JP2006340177A - 多重系バス型中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
基幹系の伝送路に２カ所以上で障害が発生した場合でも、通信を確保できる多重系バス型中継装置を提供することにある。
【解決手段】
多重系バス型中継装置１００には、複数のバス型伝送路Ｌ１，Ｌ２が接続される。伝送路切換部１１０は、多重化された第１伝送路Ｌ１及び第２伝送路Ｌ２から受信した信号の内、最も早く受信したデータを第１及び第２の伝送路に送信する。信号検出部１３０は、各伝送路Ｌ１，Ｌ２上の信号を検出し、検出された信号に基づいて、例えば、信号が一定時間来ない場合に伝送路障害と判定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、バス型ネットワークの多重系伝送路中継装置，すなわち、多重系バス型中継装置に関する。

一般のバス型ネットワークは、基幹系の伝送路として、シングル伝送路を用い、このシングル伝送路に機器を接続するものが知られている。しかしながら、伝送路がシングル系の場合、伝送路障害（伝送路断，送受信器故障等）が発生すると、通信不能になることがある。

それに対して、特開平８−１６３１５３号公報や、特開平５−６３７１３号公報に記載のように、基幹系の伝送路として、二重系の伝送路を用いるものが知られている。

特開平８−１６３１５３号公報 特開平５−６３７１３号公報

ここで、特開平８−１６３１５３号公報や、特開平５−６３７１３号公報に記載のように、基幹系の伝送路を二重系とすることで、基幹系の伝送路に１カ所で障害が発生した場合には、通信を確保できるが、基幹系の伝送路に２カ所以上で障害が発生した場合には、通信が不能になるという問題があった。

本発明の目的は、基幹系の伝送路に２カ所以上で障害が発生した場合でも、通信を確保できる多重系バス型中継装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、複数のバス型伝送路が接続されるとともに、多重化された第１伝送路と第２伝送路から受信した信号の内、最も早く受信したデータを前記第１及び第２の伝送路に送信する伝送路切換手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、基幹系の伝送路に２カ所以上で障害が発生した場合でも、通信を確保できるものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記各伝送路上の信号を検出する信号検出器を備え、前記信号検出器は、検出された信号に基づいて、信号が一定時間来ない場合に伝送路障害と判定するようにしたものである。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記各伝送路上の信号を検出する信号検出器を備え、前記信号検出器は、検出された信号に基づいて、信号レベルが規定値以外のレベルを検出した場合に伝送路障害と判定するようにしたものである。

（４）上記（１）において、好ましくは、前記バス型伝送路は、送信信号及び受信信号に分離した全二重通信方式であり、送信ならびに受信を各々個別に行なうようにしたものである。

本発明によれば、基幹系の伝送路に２カ所以上で障害が発生した場合でも、通信を確保できるものとなる。

以下、図１〜図５を用いて、本発明の一実施形態による多重系バス型中継装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による多重系バス型中継装置を用いた伝送システムの構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による多重系バス型中継装置を用いた伝送システムの構成を示すシステム構成図である。

伝送路は、第１伝送路Ｌ１と、第２伝送路Ｌ２の２つからなり、２重系となっている。複数の多重バス型伝送路中継装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃは、それぞれ、第１伝送路Ｌ１と第２伝送路Ｌ２とに接続されている。また、複数の多重バス型伝送路中継装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃには、それぞれ、支線系伝送路Ｌ３により、各々の通信機器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが接続されている。多重バス型伝送路中継装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃの内部構成は、それぞれ同じものであり、その詳細については、図２を用いて後述する。

伝送路Ｌ１，Ｌ２には、同じデータが伝送される。例えば、多重バス型伝送路中継装置１００Ｂが、伝送路Ｌ１，Ｌ２を介して、多重バス型伝送路中継装置１００Ａから同じデータを受信した場合、同じデータの内、早く受信したデータを、伝送路Ｌ１，Ｌ２を介して、多重バス型伝送路中継装置１００Ｃに伝送する。また、そのデータは、通信機器１０Ｂにも伝送される。

