JP2007318199A - Relay connection unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車載用の中継接続ユニットに関し、詳しくは、複数の通信線路を用いて送受信されるメッセージの中継を高速に行うと共に信頼性の向上を図ることができる中継接続ユニットに関するものである。 The present invention relates to an in-vehicle relay connection unit, and more particularly to a relay connection unit capable of relaying messages transmitted and received using a plurality of communication lines at high speed and improving reliability.
近年、自動車に多数の電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)が搭載されており、その数は増加する傾向にある。各ECUは通信線路を介して互いに接続されることにより車載LANを構築し、ECU間でメッセージを送受信できるように構成される。さらに、各通信線路を介して送受信されるメッセージの量を削減するために、複数の通信線路を中継接続ユニットによって接続し、一本の通信線路(車載LANの単一セグメント)に接続されるECUの数を削減することが行われている。 In recent years, a large number of electronic control units (ECUs) are mounted on automobiles, and the number thereof tends to increase. Each ECU is configured to be connected to each other via a communication line so that an in-vehicle LAN is constructed and messages can be transmitted and received between the ECUs. Furthermore, in order to reduce the amount of messages transmitted / received via each communication line, an ECU that connects a plurality of communication lines by a relay connection unit and is connected to one communication line (a single segment of the in-vehicle LAN) It has been done to reduce the number of.
図14は非特許文献1の「CAN入門」に示されている従来の一般的な中継接続ユニット90の構成を概略的に示す図である。すなわち、中継接続ユニット90は、ワイヤハーネスからなる通信線路91A,91Bにそれぞれ接続された車載LAN通信手段からなるポート92A,92Bと、該ポート92A,92Bに接続されたCPU(演算処理部)93と、少なくとも中継するべきメッセージの識別情報と中継先ポートの関係を示す中継情報を記録してなるメモリ94とを備えている。
FIG. 14 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional general
CPU93はポート92A,92Bを介して受信したメッセージを全て受け取った後に、このメッセージに付された識別情報を前記メモリ94に記録された前記中継情報に含まれる識別情報と順次比較し、他のポート92B,92Aに中継送信するべきメッセージであるかどうかを判別する。そして、CPU93は当該メッセージを中継送信するべきであると判別した場合には、このメッセージをポート92B,92Aに中継送信することが行われている。
After receiving all the messages received via the
ところが、非特許文献1に示される中継接続ユニット90のように、メッセージの中継に関する前記一連の処理をCPU93がソフトウエアによって実行する場合には、CPU93に高い処理能力が求められるという問題が生じる。つまり、CPU93によって扱われる中継する必要があるかどうかの判別を行うメッセージ量が増大すればするほど、メッセージが受信ノードに到着するまでの時間が遅延するという問題が生じる。とりわけ、近年においては車載LANがさらに複雑になる傾向があるため、3以上の数の通信線路を中継する中継接続ユニットが必要となってきており、前記CPU93に取り込まれるメッセージ数が多くなることは避けられないので、それだけ中継にかかる遅延時間が長くなるという問題が生じる。
However, like the
また、前記中継接続ユニット90によって受信するメッセージの中には送信元のECUの誤動作によってエラーが含まれているメッセージがある。また、通信線路91A,91B上で混入したノイズなどの影響によって正確でないものも含まれることが考えられる。従来の中継接続ユニット90において、エラーを含むメッセージを中継した場合には、中継先の通信線路における通信負荷を無駄に引き上げてしまうという問題が発生することが考えられる。
Among the messages received by the
本発明は上述の問題を考慮に入れてなされたものであり、メッセージの中継を可能な限り高速に行うことができると共に、無駄なメッセージの中継をできるだけ少なくすることができる信頼性に優れた中継接続ユニットを提供することである。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and is capable of relaying messages as fast as possible, and having excellent reliability that can reduce unnecessary message relays as much as possible. To provide a connection unit.
前記課題を解決するため、本発明は、
複数の通信線路にそれぞれ接続されてメッセージの送受信を行う車載LAN通信手段からなる複数のポートと、
前記ポートを介して受信するメッセージをビット単位で逐一記憶するバッファと、
中継する必要があるメッセージの識別情報と中継先ポートの関係を記録してなる中継情報記録手段と、
前記受信メッセージの識別情報を受信した時点で前記中継情報記録手段に記録された識別情報と比較して該識別情報に対応する中継先ポートを判別し、かつ、中継先ポート毎にバッファ内のメッセージの中継送信を開始する中継開始時点を定め、ある中継先ポートにはメッセージの受信を完了しメッセージの正確さを確認した後に前記バッファ内のメッセージを中継送信させる一方、別の中継先ポートには受信中のメッセージの中継先ポートが判別できた時点から前記バッファ内に逐一記憶されるメッセージを中継送信させる中継処理手段とを備えることを特徴とする中継接続ユニット
を提供している。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
A plurality of in-vehicle LAN communication means connected to a plurality of communication lines to transmit and receive messages; and
A buffer for storing messages received via the port bit by bit;
A relay information recording means for recording the relationship between the identification information of the message that needs to be relayed and the relay destination port;
When the identification information of the received message is received, the relay destination port corresponding to the identification information is determined by comparison with the identification information recorded in the relay information recording means, and the message in the buffer for each relay destination port The relay start time for starting the relay transmission of the message is determined, and the message in the buffer is relayed and transmitted to a certain relay destination port after receiving the message and confirming the accuracy of the message. There is provided a relay connection unit comprising relay processing means for relaying and transmitting messages stored one by one in the buffer from the time when a relay destination port of a message being received can be determined.
前記構成により、中継処理手段は中継先ポート毎にバッファ内のメッセージの中継送信を開始する中継開始時点を定めている。したがって、中継処理手段はある中継先ポートにはメッセージの受信を完了しメッセージの正確さを確認した後に前記バッファ内のメッセージを中継送信させ、別の中継先ポートには受信中のメッセージの中継先ポートが判別できた時点から前記バッファ内に逐一記憶されるメッセージを中継送信させることができる。 With the above-described configuration, the relay processing unit determines a relay start time for starting relay transmission of the message in the buffer for each relay destination port. Accordingly, the relay processing means completes reception of the message at a certain relay destination port and confirms the accuracy of the message, and then relays and transmits the message in the buffer, and the relay destination of the message being received is transmitted to another relay destination port. Messages stored one by one in the buffer can be relayed and transmitted from the time when the port can be identified.
すなわち、各中継先ポートに接続される通信線路における通信状況に合わせて、中継するべきメッセージの中継開始時点を調節することができる。つまり、高速に中継を行うことが好ましい通信線路への中継を行う場合には、中継元ポートからのメッセージの受信と、中継先ポートへのメッセージの送信を並行に処理することにより、可能な限り高速なメッセージの中継処理を行うことができる一方、通信負荷率の増加が好ましくない通信線路への中継を行う場合には、中継元ポートから受信するメッセージが正確であることを確認した後に、エラーのないメッセージだけを中継先ポートに中継送信させることができる。 That is, it is possible to adjust the relay start time of the message to be relayed according to the communication status on the communication line connected to each relay destination port. In other words, when relaying to a communication line that is preferably relayed at high speed, the message reception from the relay source port and the message transmission to the relay destination port are processed in parallel, as much as possible. While high-speed message relay processing can be performed, when relaying to a communication line where an increase in the communication load factor is not desirable, confirm that the message received from the relay source port is accurate and then error Only messages without a message can be relayed to the relay destination port.
前記ポートはCAN、Flex−Ray、LIN等の種々の車載LANの規格に準拠するメッセージの送受信を行うものであり、前記バッファは送受信するメッセージをビット単位で読み書きできるように構成されたメモリであり、フリップフロップのようなビット記憶素子を集めたものであることが好ましい。同様に前記中継情報記録手段は高速に読み出し可能に構成されたメモリであり、前記バッファ内の識別情報を記憶した部分と高速にアクセスできるバスを有することが好ましい。さらに、中継処理手段はバッファおよび中継情報記録手段と高速にアクセスできるように構成された論理回路であることが好ましく、バッファ内の識別情報と中継情報記録手段に記録された識別情報を比較するコンパレータのような論理回路を有することが好ましい。また、前記中継開始時点には、少なくとも識別情報を受信して中継先ポートを確認できた時点と、メッセージを最後まで受信してその正確さを確認できた時点が含まれている。 The port transmits and receives messages that comply with various in-vehicle LAN standards such as CAN, Flex-Ray, and LIN, and the buffer is a memory configured to read and write messages to be transmitted and received in bit units. A collection of bit storage elements such as flip-flops is preferred. Similarly, it is preferable that the relay information recording means is a memory configured to be readable at a high speed, and has a bus capable of accessing at high speed a part storing the identification information in the buffer. Further, the relay processing means is preferably a logic circuit configured to be able to access the buffer and the relay information recording means at high speed, and a comparator for comparing the identification information in the buffer and the identification information recorded in the relay information recording means It is preferable to have such a logic circuit. The relay start time includes at least the time when the identification information is received and the relay destination port can be confirmed, and the time when the message is received to the end and the accuracy is confirmed.
