JP2010074211A - クロック同期回路、電子制御ユニット、車載ネットワークシステム及びクロック同期方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 syncフレーム未受信時においてもクロック補正を行えるようにして、syncノードとの周期のずれを軽減する。
【解決手段】 クロックの補正値を計算するクロック補正値計算部２４３と、補正値を所定期間分保存するクロック補正値保存部２４４と、受信信号を分析してｓｙｎｃフレームを受信しているか否かを判断する分析部（デコーダ２４１）と、ｓｙｎｃフレームを受信していないと判断されたときに、クロック補正値保存部２４４から補正値を取り出す選択回路２４２と、選択回路２４２で取り出された補正値を用いて、クロックの補正を行うクロック同期補正部２４５とを備えた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、クロックの同期や補正を行うクロック同期回路、このクロック同期回路を備えた電子制御ユニット、この電子制御ユニットを備えた車載ネットワークシステム、及び、クロック同期の手順を示すクロック同期方法に関し、特に、車載ＬＡＮプロトコルによりクロック同期を行うクロック同期回路、電子制御ユニット、車載ネットワークシステム及びクロック同期方法に関する。

自動車に搭載される電子機器の技術的進歩やその搭載数の増大にともなって、制御アーキテクチャは、集中型から分散型に移行してきた。
分散制御アーキテクチャは、車載ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワーク技術を採用するものであり、このための車載ＬＡＮプロトコルが開発され、規格化されている。
その一つに、ＣＡＮ（Controller Area Network）がある。
ＣＡＮは、ボディ系／パワートレイン系の制御用ネットワークとして、現在広く利用されている。

ところが、自動車が装備する機能が増加し、ネットワーク上を流れるフレームの数が増えると、ＣＡＮでは対応しきれないとの見方が出てきた。
そこで、新たな車載ネットワークプロトコルとして、ＦｌｅｘＲａｙ（フレックスレイ、登録商標）が注目されている。

ＦｌｅｘＲａｙは、FlexRay Consortiumにより開発された車載ＬＡＮ規格である。
このＦｌｅｘＲａｙでは、メディア・アクセス方式を４階層に分けている。このうち、コミュニケーション・サイクル・レベルは、最大のアクセス単位であって、次のデータを送信するためのスロットを得るまでの時間を決めている。アービトレーション・グリッド・レベルは、静的スロットとミニスロットを構成要素とし、各スロットごとにフレームを送信する。

ここで、スロットやフレームなどの長さ（時間）は、コミュニケーション・サイクルの長さで決まる。そして、ネットワークの最大通信速度である１０Ｍｂｐｓを使用するために、コミュニケーション・サイクルの長さを決めることも可能となっている。
このため、ＦｌｅｘＲａｙは、ＣＡＮに比べて高速なデータ伝送速度を実現している。また、データ伝送方式にタイム・トリガ型を採用したことで、遅延が生じにくいなど、様々な利点を有している。
このＦｌｅｘＲａｙについては、改良技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００８−０２２０７８号公報

以上のように、現在のＦｌｅｘＲａｙプロトコルは、アクセルバイワイヤ、ブレーキバイワイヤ等を想定し、高速通信が求められる領域に適用するために定められている。
そのため、syncフレーム（同期フレーム）の未受信状態が長い期間（数十サイクル以上）継続してからの同期の復旧には対応できない。
なお、syncフレームとは、各ノードがクロック同期を行うために、syncノードが各ノードに送信するフレームをいう。

一方、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルの採用は、ＣＡＮの置き換えも想定しており、その場合は、現在のＦｌｅｘＲａｙプロトコル程の高速伝送は必要なく、ＣＡＮと同程度の伝送速度を有していればよい。
そこで、ＣＡＮからＦｌｅｘＲａｙプロトコルへの置き換えを容易にするために、同期を維持する条件を緩和する方法が求められていた。

また、上述したように、ＦｌｅｘＲａｙでは、データ伝送方式にタイム・トリガ方式を採用している。このため、ノードどうしのデータのやりとりは、時間で管理している。
この時間については、クラスタ全体で絶対的な時間が定められているわけではなく、各ノードが、クロック同期を用いて、クラスタに対しその時間を合わせている。しかも、温度変化や電圧変動、クロック発生器の製造上のばらつき、経年変化などによって徐々にタイミングが揃わなくなってしまう。そこで、クロックの再同期のメカニズムが必要となる。

