JP2008160379A - データ中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のネットワーク間でデータを中継するデータ中継装置において、通信フレームの中継先の機器の誤動作を防止するデータ中継を実現する。
【解決手段】受信される通信フレームについて、その通信フレームが受信されてから（Ｓ１１０：ＹＥＳ）その通信フレームを送信しようとする（Ｓ１５０→Ｓ１６０）までの経過時間（以下、滞留時間）を検出するとともに、その検出した滞留時間が予め定められた許容時間よりも大きいか否かを判定する（Ｓ１６０）。滞留時間が許容時間よりも大きいと判定（Ｓ１６０：ＮＯ）された通信フレーム（以下、遅延フレーム）は破棄し（Ｓ１９０）、遅延フレームが中継先の機器に受信されないようにして、中継先の機器の誤動作を防止する。一方、滞留時間が許容時間以下（Ｓ１６０：ＹＥＳ）である通信フレームは、所望の中継先に転送する（Ｓ１８０）。
【選択図】図３

Description

本発明は、ネットワーク間の中継を行うデータ中継装置に関する。

従来より、例えば車両においては、複数の電子装置がネットワークを介して通信する車載通信システムが形成されている。そして、近年では、こうした車載通信システムも複雑化しており、ネットワークが複数設けられると共に、異なるネットワーク間でやり取りされるべき通信フレームをデータ中継装置によって中継するようになっている。

ここで、従来のデータ中継装置について、図１２及び図１３を用いて簡単に説明する。
図１２は、複数のネットワークを有する車載通信システムの一例を表す構成図である。尚、通信プロトコルとしては、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が用いられる。

図１２の例では、データ中継装置１０は、ネットワーク２，３，４のそれぞれと接続され、そのネットワーク２，３，４の間でやり取りされるべき通信フレームを中継する。尚、ネットワーク２，３，４は、それぞれ、複数の電子制御装置５（以下、ＥＣＵ５と記載し、ＥＣＵ５を特に区別する場合には、ＥＣＵ（１）〜（７）とする）を有している。例えば、ネットワーク２は、車両のサスペンションを制御するＥＣＵ（１）と、ライトを制御するＥＣＵ（２）と、エアコンを制御するＥＣＵ（３）とを有し、ネットワーク３は、ステアリングを制御するＥＣＵ（４）と、エンジンを制御するＥＣＵ（５）とを有し、ネットワーク４は、ドアの開閉等を制御するＥＣＵ（６）と、ナビゲーションシステムを制御するＥＣＵ（７）とを有している。

次に、図１３は、データ中継装置１０の構成図である。尚、図１３では、ネットワーク４の記載を省略している。
図１３に示すように、データ中継装置１０は、トランシーバ１２ａ，１２ｂと、通信制御部１４ａ，１４ｂと、受信バッファ１６ａ，１６ｂと、送信バッファ１８ａ，１８ｂと、フレーム転送制御部２０とを備えている。

尚、例えば、トランシーバ１２ａとトランシーバ１２ｂとはそれぞれ別個に設けられているわけではなく、実際には、共通のトランシーバで、トランシーバ１２ａ，１２ｂの機能が実現される。通信制御部１４ａ，１４ｂについても同様である。また、受信バッファ１６ａ及び送信バッファ１８ａはネットワーク２用であり、受信バッファ１６ｂ及び送信バッファ１８ｂはネットワーク３用である。

このようなデータ中継装置１０において、例えばネットワーク２からネットワーク３に通信フレームが中継される場合について説明する。
まず、ネットワーク２の通信線上の信号をトランシーバ１２ａが受信し、トランシーバ１２ａは、その受信信号を通信制御部１４ａに出力する。通信制御部１４ａは、トランシーバ１２ａから入力された受信信号を解読して、その受信信号が表すデータ（通信フレーム）を受信バッファ１６ａに格納する。そして、フレーム転送制御部２０が、受信バッファ１６ａに格納された通信フレームを、その通信フレームが中継されるべきネットワーク３用の送信バッファ１８ｂに格納する。送信バッファ１８ｂに格納された通信フレームは、通信制御部１４ｂに転送され、通信制御部１４ｂは、その転送された通信フレームをトランシーバ１２ｂに転送する。そして、トランシーバ１２ｂは、その転送された通信フレームを表す信号を、ネットワーク３の通信線に送出する。尚、通信制御部１４ａ，１４ｂは、どの通信フレームを優先的に処理するかを決定する調停制御等を実行する。

ところで、上述したような従来のデータ中継装置１０では、例えばトランシーバ１２ｂからネットワーク３の通信線への信号の送出が完了しなければ、通信制御部１４ｂからトランシーバ１２ｂに次の通信フレームは転送されず、さらに、送信バッファ１８ｂから通信制御部１４ｂにも通信フレームは転送されないようになっている。具体的には、転送先において、通信フレームの格納領域に空きがなければ、通信フレームは転送されない。尚、トランシーバ１２ｂからネットワーク３の通信線へ信号が送出されない場合としては、例えば通信線が他のＥＣＵ５から送出された信号で占有されているような場合、或いは通信に関して何らかの異常が生じているような場合がある。

そして、データ中継装置１０は、例えば前者の場合（通信線の占有の例）において通信線が開放されたり、或いは後者の場合（異常発生の例）において異常が解消されたりして、通信フレームの転送が可能になると、トランシーバ１２ｂから信号を送出させるとともに、フレーム転送制御部２０により送信バッファ１８ｂに格納される通信フレームを順次トランシーバ１２ｂに転送することで、通信フレームの中継を行う。
特開平３−２５４２５０号公報

しかしながら、従来のデータ中継装置１０では、そのデータ中継装置１０内に保持されている通信フレーム（例えば送信バッファ１８ｂに格納されている通信フレーム）は、転送可能になると無条件に、中継先のネットワークに転送されることとなる。