前記各ポートに接続される通信線路における通信負荷率を監視する通信負荷率監視手段を備え、
前記中継処理手段は、通信負荷率の高い通信線路に接続されるポートを中継先ポートとするときにメッセージの正確さを確認した後に該メッセージを中継送信するものであることが好ましい。
Communication load factor monitoring means for monitoring the communication load factor in the communication line connected to each port,
Preferably, the relay processing means relays the message after confirming the accuracy of the message when a port connected to a communication line having a high communication load factor is used as a relay destination port.
前記構成により、各通信線路における通信負荷率を監視でき、通信負荷率の高い通信線路に接続されるポートを中継先ポートとするときにメッセージの正確さを確認した後に該メッセージを中継送信することが可能である。これによって、発信元の異常または通信線路の異常によって異常受信したメッセージを中継接続ユニット内で削除でき、不要なメッセージの中継によって通信負荷率の無駄な引き上げを防止できる。また、中継接続ユニットは最初から各ポートに対する中継開始時点を固定的に設定する必要がないので、それだけ中継接続ユニットに設定する情報が少なくなると共に、中継接続ユニットを配置した車載LANの環境に柔軟に適応させることができる。 With the above configuration, it is possible to monitor the communication load factor in each communication line, and relay the message after confirming the accuracy of the message when a port connected to a communication line with a high communication load factor is used as a relay destination port. Is possible. As a result, a message that has been abnormally received due to an abnormality in the transmission source or an abnormality in the communication line can be deleted in the relay connection unit, and unnecessary increase in the communication load factor can be prevented by relaying unnecessary messages. In addition, since the relay connection unit does not need to set the relay start time for each port from the beginning, the information to be set in the relay connection unit is reduced, and the environment of the in-vehicle LAN in which the relay connection unit is arranged is flexible. Can be adapted to.
さらに、本発明は、
複数の通信線路にそれぞれ接続されてメッセージの送受信を行う車載LAN通信手段からなる複数のポートと、
前記ポートを介して受信するメッセージをビット単位で逐一記憶するバッファと、
中継する必要があるメッセージの識別情報と中継先ポートの関係を記録してなる中継情報記録手段と、
前記受信メッセージの識別情報を受信した時点で前記中継情報記録手段に記録された識別情報と比較して該識別情報に対応する中継先ポートを判別し、かつ、前記識別情報毎に中継送信を開始する中継開始時点を定め、ある識別情報のメッセージについては該メッセージを受信完了しメッセージの正確さを確認した後に前記バッファ内のメッセージを中継送信させる一方、別の識別情報のメッセージについては受信中のメッセージの中継先ポートが判別できた時点から前記バッファ内のメッセージを中継送信させる中継処理手段とを備えることを特徴とする中継接続ユニット
を提供している。
Furthermore, the present invention provides
A plurality of in-vehicle LAN communication means connected to a plurality of communication lines to transmit and receive messages; and
A buffer for storing messages received via the port bit by bit;
A relay information recording means for recording the relationship between the identification information of the message that needs to be relayed and the relay destination port;
When the identification information of the received message is received, the relay destination port corresponding to the identification information is determined by comparison with the identification information recorded in the relay information recording means, and relay transmission is started for each identification information The relay start time is determined, and the message in the buffer is relayed and transmitted after confirming the correctness of the message for the message of certain identification information, while the message of another identification information is being received. There is provided a relay connection unit comprising relay processing means for relaying and transmitting a message in the buffer from the time when a message relay destination port can be determined.
前記構成により、中継処理手段はメッセージの識別情報毎にバッファ内のメッセージの中継送信を開始する中継開始時点を定めている。したがって、中継処理手段はある識別情報のメッセージについては該メッセージの受信を完了しメッセージの正確さを確認した後に前記バッファ内のメッセージを中継送信させ、別の識別情報のメッセージについては受信中のメッセージの中継先ポートが判別できた時点から前記バッファ内に逐一記憶されるメッセージを中継送信させることができる。 With the above-described configuration, the relay processing means defines a relay start time for starting relay transmission of the message in the buffer for each message identification information. Therefore, the relay processing means completes reception of the message for a certain identification information and confirms the accuracy of the message, and then relays and transmits the message in the buffer, while the message being received for another identification information message. It is possible to relay and transmit the messages stored in the buffer one by one from the time when the relay destination port can be determined.
すなわち、各メッセージの重要度や最悪遅延時間などの要求に合わせて、中継するべきメッセージの中継開始時点を調節することができる。つまり、より高速に中継を行うことが好ましいメッセージについては、中継元ポートからのメッセージの受信と、中継先ポートへのメッセージの送信を並行処理することにより、可能な限り高速なメッセージの中継処理を行うことができる一方、遅延時間の短縮よりもメッセージの信頼性が重要視されるメッセージについては、中継元ポートから受信するメッセージが正確であることを確認した後に、エラーのないメッセージだけを中継先ポートに中継送信させることができる。また、前記中継開始時点には、少なくとも識別情報を受信して中継先ポートを確認できた時点と、メッセージを最後まで受信してその正確さを確認できた時点が含まれている。 That is, it is possible to adjust the relay start time of the message to be relayed according to the request such as the importance level and the worst delay time of each message. In other words, for messages that are preferably relayed at a higher speed, the message reception process from the relay source port and the message transmission to the relay destination port are processed in parallel, thereby enabling the message relay process as fast as possible. On the other hand, for messages where reliability of the message is more important than shortening the delay time, after confirming that the message received from the relay source port is accurate, only the error-free message is relayed. Can be relayed to the port. The relay start time includes at least the time when the identification information is received and the relay destination port can be confirmed, and the time when the message is received to the end and the accuracy is confirmed.
前記ポートはCAN、Flex−Ray、LIN等の種々の車載LANの規格に準拠するメッセージの送受信を行うものであり、前記バッファは送受信するメッセージをビット単位で読み書きできるように構成されたメモリであり、フリップフロップのようなビット記憶素子を集めたものであることが好ましい。同様に前記中継情報記録手段は高速に読み出し可能に構成されたメモリであり、前記バッファ内の識別情報を記憶した部分と高速にアクセスできるバスを有することが好ましい。さらに、中継処理手段はバッファおよび中継情報記録手段と高速にアクセスできるように構成された論理回路であることが好ましく、バッファ内の識別情報と中継情報記録手段に記録された識別情報を比較するコンパレータのような論理回路を有することが好ましい。 The port transmits and receives messages that comply with various in-vehicle LAN standards such as CAN, Flex-Ray, and LIN, and the buffer is a memory configured to read and write messages to be transmitted and received in bit units. A collection of bit storage elements such as flip-flops is preferred. Similarly, it is preferable that the relay information recording means is a memory configured to be readable at a high speed, and has a bus capable of accessing at high speed a part storing the identification information in the buffer. Further, the relay processing means is preferably a logic circuit configured to be able to access the buffer and the relay information recording means at high speed, and a comparator for comparing the identification information in the buffer and the identification information recorded in the relay information recording means It is preferable to have such a logic circuit.
メッセージが受信されるときに該メッセージの正確さを確認して当該メッセージの識別情報とエラー率の関係を監視し、エラー率の高い識別情報を有するメッセージは正確に受信できたことを確認した後に該メッセージを中継させるように、前記中継開始時点を動的に調節可能とするエラー率監視手段を備えることが好ましい。 After the message is received, the accuracy of the message is confirmed to monitor the relationship between the identification information of the message and the error rate, and after confirming that the message having the identification information with a high error rate has been received correctly It is preferable to include an error rate monitoring unit that can dynamically adjust the relay start time so as to relay the message.
