JP2009159122A

JP2009159122A - 通信モニタ装置、通信ゲートウェイ評価装置、及び、通信モニタ方法

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Publication number: JP2009159122A
Application number: JP2007333083A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Tokuyama; 和馬徳山
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2027-12-25
Also published as: JP5042005B2

Abstract

【課題】各マイクロコンピュータでのタイムスタンプのタイミングの同期をとりつつ、他の割込み処理発生に起因するタイムスタンプの誤差を低減することのできる通信モニタ装置を提供する。
【解決手段】各通信ラインＳＬを介して伝送される通信データを受信する受信部２１と、受信された通信データに受信時刻情報を付与するタイムスタンプ処理部２２とを備えた複数のマイクロコンピュータ２を備えている通信モニタ装置１であって、各タイムスタンプ処理部２２は、各通信データの読出し時に取得した各マイクロコンピュータ２に共通の基準タイマ回路３１の値を、各通信データの受信時及び読出し時に取得した各マイクロコンピュータ２の内部タイマ回路２３の値の差分値に基づいて補正して受信時刻情報を生成する。
【選択図】図７

Description

本発明は、各通信ラインを介して伝送される通信データを受信する受信部と、前記受信部で受信された通信データに受信時刻情報を付与するタイムスタンプ処理部とを備えた複数のマイクロコンピュータと、各マイクロコンピュータで受信された通信データ及び当該通信データの受信時刻情報を記憶する通信情報記憶部を備えている通信モニタ装置、通信ゲートウェイ評価装置、及び、通信モニタ方法に関する。

車両に搭載される電子制御ユニット等のネットワークに接続される機器は、工場出荷時に検査が行なわれる。電子制御ユニットとしては、例えば、通信速度等が異なるネットワーク間でデータを相互に中継して通信を可能にする通信ゲートウェイがあり、通信ゲートウェイの検査には、電子制御ユニットそのものの検査の他、通信ゲートウェイの有するデータ中継機能が正常か否かの検査がある。

データ中継機能が正常か否かの検査方法として、特許文献１には、複数の電子制御ユニットを直列に接続し、直列接続の一端から検査用のデータを送信データとして送信し、直列接続の他端において複数の電子制御ユニットを中継してきた検査用のデータを受信データとして受信し、受信データと送信データとを確認することにより、一度に複数の電子制御ユニットのデータ中継機能を検査することのできる電子制御ユニットの検査方法が開示されている。当該検査方法では、複数の電子制御ユニットに検査装置を接続して検査を実行している。

ネットワークに接続される機器の検査では、図１に例示するように、検査対象の機器に通信モニタ装置１００を接続して、通信モニタ装置１００と検査対象の機器間でデータを送受信し、或は、検査対象の機器と他の機器間で送受信されるデータを通信モニタ装置１００で受信して、データ送受信の処理速度、タイミング、及び周期等が、予め設定された所定速度以上または以下であるか否か、所定タイミングであるか否か、所定周期であるか否か等の判定が行なわれる。その際、通信モニタ装置１００は、送受信データに時刻情報を付加する所謂タイムスタンプを実行し、データが送受信された時刻を明確にする。

通信モニタ装置１００は、例えば、図２に示すように、複数のマイクロコンピュータ２００（２０１〜２０ｍ）を備えて構成されており、各マイクロコンピュータ２００は、通信データの受信時に受信割込みを発生させる複数の受信部２１０（２１１〜２１ｎ）を備えて構成されている。そして、各受信部２１０に、通信データ受信時の時刻情報を保管するラッチ回路２２０と、通信データに前記時刻情報を付加するタイムスタンプ処理部２３０とが備えられている。尚、前記時刻情報は、各マイクロコンピュータ２００に備えられた内部タイマ回路７００によるカウント値である。

そして、各タイムスタンプ処理部２３０で時刻情報を付加された通信データは、各通信データを排他的且つ順番に通過させるスイッチ回路８００を介して、ＦＰＧＡ等で構成された通信情報記憶部４００に出力され通信情報記憶部４００に記憶される。また、通信情報記憶部４００は、ＣＰＵ等を備えた管理部５００によって管理されており、通信データ及び時刻情報は管理部５００を介して汎用コンピュータ等で構成される評価部６００に転送され、評価部６００では、通信データ及び時刻情報に基づいて前記検査対象の機器の接続動作が評価される。

また、このような通信モニタ装置として、特許文献２には、伝送路上の全データを収集するデータ収集機能を有した伝送路監視装置であって、データ収集機能がデータを受信する度に、受信バッファにデータを格納し、受信データが設定データと同じかどうか比較し、設定したデータであれば、周期現在値レジスタを周期前回値レジスタに保存し、周期現在値レジスタに受信タイムスタンプを格納し、周期前回値レジスタと周期現在値レジスタの差からその周期を求め、周期プリセット値と比較することで周期はずれが発生したかどうか判定する伝送路監視装置が開示されている。
特開２００６−２２８０９１号公報特開２００４−２０７８０３号公報

しかし、図２に示すような通信モニタ装置１００の場合、各マイクロコンピュータ２００に備えられた内部タイマ回路７００は、他のマイクロコンピュータ２００に備えられた内部タイマ回路７００と異なる回路であるため、各マイクロコンピュータ２００で受信された通信データに付加する時刻情報の同期を、各マイクロコンピュータ２００間でとることができない。