この場合に、例えばデータ中継装置１０内に保持されている時間が不要に大きい通信フレーム（以下、遅延フレームと記載する）が中継先のネットワークに転送されてしまうと、その遅延フレームは、その遅延フレームが受信されるべきＥＣＵ５において、本来の受信タイミングよりも遅れて受信されることとなってしまう。

そうすると、そのＥＣＵ５において、本来の受信タイミングよりも遅れて通信フレームが受信されることによる誤動作が懸念される。例えば、古いデータを新しいデータと誤認識したり、他に受信すべき通信フレームの受信タイミングも遅れてしまったりして、所望の制御が実現されなくなることが考えられる。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、複数のネットワーク間でデータを中継するデータ中継装置において、通信フレームの中継先の機器の誤動作を防止するデータ中継を実現することを目的とする。

かかる問題を解決するためになされた請求項１に記載のデータ中継装置は、複数のネットワークのそれぞれと通信可能に接続され、その複数のネットワーク間でやり取りされるべき通信フレームを中継するものである。この請求項１のデータ中継装置では、経過時間検出手段が、通信フレームが受信されてから経過した時間を通信フレームのそれぞれについて検出し、判定手段が、経過時間検出手段により検出された経過時間が予め定められた許容時間よりも大きいか否かを判定する。そして、遅延フレーム転送禁止手段が、判定手段により経過時間が許容時間よりも大きいと判定された通信フレームの転送を禁止するようになっている。

このような請求項１のデータ中継装置によれば、そのデータ中継装置に受信されてから経過した時間が予め定められた許容時間よりも大きい通信フレーム（以下、遅延フレームと記載する）は転送されないようになるため、遅延フレームが中継先の機器に受信される、ということを防止することができる。つまり、中継先の機器において、通信フレームが、本来の受信タイミングより例えば過度に遅延して受信される、ということを防止することができる。

よって、中継先の機器において、通信フレームが遅延して受信されることにより生じる誤動作を未然に防止することができる。
ところで、エラーが生じた通信フレームが中継先の機器に受信された場合も、その中継先の機器において、誤動作が懸念される。

そこで、請求項２のデータ中継装置では、請求項１のデータ中継装置において、通信フレームが受信されてから、その受信された通信フレームが当該データ中継装置から送出されるまでの間において、その通信フレームについてエラーの有無を検出するエラー検出手段と、エラー検出手段によりエラーが検出された通信フレームの転送を禁止するエラーフレーム転送禁止手段とを備えている。

このような請求項２のデータ中継装置によれば、データ中継装置内においてエラーが生じた通信フレーム（以下、エラー通信フレームと記載する）も転送されないようになる。このため、エラー通信フレームが中継先の機器に受信される、ということを防止することができる。

よって、中継先の機器において、エラー通信フレームが受信されることにより生じる誤動作を未然に防止することができる。尚、データ中継装置内において通信フレームについて生じ得るエラーとしては、通信フレームのデータに誤りが生じたり、通信フレームの一部或いは全部が何らかの原因で消失してしまったりすることが考えられる。

ここで、請求項２のデータ中継装置では、具体的に、通信フレームのデータの誤りの有無を検出するようにすると良い。そして、この場合、請求項３のように構成すれば良い。
請求項３のデータ中継装置は、請求項２のデータ中継装置において、通信フレームが受信された際、通信フレームのそれぞれに、その通信フレームの受信タイミングの情報（以下、受信タイミングデータと言う）を付与する付与手段を備え、経過時間検出手段は、通信フレームのそれぞれについて、その通信フレームに付与手段により付与された受信タイミングデータに基づき経過時間を検出するようになっている。そして、エラー検出手段は、通信フレームのデータ部のデータ及び受信タイミングデータの一方又は双方のそれぞれについて、エラーの有無を検出するようになっている。

例えば通信フレームのデータ部のデータ及び受信タイミングデータの双方のそれぞれについてエラーの有無を検出するようにすれば、通信フレームのエラー（誤り）をより確実に検出できるようになり、ひいては中継先の機器が誤動作してしまうことをより確実に防止することができる。

また、通信フレームのデータ部のデータ及び受信タイミングデータの何れかについてエラーを検出する場合、例えばエラーが生じやすいと考えられる方のエラーを検出するようにするとよい。この場合、エラーを検出するための構成や処理を簡単にできるという効果が得られる。

ところで、通信フレームのデータ部のデータとしては、例えば通信フレームの識別データ（例えばＩＤ）やデータ本文等がある。そして、通信フレームのデータ部のデータのエラーを検出する場合、さらに、例えば上述した識別データ及びデータ本文のデータの一方又は双方のそれぞれについてエラーを検出する構成が考えられる。

また、通信フレームのデータの誤りの有無を検出する場合、請求項４のように構成しても良い。
請求項４のデータ中継装置は、請求項２のデータ中継装置において、請求項３と同じ付与手段を備え、また、経過時間検出手段は、請求項３の経過時間検出手段と同じ動作をする。そして、エラー検出手段は、通信フレームのデータ部のデータ及び受信タイミングデータの双方からなるデータについて、エラーの有無を検出するようになっている。

このような請求項４のデータ中継装置によれば、通信フレームのデータ部のデータ及び受信タイミングデータのそれぞれについて個別にエラーの有無を検出する場合と比較して、簡単な処理（計算）で確実に通信フレームのエラーを検出できるようになる。

ここで、エラーが生じた通信フレームについて、エラーが訂正されるようにすることが好ましい。
そこで、請求項５のデータ中継装置では、請求項２〜４のデータ中継装置において、エラー検出手段によりエラーが検出された通信フレームについて、エラーの訂正を行う訂正手段を備えている。そして、エラーフレーム転送禁止手段は、訂正手段によりエラーの訂正がされた通信フレームについては、転送を禁止しないようになっている。