前記構成により、エラー率の高い識別情報を有するメッセージについては、このメッセージを正確に受信できたことを確認した後に、該メッセージを中継させるように中継開始時点を動的に調節可能である。したがって、たびたびエラーメッセージを送信しているECUを発信元とするメッセージを受信した場合には、このメッセージの正確さを確認してから中継先ポートに中継送信することにより、不要なメッセージの中継を防止でき、これによって通信負荷率の無駄な引き上げを防止できる。また、中継接続ユニットは最初から各識別情報に対する中継開始時点を固定的に設定する必要がないので、それだけ中継接続ユニットに設定する情報が少なくなると共に、中継接続ユニットを配置した車載LANの環境に柔軟に適応させることができる。 With the above configuration, for a message having identification information with a high error rate, after confirming that this message has been received correctly, the relay start time can be dynamically adjusted so that the message is relayed. Therefore, when receiving a message originating from an ECU that frequently sends an error message, confirm the accuracy of this message and relay it to the relay destination port to relay unnecessary messages. This can prevent the wasteful increase of the communication load factor. In addition, since the relay connection unit does not need to set the relay start time for each piece of identification information from the beginning, the information to be set in the relay connection unit is reduced, and the in-vehicle LAN environment in which the relay connection unit is arranged is reduced. It can be flexibly adapted.
さらに、本発明は、
複数の通信線路にそれぞれ接続されてメッセージの送受信を行う車載LAN通信手段からなる複数のポートと、
前記ポートを介して受信するメッセージをビット単位で逐一記憶するバッファと、
中継する必要があるメッセージの識別情報と中継先ポートの関係を記録してなる中継情報記録手段と、
前記受信メッセージの識別情報を受信した時点で前記中継情報記録手段に記録された識別情報と比較して該識別情報に対応する中継先ポートを判別し、かつ、前記メッセージの中継元ポートと中継先ポートの通信速度の比に合わせて中継送信を開始する中継開始時点を定め、前記バッファ内のメッセージを中継先ポートに中継送信させる中継処理手段とを備えることを特徴とする中継接続ユニット
を提供している。
Furthermore, the present invention provides
A plurality of in-vehicle LAN communication means connected to a plurality of communication lines to transmit and receive messages; and
A buffer for storing messages received via the port bit by bit;
A relay information recording means for recording the relationship between the identification information of the message that needs to be relayed and the relay destination port;
When the identification information of the received message is received, the relay destination port corresponding to the identification information is determined by comparing with the identification information recorded in the relay information recording means, and the relay source port and the relay destination of the message Provided is a relay connection unit comprising relay processing means for determining a relay start time for starting relay transmission in accordance with a ratio of port communication speeds and relaying the message in the buffer to a relay destination port. ing.
前記構成により、各ポートを介して受信中のメッセージをバッファに逐一記憶できる。また、中継処理手段は前記メッセージを受信中であってもバッファ内に既に記憶されている識別情報を用いて、当該メッセージの中継先ポートを判別でき、バッファ内のメッセージを当該中継先ポートに中継送信させる。したがって、中継処理手段は中継元ポートからメッセージを受信してバッファに逐一記憶する処理と、このバッファ内のメッセージを中継先ポートに中継送信する処理を並行して行うことができる。 With the above configuration, messages being received via each port can be stored in the buffer one by one. Further, the relay processing means can determine the relay destination port of the message using the identification information already stored in the buffer even when the message is being received, and relay the message in the buffer to the relay destination port. Send it. Therefore, the relay processing means can perform in parallel the process of receiving messages from the relay source port and storing them one by one in the buffer, and the process of relaying and transmitting the messages in the buffer to the relay destination port.
また、中継処理手段はメッセージの中継元ポートと中継先ポートの通信速度の比に合わせて中継送信を開始する中継開始時点を定める。ここで、前記中継開始時点には、少なくとも識別情報を受信して中継先ポートを確認できた時点と、メッセージを最後まで受信した時点が含まれている。中継元ポートの通信速度より中継先ポートの通信速度が速い場合には、前記中継開始時点としてメッセージを最後まで受信した時点を設定し、中継先ポートの通信速度が中継元ポートの通信速度以下である場合には、識別情報を受信して中継先ポートを確認できた時点を中継開始時点とすることが好ましい。 Further, the relay processing means determines a relay start time at which relay transmission is started in accordance with the ratio of the communication speeds of the message relay source port and the relay destination port. Here, the relay start time includes at least the time when the identification information is received and the relay destination port can be confirmed, and the time when the message is received to the end. When the communication speed of the relay destination port is faster than the communication speed of the relay source port, the time when the message is received to the end is set as the relay start time, and the communication speed of the relay destination port is less than the communication speed of the relay source port. In some cases, it is preferable that the relay start time is the time when the identification information is received and the relay destination port is confirmed.
さらに、前記中継開始時点として、中継元ポートから受信するメッセージの受信完了ビット数が所定の数(メッセージ長に対する受信完了メッセージ長の割合を一定とするビット数)になった時点などを選択できることが好ましい。すなわち、中継処理手段が中継元ポートと中継先ポートの通信速度の比に合わせて中継送信を開始する中継開始時点を定めることにより、中継元ポートから受信中のメッセージを中継先ポートに送信するときにバッファに蓄積されたビット情報が枯渇することを防止できる。 Furthermore, as the relay start time point, it is possible to select a time point when the reception completion bit number of the message received from the relay source port becomes a predetermined number (a bit number with a constant ratio of the reception completion message length to the message length). preferable. That is, when the relay processing means transmits a message being received from the relay source port to the relay destination port by determining the relay start time at which relay transmission is started according to the ratio of the communication speed of the relay source port and the relay destination port. It is possible to prevent the bit information stored in the buffer from being exhausted.
前記ポートはCAN、Flex−Ray、LIN等の種々の車載LANの規格に準拠するメッセージの送受信を行うものであり、前記バッファは送受信するメッセージをビット単位で読み書きできるように構成されたメモリであり、フリップフロップのようなビット記憶素子を集めたものであることが好ましい。同様に前記中継情報記録手段は高速に読み出し可能に構成されたメモリであり、前記バッファ内の識別情報を記憶した部分と高速にアクセスできるバスを有することが好ましい。さらに、中継処理手段はバッファおよび中継情報記録手段と高速にアクセスできるように構成された論理回路であることが好ましく、バッファ内の識別情報と中継情報記録手段に記録された識別情報を比較するコンパレータのような論理回路を有することが好ましい。 The port transmits and receives messages that comply with various in-vehicle LAN standards such as CAN, Flex-Ray, and LIN, and the buffer is a memory configured to read and write messages to be transmitted and received in bit units. A collection of bit storage elements such as flip-flops is preferred. Similarly, it is preferable that the relay information recording means is a memory configured to be readable at a high speed, and has a bus capable of accessing at high speed a part storing the identification information in the buffer. Further, the relay processing means is preferably a logic circuit configured to be able to access the buffer and the relay information recording means at high speed, and a comparator for comparing the identification information in the buffer and the identification information recorded in the relay information recording means It is preferable to have such a logic circuit.
前記中継開始時点は、前記中継先ポートの通信速度が前記中継元ポートの通信速度以下である場合には、前記識別情報を受信し中継先ポートを判別できた時点であり、前記中継先ポートの通信速度が前記中継元ポートの通信速度より早い場合には、前記中継先ポートへのメッセージの送信完了時点が、前記中継元ポートからのメッセージの受信完了時点よりも後になるように調節された時点であることが好ましい。 The relay start time is a time when the relay destination port can be identified by receiving the identification information when the communication speed of the relay destination port is equal to or lower than the communication speed of the relay source port. When the communication speed is higher than the communication speed of the relay source port, the time when the message transmission completion time to the relay destination port is adjusted to be later than the time when the message reception from the relay source port is completed It is preferable that
つまり、前記中継先ポートの通信速度が前記中継元ポートの通信速度より早い場合には、前記中継先ポートへのメッセージの送信完了時点が、前記中継元ポートからのメッセージの受信完了時点よりも後になるように調節された時点を中継開始時点とすることにより、中継元ポートから受信中のメッセージを中継先ポートに送信するときにバッファに蓄積されたビット情報が枯渇することを確実に防止できる。 That is, when the communication speed of the relay destination port is faster than the communication speed of the relay source port, the message transmission completion time to the relay destination port is later than the message reception completion time from the relay source port. By setting the time adjusted so as to be the relay start time, it is possible to reliably prevent the bit information stored in the buffer from being exhausted when a message being received from the relay source port is transmitted to the relay destination port.