現在のＦｌｅｘＲａｙプロトコルでのクロック同期方法は、レート補正（Rate Correction、周波数補正）とオフセット補正（Offset Correction、位相補正）の両方を行って同期を維持する方法である。
これにより、最大誤差を基準値から±１５００ｐｐｍ以内に収めている。

すなわち、レート補正とオフセット補正を行ってsyncノードとの周期のずれを極力少なくするようにしている。ただし、syncフレームを受信していてもレート補正した結果がpRateCorrectionOutより大きければ、また、オフセット補正した結果がpOffsetCorrectionOutより大きければ補正は行えない。

レート補正で補えなかったsyncフレームとの誤差を２サイクルに１回オフセット補正で行っている。
非同期状態でも再びsyncフレームを受信できればクロック同期が行える。
ただし、レート補正した結果がpRateCorrectionOutより小さいこと、また、オフセット補正した結果がpOffsetCorrectionOutより小さいことが条件となる。

syncフレーム未受信時は、クロック補正を行えなくなった時点で保持しているレート補正値を使用してクロック補正を行うが、オフセット補正値は、“０”を使用する。つまり、オフセット補正は行わなくなる。また、レート補正値は、syncフレーム受信時は、変動しているのに対し、syncフレーム未受信時は、固定値となる。これらは、ＦｌｅｘＲａｙでは、syncフレーム未受信時が長時間に及ぶことを想定していないからである。
このため、syncフレーム未受信からの時間が長くなるほどレート補正値の積算値の誤差が大きくなっていた。また、オフセット補正も行わないので、レート補正で補えない時間が積み重なり、syncノードとの周期のずれが大きくなっていた。
よって、syncフレーム未受信からの時間が長くなるほど、再びsyncフレームを受信できた場合の再同期が困難になっていた。

本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、syncフレーム未受信からの時間が長くなってもクロック補正（オフセット補正）を行えるようにして、syncフレームとの再同期を可能とするクロック同期回路、電子制御ユニット、車載ネットワークシステム及びクロック同期方法の提供を目的とする。

この目的を達成するため、本発明のクロック同期回路は、外部から受信した所定のフレームの時刻情報にもとづいてクロックの補正値を計算するクロック補正値計算部と、補正値を所定期間分保存するクロック補正値保存部と、受信信号を分析して所定のフレームを受信しているか否かを判断する分析部と、所定のフレームを受信していないと判断されたときに、クロック補正値保存部から補正値を取り出す選択回路と、選択回路で取り出された補正値を用いて、クロックの補正を行うクロック同期補正部とを備えた構成としてある。

また、本発明の電子制御ユニットは、クロック同期を行うクロック同期回路として、特許請求の範囲の請求項１〜３のいずれかに記載のクロック同期回路を備えた構成としてある。

また、本発明の車載ネットワークシステムは、ネットワークのノードとして、特許請求の範囲の請求項４又は５記載の電子制御ユニットを備えた構成としてある。

また、本発明のクロック同期方法は、外部から受信した所定のフレームの時刻情報にもとづいてクロックの補正値を計算する処理と、補正値を所定期間分保存する処理と、受信信号を分析して所定のフレームを受信しているか否かを判断する処理と、所定のフレームを受信していないと判断されたときに、保存された補正値を用いてクロックの補正を行う処理とを有した方法としてある。

本発明のクロック同期回路、電子制御ユニット、車載ネットワークシステム、及びクロック同期方法によれば、syncフレーム未受信時においてもクロック補正を行えるようにしたので、syncフレーム未受信からの時間が長くなった場合でもクロック補正（オフセット補正）を行うことができ、syncフレームとの再同期が可能となる。
また、syncフレームの未受信時においてもクロック補正を行うこととしたので、同期を維持する条件が緩和され、ＣＡＮからＦｌｅｘＲａｙへの置き換えが容易となる。

以下、本発明に係るクロック同期回路、電子制御ユニット、車載ネットワークシステム及びクロック同期方法の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。

［クロック同期回路、電子制御ユニット、車載ネットワークシステム］
まず、本発明のクロック同期回路、電子制御ユニット、車載ネットワークシステムの実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、本実施形態の車載ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図２は、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）の構成を示すブロック図である。図３は、コミュニケーション・コントローラの構成を示すブロック図である。図４は、クロック同期回路の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、車載ネットワークシステムＡは、複数のＥＣＵ１がネットワークのノードとしてバス２に接続されている。
それら複数のＥＣＵ１の間では、車載用プロトコル（例えば、ＦｌｅｘＲａｙ）にしたがった通信を行っている。これにより、情報を共有する車載用のネットワークシステムを構成する。
それらＥＣＵ１は、ホストＣＰＵ１０のアプリケーションレベルでの機能はそれぞれ異なるものの、通信に関しては、基本的に共通の構成、機能を有している。