このような請求項５のデータ中継装置によれば、エラー通信フレームのエラーが訂正手段により訂正されるため、エラーが生じた通信フレームが中継先の機器に送信される、ということをより確実に防止できる。また、訂正手段によりエラーの訂正がされた通信フレームは転送されるようになるため、転送元の機器がエラーが生じる前の通信フレームと同じ通信フレームを再送信する、ということを防止して、通信の効率を向上させることができる。

ところで、データ中継においては、通信フレーム毎に優先度が異なる場合が考えられる。言い換えると、転送の遅延が許容される範囲は通信フレーム毎に異なる。
そこで、請求項６のデータ中継装置では、請求項１〜５のデータ中継装置において、通信フレームのそれぞれについて、許容時間がそれぞれ定められている。

このような請求項６のデータ中継装置によれば、通信フレーム毎に個別に許容時間を定めることができるため、中継先の機器の誤動作を防止するデータ中継をより高いレベルで実現することができる。つまり、許容時間を一律に定めたような場合に起こり得る次のような問題、例えば必ず転送されるべき通信フレーム（以下、重要フレームと記載する）の転送がたまたま遅延してその重要フレームの転送が禁止されてしまう、というような問題が生じることを回避することができる。言い換えると、通信フレームの転送が過剰に禁止されてしまうことを防止することができる。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
［第１実施形態］
まず、第１実施形態のデータ中継装置について説明する。

図１は、本実施形態のデータ中継装置１０の構成図である。このデータ中継装置１０は、例えば背景技術で説明した図１２に示すような車載通信システム１に用いられるものである。尚、図１のデータ中継装置１０において、図１３のデータ中継装置１０と同じ構成については、同じ符号を付している。また、図１では、図１３と同様、ネットワーク４の記載を省略している。

図１のデータ中継装置１０は、図１３のデータ中継装置１０と比較して、さらに、フリーランタイマ２２と、タイムスタンプ付与部２４ａ，２４ｂと、滞留時間チェック部２６ａ，２６ｂと、タイムスタンプ除去部２８ａ，２８ｂと、フレーム破棄部３０とを備えている。

ここで、上記各構成のうち、ａの符号が付されたものについてさらに説明すると、タイムスタンプ付与部２４ａは、通信制御部１４ａと受信バッファ１６ａとの間に設けられ、滞留時間チェック部２６ａ及びタイムスタンプ除去部２８ａは、送信バッファ１８ａと通信制御部１４ａとの間に設けられる。ｂの符号が付されたものについてはここでは説明を省略することとする。

尚、タイムスタンプ付与部２４ａ，２４ｂ、滞留時間チェック部２６ａ，２６ｂ、タイムスタンプ除去部２８ａ，２８ｂ、フレーム破棄部３０は、それぞれ、回路であり、実際には、例えばタイムスタンプ付与部２４ａ，２４ｂは別個の回路で構成されるわけではなく、共通の回路でそのタイムスタンプ付与部２４ａ，２４ｂの機能が実現される。滞留時間チェック部２６ａ，２６ｂ、タイムスタンプ除去部２８ａ，２８ｂについても同様である。

また、以下、通信フレームの受信とは、通信制御部１４ａ，１４ｂがトランシーバ１２ａ，１２ｂからの信号を解読することで通信フレームを取得することを言うものとし、通信フレームの送信（中継先への送信）とは、通信フレームを送信バッファ１８ａ，１８ｂから次の回路に転送することを言うものとする。

フリーランタイマ２２は、データ中継装置１０に電圧が供給されてそのデータ中継装置１０が動作している間、自動的にカウントアップを実行するタイマである。本実施形態では、フリーランタイマ２２は、１ｍｓ毎にカウントアップし、０〜１００００をカウントする。尚、１００００までカウントアップすると０に戻り、カウントアップを続ける。

タイムスタンプ付与部２４ａ，２４ｂは、受信された通信フレームに対し、それぞれ、通信フレームが受信された際のフリーランタイマ２２のカウント値のデータ（以下、タイムスタンプと言う）を付与する。具体的に、例えば通信制御部１４ａが取得した通信フレームはタイムスタンプ付与部２４ａに転送され、そのタイムスタンプ付与部２４ａでタイムスタンプが付与される。ここで、タイムスタンプの付与について、図２を用いて説明する。

まず、図２（ａ）は、データ中継装置１０が受信する通信フレームを表す。図２（ａ）に示すように、データ中継装置１０が受信する通信フレームは、通信フレームを識別するための情報（ＩＤ）が含まれる識別部と、データ本文が含まれるデータ部とを有している。尚、本実施形態では、ＩＤと、転送元及び転送先の情報とが対応付けられて、データ中継装置１０の図示しないＲＯＭに記憶されている。また、ここで、「特許請求の範囲」における請求項３，４のデータ部とは、図２（ａ）の識別部及びデータ部を含むものである。尚、請求項３，４のデータ部は、識別部及びデータ部の何れか一方であってもよい。

そして、タイムスタンプ付与部２４ａ，２４ｂは、図２（ａ）に示す通信フレームに対し、図２（ｂ）に示すように、タイムスタンプを付与する。
滞留時間チェック部２６ａ，２６ｂは、通信フレームのそれぞれについて、その通信フレームが受信されてから送信されるまでの時間（以下、滞留時間と記載する）を検出するとともに、その検出した滞留時間が予め定められた許容時間よりも大きいか否かを判定する。尚、許容時間の情報は、予め、データ中継装置１０の図示しないＲＯＭに記憶されている。

具体的に、滞留時間チェック部２６ａ，２６ｂは、通信フレームが当該滞留時間チェック部２６ａ，２６ｂに入力された際のフリーランタイマ２２のカウント値と、その入力された通信フレームに付与されているタイムスタンプが表すカウント値とから、両カウント値の差分を算出する。そして、その算出した差分時間（つまり、滞留時間）と許容時間とを比較するようになっている。例えば、送信バッファ１８ｂに格納された通信フレームは、所定の送信タイミングになると滞留時間チェック部２６ｂに転送され、その滞留時間チェック部２６ｂは、その入力された通信フレームについて、滞留時間と許容時間とを比較する。

