故障診断モードで動作していると判断し、故障診断装置２０からの通信フレームを格納するフレームバッファの中継優先度を最高の１に設定し、スイッチの状態変化等のイベントが発生したときにのみ送くられてくる通信フレームについては、その機器識別情報に対応するフレームバッファの中継優先度を２に設定し、定期的に送られてくる通信フレームについては、そのＩＤに対応するフレームバッファの中継優先度を最低の３に設定する。

なお、機器識別情報に対応して設定されるフレームバッファの中継優先度は、予めフラッシュメモリ１３等に記憶されている。また、後述の通信頻度によって中継優先度を設定する方法を合わせて用いてもよい。

（中継優先度設定の別の例３）
図８の中継優先度設定処理において、受信した通信フレームのＩＤに通信種別情報あるいは機器識別情報が含まれる場合、その通信フレームの受信頻度によって中継優先度を設定する方法を用いてもよい。例えば、図６のように所定の周期で定期的に送られるＥＣＵ−Ｂからの通信フレームが、何らかの原因で所定の周期の半分の周期で送られてくると、中継優先度は通常よりも高く設定されてしまう。すると、ＥＣＵ−Ｃへは通常の２倍の頻度で通信フレームが送られてしまうが、ＥＣＵ−Ｃでは受信処理の負荷が増大してＥＣＵ−Ｃ自体の動作に影響を及ぼすこともあり得る。

そこで、フラッシュメモリ１３等に通信種別情報あるいは機器識別情報毎の通信フレーム送信周期を基準周期として記憶しておき、ＭＰＵ１１の持つタイマ機能を利用して、通信種別情報あるいは機器識別情報毎の通信フレーム受信周期を測定し、例えばＥＣＵ−Ｃからの通信フレーム受信周期が通常の半分となった場合、ＥＣＵ−Ｃからの通信フレームに対応するフレームバッファに、通常設定する中継優先度よりも１ランク低い中継優先度に設定する。

実際のフレーム受信周期と基準周期との比率と、中継優先度のランクの下げ幅をマップデータとしてフラッシュメモリ１３等に記憶し、フレーム受信処理でフレーム受信周期と基準周期との比率を算出し、マップデータを参照して算出された比率に対応する中継優先度のランクの下げ幅を選択して、予めフラッシュメモリ１３等に記憶されているＩＤ毎の中継優先度に選択された下げ幅を反映するようにしてもよい。

（通信フレーム送信）
図９を用いてフレームバッファに格納された通信フレームを送信する通信フレーム送信処理について説明する。なお、本処理はゲートウェイ装置１０のＲＯＭ１４に記憶され、ＭＰＵ１１で実行されるメインプログラム１４ｐに含まれ、メインプログラム１４ｐに含まれる他の処理とともに繰り返し実行される。

まず、ポインタの内容が示すフレームバッファに通信フレームが格納されているかどうかを調べる。通信フレームが格納されている場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、当該通信フレームに対応した中継優先度が設定されている閾値以上かを調べる。中継優先度が設定されている閾値以上である場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、当該通信フレームを送信する（Ｓ１３）。そして、中継優先度を含めたフレームバッファの内容をクリアする（Ｓ１４，図５（ｃ）の状態）。

次いで、ポインタの内容をインクリメントして次のフレームバッファの位置とし（Ｓ１５）、送信処理終了条件が成立するまで、ステップＳ１１〜Ｓ１５までの処理を繰り返す。一方、ポインタの内容が示す（Ｓ１６：ＹＥＳ）フレームバッファに通信フレームが格納されていない場合（Ｓ１１：Ｎｏ）は、ポインタの内容をインクリメントして次のフレームバッファの通信フレームの有無を調べる（Ｓ１５→Ｓ１１）。

ポインタは、フレームバッファに格納されるＩＤの示すデータ本体あるいは個別のデータのうちで、送信待ちのフレームバッファの位置すなわちアドレスを示している。ポインタの初期値はフレームバッファの先頭アドレスで、ポインタの内容がフレームバッファの末尾アドレスのときにインクリメントされるとフレームバッファの先頭アドレスに戻る。