ＥＣＵ１のハードウエア的な構成は、図２に示すように、ホストＣＰＵ１０と、コミュニケーション・コントローラ２０と、バス・ドライバ３０と、フィルタ４０と、コネクタ５０とを有している。
ホストＣＰＵ１０は、ＥＣＵ１の全体を制御するコントローラである。
コミュニケーション・コントローラ２０は、ＥＣＵ１の通信を制御するコントローラである。
バス・ドライバ３０は、バス２とコミュニケーション・コントローラ２０との間での物理的信号と論理的信号との信号変換を行う。

また、コミュニケーション・コントローラ２０は、ソフトウエアで実現される機能として、図３に示すように、インタフェース回路（ＣＨＩ：Controller Host Interface）２１と、プロトコル・エンジン（ＰＯＣ：Protocol Operation Control）２２と、マクロティック生成回路２３と、クロック同期回路２４と、スタートアップ回路２５と、バッファ処理回路２６と、フレームエンコード／デコード回路２７と、ビットコーディング／ビットデコーディング回路２８とを有している。

インタフェース回路２１は、ホストＣＰＵ１０とのデータ送受信を行う。
プロトコル・エンジン２２は、コミュニケーション・コントローラ２０の状態遷移を制御する。
マクロティック生成回路２３は、クロックを生成する。また、マクロティック生成回路２３は、サイクルとマクロティックのカウンタを制御して、レート補正やオフセット補正に適用する（マクロティック生成プロセス）。
クロック同期回路２４は、クロック同期を行う。すなわち、サイクル開始の際の初期化、偏差の測定と保存、オフセット補正値やレート補正値の計算を行う。

スタートアップ回路２５は、通信起動時のシーケンス制御を行って、スタートアップを実行する。
バッファ処理回路２６は、メモリ管理を行う。
フレームエンコード／デコード回路２７は、syncフレームをエンコード又はデコードする。
ビットコーディング／ビットデコーディング回路２８は、ビット単位のコーディング又はデコーディングを行う。

本実施形態の通信ネットワークシステムＡは、ネットワークのノードとして接続されている各ＥＣＵ１のコミュニケーション・コントローラ２０における上述した各機能のうちで、特に、クロック同期回路２４で実行される同期補正の機能に大きな特徴を有している。

本実施形態の通信ネットワークシステムＡは、通信プロトコルとしてタイム・トリガ方式のＦｌｅｘＲａｙを採用することができる。そして、ネットワークのノードとして接続される各ＥＣＵ１は、ネットワーク内での共通の時間認識であるグローバルタイムにしたがって、コミュニケーション・サイクルのスタティック・セグメントやダイナミック・セグメントの中で自ＥＣＵ１に割り当てられたスロットを認識して、当該スロット内でフレームの送信を行う必要がある。
そのため、各ＥＣＵ１のコミュニケーション・コントローラ２０は、スタートアップ回路２５でのスタートアップ処理の際に、自ＥＣＵ１固有のクロックに依存するローカルタイムとグローバルタイムとの差を認識し、クロック同期によりその差を補正するようにしている。

各ＥＣＵ１のクロック同期は、このようにコミュニケーション・コントローラ２０のスタートアップ回路２５でスタートアップ処理を行う際に実施されるが、その後の稼動に伴う温度変化や電圧変動、クロック発生器の製造上のばらつき、経時劣化などにより、各ＥＣＵ１間での同期は徐々にずれていく場合がある。
そのため、各ＥＣＵ１のコミュニケーション・コントローラ２０は、クロック同期回路２４で同期補正処理を定期的に行うことで、自ＥＣＵ１の時間認識のずれを許容範囲内に抑えて、他のＥＣＵ１との間で適切なデータ転送を継続的に行えるようにしている。

各ＥＣＵ１の内部で扱われる時間単位には、マクロティック（ＭＴ）とマイクロティック（μＴ）とがある。
マイクロティックは、各ＥＣＵ１のコミュニケーション・コントローラ２０のクロックによって決まる時間単位であり、各ＥＣＵ１ごとのローカルな時間の最小単位である。
マクロティックは、ネットワーク全体にわたって共通の時間単位であり、マイクロティックの整数倍の長さに設定される。ただし、１マクロティックあたりのマイクロティックの数は、ＥＣＵ１間で異なる場合もある。
上述したデータ転送の周期であるコミュニケーション・サイクルや、その下位レベルのスタティック・スロット、ダイナミック・スロットは、全てこのマクロティックを単位として、その長さがマクロティックの整数倍に設定されている。
また、ＥＣＵ１のコミュニケーション・コントローラ２０による同期補正は、このマクロティックをもとに実行される。