フレーム破棄部３０は、滞留時間チェック部２６ａ，２６ｂにより滞留時間が許容時間よりも大きいと判定された通信フレーム（以下、遅延フレームと記載する）を破棄する。具体的には、フレーム破棄部３０は、遅延フレームの転送を禁止するようになっている。

タイムスタンプ除去部２８ａ，２８ｂは、中継先に送信しようとしている通信フレーム、より具体的には、滞留時間チェック部２６ａ，２６ｂにより滞留時間が許容時間以下であると判定された通信フレーム（以下、正常フレームと記載する）に付与されているタイムスタンプを除去する。例えば、正常フレームは滞留時間チェック部２６ｂからタイムスタンプ除去部２８ｂに転送され、そのタイムスタンプ除去部２８ｂで正常フレームのタイムスタンプが除去される。尚、これは、通信フレームのデータ量を抑えるためである。

次に、図３は、データ中継装置１０の図示しないＣＰＵが定期的に実行する中継処理を表すフローチャートである。ここでは、例えばネットワーク２からネットワーク３に通信フレームが中継される例について説明する。

図３の中継処理では、まず、Ｓ１１０において、通信フレームを受信したか否か（通信制御部１４ａが通信フレームを取得したか否か）を判定し、受信していないと判定すると、再びＳ１１０に戻る（受信待機）。

一方、Ｓ１１０で通信フレームを受信したと判定すると、Ｓ１２０に移行し、その受信した通信フレームに対し、タイムスタンプを付与する。本例では、通信制御部１４ａが取得した通信フレームがタイムスタンプ付与部２４ａに転送される。

次に、Ｓ１３０に進み、タイムスタンプ付与部２４ａでタイムスタンプが付与された通信フレームを、受信バッファ１６ａに格納する。
そして、Ｓ１４０に進み、受信バッファ１６ａに格納された通信フレームの識別部の情報（ＩＤ）からその通信フレームの転送先（本例では、ネットワーク３）を判断して、Ｓ１５０で、その受信バッファ１６ａに格納された通信フレームを、ネットワーク３に通信フレームを送信するための送信バッファ１８ｂに格納する。送信バッファ１８ｂに格納された通信フレームは、所定の送信タイミングになると、次の回路（ここでは、滞留時間チェック部２６ｂ）に転送される。

次に、Ｓ１６０では、送信バッファ１８ｂから滞留時間チェック部２６ｂに転送された通信フレームについて、滞留時間が許容時間よりも大きいか否かを判定する。そして、滞留時間が許容時間よりも大きいと判定すると、Ｓ１９０に移行し、その滞留時間が許容時間よりも大きいと判定された通信フレーム（遅延フレーム）を破棄する。具体的に、遅延フレームをフレーム破棄部３０に送り、その遅延フレームの転送（ネットワーク３への送信）を禁止する。そしてその後、当該処理を終了する。

一方、Ｓ１６０で、滞留時間が許容時間以下であると判定すると、Ｓ１７０に移行し、その滞留時間が許容時間以下と判定された通信フレーム（正常フレーム）に付与されているタイムスタンプを除去する。本例では、正常フレームが、滞留時間チェック部２６ｂからタイムスタンプ除去部２８ｂに転送される。

そして、Ｓ１８０に進み、Ｓ１７０でタイムスタンプが除去された通信フレームを所望の転送先に転送する。本例では、タイムスタンプ除去部２８ｂから通信制御部１４ｂに通信フレームを転送することで、その通信フレームをネットワーク３に送信する。そしてその後、当該処理を終了する。

このような本第１実施形態のデータ中継装置１０によれば、滞留時間が許容時間よりも大きい通信フレームは転送されないようにすることができるため、例えば、通信フレームが過度に遅延して送信される、ということを防止することができる。よって、ＥＣＵ５において、通信フレームの受信タイミングが遅延することにより生じる誤動作を未然に防止することができる。

尚、本実施形態において、滞留時間チェック部２６ａ，２６ｂ、Ｓ１６０の処理が経過時間検出手段及び判定手段に相当し、フレーム破棄部３０、及びＳ１６０：ＮＯ→Ｓ１９０の処理が遅延フレーム転送禁止手段に相当し、フリーランタイマ２２、タイムスタンプ付与部２４ａ，２４ｂ、及びＳ１２０の処理が付与手段に相当している。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態のデータ中継装置について説明する。

図４は、第２実施形態のデータ中継装置１０の構成図である。
本第２実施形態のデータ中継装置１０は、第１実施形態のデータ中継装置１０と比較して、エラーチェックコード付与部３２ａ，３２ｂと、エラーチェック部３４ａ，３４ｂと、エラーチェックコード除去部３６ａ，３６ｂとを備えている点が異なっている。尚、図４において、図１（第１実施形態）のデータ中継装置１０と同じ構成については、同じ符号を付している。

また、図３（第１実施形態）の中継処理に代えて、図６の中継処理を実行する点が異なっている。尚、図６において、図３の中継処理と同じステップについては、同じ符号を付している。

ここで、上記各構成のうち、ａの符号が付されたものについてさらに説明すると、エラーチェックコード付与部３２ａは、タイムスタンプ付与部２４ａと受信バッファ１６ａとの間に設けられ、エラーチェック部３４ａは送信バッファ１８ａと滞留時間チェック部２６ａとの間に設けられ、エラーチェックコード除去部３６ａは滞留時間チェック部２６ａとタイムスタンプ除去部２８ａとの間に設けられる。

尚、エラーチェックコード付与部３２ａ，３２ｂ、エラーチェック部３４ａ，３４ｂ、エラーチェックコード除去部３６ａ，３６ｂは、それぞれ、共通の回路でその機能が実現される。