例えば、二つのマイクロコンピュータ２０１、２０２が同時に通信データを受信してタイムスタンプを実行した場合であっても、各通信データに付加される時刻情報は異なる値となる虞がある。

以下に図２のブロック図と図３のタイムチャートに基づいて詳述する。マイクロコンピュータ２０１の受信部２１１、２１ｎ、及び、マイクロコンピュータ２０２の受信部２１１、２１ｎが同時に通信データを受信した場合、マイクロコンピュータ２０１のタイムスタンプ処理部２３０で付加される時刻情報は、図３（ａ）に示すように、通信データ受信時のマイクロコンピュータ２０１の内部タイマ回路７００のカウント値である「Ｂ１」であるが、マイクロコンピュータ２０２のタイムスタンプ処理部２３０で付加される時刻情報は、図３（ｂ）に示すように、通信データ受信時のマイクロコンピュータ２０２の内部タイマ回路７００のカウント値である「Ｃ１」である。そして、各マイクロコンピュータ２００に備えられた内部タイマ回路７００は夫々異なる回路であるために、「Ｂ１」と「Ｃ１」は同じ値とは限らないのである。

そこで、図４に示すように、通信モニタ装置１００に、複数のマイクロコンピュータ２００に共通のタイマ回路としての基準タイマ回路４１０を使用し、各マイクロコンピュータ２００は、受信した通信データの読出し処理時に基準タイマ回路４１０の値を通信データに付与する構成とすることで、上述の問題の解消を図ることが考えられる。

しかし、図４の構成の場合、基準タイマ回路４１０によって出力されるカウント値は、各マイクロコンピュータ２００に共通のカウント値であって同期のとれた値であるが、あるマイクロコンピュータ２００において、ある通信データの読出し処理が実行される前に他の割込み処理が実行された場合、読出し処理に遅延が生じ、当該遅延が誤差となってしまう。

本発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、各マイクロコンピュータでのタイムスタンプのタイミングの同期をとりつつ、他の割込み処理発生に起因するタイムスタンプの誤差を低減することのできる通信モニタ装置、通信ゲートウェイ評価装置、及び、通信モニタ方法を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による通信モニタ装置の特徴構成は、各通信ラインを介して伝送される通信データを受信する受信部と、前記受信部で受信された通信データに受信時刻情報を付与するタイムスタンプ処理部とを備えた複数のマイクロコンピュータと、各マイクロコンピュータで受信された通信データ及び当該通信データの受信時刻情報を記憶する通信情報記憶部を備えている通信モニタ装置であって、各タイムスタンプ処理部は、各通信データの読出し時に取得した各マイクロコンピュータに共通の基準タイマ回路の値を、各通信データの受信時及び読出し時に取得した各マイクロコンピュータの内部タイマ回路の値の差分値に基づいて補正して前記受信時刻情報を生成する点にある。

上述の構成によれば、各タイムスタンプ処理部は、各マイクロコンピュータに共通の基準タイマ回路の値を基準として実行されるので、各マイクロコンピュータでのタイムスタンプのタイミングの同期をとることができる。また、あるマイクロコンピュータにおいて、ある通信データに対するタイムスタンプが実行される前に他の割込み処理が実行された場合であっても、タイムスタンプ処理部は、各通信データの受信時及び読出し時に取得した各マイクロコンピュータの内部タイマ回路の値の差分値に基づいて、基準タイマ回路の値を補正するので、他の割込み処理発生に起因するタイムスタンプの誤差は低減される。

以上説明した通り、本発明によれば、各マイクロコンピュータでのタイムスタンプのタイミングの同期をとりつつ、他の割込み処理発生に起因するタイムスタンプの誤差を低減することのできる通信モニタ装置を提供することができるようになった。

以下、本発明による通信モニタ装置について説明する。通信モニタ装置１は、図５（ａ）に示すように、通信ラインＳＬと接続され、各通信ラインＳＬを介して伝送される通信データをモニタ可能に構成されている。

通信ラインＳＬは、例えば、車両に搭載され、エンジンやドア等を制御する複数の電子制御装置間の通信に用いられ、通信プロトコルとして、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＦｌｅｘＲａｙ、及びＭＯＳＴ（Media Oriented Systems Transport）等がある。

本実施形態では、通信ラインとして、ＣＡＮプロトコルを用いた六種類のネットワーク、つまり六本の通信ラインＳＬ（ＳＬ１〜ＳＬ６）が用いられており、各通信ラインの一方には電子制御装置（ＥＣＵ）Ａ〜Ｆが、他方には各電子制御装置Ａ〜Ｆの通信を仲介する検査対象としての通信ゲートウェイ装置Ｇ（以下、「通信ゲートウェイＧ」と記す。）が接続されている。通信ゲートウェイＧは、例えば、エンジン及びブレーキ等を制御する電子制御装置等に用いられる駆動系のネットワーク、ドア等を制御する電子制御装置等に用いられるボディ系のネットワーク、及び故障診断に用いられるネットワーク等に対して、異なるネットワークに接続されている複数の電子制御装置間で双方向または一方向に通信できるように接続する装置で、プロトコルや通信速度が同一のネットワーク間を接続し、或は、プロトコルや通信速度が異なるネットワーク間を接続する。