さらに、本発明において、
前記バッファ内の記憶領域を複数のスロット領域に分けて管理するバッファ管理手段と、
前記各ポートが送信可能な状態であるときにバッファ管理手段を用いて前記送信可能なポートに対応するメッセージを中継送信させる送信管理手段とを備え、
前記バッファ管理手段は、
前記各ポートから前記バッファに記憶させるメッセージを受信するときに、空きの生じている前記スロット領域を検索して、当該スロット領域が使用中であることを示す情報を記憶した後に、当該スロット領域に受信中のメッセージを逐一記憶し、また、当該メッセージの識別情報を記憶し終えた時点で前記中継処理手段が定める該メッセージの中継先ポートと中継開始時点とを記憶する一方、
前記送信管理手段からメッセージの中継送信の要求を受けるときに、使用中の前記各スロット領域を順次たどって、送信可能な状態である中継先ポートに出力させるべきメッセージを記憶してなるスロット領域を検索し、当該スロット領域に記憶されたメッセージを前記中継先ポートに中継送信した後に、当該スロット領域内の該中継先ポートの情報を削除し、かつ、
該スロット領域に記憶された中継先ポートが無くなった時点で該スロット領域が空きスロットであることを記憶して該スロット領域を開放するものであることが好ましい。
Furthermore, in the present invention,
Buffer management means for managing the storage area in the buffer divided into a plurality of slot areas;
Transmission management means for relaying and transmitting a message corresponding to the transmittable port using a buffer management means when each port is in a transmittable state,
The buffer management means includes
When a message to be stored in the buffer is received from each port, the slot area in which an empty space is generated is searched, information indicating that the slot area is in use is stored, and then the slot area is stored. While storing the message being received one by one, and storing the relay destination port and the relay start time of the message determined by the relay processing means when the identification information of the message has been stored,
When receiving a request for relay transmission of a message from the transmission management means, a slot area for storing a message to be output to a relay destination port that is in a transmittable state by sequentially tracing each slot area in use After searching and relaying the message stored in the slot area to the relay destination port, the relay destination port information in the slot area is deleted, and
It is preferable that when there is no relay destination port stored in the slot area, it is stored that the slot area is an empty slot and the slot area is released.
前記構成により、ポートを介してメッセージが入力されると、バッファ管理手段がバッファ内の空きスロット領域を確保し、この空きスロット領域にメッセージが記憶される。また、識別情報を受信した時点で前記中継処理手段が該識別情報を前記中継情報記録手段に記憶される識別情報と比較し中継先ポートと中継開始時点が定められるので、これらの中継先ポートと中継開始時点を前記スロット領域に記憶する。なお、前記中継先ポートが設定されない場合は、このメッセージの受信を中断し、バッファ管理手段が当該スロット領域が空きスロットであること記憶して該スロット領域を開放する。 With the above configuration, when a message is input via a port, the buffer management means secures an empty slot area in the buffer, and the message is stored in this empty slot area. When the identification information is received, the relay processing means compares the identification information with the identification information stored in the relay information recording means, and the relay destination port and the relay start time are determined. The relay start time is stored in the slot area. When the relay destination port is not set, reception of this message is interrupted, and the buffer management means stores that the slot area is an empty slot and releases the slot area.
次いで、ポートが送信可能な状態であるときに前記スロット領域内に記憶された出力先の情報を用いて送信可能なポートに対応するメッセージを選択して、当該ポートに出力する。つまり、識別情報を受信した時点で受信中のメッセージを中継することが可能である。 Next, when the port is in a transmittable state, a message corresponding to the transmittable port is selected using the output destination information stored in the slot area, and output to the port. That is, it is possible to relay a message being received when the identification information is received.
なお、前記スロット領域が使用中または空きであることを示す情報は、使用中の各スロット領域に次のスロット領域の位置を示す情報を記憶することにより、使用中の各スロット領域を順次連鎖させてチェーン構造に連結して管理するための情報であることが好ましい。これによって各ポートが共有する多数のスロット領域を統合して管理することが可能である。なお、フラグ情報を用いて各スロット領域の使用状況を確認できるようにすることも可能である。 The information indicating that the slot area is in use or free is stored in each slot area in use by sequentially storing information indicating the position of the next slot area, thereby sequentially linking the slot areas in use. It is preferable that the information be linked to the chain structure and managed. As a result, a large number of slot areas shared by each port can be integrated and managed. It is also possible to check the usage status of each slot area using flag information.
本発明の中継接続ユニットは、従来のように動作プログラムなどのソフトウェアで動作するCPUが関わっておらず、簡便なハードウェアで実現できるポート、バッファ、中継情報記録手段を用いてメッセージの中継送信の処理を実行することが可能である。したがって、ソフトウェアで動作するCPUが中心となって処理を行う従来の場合と比較して、ハードウェアで処理を実行する中継処理手段では各ポート毎に分散する各電子回路によってビット情報の入出力処理を並行してパイプライン処理することが可能であるから、ポート数の増加による処理の遅延がほとんど発生しない。また、メッセージの増加による処理の遅延が従来よりも発生しにくいので、自動車の多機能化によるノードの増加に対応することが可能となる。 The relay connection unit of the present invention does not involve a CPU that is operated by software such as an operation program as in the prior art, and uses a port, buffer, and relay information recording means that can be realized by simple hardware for relaying messages. It is possible to execute processing. Therefore, in comparison with the conventional case where processing is performed mainly by a CPU that operates by software, the relay processing means that executes processing by hardware performs input / output processing of bit information by each electronic circuit distributed for each port. Can be pipelined in parallel, there is almost no processing delay due to an increase in the number of ports. In addition, since processing delay due to an increase in messages is less likely to occur than in the past, it is possible to cope with an increase in nodes due to multifunctionalization of automobiles.
また、中継先ポートあるいは/および中継対象メッセージの識別情報によってバッファ内のメッセージの中継送信を開始する中継開始時点を調節可能である場合には、エラーメッセージを中継接続ユニットによって削除して、各通信線路における通信負荷率の引き上げを防止することも、可能な限り速やかにメッセージを中継送信することも可能である。つまり、信頼性の向上と中継遅延の短縮を両立することができる。 If the relay start time for starting relay transmission of the message in the buffer can be adjusted by the identification information of the relay destination port and / or relay target message, the error message is deleted by the relay connection unit and each communication is performed. It is possible to prevent an increase in the communication load factor on the line, and to relay and transmit a message as quickly as possible. That is, both improvement in reliability and reduction in relay delay can be achieved.
さらに、中継元ポートと中継先ポートの通信速度比に合わせて中継送信を開始する中継開始時点を調節可能である場合には、中継元ポートから受信中のメッセージを中継先ポートに中継送信するときにバッファに蓄積されたビット情報が枯渇することを確実に防止できるので、信頼性を高めながら、速度差のある通信線路間においても可能な限り高速にメッセージを中継することができる。 In addition, when the relay start time for starting relay transmission can be adjusted according to the communication speed ratio between the relay source port and the relay destination port, when a message being received from the relay source port is relayed to the relay destination port. Therefore, it is possible to reliably prevent the bit information stored in the buffer from being exhausted, so that it is possible to relay a message as fast as possible between communication lines having a speed difference while improving reliability.