クロック同期回路２４は、図４に示すように、デコーダ２４１と、選択回路２４２と、クロック補正値計算部２４３と、クロック補正値保存部２４４と、クロック同期補正部２４５とを有している。
デコーダ（分析部）２４１は、受信したフレームを分析する機能と、受信したフレームの時刻を計測する機能とを有している。
また、デコーダ２４１は、syncノードからsyncフレームを受信しているか否かを検出する。この検出の結果は、選択回路２４２へ送られる。

選択回路２４２は、デコーダ２４１から送られてきた検出結果にもとづいて、クロック補正値計算部２４３又はクロック補正値保存部２４４のいずれか一方を選択し、この選択した方から補正値を取り出して、クロック同期補正部２４５へ出力する。
例えば、デコーダ２４１でsyncフレーム受信が検出されたときは、クロック補正値計算部２４３からの補正値を選択する。一方、syncフレーム受信が検出されなかったときは、クロック補正値保存部２４４からの補正値を選択する。

クロック補正値計算部２４３は、クロック補正値を計算する。
クロック補正値保存部２４４は、クロック補正値計算部２４３で算出された補正値を所定期間分（例えば、６４サイクル分）保存する。
クロック同期補正部２４５は、選択回路２４２からの補正値を使用して、実際にクロック補正（レート補正及びオフセット補正）を行う。
このように、syncフレーム未受信時にも適性なクロック補正が行えることにより、syncノードとの周期のずれを軽減できる。

クロック同期回路２４におけるクロック補正は、次のように行われる。
オフセット補正値の算出は、コミュニケーション・サイクルごとに行われるが、実際に補正がかかるのは奇数サイクルのネットワーク・アイドル時間内のみとなっている。
このオフセット補正は、次のコミュニケーション・サイクルが開始される前に終了しておかなければならない。なお、オフセット補正は、マイクロティック単位で行われる。オフセット補正値に応じてネットワーク・アイドル時間が増減する。
一方、レート補正は、２サイクル（奇数、偶数サイクル）に１回、補正値が算出され、マイクロティック単位で補正される。この補正は、ネットワーク・アイドル時間では行われず、次のサイクル静的セグメントで実行される。

補正を行うための時間の測定は、次の手順で行われる。
まず、各ノードがチャネルごとに静的セグメント内で受信したすべてのsyncフレームについて、予期した到着時間と実測した到着時間の差をマイクロティック単位で測定して、その値を保存する。
フレームの予期した到着時間は、「アクション・ポイント（または、静的スロット・アクション・ポイント）」と呼ばれる。
このアクション・ポイントに到達したとき、通信コントローラでは、ＭＡＣ（Media Access Control）処理が行われる。このＭＡＣ処理で生成された信号をもとに、クロック同期プロセス内でタイム・スタンプがとられ、それが保存される。
フレーム受信中に補助的な時間基準点が検出されると、デコーダ２４１がその時点でのタイム・スタンプをとる。

続いて、このデコーダ２４１が、補助的な時間基準点のタイム・スタンプをもとにオフセット値を設定し、それをアクション・ポイントにおけるタイム・スタンプから差し引くことで本来の時間基準点を求める。この時間測定は、静的セグメントの終了とともに終了する。

補正値の計算は、通信コントローラによって、次のような手順で行われる。
まず、測定したデータ数に応じたパラメータｋを決める。このｋは、測定値の最大値および最小値から削除するデータの個数を表す。
例えば、次のように決めたとする。
測定値の数＝１〜２のときはｋ＝０
測定値の数＝３〜７のときはｋ＝１
測定値の数＞７のときはｋ＝２

このときの測定値がかりに{−５，−３，６，８，９，１１，１３，１５}であったとすると、測定データの個数が７以上となることから、最大値から２個（この場合は、１５と１３）、最小値から２個（この場合は、−５と−３）を削除する。
そして、残ったデータの最大値と最小値の平均をとる。
この例では、（１１＋７）÷２→８となる（小数点以下は切り捨て）。
この値は、グローバル時間に対するノードのローカル時間のずれ（偏差）の平均値を表している。
レート補正の場合は、この計算結果をvRateCorrection、オフセット補正の場合はvOffsetCorrectionとする。これらの値が仕様で決められている範囲を超えている場合は、補正をかける。一方、範囲内であれば、補正をおこなわない。