尚、図５（ａ）では各通信ラインＳＬに電子制御装置が接続されているが、電子制御装置の代わりに、電子制御装置が行なう処理を模擬するシミュレーション装置が接続された構成であってもよい。つまり、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）の一点鎖線の欄内をシミュレーション装置ＳＭで実現する構成であってもよい。

通信データは、当該通信データが伝送されるネットワークのプロトコルに応じて規定されている。例えば、本実施形態で用いられるＣＡＮプロトコルの場合、通信データは、ネットワーク上の他の電子制御装置へのデータ転送の際に送信されるデータフレーム、ネットワーク上の他の電子制御装置へ送信要求する際に送信されるリモートフレーム、及び通信エラーを検出した電子制御装置によって送信されるエラーフレーム等の複数種類のフレームで構成されており、各種フレームは、データの識別子で構成されるアービトレーションフィールド、データ長等を指定するコントロールフィールド、及びデータが格納されるデータフィールド等のフィールドやエラーの有無等で切り替えられる各種フラグで構成されている。

図６に示すように、通信モニタ装置１は、複数のマイクロコンピュータ２と、各マイクロコンピュータ２で受信された通信データ及び当該通信データの受信時刻情報を記憶する通信情報記憶部３を備えている。尚、本実施形態では、通信モニタ装置１は、三個のマイクロコンピュータ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備えており、複数のマイクロコンピュータ２及び通信情報記憶部３はＰＣＩボードに搭載されている。

通信モニタ装置１には、所定のオペレーティングシステムを実行するＣＰＵが搭載された管理部としてのマザーボード４が搭載されており、マザーボード４はＰＣＩボードに搭載された通信情報記憶部３とＰＣＩバス５で接続されている。管理部は、通信モニタ装置１全体の制御等を行なう。

通信情報記憶部３は、通信データ及び受信時刻情報を読み出して記憶するためのレジスタ等の記憶領域を備えており、各マイクロコンピュータ２から出力される複数の通信データを受信時刻情報と対応づけて、夫々異なるアドレスの前記記憶領域に記憶する。このような機能を実現するために、通信情報記憶部３は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）で構成されている。

また、通信情報記憶部３は、夫々複数のアドレスラインとデータラインで構成されるＡ／Ｄバス（アドレスデータバス）６を介して、各マイクロコンピュータ２と接続されている。

更に、通信情報記憶部３は、基準タイマ回路３１を備えている。基準タイマ回路３１は、予め設定された周期で計時を繰り返すフリーランタイマで構成されており、フリーランタイマは、例えば水晶発振器等を備えて構成されている。

各マイクロコンピュータ２は、各通信ラインＳＬ（ＳＬ１〜ＳＬ６）を介して伝送される通信データを受信する受信部２１と、受信部２１で受信された通信データに受信時刻情報を付与するタイムスタンプ処理部２２とを備えて構成されている。尚、各マイクロコンピュータ２は、ＣＰＵと、ＣＰＵで実行される制御プログラムが格納されたＲＯＭと、ワーキングエリアとして使用されるＲＡＭと、周辺回路等を備えて構成されており、上述したタイムスタンプ処理部２２等の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することで実現される。

受信部２１は、各通信ラインＳＬを介して伝送される通信データの受信時に受信割込みを発生するように構成されている。受信部２１は、例えば、受信した通信データを保管するデータレジスタや、受信割込みを実行するために各種状態を格納しておく割込みレジスタ等の各種レジスタを備えて構成されている。

各タイムスタンプ処理部２２は、受信部２１で受信された通信データを読み出して当該通信データに受信時刻情報を付与するように構成されている。つまり、各タイムスタンプ処理部２２は、通信データを構成するデータ形式やタイトルといったメタデータに、受信時刻情報を加えるように構成されている。

当該通信データに受信時刻情報を付与する際、各タイムスタンプ処理部２２は、各通信データの読出し時に取得した各マイクロコンピュータ２に共通の基準タイマ回路３１の値を、各通信データの受信時及び読出し時に取得した各マイクロコンピュータ２の内部タイマ回路２３の値の差分値に基づいて補正して受信時刻情報を生成するように構成されている。

具体的に、本実施形態において、各マイクロコンピュータ２は、内部タイマ回路２３の値を取得するローカル時刻情報取得部２４と、複数のマイクロコンピュータ２に共通の基準タイマ回路３１の値を取得する基準時刻情報取得部２５とを備え、各タイムスタンプ処理部２２は、受信部２１からの通信データの読出し時に基準時刻情報取得部２５で取得された基準時刻情報から、受信割込み発生時及び受信部２１からの通信データの読出し時にローカル時刻情報取得部２４で夫々取得された受信ローカル時刻情報の差分値を減算した値を受信時刻情報として算出するように構成されている。

ここで、内部タイマ回路２３は、基準タイマ回路３１と同様、フリーランタイマで構成されている。ローカル時刻情報取得部２４は、例えば、内部タイマ回路２３の最新のカウント値を保管するレジスタで構成されており、基準時刻情報取得部２５は、例えば、基準タイマ回路３１の最新のカウント値を保管するレジスタで構成されている。