以下、本発明の中継接続ユニット1の実施形態について図面を参照して説明する。
図1〜図7は本発明の第1実施形態を説明する図であり、図1は第1実施形態に係る中継接続ユニット1(以下、第1実施形態の中継接続ユニット1を符号1aによって表す)を用いた車載LANの構成を示し、図2は中継接続ユニット1aの内部を概念的に示すブロック図、図3は中継接続ユニット1aの内部構成を示すブロック図、図4はバッファ内のスロット領域の管理方法の一例を示す図、図5は中継情報の一例を示す図、図6,7は中継接続ユニット1aを用いた中継の例を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the
1 to 7 are diagrams for explaining a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a
図1において、2は中継接続ユニット1aに接続されたECU(以下、各ECU2を区別して説明するときは符号2A,2B…を用いる)、3は各ECU2…を中継接続ユニット1aに接続する通信線路である(以下、各通信線路3を区別して説明するときは符号3A,3B…)を用いる。
In FIG. 1, 2 is an ECU connected to the
前記ECU2…は例えばCANの規格に準拠するメッセージma,mb…の入出力手段2aを備えており、前記通信線路3はCANの規格に準拠するツイストペアケーブルであり、通信線路3A,3Bは500kps、通信線路3Cは1Mbps、通信線路3Dは250kbpsの通信速度でメッセージを送受信するものである。なお、各通信線路3A,3B…は、LIN,CAN,FlexRay(登録商標)、MOST、D2B、IDB1394、イーサネット(登録商標)などの種々の規格に準拠する車載LANを構成するものであってもよい。また、各通信線路3毎に異なる規格に準拠する車載LANを構成するものであってもよい。
The
各通信線路3A、3B、3C、3Dにはそれぞれ一群のECU2A,2B…、2C,2D…、2E,2F…、2G,2H…が接続されて、それぞれ車載LANのセグメントSa、Sb、Sc、Sd(以下、これらを単にセグメントSa〜Sdとよぶ)を構成し、中継接続ユニット1aは複数のセグメントSa〜Sd間においてメッセージm(すなわち、前記メッセージma,mb…の任意のもの)を中継することにより、互いに通信可能に構成された車載LAN網4を形成する。なお、各セグメントSa〜Sdにはそれぞれ単一のECU2が接続されて、より確実な通信を行うようにしてもよいことはいうまでもない。
Each
図2に示すように、本実施例の中継接続ユニット1aは、複数の通信線路3A〜3Dにそれぞれ接続されてメッセージmの送受信を行うポート10a〜10d(以下、区別が不要であるときは単にポート10という)と、これらのポート10a〜10dに接続されてメッセージmの中継処理を行う中継処理部11と、この中継処理部11を制御して中継処理を管理するCPU12と、このCPU12の動作プログラムおよび中継処理部11の設定値が記録された記録手段13とを備える。なお、本実施形態は前記ポート10の数を4として、中継接続ユニット1aの構成を説明するが、本発明はポート10の数を限定するものではないことはいうまでもない。
As shown in FIG. 2, the
ポート10a〜10dはそれぞれ通信線路3A〜3Dを用いて形成される各セグメントSa〜Sdにおける車載LANの通信プロトコルに合わせたメッセージmの送受信を可能とする車載LAN通信手段であり、それぞれが独立して動作可能に構成されている。しかしながら、ポート10a〜10dは物理的に1つの車載LAN通信手段内に設けられたものであってもよい。
The
前記中継処理部11はメッセージmを中継するための論理回路が記録されたFPGA(Field Programmable Gate Array)などのメモリ混載ロジックICからなり、必要な情報を書き込むことにより形成される複数の機能ブロック(IP:Intellectual Property)を備え、複数のメッセージmの中継を並列処理するものである。また、中継処理部11を構成する機能ブロックは、中継接続ユニット1aが受信途中であるメッセージmをその識別情報まで受信し中継先ポートが判別できた時点以降において受信中の中継先ポートへの中継送信開始するカット&スルー方式の中継と、中継接続ユニット1aがメッセージmを受信完了した時点以降において受信完了したメッセージmを中継先ポートに中継送信するストア&フォアード方式の中継を自在に選択して行うことができるように構成されている。
The
なお、本実施形態では中継処理部11をFPGAを用いて形成し、その汎用性を高めているが、中継処理部11を特定用途向けIC(ASIC:Appliaction Specific Integrated Circuit)などのカスタムICを用いて形成し、前記機能ブロックを固定的に形成してもよい。さらに、前記ポート10、中継処理部11、CPU12、ROM13を1つのIC内に形成してもよい。また、前記機能ブロックの詳細な構成は後述する。
In the present embodiment, the
前記CPU12は、例えば中継接続ユニット1aの起動時(またはリセット時)に前記メモリ混載ロジックICに前記機能ブロックを形成するためのデータを書き込むことによって、このメモリ混載ロジックICをハードウェアによる適切な中継処理を行う中継処理部11として機能させるものである。また、ポート10による通信状況を監視したり中継処理部11による中継を管理する。さらに、CPU12は前記中継処理部11と連動してメッセージmの中継を一部実施するものであってもよい。
For example, the
前記記録手段13は不揮発性を有するROMであり、このROM13には、前記起動時等にCPU12によって読み出されて前記中継処理部11内に書き込まれる、ハードウェア記述言語などで記述された機能ブロックを表すデータが、前記中継処理部11の設定値として記録されている。また、ROM13は前記CPU12に前記ポート10による通信状況や中継処理部11の管理を行わせるための管理プログラムを記録している。しかしながら、前記機能ブロックの形成を製造時に固定的に行い、メモリ混載ロジックIC内に中継接続ユニット1aの起動時に機能ブロックを形成しない場合には、ROM13はメモリ混載ロジックICを前記中継処理部11として機能させるためのデータを有する必要はない。
The recording means 13 is a non-volatile ROM. The
したがって、上述のように構成された中継接続ユニット1aは、前記CPU12が、矢印Va〜Vdに示すように、ポート10a〜10d毎にそれぞれ前記メッセージmの中継開始時点を定め、各ポート10a〜10dの通信状況に合わせた適切な中継処理開始時点からメッセージmの中継を行うことができるように構成されている。本実施形態における初期状態では、ポート10a,10b,10dを中継先ポートとする中継処理については、前記カット&スルー方式の中継により中継速度を高速にすることを優先させるように中継処理開始時点を設定し、ポート10cを中継先ポートとする中継処理については、前記ストア&フォアード方式の中継により中継速度よりも確実な中継を行うことを優先させるように中継処理開始時点を設定している。
Therefore, in the
次に、図3を用いて、本実施形態の中継接続ユニット1aの構成をさらに詳細に示す。中継処理部11内に形成される機能ブロックは大きく分けて、前記ポート10を介して受信するメッセージmをビット単位で逐一記憶するバッファ20と、このバッファ20内の記憶領域を複数のスロット領域SLに分けて管理するバッファ管理手段21と、中継する必要があるメッセージmの識別情報と中継先ポートの関係を記録してなる中継情報記録手段22と、前記バッファ20に蓄積されたメッセージmの中継処理を行わせる中継処理手段23とを備える。
Next, the configuration of the
前記CPU12は既に詳述した中継処理部11の初期設定を行うプログラムP0と、各ポート10a〜10dの状態から各ポート10a〜10dに接続される通信線路3A〜3Dにおける通信負荷率を監視する通信負荷率監視手段を実現する通信負荷率監視プログラムP1と、ポート10a〜10dが送信可能な状態であるときに前記バッファ管理手段21を用いて送信可能なメッセージmを中継送信させる送信管理手段を実現する送信管理プログラムP2とを実行するものである。
The
なお、これらのプログラムP1〜P2はCPU12によって読み出し可能なROM13に記録されているものであるが、CPU12によって実行されることにより、通信負荷率監視手段および送信管理手段として機能するものである。また、これらの手段P1,P2はCPU12によって実行されるソフトウェアのみならず、ハードウェアの機能ブロックによって構成されていてもよく、この場合には、中継処理部11を構成するメモリ混載ロジックIC内に形成することも可能である。したがって、以下の説明においては、それぞれ通信負荷率監視手段P1および送信管理手段P2と表現する。
These programs P1 to P2 are recorded in the
前記バッファ20は送受信するメッセージmをビット単位で読み書きできるように構成されたメモリであり、フリップフロップのようなメモリセル(ビット記憶素子)を集合させてなり、少なくとも前記ポート10の数の任意のビット情報を同時に読み書き可能に構成された機能ブロックである。しかしながら、前記ポート10の数に合わせた数のアドレスバスを備えたRAMが形成されたものであっても、時分割処理によって擬似的に複数アドレスバスを備えるように形成されたRAM、および、これらの組み合わせによって必要数のアドレスバスを備えるRAMの何れであってもよい。
The
前記バッファ管理手段21は、前記各ポート10からメッセージmを受信するときに、空きの生じている前記スロット領域SLを検索して受信バッファとして用い、受信中のメッセージmを逐一記録する一方、使用中のスロット領域SLを中継先ポート10に出力させるべきメッセージmの送信バッファとしても用い、各ポート10a〜10dが求める速度でスロット領域SL内のビット情報を出力するものである。また、受信メッセージmを識別情報まで受信して該当するスロット領域SLに記録した時点で前記中継処理手段23に識別情報受信完了信号r1を出力し、中継処理手段23から入力するメッセージの中継先ポート10と中継開始時点とからなる中継チャンネル情報Chを該スロット領域SLに記録するものである。
When receiving the message m from each
加えて、前記バッファ管理手段21は、空きスロット領域SLに受信メッセージmを記憶するときに、当該スロット領域SLについてこれが使用中であることを示す情報を記憶し、メッセージmの中継送信後に中継が完了した中継先ポートの情報を削除し、中継先ポートが無くなったメッセージmのスロット領域については、これを空きスロットであるとして解放するものである。 In addition, when storing the received message m in the empty slot area SL, the buffer management means 21 stores information indicating that this is in use for the slot area SL, and relaying is performed after the relay transmission of the message m. The information of the completed relay destination port is deleted, and the slot area of the message m in which the relay destination port has disappeared is released as an empty slot.