したがって、例えば、多重バス型伝送路中継装置１００Ａと多重バス型伝送路中継装置１００Ｂの間の第２伝送路Ｌ２と、多重バス型伝送路中継装置１００Ｂと多重バス型伝送路中継装置１００Ｃの間の第１伝送路Ｌ１の２カ所に障害が発生した場合でも、通信を確保できる。すなわち、多重バス型伝送路中継装置１００Ａと多重バス型伝送路中継装置１００Ｂの間は、第１伝送路Ｌ１を介してデータを伝送でき、多重バス型伝送路中継装置１００Ｂと多重バス型伝送路中継装置１００Ｃの間は、第２伝送路Ｌ２を介してデータを伝送する。

次に、図２を用いて、本実施形態による多重系バス型中継装置１００の構成について説明する。なお、多重バス型伝送路中継装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃの内部構成は、それぞれ同じものであるため、多重系バス型中継装置１００として説明する。
図２は、本発明の一実施形態による多重系バス型中継装置の構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

多重系バス型中継装置１００は、伝送路切換部１１０と、受信信号検出部１３０Ａ１，１３０Ａ２，１３０Ｂ１，１３０Ｂ２と、送受信ドライバ１５０Ａ１，１５０Ａ２，１５０Ｂ１，１５０Ｂ２，１５０Ｃとから構成される。送受信ドライバ１５０Ａ１，１５０Ａ２，１５０Ｂ１，１５０Ｂ２，１５０Ｃは、伝送路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３と、伝送路切換部１１０との間に接続されている。受信信号検出部１３０Ａ１，１３０Ａ２，１３０Ｂ１，１３０Ｂ２は、受信信号の状態を検出し、伝送路異常状態を検出する。例えば、伝送路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を伝送される信号のハイレベルを、＋５Ｖとすると、ハイレベルの信号の電圧が、＋４．５Ｖから＋５．５Ｖの間に収まっている場合には伝送路は正常な状態であると判定する。また、キャリア付の場合には、キャリアが途切れた場合のように、信号が一定時間来ない場合に、異常と判定する。さらに、フレーム付の場合には、パトロールフレームを用いて正常異常を判定する。正常状態では、例えば、緑色のランプを点灯し、異常時には、赤のランプを点灯するなどして、正常異常の状態を外部に知らせる。伝送路切換部１１０は、信号の状態によって転送するデータフレームを切り分けるものであり、その詳細については図３を用いて後述する。

次に、図３を用いて、本実施形態による多重系バス型中継装置１００に用いる伝送路切換部１１０の構成について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による多重系バス型中継装置に用いる伝送路切換部の構成を示すブロック図である。なお、図２と同一符号は、同一部分を示している。

伝送路切換部１１０は、送受信ドライバ１５０Ａ１，１５０Ａ２，１５０Ｂ１，１５０Ｂ２，１５０Ｃの出力データを選択する送信切替器１１２Ａ１，１１２Ａ２，１１２Ｂ１，１１２Ｂ２，１１２Ｃを有している。

第１伝送路Ｌ１Ａ用の送信バッファ１１３Ｂ１，１１３Ｂ２，１１３Ｃは、送信切替器１１２Ａ１に送信データを出力する。送信バッファ１１３Ｂ１は、送受信バッファ１５０Ｂ１で受信した第１伝送ラインＬ１のデータを、送信切替器１１２Ａ１に出力し、送信バッファ１１３Ｂ２は、送受信バッファ１５０Ｂ２で受信した第２伝送ラインＬ２のデータを、送信切替器１１２Ａ１に出力し、送信バッファ１１３Ｃは、送受信バッファ１５０Ｃで受信した支線系伝送ラインＬ３のデータを、送信切替器１１２Ａ１に出力する。