エラーチェックコード付与部３２ａ，３２ｂは、受信された通信フレームに対し、その通信フレームのエラーの有無を検出するためのエラーチェックコードを付与する。この点について、図５を用いて説明する。尚、エラーチェックの種類は、ＣＲＣ（巡回冗長検査）、パリティチェック、ハミング符号を用いたチェック等がある。

本第２実施形態では、エラーチェックコード付与部３２ａ，３２ｂは、図５（ａ）に示すように、通信フレームの識別部及びデータ部を合わせた部分のエラーの有無を検出するためのエラーチェックコードを付与するようになっている。尚、図５（ｂ）〜（ｄ）については後述する。

エラーチェック部３４ａ，３４ｂは、エラーチェックコードが付与された通信フレームについて、その付与されたエラーチェックコードを用いてエラーの有無を検出する。
エラーチェックコード除去部３６ａ，３６ｂは、送信しようとしている通信フレーム（つまり、正常フレーム）に付与されているエラーチェックコードを除去する。

次に、図６の中継処理について詳しく説明する。
図６の中継処理は、図３の中継処理と比較して、Ｓ１２０の後にＳ２１０の処理を実行する点と、Ｓ１５０の後にＳ２２０の処理を実行する点と、Ｓ１６０（Ｓ１６０：ＹＥＳ）の後にＳ２３０の処理を実行する点とが異なっている。以下、具体的に説明するが、ここでは、ネットワーク２からネットワーク３に通信フレームが中継される例について説明する。

図６の中継処理では、受信された通信フレームにタイムスタンプを付与した後（Ｓ１２０）、Ｓ２１０に進み、その受信された通信フレームにエラーチェックコードを付与する（図５（ａ）参照）。本例では、通信フレームがタイムスタンプ付与部２４ａからエラーチェックコード付与部３２ａに転送される。

そして、Ｓ１５０で通信フレームを送信バッファ１８ｂに格納すると、次にＳ２２０に進み、通信フレームにエラーが生じているか否かを判定する。本例では、送信バッファ１８ｂに格納された通信フレームが、所定の転送タイミングでエラーチェック部３４ｂに転送される。

そして、Ｓ２２０で通信フレームにエラーが生じていると判定すると（Ｓ２２０：ＮＯ）、Ｓ１９０に移行する。一方、Ｓ２２０で通信フレームにエラーが生じていないと判定すると（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、Ｓ１６０に移行する。

そして、Ｓ１６０で滞留時間が許容時間以下であると判定すると、Ｓ２３０に進み、通信フレームに付与されたエラーチェックコードを除去する。本例では、通信フレームが、滞留時間チェック部２６ｂからエラーチェックコード除去部３６ｂに転送される。

このような本第２実施形態のデータ中継装置１０によれば、データ中継装置１０内においてエラーが生じた通信フレームは転送されないようにすることができるため、ＥＣＵ５が、エラーが生じた通信フレームを受信してしまって誤動作する、というような問題が生じることを未然に防止することができる。

尚、本第２実施形態において、エラーチェックコード付与部３２ａ，３２ｂ、エラーチェック部３４ａ，３４ｂ、Ｓ２１０、及びＳ２２０の処理がエラー検出手段に相当し、フレーム破棄部３０、及びＳ２２０：ＮＯ→Ｓ１９０の処理がエラーフレーム転送禁止手段に相当している。

尚、本第２実施形態においては、次に述べる変形例のように変形しても良い。
まず、図５を用いて、変形例１〜３について説明する。
〈変形例１〉
変形例１では、エラーチェックコード付与部３２ａ，３２ｂは、図５（ｂ）に示すように、識別部、データ部及びタイムスタンプの全てを合わせた部分のエラーの有無を検出するためのエラーチェックコードを付与する。

このような本変形例１によれば、識別部及びデータ部のみならず、タイムスタンプにエラーが生じている通信フレームも転送されなくなる。このため、例えばＳ１６０の判定処理（図６参照）では、正しいデータに基づき判定ができるようになり、誤判定が生じることを防止することができる。

よって、例えば、滞留時間が許容時間より大きい通信フレームについて、タイムスタンプにエラーが生じていることが原因で、誤って滞留時間が許容時間以下と判定して中継先に送信してしまう、ということを防止することができる。したがって、ＥＣＵ５の誤動作をより確実に防止できるデータ中継を実現できるようになる。
〈変形例２〉
変形例２では、エラーチェックコード付与部３２ａ，３２ｂは、図５（ｃ）に示すように、タイムスタンプのエラーの有無を検出するためのエラーチェックコードを付与する。

このような変形例２によれば、タイムスタンプのデータにエラーが生じていることにより生じる上述（変形例１で上述）したような問題を、より簡単な処理で回避できる。つまり、エラーチェックコードを付与するための処理（計算等）や、エラーチェックのための処理（計算等）をより簡単にしつつ、タイムスタンプのエラーの有無を検出できる。
〈変形例３〉
変形例３では、エラーチェックコード付与部３２ａ，３２ｂは、図５（ｄ）に示すように、識別部とデータ部とからなる部分（本例の説明において、前者のデータと記載する）、及びタイムスタンプの部分（本例の説明において、後者のデータと記載する）の双方について、それぞれ、エラーチェックコードを付与するようになっている。

これによれば、前者のデータ及び後者のデータのそれぞれについてエラーの有無を検出するため、変形例１と同様に通信フレームのエラーを確実に検出してＥＣＵ５の誤動作をより確実に防止できるようになるとともに、エラーが検出された場合に、前者のデータにエラーが生じたのか後者のデータにエラーが生じたのかを特定できる。これによれば、回路の故障等が特定しやすくなり有利である。
〈変形例４〉
次に、変形例４について説明する。