図4は前記バッファ管理手段21によるスロット領域SLの管理状態を示す図である。図4に示すように、各スロット領域SL1,SL2…には、メッセージm、中継チャンネル情報Chに加えて前のスロット領域の位置情報Bs、次のスロット領域の位置情報Nsが記録されることにより、使用中のスロット領域SL(図4の例ではSL9→SLA→SL2→…→SLx)が連鎖的につながるように管理されている。また、未使用である空きスロット領域SL(図4の例ではSL1→SL3→SL4→…)についても同様に連鎖的につながるように管理されている。そして、これらのスロット領域SLを管理するスロット領域SL0には使用中のスロット領域SLの先頭の位置Tsと、末尾の位置Lsと、空きスロット領域SLの先頭の位置Fsなどが記録されている。 FIG. 4 is a view showing a management state of the slot area SL by the buffer management means 21. As shown in FIG. As shown in FIG. 4, in each slot area SL1, SL2,..., The position information Bs of the previous slot area and the position information Ns of the next slot area are recorded in addition to the message m and the relay channel information Ch. The slot areas SL in use (SL9 → SLA → SL2 →... → SLx in the example of FIG. 4) are managed so as to be connected in a chain. Also, unused slot areas SL (SL1 → SL3 → SL4 →... In the example of FIG. 4) are managed so as to be linked in a similar manner. In the slot area SL0 that manages these slot areas SL, the leading position Ts, the trailing position Ls, the leading position Fs of the empty slot area SL, and the like are recorded.
前記中継情報記録手段22は高速に読み出し可能に構成されたメモリであり、前記バッファ21内の識別情報を記憶した部分と高速にアクセスできるバスを有する。
The relay information recording means 22 is a memory configured so as to be readable at high speed, and has a bus that can be accessed at high speed with a portion storing identification information in the
図5は中継情報記録手段22に記録される中継情報Tの一例を示す図である。図5に示すように、中継情報Tには各メッセージmの識別情報IDに関連づけて各中継先ポート10a〜10dへの中継指示Cha〜Chdが記録された中継チャンネル情報Chが記録されている。また、各中継指示Cha〜Chdには中継開始時点を示す情報が含まれている。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the relay information T recorded in the relay information recording means 22. As shown in FIG. 5, the relay information T stores relay channel information Ch in which relay instructions Cha to Chd to the
例えば、図5において、識別情報IDが「0001」または「0002」のメッセージmはポート10a,10c,10dを中継先として中継送信され、かつ、中継先ポート10a,10dに対しては最速中継すなわちカット&スルー方式の中継を行うのに対し、中継先ポート10cに対しては受信完了後中継すなわちストア&フォアード方式の中継を行うように設定されている。また、ポート10bはこのメッセージmを受信するポート10であるから中継する必要はない設定となっている。一方、識別情報IDが「0003」のメッセージmはポート10cだけを中継先とするように設定されている。
For example, in FIG. 5, the message m having the identification information ID “0001” or “0002” is relayed using the
本実施例に示すように、中継情報Tとして中継対象となるメッセージmの識別情報IDだけを記録することにより、中継情報記録手段22の容量を削減することができるが、前記中継情報記録手段22に全ての識別情報IDの中継チャンネル情報Chを記録するようにしてもよい。この場合識別情報IDを直接メモリアドレスとして中継チャンネル情報Chを引き出すことが可能である。 As shown in this embodiment, by recording only the identification information ID of the message m to be relayed as the relay information T, the capacity of the relay information recording means 22 can be reduced, but the relay information recording means 22 The relay channel information Ch of all identification information IDs may be recorded in In this case, it is possible to extract the relay channel information Ch using the identification information ID as a direct memory address.
中継処理手段23はバッファ20および中継情報記録手段23と高速にアクセスできるように構成された論理回路の機能ブロックであり、バッファ管理手段21から識別情報受信完了信号r1を受けるときに、バッファ20内のメッセージmの識別情報と中継情報記録手段22内の中継情報Tに記録された識別情報を比較するコンパレータのような論理回路を有する。これによって、中継処理手段23は中継情報Tに記録された識別情報IDの中から受信したメッセージmの識別情報を高速に検索して、これが中継対象であるかどうかを判断できるように構成されている。また、中継処理手段23は前記中継情報Tを用いて、中継先ポート10および各ポート10a〜10dにおける中継開始時点を定めるように構成されている。
The relay processing means 23 is a functional block of a logic circuit configured to be able to access the
前記通信負荷率監視手段P1は、前記各ポート10a〜10dに接続される通信線路3A〜3Dにおける通信負荷率を監視し、これが閾値より大きくなったときに負荷率過大であることを示す負荷率警告Wta〜Wtdを中継処理手段23に出力するものである。また、前記送信管理手段P2は各ポート10a〜10dが送信可能な状態であるときに前記バッファ管理手段21に送信要求信号Rsa〜Rsdを出力するものである。
The communication load factor monitoring unit P1 monitors the communication load factor in the
次に、図6,7を用いて、上述のように構成された中継接続ユニットの動作を説明する。図6,7に示す例では、時点t0においてポート10bを介してデータD1を含むメッセージmを受信開始した例を示している。ポート10bは通信線路3Bからメッセージmを受信すると、前記バッファ管理手段21は前記空きスロット領域SLの中から1つを確保してこれを使用中として登録する。つまり、図4に示す使用中スロット領域SLの連鎖に加えるように、前記前のスロット領域の位置情報Bs、次のスロット領域の位置情報Nsを記憶し、前記スロット領域SL0中の各情報Ts,Ls,Fsを必要に応じて調整する。
Next, the operation of the relay connection unit configured as described above will be described with reference to FIGS. The examples shown in FIGS. 6 and 7 show an example in which reception of the message m including the data D1 is started via the
次いで、受信メッセージmの識別情報ID(図6の例の場合は「0001」)を受信完了した時点t1において、バッファ管理手段21は識別情報受信完了信号r1を中継処理手段23に出力し、中継処理手段23は当該スロット領域SL内の識別情報IDと図5に示す中継情報T内から検索し、その中継チャンネル情報Chをバッファ管理手段21に出力する。ここで、バッファ管理手段21は当該スロット領域SL内の中継チャンネル情報Chを記録することができる。
Next, at the time t1 when the reception of the identification information ID (“0001” in the example of FIG. 6) of the received message m is completed, the
一方、前記送信管理手段P2はポート10a〜10dの状態を監視し、これらが送信可能な状態であるときに送信要求信号Rsa〜Rsdを出力するものであるから、中継管理手段23が「最速中継」を設定している中継先ポート10a,10dについては、スロット領域SL内に前記中継チャンネル情報Chが記録されるとすぐに送信が開始される。つまり、中継先ポート10a,10dへの中継は可能な限り早い中継開始時点t1から行われ、受信中のメッセージmが並列処理によって順次中継先ポート10a,10dに中継送信される(カット&スルー方式)。
On the other hand, the transmission management means P2 monitors the states of the
しかしながら、中継先ポート10cについては中継管理手段23が「受信完了後中継」を設定しているので、中継先ポート10cへの中継は前記メッセージmを最後まで受信し、このメッセージmの末尾に受信する誤り検出符号CRCによる誤り検出を行った時点t2に、正しく受信されたメッセージのみを中継する。つまり、中継先ポート10cへの中継はメッセージmが正しく受信できたことを確認できた後の中継開始時点t2から行われる(ストア&フォアード方式)。
However, for the
ここで、図7にさらに拡大して示すように、ポート10bを介して受信するメッセージmがノイズN等の影響によって正しく受信できなくなり、このメッセージmに含まれるデータD1が不正確なデータD1!になった場合を考えると、前記中継先ポート10a,10dへの中継はカット&スルー方式で行われるので、不正確なデータD1!を含むメッセージmがそのまま中継されることとなる。他方、中継先ポート10cへの中継はストア&フォアード方式で行われるので、中継開始時点t2において正確でないと判断されたデータD1を中継することはない。
Here, as further enlarged in FIG. 7, the message m received via the
したがって、ポート10cを介して不正確なデータD1!を含む無駄なメッセージmが送信されることがないので、このポート10cに接続される通信線路3Cにおける通信負荷率が無闇に引き上げられることを防止できる。このように、前記中継開始時点t1,t2の設定は中継処理手段23によって各ポート10a〜10d毎に行われるので、各通信線路3A〜3Dの通信状況に合わせて中継開始時点を調整することができ、中継速度の向上よりも通信負荷率の低減を必要とする通信線路3Cの場合にはストア&フォアード方式の中継を行うようにすることが可能である。