第１伝送路Ｌ１Ｂ用の送信バッファ１１４Ａ１，１１４Ａ２，１１３Ｃは、送信切替器１１２Ｂ１に送信データを出力する。送信バッファ１１４Ａ１は、送受信バッファ１５０Ａ１で受信した第１伝送ラインＬ１のデータを、送信切替器１１２Ｂ１に出力し、送信バッファ１１４Ａ２は、送受信バッファ１５０Ａ２で受信した第２伝送ラインＬ２のデータを、送信切替器１１２Ｂ１に出力し、送信バッファ１１３Ｃは、送受信バッファ１５０Ｃで受信した支線系伝送ラインＬ３のデータを、送信切替器１１２Ｂ１に出力する。

第２伝送路Ｌ２Ａ用の送信バッファ１１５Ｂ１，１１５Ｂ２，１１５Ｃは、送信切替器１１２Ａ２に送信データを出力する。送信バッファ１１３Ｂ１は、送受信バッファ１５０Ｂ１で受信した第１伝送ラインＬ１のデータを、送信切替器１１２Ａ２に出力し、送信バッファ１１５Ｂ２は、送受信バッファ１５０Ｂ２で受信した第２伝送ラインＬ２のデータを、送信切替器１１２Ａ２に出力し、送信バッファ１１３Ｃは、送受信バッファ１５０Ｃで受信した支線系伝送ラインＬ３のデータを、送信切替器１１２Ａ２に出力する。

第２伝送路Ｌ２Ｂ用の送信バッファ１１６Ａ１，１１６Ａ２，１１６Ｃは、送信切替器１１２Ｂ２に送信データを出力する。送信バッファ１１６Ａ１は、送受信バッファ１５０Ａ１で受信した第１伝送ラインＬ１のデータを、送信切替器１１２Ｂ２に出力し、送信バッファ１１６Ａ２は、送受信バッファ１５０Ａ２で受信した第２伝送ラインＬ２のデータを、送信切替器１１２Ｂ２に出力し、送信バッファ１１３Ｃは、送受信バッファ１５０Ｃで受信した支線系伝送ラインＬ３のデータを、送信切替器１１２Ｂ２に出力する。

支線系伝送路Ｌ３用の送信バッファ１１７Ａ１，１１７Ａ２，１１７Ｂ１，１１７Ｂ２は、送信切替器１１２Ｃに送信データを出力する。送信バッファ１１７Ａ１は、送受信バッファ１５０Ａ１で受信した第１伝送ラインＬ１のデータを、送信切替器１１２Ｃ１に出力し、送信バッファ１１７Ａ２は、送受信バッファ１５０Ａ２で受信した第２伝送ラインＬ２のデータを、送信切替器１１２Ｃに出力し、送信バッファ１１７Ｂ１は、送受信バッファ１５０Ｂ１で受信した第２伝送ラインＬ２のデータを、送信切替器１１２Ｃに出力し、送信バッファ１１７Ｂ２は、送受信バッファ１５０Ｂ２で受信した第２伝送ラインＬ２のデータを、送信切替器１１２Ｃに出力する。

系切換制御部１１８は、受信状態を判断し、送信切替器１１２Ａ１，１１２Ａ２，１１２Ｂ１，１１２Ｂ２，１１２Ｃへ切換信号を出力する。

なお、送信バッファ１１３，１１４，１１５，１１６，１１７としては、ＦＩＦＯ(First-in First -out)メモリを用いている。

次に、図４を用いて、本実施形態による多重系バス型中継装置１００の動作について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による多重系バス型中継装置の動作を示すタイムチャートである。図４において、図４（Ａ）の縦軸は、送受信バッファ１５０Ａ１で送受信する第１伝送路Ｌ１Ａの受信信号（Ｒ）と、送信信号（Ｔ）を示している。図４（Ｂ）の縦軸は、送受信バッファ１５０Ｂ１で送受信する第１伝送路Ｌ１Ｂの受信信号（Ｒ）と、送信信号（Ｔ）を示している。図４（Ｃ）の縦軸は、送受信バッファ１５０Ａ２で送受信する第２伝送路Ｌ２Ａの受信信号（Ｒ）と、送信信号（Ｔ）を示している。図４（Ｄ）の縦軸は、送受信バッファ１５０Ｂ２で送受信する第２伝送路Ｌ２Ｂの受信信号（Ｒ）と、送信信号（Ｔ）を示している。図４（Ｅ）の縦軸は、送受信バッファ１５０Ｃで送受信する支線系伝送路Ｌ３の受信信号（Ｒ）と、送信信号（Ｔ）を示している。図４の横軸は、時間を示している。