本変形例４では、図４において、タイムスタンプ付与部２４ａとエラーチェックコード付与部３２ａとの位置、エラーチェック部３４ｂと滞留時間チェック部２６ｂとの位置、エラーチェックコード除去部３６ｂとタイムスタンプ除去部２８ｂとの位置、タイムスタンプ付与部２４ｂとエラーチェックコード付与部３２ｂとの位置、エラーチェック部３４ａと滞留時間チェック部２６ａとの位置、エラーチェックコード除去部３６ａとタイムスタンプ除去部２８ａとの位置がそれぞれ入れ替わっている。

また、図６の中継処理において、Ｓ１２０とＳ２１０との順序、Ｓ２２０とＳ１６０との順序、Ｓ２３０とＳ１７０との順序、がそれぞれ入れ替わっている。
つまり、本変形例４では、（１）エラーチェックコード付与→（２）タイムスタンプ付与→（３）滞留時間のチェック→（４）エラーの有無のチェック→（５）タイムスタンプ除去→（６）エラーチェックコード除去、の順序で通信フレームを中継するようになっている。尚、これに対し、第２実施形態では、（２）→（１）→（４）→（３）→（６）→（５）となっている。このように、（１）と（２）、（３）と（４）、（５）と（６）は、それぞれ、相互に入れ替え（並び替え）が可能である。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態のデータ中継装置について説明する。

図７は、第３実施形態のデータ中継装置１０の構成図である。
本第３実施形態のデータ中継装置１０は、第２実施形態のデータ中継装置１０と比較して、エラー訂正部３８ａ，３８ｂを備えている点が異なっている。尚、図７において、図４（第２実施形態）のデータ中継装置１０と同じ構成については、同じ符号を付している。

また、図６（第２実施形態）の中継処理に代えて、図８の中継処理を実行する点が異なっている。尚、図８において、図６の中継処理と同じステップについては、同じ符号を付している。

まず、エラー訂正部３８ａはエラーチェック部３４ａと滞留時間チェック部２６ａとの間に設けられ、エラー訂正部３８ｂはエラーチェック部３４ｂと滞留時間チェック部２６ｂとの間に設けられる。尚、エラー訂正部３８ａ，３８ｂは、共通の回路でその機能が実現される。

また、本第３実施形態では、特に、パリティチェックが行われるようになっている。
そして、エラー訂正部３８ａ，３８ｂは、エラーチェック部３４ａ，３４ｂによりエラーが検出された通信フレームについて、そのエラーを訂正する。

つまり、エラーチェック部３４ａ，３４ｂは、パリティチェックでエラーの有無を検出するとともに、エラーが検出された場合のエラーの位置を特定する。そして、エラー訂正部３８ａ，３８ｂは、エラーチェック部３４ａ，３４ｂにより特定された箇所の符号を反転して、エラーを訂正する。尚、このようなエラー検出及びエラー訂正は、１つの回路で実現される。つまり、本実施形態では、エラーチェック部３４ａ，３４ｂ及びエラー訂正部３８ａ，３８ｂの機能は共通の回路で実現される。また、パリティチェックについては周知であるため、ここでは詳しい説明を省略する。

次に、図８の中継処理について詳しく説明する。
図８の中継処理は、図６の中継処理と比較して、Ｓ３１０及びＳ３２０の処理を実行する点が異なっている。以下、具体的に説明するが、ここでは、ネットワーク２からネットワーク３に通信フレームが中継される例について説明する。

図８の中継処理では、Ｓ２２０でエラーが発生していると判定すると、Ｓ３１０に移行し、エラーは訂正許容範囲内か否か、つまり、エラーの訂正が可能か否かを判定する。例えば、パリティを用いたエラー検出では、エラーが複数箇所に存在すると、エラーの箇所を特定できなくなる場合がある。このＳ３１０では、エラーの箇所が特定ができるか否かを判断し、特定できればエラーの訂正は可能と判定し、特定できなければエラーの訂正は不可と判定する。

そして、Ｓ３１０でエラーの訂正が可能であると判定すると、Ｓ３２０に移行し、エラーの訂正を行う。本例では、通信フレームが、エラーチェック部３４ｂからエラー訂正部３８ｂに転送される。そしてその後、Ｓ１６０に移行する。一方、Ｓ３１０でエラーの訂正は不可と判定すると、Ｓ１９０に移行する。

このような本第３実施形態のデータ中継装置１０によれば、エラーが生じた通信フレームのうち、エラーの訂正可能な通信フレームについてはエラーの訂正が行われて送信されるようになるため、ＥＣＵ５がエラーの生じた通信フレームを受信してしまって誤動作することを防止することができる。また、ＥＣＵ５が、エラーの生じる前の通信フレームと同じ通信フレームを再送信しなくてもよくなり、通信の効率を向上させることができる。

尚、本第３実施形態において、エラー訂正部３８ａ，３８ｂ、及びＳ３２０の処理が訂正手段に相当している。
［第４実施形態］
次に、第４実施形態のデータ中継装置について説明する。

図９は、第４実施形態のデータ中継装置１０の構成図である。
本第４実施形態のデータ中継装置１０は、第３実施形態のデータ中継装置１０と比較して、ＩＤ別滞留許容時間マップを有している点、及び滞留許容時間確認部４２ａ，４２ｂを備えている点が異なっている。尚、図９において、図７（第３実施形態）のデータ中継装置１０と同じ構成については、同じ符号を付している。

また、図８（第３実施形態）の中継処理に代えて、図１１の中継処理を実行する点が異なっている。尚、図１１において、図８の中継処理と同じステップについては、同じ符号を付している。

まず、滞留許容時間確認部４２ａは、エラー訂正部３８ａと滞留時間チェック部２６ａとの間に設けられ、滞留許容時間確認部４２ｂは、エラー訂正部３８ｂと滞留時間チェック部２６ｂとの間に設けられる。尚、滞留許容時間確認部４２ａ，４２ｂは、共通の回路でその機能が実現される。