Therefore, inaccurate data D1! Since a useless message m including “” is not transmitted, it is possible to prevent the communication load factor in the
なお、前記中継開始時点は各通信線路3A〜3Dの通信状況に合わせて動的に調整されてもよい。すなわち、図6に示す例のように、ポート10aに接続される通信線路3Aにおける通信負荷率が一時的に上昇する場合には、この通信負荷率の上昇を前記通信負荷率監視手段P1が監視して中継処理手段23に負荷率警告Wtaを出力することにより、一時的に中継先ポート10aを用いたメッセージmの中継をカット&スルー方式ではなく、ストア&フォアード方式で行うように、その中継開始時点を識別情報を受信できた時点t4からメッセージmの全てを受信できた時点t5にすることも可能である。
The relay start time may be dynamically adjusted according to the communication status of each of the
このように構成された中継接続ユニット1aを用いることにより、通信負荷率が上昇した通信線路3に対しては中継するメッセージmが正確であることを確認した上で中継させることが可能であるから、この通信線路を用いてメッセージmを送受信する他のECU2の待ち時間を長くしてしまうといった事態を防止できる。
By using the
なお、前記バッファ20は受信バッファと送信バッファを共通化しているので、中継接続ユニット1aに設けたポート10の数が多くなってもバッファ20の大きさが比例的に大きくなることを防止できるだけでなく、受信途中のメッセージmを並列処理によって中継送信することを無駄なく行うことができる。また、前記バッファ管理手段21を構成する機能ブロックが各スロット領域SLを連鎖的に接続するようにして使用中のスロット領域SLと空きスロット領域を管理しているので、ハードウェアの機能ブロックによって高速に各スロット領域SLを適切に管理することができる。
Since the
図8〜10は第2実施形態に係る中継接続ユニット1(以下、第2実施形態の中継接続ユニット1を符号1bで表す)の構成を説明する図である。図8〜10に示す第2実施形態において図1〜7に示す第1実施形態と異なる点は、中継処理手段23が各ポート10a〜10d毎ではなく、各メッセージmの識別情報ID毎に中継開始時点を定めるものである点と、前記中継処理部11内に各メッセージmが受信されるときに該メッセージの正確さを確認して当該メッセージmの識別情報とエラー率の関係を監視し、エラー率の高い識別情報を有するメッセージは正確に受信できたことを確認した後にメッセージを中継させるように、中継開始時点を動的に調節可能とするエラー率監視手段24を設けた点である。
8-10 is a figure explaining the structure of the
前記エラー率監視手段24は既に図5を用いて詳述した前記中継情報記録手段22内に記録される中継情報Tを変更することにより、各識別情報ID毎に中継開始時点を調整可能としている。 The error rate monitoring means 24 can adjust the relay start time for each identification information ID by changing the relay information T recorded in the relay information recording means 22 already described in detail with reference to FIG. .
したがって、例えば、図9に示すように、時点t0においてポート10bからメッセージmの受信を開始し、中継先ポート10a,10dに対しては中継開始時点t1において中継を開始した場合であっても、このメッセージmに不正確なデータD1!が含まれている場合には、前記エラー率監視手段24がこのメッセージmの識別情報IDに対するエラー率を監視し、このエラー率が所定の閾値以上であるときに前記中継情報Tを変更する。
Therefore, for example, as shown in FIG. 9, even when the reception of the message m from the
ゆえに、中継情報Tが調節された後の時点t3において同じ識別情報IDのメッセージmを受信したときには、全ての中継先ポート10a,10c,10dへの中継開始時点がメッセージmの受信を完了した時点t5に変更される。そして、図9に示す例では、時点t5においてメッセージmにエラーがあると判断されたために、中継先ポート10a,10c,10dの何れに対しても中継送信を行うことがない。
Therefore, when the message m having the same identification information ID is received at the time t3 after the relay information T is adjusted, the relay start time to all the
上述のように、本実施形態の中継接続ユニット1bによれば、メッセージmの種類にしたがってできるだけ早く中継する必要のあるメッセージmの場合にはカット&スルー方式の最速中継を行い、中継速度よりも正確性が優先される場合にはストア&フォアード方式の中継を行うことが可能である。さらに、前記エラー率監視手段24によって各識別情報ID毎のエラー率を監視して、前記中継開始時点を調節することにより、たびたびエラーメッセージを送信しているECU2からのメッセージmを中継するときにはその正確性を確認した後に中継することもかのうであり、中継接続ユニット30の信頼性を向上することができる。
As described above, according to the
なお、本実施形態では発明の要旨が明確になるように、中継処理手段23が各ポート10a〜10d毎ではなく、各メッセージmの識別情報ID毎に中継開始時点を定めるものであるとしているが、中継処理手段23は各ポート10a〜10d毎あるいは/およびメッセージmの識別情報ID毎に中継開始時点を定めるものであってもよい。すなわち、第2実施形態の中継接続ユニット1bと第1実施形態の中継接続ユニット1aを1つの中継接続ユニット1によって実現することも可能である。
In the present embodiment, the relay processing means 23 determines the relay start time for each identification information ID of each message m, not for each
図10〜12は第3実施形態に係る中継接続ユニット1(以下、第3実施形態の中継接続ユニット1を符号1cを用いて表す)を説明する図である。本実施形態において図1〜図9に示す第1実施形態および第2実施形態と異なる点は中継処理手段23が中継元ポートの通信速度と中継先ポートの通信速度の比に合わせて前記中継開始時点を調整する点である。また、図10に示すように、バッファ管理手段21はバッファ20に対するメッセージmの受信状況に合わせて複数の段階における受信完了信号r1,r2…を出力するように構成されている。
FIGS. 10-12 is a figure explaining the
図11は前記中継情報記録手段22に記録される中継情報T’の一例を示している。図11に示す中継情報T’が図5に示す中継情報Tと異なる点は識別情報IDが「0007」のメッセージmを中継先ポート10bに中継する場合の中継開始時点が「50%受信時中継」になっている点である。これは中継先ポート10bの通信速度が中継元ポート10dの通信速度の倍であることに合わせた中継開始時点の設定である。
FIG. 11 shows an example of the relay information T ′ recorded in the relay information recording means 22. The relay information T ′ shown in FIG. 11 differs from the relay information T shown in FIG. 5 in that the relay start time when the message m having the identification information ID “0007” is relayed to the
図12は識別情報IDが「0007」のメッセージmをポート10dから受信したときの動作を説明する図である。時点t6においてメッセージmの受信を開始すると、時点t7においてこのメッセージmの識別情報IDの受信を完了する。しかしながら、仮想線に示すように、この時点t7から中継先ポート10b,10cへの中継を開始すると、中継するべきメッセージmの受信が中継送信に間に合わなくなるという問題が生じる。
FIG. 12 is a diagram for explaining the operation when the message m having the identification information ID “0007” is received from the
そこで、中継処理手段23は倍の通信速度を有するポート10bに中継するときには全メッセージmの50%以上を受信完了した時点t8以降を中継開始時点とする「50%受信時中継」を設定できるように構成している。すなわち、前記中継開始時点は、前記中継先ポートの通信速度が前記中継元ポートの通信速度以下である場合には、前記識別情報を受信した時点t7であり、前記中継先ポートの通信速度が前記中継元ポートの通信速度より早い場合には、前記中継先ポートへのメッセージの送信完了時点t9が、前記中継元ポートからのメッセージの受信完了時点t10よりも後になるように調節された時点(図12の場合は50%受信時t8以降の時点)である。
Therefore, when relaying to the
また、中継先ポート10cは中継元ポート10dよりも4倍高速な通信速度を有するものであるから、中継先ポート10dへの中継開始時点を受信完了時点t10以降とすることにより、バッファ20内に中継送信するメッセージmが確保できた上で中継送信を開始するように構成している。
Further, since the
図13は中継元ポートに対する中継先ポートの通信速度比と、中継開始時点における最低受信量[%]の関係を示す図である。図13に示すように、中継先ポートへのメッセージの送信完了時点が、前記中継元ポートからのメッセージの受信完了時点よりも後になるようにするためには、中継元ポートの通信速度に対する中継先ポートの通信速度の比から中継開始時点を定めることが可能であることが分かる。また、図13における曲線部分には式(1)に示す関係がある。
中継開始時の受信量[%]=100(1-(中継先転送速度)/(中継元転送速度)) …式(1)
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the communication speed ratio of the relay destination port to the relay source port and the minimum reception amount [%] at the relay start time. As shown in FIG. 13, in order for the message transmission completion time to the relay destination port to be later than the message reception completion time from the relay source port, the relay destination for the communication speed of the relay source port is used. It can be seen that the relay start time can be determined from the ratio of the communication speeds of the ports. Further, the curve portion in FIG. 13 has the relationship shown in the equation (1).