上述した受信時刻情報の算出と、算出した受信時刻情報の通信データへの付与を実現するために、各タイムスタンプ処理部２２は、受信部２１による受信時にローカル時刻情報取得部２４に保管されているカウント値を保管するラッチ回路２２０と、通信データの受信部２１からの読出し時に、ローカル時刻情報取得部２４に保管されているカウント値からラッチ回路２２０に保管されているカウント値の減算を行なう減算器２２１と、通信データの受信部２１からの読出し時に、基準時刻情報取得部２５に保管されているカウント値から減算器２２１での演算結果の減算を行なう減算器２２２と、減算器２２２での演算結果を受信部２１から読み出された通信データに付加する受信時刻情報付与部２２３とを備えて構成されている。

ラッチ回路２２０によるカウント値の保管は、受信割込み発生時に、マイクロコンピュータ２に設けられた周辺回路等のハードウェアまたは前記ハードウェアに組み込まれたファームウェアによる制御で実行される。

また、減算器２２１、２２２による受信時刻情報の算出、及び、受信時刻情報付与部２２３による受信時刻情報の通信データへの付与は、マイクロコンピュータ２のＣＰＵが制御プログラムを実行することで、つまりソフトウェアによる制御で、通信データの受信部２１からの読出し時に実行される

ここで、通信データの受信部２１からの読出し時とは、受信割込み発生に対して実行されるソフトウェアによる読出し処理開始時以後のことであり、例えば、通信データの受信部２１からの読出し処理開始時、通信データの受信部２１からの読出し開始から所定時間経過時、または通信データの受信部２１からの読出し処理終了直後等のことである。

また、各タイムスタンプ処理部２２は、内部タイマ回路２３と基準タイマ回路３１のカウントアップ周期が異なる場合に、両タイマ回路２３、３１のカウントアップ周期を同一周期に統一する処理を実行するように構成されている。

以下に詳述する。タイムスタンプ処理部２２は、精度の高いタイマ回路のカウントアップ周期を精度の低いタイマ回路のカウントアップ周期に合わせる。

例えば、内部タイマ回路２３のカウントアップ周期が１２５（ｎｓｅｃ）で、基準タイマ回路３１のカウントアップ周期が１（μｓｅｃ）である場合、タイムスタンプ処理部２２は、精度の高い内部タイマ回路２３のカウント値を８で除算して所定桁で四捨五入し、精度の低い基準タイマ回路３１のカウント値と合わせることにより、両タイマ回路２３、３１のカウントアップ周期を合わせる。

カウントアップ周期の同一周期への統一の具体例として、図１０に示すように、内部タイマ回路２３のカウントアップ周期が０．５（μｓｅｃ）で、基準タイマ回路３１のカウントアップ周期が１（μｓｅｃ）であるときに、受信時の内部タイマ回路２３のカウント値が「４」、データ読出し処理時の内部タイマ回路２３のカウント値が「８」、受信時の基準タイマ回路３１のカウント値が「１」、データ読出し処理時の基準タイマ回路３１のカウント値が「４」である場合、タイムスタンプ処理部２２は、内部タイマ回路２３のカウント値を２で除算して、受信時の内部タイマ回路２３のカウント値を「２」、データ読出し処理時の内部タイマ回路２３のカウント値を「４」とする。

除算後の内部タイマ回路２３のカウント値を基準タイマ回路３１のカウント値と比較すると、受信時では内部タイマ回路２３のカウント値が「２」に対して基準タイマ回路３１のカウント値が「１」であり、データ読出し処理時では内部タイマ回路２３のカウント値が「４」に対して基準タイマ回路３１のカウント値が「４」である。つまり、上述の方法の場合、生じる誤差を、最大でも、精度の低いタイマ回路のカウントアップ周期に抑えることができる。

また、各マイクロコンピュータ２には、各タイムスタンプ処理部２２において受信時刻情報を付与された通信データが同時にＡ／Ｄバス６に出力されることのないように、出力される通信データを排他的に選択するスイッチ回路２６が備えられている。尚、スイッチ回路２６による出力通信データの選択は、各マイクロコンピュータ２において各通信データの受信順序等によって切り替えられる構成であっても、次段落で説明する調停回路の指示によって切り替えられる構成であってもよい。

更に、通信モニタ装置１は、各マイクロコンピュータ２から通信データが同時に通信情報記憶部３に対して出力されることのないように、つまり複数の通信データがＡ／Ｄバス６上で衝突することのないように、通信データの出力順序を受信部２１への入力順序等に基づいて調停する調停回路を備えて構成されている

以下、通信モニタ装置１による受信時刻情報の生成処理について、図７のタイムチャート及び図９のフローチャートに基づいて説明する。

マイクロコンピュータ２Ａにおいて、受信部２１１が、通信ラインＳＬ１から通信データＤ１を受信すると同時に受信部２１２が通信ラインＳＬ２から通信データＤ２を受信し、マイクロコンピュータ２Ｂにおいて、受信部２１３が、通信ラインＳＬ３から通信データＤ３を受信すると同時に受信部２１４が通信ラインＳＬ４から通信データＤ４を受信した場合について説明する。尚、以下の説明では、内部タイマ回路２３のカウントアップ周期が１２５（ｎｓｅｃ）で、基準タイマ回路３１のカウントアップ周期が１（μｓｅｃ）である。