送信処理終了条件としては、以下のいずれを用いてもよい。
（１）通信フレーム送信処理開始後一定時間経過後に送信処理終了条件を成立させる。つまり、通信フレーム送信処理の実行時間を一定時間に制限する。
（２）所定の数の通信フレームを送信した場合に送信処理終了条件を成立させる。
（３）所定の数のフレームバッファを参照した場合に送信処理終了条件を成立させる。つまり、ポインタのインクリメント分が所定の値となった場合に送信処理終了条件を成立させる。

なお、通信バスの通信速度や通信フレームの最小／最大長といった物理的制約と、ゲートウェイ装置の処理構成によって決められる繰り返し処理のタイミングといった時間的制約とから、最大実受信処理時間は予め予測することができる。すなわち、１回の処理でバッファ１６ｂ，１７ｂあるいはバッファ１２ａに蓄積された通信フレームを全てフレームバッファに格納することができるように通信フレーム受信処理，メインプログラム１４ｐが構成されている。同様に、その周回の処理で少なくとも1フレームの通信フレームを送信できるように、通信フレーム送信処理，メインプログラム１４ｐが構成されている。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

ゲートウェイ装置および周辺ネットワークの構成を示すブロック図。 ゲートウェイ装置の構成を示すブロック図。 フレームバッファの構成の一例を示す図。 所定の中継優先度より高いものを検索する方法を説明する図。 通信フレーム受信処理と通信フレーム送信処理における中継優先度の変化を示す図。 通信フレームの受信周期の変化により中継優先度を変化させる処理の説明に用いる図。 ＩＤ（機器識別情報）により中継優先度を変化させる処理の説明に用いる図。 通信フレーム受信処理を説明するフロー図。 通信フレーム送信処理を説明するフロー図。 通信フレームの構成の一例を示す図。

符号の説明

１０ ゲートウェイ装置
１１ ＭＰＵ（中継優先度設定手段，閾値設定手段，検索手段，監視手段）
１２ ＲＡＭ
１４ ＲＯＭ
１６ 第１通信Ｉ／Ｆ（受信手段，送信手段）
１７ 第２通信Ｉ／Ｆ（受信手段，送信手段）

Claims (9)

1. 複数の制御ユニットが通信線により接続されたネットワークが複数形成され、前記複数のネットワーク間を接続して通信フレームの受信処理および送信処理を行なうゲートウェイ装置において、
   前記ネットワークからの通信フレームを受信してフレームバッファに格納する受信手段と、
   前記フレームバッファに格納された通信フレームに中継優先度を設定する中継優先度設定手段と、
   前記フレームバッファに格納された通信フレームを前記中継優先度に基づいて前記ネットワークに送信する送信手段と、
   を備えることを特徴とするゲートウェイ装置。
2. 前記中継優先度設定手段は、前記受信した通信フレームを前記フレームバッファに格納する際に、当該フレームバッファに通信フレームが既に格納されている場合に当該通信フレームの中継優先度をより高くする請求項１に記載のゲートウェイ装置。
3. 前記中継優先度設定手段は前記受信した通信フレームの内容に基づいて前記中継優先度を設定する請求項１または２に記載のゲートウェイ装置。
4. 前記通信フレームは通信内容の種別を表す通信種別情報を含み、
   前記中継優先度設定手段は前記通信種別情報に応じて前記中継優先度を設定する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のゲートウェイ装置。
5. 前記通信フレームは前記制御ユニットの識別情報を含み、
   前記中継優先度設定手段は前記識別情報に応じて前記中継優先度を設定する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のゲートウェイ装置。
6. 前記ネットワークの通信状態を監視する監視手段を備え、
   前記中継優先度設定手段は前記通信状態に基づいて前記中継優先度を設定する請求項１ないし５のいずれか１項に記載のゲートウェイ装置。
7. 前記監視手段は前記通信フレームの受信量を監視し、
   前記中継優先度設定手段は当該通信フレームの受信量に応じて前記中継優先度を設定する請求項６に記載のゲートウェイ装置。
8. 前記フレームバッファに格納された通信フレームから前記中継優先度が所定の範囲内に含まれるものを検索する検索手段を備え、
   前記送信手段は前記検索された通信フレームを前記ネットワークへ送信する請求項１ないし７のいずれか１項に記載のゲートウェイ装置。
9. 前記所定の範囲は所定のタイミング、あるいは前記通信フレームの前記フレームバッファへの格納状態によって変更可能である請求項８に記載のゲートウェイ装置。
   

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