Received amount at start of relay [%] = 100 (1- (relay destination transfer rate) / (relay source transfer rate)) (1)
上述のように構成された中継接続ユニット1cを用いることにより、中継対象のメッセージmが確実にバッファ20内に蓄積された状態で中継送信することが可能であるから、中継接続ユニット1に対する信頼性を向上させながら、可能な限り高速にメッセージmの中継を行うことができる。また、第3実施形態に示す中継接続ユニット1cも第1実施形態および第2実施形態の中継接続ユニット1a,1bと組み合わせて1つの中継接続ユニット1によって実現することが可能である。
By using the
1(1a,1b,1c) 中継接続ユニット
2(2A,2B…) ECU
3(3A,3B…) 通信線路
10(10a,10b…) ポート
20 バッファ
21 バッファ管理手段
22 中継情報記録手段
23 中継処理手段
24 エラー率監視手段
P1 通信負荷率監視手段
P2 送信管理手段
ID 識別情報
T,T’ 中継情報
t1,t2,t4,t5,t8 中継開始時点
t10 受信完了時点
SL(SL1,SL2…) スロット領域
1 (1a, 1b, 1c) Relay connection unit 2 (2A, 2B ...) ECU
3 (3A, 3B...) Communication line 10 (10a, 10b...)
Claims (7)
前記ポートを介して受信するメッセージをビット単位で逐一記憶するバッファと、
中継する必要があるメッセージの識別情報と中継先ポートの関係を記録してなる中継情報記録手段と、
前記受信メッセージの識別情報を受信した時点で前記中継情報記録手段に記録された識別情報と比較して該識別情報に対応する中継先ポートを判別し、かつ、中継先ポート毎にバッファ内のメッセージの中継送信を開始する中継開始時点を定め、ある中継先ポートにはメッセージの受信を完了しメッセージの正確さを確認した後に前記バッファ内のメッセージを中継送信させる一方、別の中継先ポートには受信中のメッセージの中継先ポートが判別できた時点から前記バッファ内に逐一記憶されるメッセージを中継送信させる中継処理手段とを備えることを特徴とする中継接続ユニット。 A plurality of in-vehicle LAN communication means connected to a plurality of communication lines to transmit and receive messages; and
A buffer for storing messages received via the port bit by bit;
A relay information recording means for recording the relationship between the identification information of the message that needs to be relayed and the relay destination port;
When the identification information of the received message is received, the relay destination port corresponding to the identification information is determined by comparison with the identification information recorded in the relay information recording means, and the message in the buffer for each relay destination port The relay start time for starting the relay transmission of the message is determined, and the message in the buffer is relayed and transmitted to a certain relay destination port after receiving the message and confirming the accuracy of the message. A relay connection unit, comprising: relay processing means for relaying and transmitting messages stored in the buffer one by one from the time when a relay destination port of a message being received can be determined.
前記中継処理手段は、通信負荷率の高い通信線路に接続されるポートを中継先ポートとするときにメッセージの正確さを確認した後に該メッセージを中継送信するものである請求項1に記載の中継接続ユニット。 Communication load factor monitoring means for monitoring the communication load factor in the communication line connected to each port,
2. The relay according to claim 1, wherein the relay processing means relays the message after confirming the accuracy of the message when a port connected to a communication line having a high communication load factor is used as a relay destination port. Connection unit.
前記ポートを介して受信するメッセージをビット単位で逐一記憶するバッファと、
中継する必要があるメッセージの識別情報と中継先ポートの関係を記録してなる中継情報記録手段と、
前記受信メッセージの識別情報を受信した時点で前記中継情報記録手段に記録された識別情報と比較して該識別情報に対応する中継先ポートを判別し、かつ、前記識別情報毎に中継送信を開始する中継開始時点を定め、ある識別情報のメッセージについては該メッセージを受信完了しメッセージの正確さを確認した後に前記バッファ内のメッセージを中継送信させる一方、別の識別情報のメッセージについては受信中のメッセージの中継先ポートが判別できた時点から前記バッファ内のメッセージを中継送信させる中継処理手段とを備えることを特徴とする中継接続ユニット。 A plurality of in-vehicle LAN communication means connected to a plurality of communication lines to transmit and receive messages; and
A buffer for storing messages received via the port bit by bit;
A relay information recording means for recording the relationship between the identification information of the message that needs to be relayed and the relay destination port;
When the identification information of the received message is received, the relay destination port corresponding to the identification information is determined by comparison with the identification information recorded in the relay information recording means, and relay transmission is started for each identification information The relay start time is determined, and the message in the buffer is relayed and transmitted after confirming the correctness of the message for the message of certain identification information, while the message of another identification information is being received. A relay connection unit, comprising: a relay processing unit that relays and transmits a message in the buffer from the time when a message relay destination port can be determined.
前記ポートを介して受信するメッセージをビット単位で逐一記憶するバッファと、
中継する必要があるメッセージの識別情報と中継先ポートの関係を記録してなる中継情報記録手段と、
前記受信メッセージの識別情報を受信した時点で前記中継情報記録手段に記録された識別情報と比較して該識別情報に対応する中継先ポートを判別し、かつ、前記メッセージの中継元ポートと中継先ポートの通信速度の比に合わせて中継送信を開始する中継開始時点を定め、前記バッファ内のメッセージを中継先ポートに中継送信させる中継処理手段とを備えることを特徴とする中継接続ユニット。 A plurality of in-vehicle LAN communication means connected to a plurality of communication lines to transmit and receive messages; and
A buffer for storing messages received via the port bit by bit;
A relay information recording means for recording the relationship between the identification information of the message that needs to be relayed and the relay destination port;
When the identification information of the received message is received, the relay destination port corresponding to the identification information is determined by comparing with the identification information recorded in the relay information recording means, and the relay source port and the relay destination of the message A relay connection unit comprising: a relay processing unit that determines a relay start time for starting relay transmission in accordance with a ratio of communication speeds of ports, and relays and transmits a message in the buffer to a relay destination port.
前記各ポートが送信可能な状態であるときにバッファ管理手段を用いて前記送信可能なポートに対応するメッセージを中継送信させる送信管理手段とを備え、
前記バッファ管理手段は、
前記各ポートから前記バッファに記憶させるメッセージを受信するときに、空きの生じている前記スロット領域を検索して、当該スロット領域が使用中であることを示す情報を記憶した後に、当該スロット領域に受信中のメッセージを逐一記憶し、また、当該メッセージの識別情報を記憶し終えた時点で前記中継処理手段が定める該メッセージの中継先ポートと中継開始時点とを記憶する一方、
前記送信管理手段からメッセージの中継送信の要求を受けるときに、使用中の前記各スロット領域を順次たどって、送信可能な状態である中継先ポートに出力させるべきメッセージを記憶してなるスロット領域を検索し、当該スロット領域に記憶されたメッセージを前記中継先ポートに中継送信した後に、当該スロット領域内の該中継先ポートの情報を削除し、かつ、
該スロット領域に記憶された中継先ポートが無くなった時点で該スロット領域が空きスロットであることを記憶して該スロット領域を開放するものである請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の中継接続ユニット。 Buffer management means for managing the storage area in the buffer divided into a plurality of slot areas;
Transmission management means for relaying and transmitting a message corresponding to the transmittable port using a buffer management means when each port is in a transmittable state,
The buffer management means includes
When a message to be stored in the buffer is received from each port, the slot area in which an empty space is generated is searched, information indicating that the slot area is in use is stored, and then the slot area is stored. While storing the message being received one by one, and storing the relay destination port and the relay start time of the message determined by the relay processing means when the identification information of the message has been stored,
When receiving a request for relay transmission of a message from the transmission management means, a slot area for storing a message to be output to a relay destination port that is in a transmittable state by sequentially tracing each slot area in use After searching and relaying the message stored in the slot area to the relay destination port, the relay destination port information in the slot area is deleted, and
The slot area is released by storing that the slot area is an empty slot when there is no relay destination port stored in the slot area. The relay connection unit described.
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