受信部２１１、２１２は、夫々通信データＤ１、Ｄ２を受信すると（Ｓ１）、通信データＤ１、Ｄ２の受信時の内部タイマ回路２３のカウント値である時刻Ｂ１で受信部２１１、２１２の割込みレジスタをオンすることによって受信割込みを発生させ（Ｓ２）、受信部２１３、２１４は、夫々通信データＤ３、Ｄ４を受信すると（Ｓ１）、通信データＤ３、Ｄ４の受信時の内部タイマ回路２３のカウント値である時刻Ｃ１で受信部２１３、２１４の割込みレジスタをオンすることによって受信割込みを発生させる（Ｓ２）。

このとき、両マイクロコンピュータ２Ａ、２Ｂの内部タイマ回路２３は別個の回路であって相互に同期していないので、各マイクロコンピュータ２Ａ、２Ｂが通信データＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を同時に受信したとしても、時刻Ｂ１と時刻Ｃ１が同一時刻であるとは限らない。

受信部２１１、２１２が受信割込みを発生させると、マイクロコンピュータ２Ａのローカル時刻情報取得部２４に保管されているカウント値が、マイクロコンピュータ２Ａのラッチ回路２２０に保管される（Ｓ３）。同様に、受信部２１３、２１４が受信割込みを発生させると、マイクロコンピュータ２Ｂのローカル時刻情報取得部２４に保管されているカウント値が、マイクロコンピュータ２Ｂのラッチ回路２２０に保管される（Ｓ３）。つまり、マイクロコンピュータ２Ａのラッチ回路２２０には時刻Ｂ１の値が、マイクロコンピュータ２Ｂのラッチ回路２２０には時刻Ｃ１の値が保管される。

そして、受信割込みに対応したソフトウェアの制御により、マイクロコンピュータ２Ａでは、通信データＤ１の読出し処理が開始され、同様に、マイクロコンピュータ２Ｂでは、通信データＤ３の読出し処理が開始される（Ｓ４）。尚、通信データＤ２、Ｄ４の読出し処理は、通信データＤ１、Ｄ３の読出し処理が完了するまで保留される。

各マイクロコンピュータ２Ａ、２Ｂでは、通信データＤ１、Ｄ３の読出し処理時である時刻Ｂ２、Ｃ２に、減算器２２１において、ローカル時刻情報取得部２４に保管されている内部タイマ回路２３のカウント値（時刻Ｂ２、Ｃ２）からラッチ回路２２０に保管されているカウント値（時刻Ｂ１、Ｃ１）を減ずる演算が実行され（Ｓ５）、タイマスタンプ処理部２２において、内部タイマ回路２３と基準タイマ回路３１のカウントアップ周期を統一するために、当該演算の結果（Ｂ２−Ｂ１、Ｃ２−Ｃ１）を８で除算する演算が実行され（Ｓ６）、減算器２２２において、基準時刻情報取得部２５に保管されているカウント値（時刻Ａ２）からタイマスタンプ処理部２２における演算結果（（Ｂ２−Ｂ１）／８、（Ｃ２−Ｃ１）／８）を減ずる演算が実行される（Ｓ７）。

尚、図７では、時刻Ａ２と時刻Ｂ２、Ｃ２とは同一時刻であるかのごとく表示しているが、基準タイマ回路３１と内部タイマ回路２３は別個の回路であって相互に同期していないので、時刻Ａ２と時刻Ｂ２、Ｃ２は同一時刻であるとは限らない。

その後、各マイクロコンピュータ２Ａ、２Ｂの受信時刻情報付与部２２３において、上記演算結果（Ａ２−（Ｂ２−Ｂ１）／８、Ａ２−（Ｃ２−Ｃ１）／８）が、受信部２１から通信情報記憶部３へ出力される通信データＤ１、Ｄ３に夫々付加され（Ｓ８）、通信データＤ１、Ｄ３の読出し処理は終了する。

続いて、ソフトウェアの制御により、通信データＤ１、Ｄ３の読出し処理終了をトリガとして、マイクロコンピュータ２Ａでは、通信データＤ２の読出し処理が開始され、マイクロコンピュータ２Ｂでは、通信データＤ４の読出し処理が開始される（Ｓ９）。

各マイクロコンピュータ２Ａ、２Ｂでは、通信データＤ２、Ｄ４の読出し処理時である時刻Ｂ３、Ｃ３に、減算器２２１において、ローカル時刻情報取得部２４に保管されている内部タイマ回路２３のカウント値（時刻Ｂ３、Ｃ３）からラッチ回路２２０に保管されているカウント値（時刻Ｂ１、Ｃ１）を減ずる演算が実行され（Ｓ１０）、タイマスタンプ処理部２２において、内部タイマ回路２３と基準タイマ回路３１のカウントアップ周期を統一するために、当該演算の結果（Ｂ３−Ｂ１、Ｃ３−Ｃ１）を８で除算する演算が実行され（Ｓ１１）、減算器２２２において、基準時刻情報取得部２５に保管されているカウント値（時刻Ａ３）から減算器２２１における演算結果（（Ｂ３−Ｂ１）／８、（Ｃ３−Ｃ１）／８）を減ずる演算が実行される（Ｓ１２）。尚、上述と同様、時刻Ａ３と時刻Ｂ３、Ｃ３が同一時刻であるとは限らない。