次に、ＩＤ別滞留許容時間マップは、データ中継装置１０の図示しないＲＯＭに予め記憶されるようになっている。
ここで、図１０は、ＩＤ別滞留許容時間マップを表す図面である。図１０のＩＤ別滞留許容時間マップは、データ中継装置１０が中継すべき全ての通信フレームのそれぞれと、前述の許容時間とを対応づけたものである。具体的には、通信フレームの識別部（図５参照）に含まれるＩＤと許容時間とが対応付けられている。

例えばネットワーク２からネットワーク３に通信フレームが中継される場合について説明すると、滞留許容時間確認部４２ｂは、送信バッファ１８ｂ→エラーチェック部３４ｂ→エラー訂正部３８ｂ→滞留許容時間確認部４２ｂと送られてくる通信フレーム毎に、ＩＤ別滞留許容時間マップから、その通信フレームに対応付けられている許容時間の情報を読み出して、その読み出した許容時間の情報を、滞留時間チェック部２６ｂに出力する。

次に、図１１の中継処理について詳しく説明する。
図１１の中継処理は、図８の中継処理と比較して、Ｓ４１０の処理を実行する点が異なっている。以下、具体的に説明するが、ここでは、ネットワーク２からネットワーク３に通信フレームが中継される例について説明する。

図１１の中継処理では、Ｓ２２０で通信フレームにエラーが生じていないと判定した場合、或いはＳ３２０でエラーの訂正を実行した後、Ｓ４１０に移行し、前述のＩＤ別滞留許容時間マップ（図１０）を参照して、今回送信しようとしている通信フレームに対応付けられている許容時間を読み出す。そして、次のＳ１６０では、その今回送信しようとしている通信フレームの滞留時間と、Ｓ４１０で読み出した許容時間とを比較するようになっている。

このような本第４実施形態のデータ中継装置１０によれば、通信フレーム毎に許容時間を定めることができる。つまり、遅延の許容範囲が異なる通信フレームについて、同じ許容時間が設定されないようにすることができる。よって、ＥＣＵ５の誤動作を防止するデータ中継を、より高いレベルで実現することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術範囲内において種々の形態をとることができる。
例えば、上記第１〜第３実施形態において、許容時間の情報は、データ中継装置１０の図示しないＲＡＭに記憶させておくようにしてもよい。第４実施形態でも同様に、ＩＤ別滞留許容時間マップは、ＲＡＭに記憶させておくようにしてもよい。この場合、例えばデータ中継装置１０が起動した際に、許容時間の情報、ＩＤ別滞留許容時間マップをＲＡＭに格納するようにすればよい。

また、上記実施形態において、例えばデータ中継装置１０の外部から時間の情報（例えば、時分秒の情報）を取得することで、通信フレーム毎の滞留時間を検出するようにしてもよい。この場合、例えばデータ中継装置１０の外部（例えばＥＣＵ５）に時分秒を計測するクロックが備えられており、そのクロックの計測値がデータ中継装置１０において取得されるようになっている、という構成が考えられる。そして、データ中継装置１０においては、そのクロックから得られる時分秒の情報に基づき、通信フレームが受信された時分秒とその通信フレームを送信しようしている際の時分秒とを取得して、滞留時間を検出するようにすればよい。このような構成によれば、データ中継装置１０の外部から時間の情報が取得できる場合に、データ中継装置１０内にわざわざフリーランタイマ２２を設けなくてもよくなり有利である。また、上記のような時分秒を計測するクロックに代えて、フリーランタイマ２２がデータ中継装置１０の外部に設けられていてもよい。

また、上記実施形態において、通信フレームの送信の際に、タイムスタンプやエラーチェックコードを除去しないようにしてもよい。このようにすれば、タイムスタンプやエラーチェックコードを除去するための回路を設けなくてもよくなり、データ中継装置１０の構成を簡素化できる。また、除去のための処理をしなくてもよくなり、速やかに通信フレームを送信することができるようになる。

また、上記実施形態において、例えばタイムスタンプ付与部２４ａ，２４ｂは共通の回路であるが、ネットワーク毎に個別に回路を設けるようにしてもよい。つまり、ネットワーク２用のタイムスタンプ付与部２４ａと、ネットワーク３用のタイムスタンプ付与部２４ｂとを別個に設けるようにしてもよい。この場合、さらに、ネットワーク毎にタイムスタンプを付与するか付与しないかを定めるようにしてもよい。またさらに、ネットワーク毎にタイムスタンプ付与部を設けたり、或いは設けなかったりするような構成でも良い。滞留時間チェック部２６ａ，２６ｂ、タイムスタンプ除去部２８ａ，２８ｂ、エラーチェックコード付与部３２ａ，３２ｂ、エラーチェック部３４ａ，３４ｂ、エラーチェックコード除去部３６ａ，３６ｂ、エラー訂正部３８ａ，３８ｂ、滞留許容時間確認部４２ａ，４２ｂについても同様である。

また、上記実施形態では、例えば通信制御部１４ａからタイムスタンプ付与部２４ａに通信フレームを転送し、そのタイムスタンプ付与部２４ａでタイムスタンプを付与するようにしているが、タイムスタンプ付与部２４ａが、通信制御部１４ａの所定の格納領域に格納されている通信フレームに対し、タイムスタンプを付与するような構成でもよい。つまり、上記実施形態では、タイムスタンプ付与部２４ａ，２４ｂが通信フレームを格納するための格納領域を有しているように記載しているが、その格納領域を有していない構成でもよい。エラーチェックコード付与部３２ａ，３２ｂについても同様である。

またさらに、例えば滞留時間チェック部２６ａ（以下、ａの符号が付されたものについて説明することとする）は、送信バッファ１８ａに格納されている通信フレームについて滞留時間をチェックするようにしてもよい。この場合、フレーム破棄部３０が、遅延フレームと判定された通信フレームが格納されている格納領域（送信バッファ１８ａの例えばレジスタ）に対応する状態情報を、「転送不可」を表す情報に書き換えるようにすることで、遅延フレームの転送が禁止されるように構成するとよい。