図４（Ｂ）に示したデータフレーム２０−１は、送受信バッファ１５０Ｂ１で送受信する第１伝送路Ｌ１Ｂの受信信号（Ｒ）であり、図４（Ｄ）に示したデータフレーム２０−１は、送受信バッファ１５０Ｂ２で送受信する第２伝送路Ｌ２Ｂの受信信号（Ｒ）である。これらのデータフレーム２０−１は、同じデータであり、第１伝送路Ｌ１Ｂと第２伝送路Ｌ２Ｂにおいて、２重系で送られてきている。

ここで、図４（Ｂ）に示すように、第１伝送路Ｌ１Ｂからデータフレーム２０−１が受信され、そのｔ１時間後に、図４（Ｅ）に示すように、第２伝送路Ｌ２Ｂからデータフレーム２０−１が受信された場合について説明する。系切換制御部１１８は、第１伝送路Ｌ１Ｂからデータフレーム２０−１を受信すると、データフレーム２０−１のヘッダ情報に基づいて、それ以前に同じデータを第２伝送路Ｌ２Ｂの送受信バッファ１５０Ｂ２から受信しているか否かを判定する。第２伝送路Ｌ２Ｂの送受信バッファ１５０Ｂ２から受信していない場合には、図４（Ａ）及び図４（Ｃ）に示すように、同じデータフレーム２０−１を、第１伝送路Ｌ１Ａと、第２伝送路Ｌ２Ａに２重系で送信する。すなわち、系切換制御部１１８は、切換器１１３Ａ１を制御して、送信バッファ１１３Ｂ１に一時保管されたデータフレーム２０−１を、第１伝送路Ｌ１Ａに送信し、また、切換器１１５Ａ１を制御して、送信バッファ１１５Ｂ１に一時保管されたデータフレーム２０−１を、第２伝送路Ｌ２Ｂに送信する。ここで、時間ｔ２は、第１のデータフレーム２０−１を受信した後、判定を行い、同じデータを送信するまでに要する時間である。このとき、同じデータフレーム２０−１は、送受信バッファ１５０Ｃ２から支線系伝送路Ｌ３に送るわけであるが、図示の例では、図４（Ｅ）に示すように、送受信バッファ１５０Ｃ２からデータフレーム２１−１を受信中であるため、データフレーム２１−１の受信を待って、送信する。

次に、図４（Ｂ）に示すように、第１伝送路Ｌ１Ｂからデータフレーム２０−１が受信され、そのｔ１時間後に、図４（Ｅ）に示すように、第２伝送路Ｌ２Ｂからデータフレーム２０−１が受信された場合、系切換制御部１１８は、第１伝送路Ｌ１Ｂから送られてきたデータフレーム２０−１と同じであると判定するので、このデータフレーム２０−１は、第１伝送路Ｌ１Ａと、第２伝送路Ｌ２Ａには送信されないものである。

また、図４（Ｅ）に示すように、支線系伝送路Ｌ３からデータフレーム２１−１が送られてきた場合、そのデータフレーム２１−１は、第１伝送路Ｌ１Ａ，Ｌ１Ｂと、第２伝送路Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂに送られる。但し、送受信バッファ１５０Ａ１，１５０Ａ２，１５０Ｂ１，１５０Ｂ２において、送受信中の場合には、送受信が終了した後、送信する。