その後、各マイクロコンピュータ２Ａ、２Ｂの受信時刻情報付与部２２３において、上記演算結果（Ａ３−（Ｂ３−Ｂ１）／８、Ａ３−（Ｃ３−Ｃ１）／８）が、受信部２１から通信情報記憶部３へ出力される通信データＤ２、Ｄ４に付加され（Ｓ１３）、通信データＤ２、Ｄ４の読出し処理は終了する。

上述の構成によれば、両マイクロコンピュータ２Ａ、２Ｂに共通に使用される基準タイマ回路３１のカウント値を基準として受信時刻情報を生成することで、両マイクロコンピュータ２Ａ、２Ｂの内部タイマ回路２３の非同期による時刻のずれを解消できる。

また、受信割込みから通信データの読出し処理までの間に、他の割込み処理や他のマイクロコンピュータ２からの通信データの出力が実行されて当該通信データの読出し処理が保留された場合等には、当該通信データの読出し処理までの時間が遅延する虞がある。また、他の割込み処理の有無等によって当該読出し処理までの時間にばらつきが生じる、つまり他の割込み処理が発生した場合、他の割込み処理が発生しない場合に比べて、当該読出し処理までに時間がかかる虞がある。その結果、これらの遅延やばらつきは、通信データに付与される受信時刻情報の誤差となる。

しかし、上述の構成によれば、他の割込み処理の有無にかかわらず、基準タイマ回路３１のカウント値Ａ３から、各通信データの受信時及び読出し時に取得した各マイクロコンピュータ２Ａ、２Ｂの内部タイマ回路２３の値の差分値であるＢ２−Ｂ１、Ｃ２−Ｃ１を減算する補正を行なうことによって、これらの遅延やばらつきを是正するので、誤差の発生を低減することができる。別個の内部タイマ回路２３であることによる「Ｂ１」と「Ｃ１」及び「Ｂ２」と「Ｃ２」の相違があるとしても、その差分である「Ｂ２−Ｂ１」と「Ｃ２−Ｃ１」は略同一値となるからである。

以上説明したとおり、本発明による通信モニタ方法は、各通信ラインを介して伝送される通信データを受信するマイクロコンピュータ２を複数備え、各マイクロコンピュータ２で受信した通信データに受信時刻情報を付与する通信モニタ方法であって、各マイクロコンピュータ２は、各通信データの読出し時に取得した共通の基準タイマ回路３１の値を、各通信データの受信時及び読出し時に取得した各マイクロコンピュータ２の内部タイマ回路２３の値の差分値に基づいて補正して受信時刻情報を生成する方法である。

以下、別実施形態について説明する。通信モニタ装置１は、図６に破線で示すように、また、図８（ａ）に示すように、系統の異なる複数のネットワークを相互に接続する通信ゲートウェイＧに入出力される各通信ラインＳＬが各受信部２１と接続され、通信情報記憶部３に記憶された各通信データ及び受信時刻情報に基づいて通信ゲートウェイＧの接続動作を評価する評価部７を備えた構成であってもよい。

通信ゲートウェイＧは、図８（ｂ）に示すように、プロトコルが異なる複数のネットワークを相互に接続するように構成されており、例えば、複数のプロトコル変換処理部８１（８１１〜８１ｉ）とゲートウェイ処理部８２等を備えて構成されている。

プロトコル変換部８１は、対応するネットワークＮに対して当該ネットワークＮに固有のプロトコルで通信データを出力するとともに、当該ネットワークＮから入力された通信データを、当該通信データに付加された送信先ネットワークＮを示すアドレスに基づいて、送信先ネットワークＮを特定した中間データに変換して出力するように構成されている。

ゲートウェイ処理部８２は、複数の中間データと各中間データに対応する送信先ネットワークＮを示すアドレスとが予め記憶されている送受信ルート情報テーブル８３に基づいて、各プロトコル変換処理部８１から出力された中間データを、送信先ネットワークＮに対応するプロトコル変換処理部８１に中継出力するように構成されている。

評価部７は、例えば、所定のオペレーティングシステムの下で動作するアプリケーションプログラムがインストールされ、表示部や、キーボード及びマウス等の入出力機器等を備えた汎用コンピュータで構成されている。

そして、各通信ラインＳＬを伝送され、各マイクロコンピュータ２の各受信部２１で受信された各通信データを、タイムスタンプ処理部２２で付与された受信時刻情報と共に取り込み、これらの通信データ及び受信時刻情報に基づいて、通信ゲートウェイ８の評価を行なう。

例えば、図８（ａ）に示すように、ある電子制御装置Ａから出力された通信データが、通信ラインＳＬ１、通信ゲートウェイＧ、及び通信ラインＳＬ５を介して別の電子制御装置Ｅに入力する場合、通信ラインＳＬ１を伝送中の通信データと通信ラインＳＬ５を伝送中の通信データとを、通信モニタ装置１の各マイクロコンピュータ２Ａ、２Ｃの受信部２１で取り込み、各通信データに受信時刻情報を付与した上で、評価部７へ出力する。