また、エラーチェック部３４ａは、送信バッファ１８ａに格納されている通信フレームについてエラーの有無をチェックするようにしてもよく、エラー訂正部３８ａは、送信バッファ１８ａに格納されている通信フレームのうち、エラーが検出された通信フレームについて訂正を行うようにしてもよい。また、エラーチェックコード除去部３６ａは、送信バッファ１８ａに格納されている通信フレームについてエラーチェックコードの除去を行うようにしてもよいし、タイムスタンプ除去部２８ａは、送信バッファ１８ａに格納されている通信フレームについてタイムスタンプの除去を行うようにしてもよい。

また、上記第３、第４実施形態において、変形例４を適用してもよい。
また、上記第４実施形態のＩＤ別滞留許容時間マップ（図１０）において、データ中装置１０が中継すべき通信フレームの一部について、それぞれ、許容時間を定めておくような構成でもよい。この場合、例えば、遅延が特に問題となる（影響が大きい）通信フレームについて特に、許容時間を個別に定めておくような例が考えられる。このような構成でも、ＥＣＵ５の誤動作を防止するデータ中継をより高いレベルで実現できるようになる。

また、上記第４実施形態において、エラーチェックコード付与部３２ａ，３２ｂ、エラーチェック部３４ａ，３４ｂ、エラーチェックコード除去部３６ａ，３６ｂ、エラー訂正部３８ａ，３８ｂを適宜省略する構成にしてもよい。

第１実施形態のデータ中継装置の構成図である。 通信フレームの説明図である。 第１実施形態のデータ中継装置において実行される中継処理のフローチャートである。 第２実施形態のデータ中継装置の構成図である。 エラーチェックコードの付与についての説明図である。 第２実施形態のデータ中継装置において実行される中継処理のフローチャートである。 第３実施形態のデータ中継装置の構成図である。 第３実施形態のデータ中継装置において実行される中継処理のフローチャートである。 第４実施形態のデータ中継装置の構成図である。 ＩＤ別滞留許容時間マップである。 第４実施形態のデータ中継装置において実行される中継処理のフローチャートである。 車載通信システムの一例を表す図面である。 従来のデータ中継装置の構成図である。

符号の説明

１…車載通信システム、２，３，４…ネットワーク、５…電子制御装置、１０…データ中継装置、１２ａ，１２ｂ…トランシーバ、１４ａ，１４ｂ…通信制御部、１６ａ，１６ｂ…受信バッファ、１８ａ，１８ｂ…送信バッファ、１８ｂ…受信バッファ１６ｂ及び送信バッファ、２０…フレーム転送制御部、２２…フリーランタイマ、２４ａ，２４ｂ…タイムスタンプ付与部、２６ａ，２６ｂ…滞留時間チェック部、２８ａ，２８ｂ…タイムスタンプ除去部、３０…フレーム破棄部、３２ａ，３２ｂ…エラーチェックコード付与部、３４ａ，３４ｂ…エラーチェック部、３６ａ，３６ｂ…エラーチェックコード除去部、３８ａ，３８ｂ…エラー訂正部、４０…ＩＤ別滞留許容時間マップ、４２ａ，４２ｂ…滞留許容時間確認部。

Claims (6)

1. 複数のネットワークのそれぞれと通信可能に接続され、その複数のネットワーク間でやり取りされるべき通信フレームを中継するデータ中継装置において、
   前記通信フレームが受信されてから経過した時間を通信フレームのそれぞれについて検出する経過時間検出手段と、
   前記経過時間検出手段により検出された経過時間が予め定められた許容時間よりも大きいか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記経過時間が前記許容時間よりも大きいと判定された通信フレームの転送を禁止する遅延フレーム転送禁止手段とを備えていることを特徴とするデータ中継装置。
2. 請求項１に記載のデータ中継装置において、
   前記通信フレームが受信されてから、その受信された通信フレームが当該データ中継装置から送出されるまでの間において、その通信フレームについてエラーの有無を検出するエラー検出手段と、
   前記エラー検出手段によりエラーが検出された通信フレームの転送を禁止するエラーフレーム転送禁止手段とを備えていることを特徴とするデータ中継装置。
3. 請求項２に記載のデータ中継装置において、
   前記通信フレームが受信された際、通信フレームのそれぞれに、その通信フレームの受信タイミングの情報（以下、受信タイミングデータと言う）を付与する付与手段を備え、
   前記経過時間検出手段は、前記通信フレームのそれぞれについて、その通信フレームに前記付与手段により付与された前記受信タイミングデータに基づき経過時間を検出するようになっており、
   前記エラー検出手段は、前記通信フレームのデータ部のデータ及び前記受信タイミングデータの一方又は双方のそれぞれについて、エラーの有無を検出するようになっていることを特徴とするデータ中継装置。
4. 請求項２に記載のデータ中継装置において、
   前記通信フレームが受信された際、通信フレームのそれぞれに、その通信フレームの受信タイミングの情報（以下、受信タイミングデータと言う）を付与する付与手段を備え、
   前記経過時間検出手段は、前記通信フレームのそれぞれについて、その通信フレームに前記付与手段により付与された前記受信タイミングデータに基づき経過時間を検出するようになっており、
   前記エラー検出手段は、前記通信フレームのデータ部のデータ及び前記受信タイミングデータの双方からなるデータについて、エラーの有無を検出するようになっていることを特徴とするデータ中継装置。
5. 請求項２ないし請求項４の何れか１項に記載のデータ中継装置において、
   前記エラー検出手段によりエラーが検出された通信フレームについて、エラーの訂正を行う訂正手段を備え、
   前記エラーフレーム転送禁止手段は、前記訂正手段によりエラーの訂正がされた通信フレームについては、転送を禁止しないようになっていることを特徴とするデータ中継装置。
6. 請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のデータ中継装置において、
   前記通信フレームのそれぞれについて、前記許容時間がそれぞれ定められていることを特徴とするデータ中継装置。

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