なお、系切換制御部１１８は、受信信号検出部１３０Ａ１，１３０Ａ２，１３０Ｂ１，１３０Ｂ２，１３０Ｃによって、各伝送路の受信信号の信号またはデータフレームの異常を検出し、正常と判断した場合に、そのデータを中継する。

このようにデータフレームを中継していくことで、どの伝送系の伝送路障害が発生しても先着にて受信したフレームを中継することで、伝送路障害を回避できネットワークの信頼性が向上できる。

次に、図５を用いて、本実施形態による多重系バス型中継装置１００を適用した自動車システムの構成について説明する。
図５は、本発明の一実施形態による多重系バス型中継装置を適用した自動車システムの構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

車載内ネットワークは、通信機器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，…，１０Ｎを、各々中継装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，…，１００Ｎで接続する構成である。各々の通信機器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，…，１０Ｎは、中継装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，…，１００Ｎ経由で通信を行なう。例えば、通信機器１０Ａは、前照灯などを制御する前部制御モジュールに接続される。通信機器１０Ｂは、変速機などを制御する変速機制御モジュールに接続される。通信機器１０Ｃは、エンジンなどを制御するエンジン制御モジュールに接続される。通信機器１０Ｄは、インストルメントパネルなどを制御するインパネ制御モジュールに接続される。通信機器１０Ｎは、後尾灯などを制御する後部制御モジュールに接続される。その他、前席や後席のドアを制御するドア制御モジュールなどにも接続される。

以上説明したように、本実施形態の多重系バス型中継装置は、各伝送路の受信信号の信号またはデータフレームの内、各系の中で最も早く受信したデータを、そのまま分配送信するために故障した伝送路系を補う通信ができるため伝送路障害を回避できるものである。

次に、図６を用いて、本発明の他の実施形態による多重系バス型中継装置を用いた伝送システムの構成について説明する。
図６は、本発明の他の実施形態による多重系バス型中継装置の構成を示すブロック図である。なお、図２と同一符号は、同一部分を示している。

本実施形態では、各伝送路Ｌ１’，Ｌ２’は、全二重通信用の伝送路で構成している。この構成により、送信しながら受信もできるため、受信終了まで送信を待機させることを行なわないで済み、通信効率が向上する。

本発明の一実施形態による多重系バス型中継装置を用いた伝送システムの構成を示すシステム構成図である。 本発明の一実施形態による多重系バス型中継装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による多重系バス型中継装置に用いる伝送路切換部の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による多重系バス型中継装置の動作を示すタイムチャートである。 本発明の一実施形態による多重系バス型中継装置を適用した自動車システムの構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態による多重系バス型中継装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０…通信機器
１００…中継装置
１１０…伝送路切換部
１１２…送信切替器
１１３，１１４，１１５，１１６，１１７…送信バッファ
１１８…系切換制御部
１３０…受信信号検出部
１５０…送受信ドライバ
Ｌ１，Ｌ２…多重伝送路
Ｌ３…支線系伝送路

Claims (4)

1. 複数のバス型伝送路が接続されるとともに、多重化された第１伝送路と第２伝送路から受信した信号の内、最も早く受信したデータを前記第１及び第２の伝送路に送信する伝送路切換手段を備えたことを特徴とする多重系バス型中継装置。
2. 請求項１記載の多重系バス型中継装置において、
   前記各伝送路上の信号を検出する信号検出器を備え、
   前記信号検出器は、検出された信号に基づいて、信号が一定時間来ない場合に伝送路障害と判定することを特徴とする多重系バス型中継装置。
3. 請求項１記載の多重系バス型中継装置において、
   前記各伝送路上の信号を検出する信号検出器を備え、
   前記信号検出器は、検出された信号に基づいて、信号レベルが規定値以外のレベルを検出した場合に伝送路障害と判定することを特徴とする多重系バス型中継装置。
4. 請求項１記載の多重系バス型中継装置において、
   前記バス型伝送路は、送信信号及び受信信号に分離した全二重通信方式であり、送信ならびに受信を各々個別に行なうことを特徴とする多重系バス型中継装置。

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