評価部７は、通信ラインＳＬ１より取り込んだ通信データの形式が、電子制御装置Ａの属するネットワークのプロトコルと合致しているか否かを評価し、通信ラインＳＬ５より取り込んだ通信データの形式が、電子制御装置Ｅの属するネットワークのプロトコルと合致しているか否かを評価する。評価部７は、通信データの形式がプロトコルと合致している場合に、通信データが問題なく伝送されていると判断する。

また、評価部７は、通信ラインＳＬ１より取り込んだ通信データの受信時刻情報と、通信ラインＳＬ５より取り込んだ通信データの受信時刻情報との差分を演算して、当該差分が、通信ゲートウェイ８について予め設定しておいた接続切替時間より大きいか否かを評価する。評価部７は、当該差分が接続切替時間より小さい場合に、通信ゲートウェイ８による切替動作は問題なく実行されていると判断する。

以上より、通信モニタ装置１は、以下のような通信ゲートウェイ評価装置として構成されていてもよい。

つまり、通信ゲートウェイ評価装置は、系統の異なる複数のネットワークを相互に接続する通信ゲートウェイＧに入出力される通信ラインを介して伝送される通信データを受信する受信部２１と、受信部２１で受信された通信データに受信時刻情報を付与するタイムスタンプ処理部２２とを備えた複数のマイクロコンピュータ２と、各マイクロコンピュータ２で受信された通信データ及び当該通信データの受信時刻情報を記憶する通信情報記憶部３と、通信情報記憶部３に記憶された各通信データ及び受信時刻情報に基づいて通信ゲートウェイＧの接続動作を評価する評価部７を備えている通信ゲートウェイ評価装置であって、各タイムスタンプ処理部２２は、各通信データの読出し時に取得した各マイクロコンピュータ２に共通の基準タイマ回路３１の値を、各通信データの受信時及び読出し時に取得した各マイクロコンピュータ２の内部タイマ回路２３の値の差分値に基づいて補正して受信時刻情報を生成し、評価部７は、各通信データ及び受信時刻情報に基づいて通信ゲートウェイＧによる接続動作が予め設定された接続切替時間内に実行されているか否か、または、各通信データが予め設定された変換ルールに基づいて変換されているか否かを評価するように構成されている。

上述の実施形態では、基準タイマ回路３１が通信情報記憶部３に備えられた構成について説明したが、このような構成に限らず、例えば、通信モニタ装置１が、マイクロコンピュータ２や通信情報記憶部３とは別の独立した基準タイマ回路を備えている構成や、複数のマイクロコンピュータ２のうちの一つに備えられた内部タイマ回路２３を基準タイマ回路とし、他のマイクロコンピュータ２は当該内部タイマ回路２３の値を基準タイマ回路の値として、受信時刻情報の生成に使用する構成であってもよい。

上述の実施形態では、マイクロコンピュータ２が、各通信ラインＳＬを介して伝送される通信データを受信する受信部２１を備えた構成について説明したが、マイクロコンピュータ２は、各通信ラインＳＬを介して伝送される通信データを送信する送信部を備えた構成であってもよい。

例えば、マイクロコンピュータ２Ａが、図６において受信部２１２の代わりに送信部を備えて構成されており、通信モニタ装置１は、タイムスタンプ処理部２２で送信時刻情報を付与した後に、送信部から通信ラインＳＬ２に通信データを出力する構成であってもよい。通信モニタ装置１をこのような構成とした場合、通信モニタ装置１は、送信部を介しての電子制御装置へのデータ送信から受信部を介しての当該電子制御装置からのデータ返信までの時間を測定することができる。

上述の実施形態では、通信モニタ装置１が三個のマイクロコンピュータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃを備えており、各マイクロコンピュータ２が夫々二個の受信部２１を備えている構成について説明したが、通信モニタ装置１が備えるマイクロコンピュータ２は三個に限らず、また、各マイクロコンピュータ２が備える受信部２１は二個に限らない。例えば、通信モニタ装置１が、四個のマイクロコンピュータ２を備え、各マイクロコンピュータ２が夫々三個の受信部２１を備えた構成であってもよい。

上述の実施形態では、検査対象が通信ゲートウェイＧである構成について説明したが、検査対象は通信ゲートウェイＧに限らず、例えば、エンジンを制御する電子制御装置を検査対象としてもよい。この場合、例えば、通信モニタ装置１は、エンジンを制御する電子制御装置へデータを送信し、当該電子制御装置から通信モニタ装置１へ当該データが返信されてくるまでの時間の測定等を実行して、当該電子制御装置を検査する。

上述の実施形態では、本発明による通信モニタ装置１（通信ゲートウェイ評価装置）が、エンジン等を制御する電子制御装置が接続された通信ライン、つまり車載ネットワークを伝送される通信データをモニタする構成について説明したが、通信モニタ装置１がモニタするのは車載ネットワークを伝送される通信データに限らない。例えば、通信モニタ装置１を、航空機や空調システム等に搭載するネットワークに適用して、当該ネットワークを伝送する通信データをモニタする構成であってもよい。

尚、上述した実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において各ブロックの具体的構成等を適宜変更設計できることは言うまでもない。

通信モニタ装置の接続についての説明図内部タイマ回路を用いた従来構成の通信モニタ装置のブロック図（ａ）は、図２の構成の通信モニタ装置のマイクロコンピュータ２０１による通信データの受信を説明し、（ｂ）は、図２の構成の通信モニタ装置のマイクロコンピュータ２０２による通信データの受信を説明するためのタイムチャート基準タイマ回路を用いた従来構成の通信モニタ装置のブロック図（ａ）は、通信モニタ装置の電子制御装置及び通信ゲートウェイとの接続を示し、（ｂ）は、図５（ａ）において電子制御装置をシミュレーション装置で実現した構成を示す説明図本発明による通信モニタ装置のブロック図（ａ）は、図６の構成の通信モニタ装置のマイクロコンピュータ２Ａによる通信データの受信について説明し、（ｂ）は、図６の構成の通信モニタ装置のマイクロコンピュータ２Ｂによる通信データの受信について説明するためのタイムチャート（ａ）は、評価部を備えた通信モニタ装置の電子制御装置及び通信ゲートウェイとの接続について示し、（ｂ）は、通信ゲートウェイのブロック構成について示す説明図図６の構成の通信モニタ装置による通信データの受信について説明するためのフローチャートカウントアップ周期の同一周期への統一の説明図

符号の説明

１：通信モニタ装置
２：マイクロコンピュータ
３：通信情報記憶部
７：評価部
２１：受信部
２２：タイムスタンプ処理部
２３：内部タイマ回路
２４：ローカル時刻情報取得部
２５：基準時刻情報取得部
３１：基準タイマ回路
Ｇ：通信ゲートウェイ
ＳＬ：通信ライン

Claims

各通信ラインを介して伝送される通信データを受信する受信部と、前記受信部で受信された通信データに受信時刻情報を付与するタイムスタンプ処理部とを備えた複数のマイクロコンピュータと、各マイクロコンピュータで受信された通信データ及び当該通信データの受信時刻情報を記憶する通信情報記憶部を備えている通信モニタ装置であって、
各タイムスタンプ処理部は、各通信データの読出し時に取得した各マイクロコンピュータに共通の基準タイマ回路の値を、各通信データの受信時及び読出し時に取得した各マイクロコンピュータの内部タイマ回路の値の差分値に基づいて補正して前記受信時刻情報を生成することを特徴とする通信モニタ装置。
各通信ラインを介して伝送される通信データの受信時に受信割込みを発生する受信部と、前記受信部で受信された通信データを読み出して当該通信データに受信時刻情報を付与するタイムスタンプ処理部とを備えた複数のマイクロコンピュータと、各マイクロコンピュータで受信された通信データ及び当該通信データの受信時刻情報を記憶する通信情報記憶部を備えている通信モニタ装置であって、
各マイクロコンピュータは、内部タイマ回路の値を取得するローカル時刻情報取得部と、複数のマイクロコンピュータに共通の基準タイマ回路の値を取得する基準時刻情報取得部とを備え、
各タイムスタンプ処理部は、前記受信部からの通信データの読出し時に前記基準時刻情報取得部で取得された基準時刻情報から、前記受信割込み発生時及び前記受信部からの通信データの読出し時に前記ローカル時刻情報取得部で夫々取得された受信ローカル時刻情報の差分値を減算した値を前記受信時刻情報として算出することを特徴とする通信モニタ装置。
複数のネットワークを接続する通信ゲートウェイ装置に入出力される各通信ラインが各受信部と接続され、前記通信情報記憶部に記憶された各通信データ及び受信時刻情報に基づいて前記通信ゲートウェイ装置を評価する評価部を備えている請求項１または２記載の通信モニタ装置。
複数のネットワークを接続する通信ゲートウェイ装置に入出力される通信ラインを介して伝送される通信データを受信する受信部と、前記受信部で受信された通信データに受信時刻情報を付与するタイムスタンプ処理部とを備えた複数のマイクロコンピュータと、各マイクロコンピュータで受信された通信データ及び当該通信データの受信時刻情報を記憶する通信情報記憶部と、前記通信情報記憶部に記憶された各通信データ及び受信時刻情報に基づいて前記通信ゲートウェイ装置を評価する評価部を備えている通信ゲートウェイ評価装置であって、
各タイムスタンプ処理部は、各通信データの読出し時に取得した各マイクロコンピュータに共通の基準タイマ回路の値を、各通信データの受信時及び読出し時に取得した各マイクロコンピュータの内部タイマ回路の値の差分値に基づいて補正して前記受信時刻情報を生成し、
前記評価部は、各通信データ及び受信時刻情報に基づいて前記通信ゲートウェイ装置を評価することを特徴とする通信ゲートウェイ評価装置。
各通信ラインを介して伝送される通信データを受信するマイクロコンピュータを複数備え、各マイクロコンピュータで受信した通信データに受信時刻情報を付与する通信モニタ方法であって、
各マイクロコンピュータは、各通信データの読出し時に取得した共通の基準タイマ回路の値を、各通信データの受信時及び読出し時に取得した各マイクロコンピュータの内部タイマ回路の値の差分値に基づいて補正して前記受信時刻情報を生成する通信モニタ方法。