ここで、クロックの補正を行う理由と、補正値の保存について説明する。
クロックを生成するのは物理的な発振子（図示せず）である。この発振子は、設定した周期のクロックを生成しようとするが、必ずしも設定した周期を生成するものではない。設定した周期を軸として、周期が短くなったり長くなったりする。このクロックの揺らぎを補正するのがクロック補正値計算部２４３である。
このようにクロックは揺らぐため、ある時点では設定した周期より短くなり、ある時点では長くなる。ここで、クロック補正値を固定にしてしまうと、その時点の周期に対する補正値をその後も使用し続けることとなり、クロックの揺らぎに対応できなくなる。

そこで、本実施形態の車載ネットワークシステムＡは、クロック同期回路２４にクロック補正値保存部２４４を備えて、ある期間（例えば、６４サイクル分）で発生した補正値を保存しておき、これを使用することで、クロックの揺らぎに一定程度対応することができる。
保存する期間は、物理的なクロックの揺らぎに合わせて、長くしたり短くしたりすることができる。また、クロック補正値保存部２４４の容量を大きくすれば、その分だけ長期間の保存が可能となる。

［クロック同期方法］
次に、本実施形態のクロック同期回路の動作（クロック同期方法）について、図５を参照して説明する。
同図は、クロック同期方法の手順を示すフローチャートである。

（syncフレーム受信時）
クロック同期回路２４のデコーダ２４１は、受信信号をデコードして、syncフレームを受信しているか否かを判断する（ステップ１０、ステップ１１）。
判断の結果、syncフレームを受信している場合には、デコーダ２４１は、syncフレーム受信の信号を、選択回路２４２とクロック補正値計算部２４３とクロック補正値保存部２４４へ出力する。また、受信した時刻をクロック補正値計算部２４３へ出力する。

クロック補正値計算部２４３は、デコーダ２４１からsyncフレーム受信を示す信号を受けると、デコーダ２４１からのsyncフレーム受信時刻と内部クロックにもとづいて、レート補正値とオフセット補正値を計算し、選択回路２４２とクロック補正値保存部２４４へ出力する。
クロック補正値保存部２４４は、デコーダ２４１からsyncフレーム受信を示す信号を受けると、クロック補正値計算部２４３からの補正値をクロック同期補正部２４５からのサイクルカウント値毎に内部レジスタ（図示せず）に格納する。

選択回路２４２は、デコーダ２４１からsyncフレーム受信を示す信号を受けると、クロック補正値計算部２４３からの補正値をクロック同期補正部２４５へ出力する。
クロック同期補正部２４５は、レート補正を行うとともに、選択回路２４２からの補正値と内部クロックにもとづいて、クロック同期（オフセット補正）を行い、サイクルカウントを計算する（ステップ１２）。

（syncフレーム未受信時）
クロック同期回路２４のデコーダ２４１は、受信信号をデコードして、syncフレームを受信しているか否かを判断する（ステップ１０、ステップ１１）。
判断の結果、syncフレームを受信していない場合には、デコーダ２４１は、syncフレーム未受信の信号を、選択回路２４２とクロック補正値計算部２４３とクロック補正値保存部２４４へ出力する。

クロック補正値計算部２４３は、デコーダ２４１からsyncフレーム未受信を示す信号を受けた場合、何も行わない。
クロック補正値保存部２４４は、デコーダ２４１からsyncフレーム未受信を示す信号を受けると、クロック同期補正部２４５からのサイクルカウント値に保存してある補正値をレジスタから選択回路２４２へ出力する。

選択回路２４２は、デコーダ２４１からsyncフレーム未受信を示す信号を受けると、クロック補正値保存部２４４からの補正値をクロック同期補正部２４５へ出力する。
クロック同期補正部２４５は、レート補正を行うとともに、選択回路２４２からの補正値と内部クロックにもとづいて、クロック同期（オフセット補正）を行い、サイクルカウントを計算する（ステップ１３）。

このように、受信した信号をデコードし、結果がsyncフレーム受信と判断されれば、クロック補正値計算部２４３の補正値を使用してクロック補正を実施する。
一方、syncフレーム未受信と判断されれば、クロック補正値保存部２４４の補正値を使用してクロック補正を実施する。

［比較例］
以上説明したように、本願発明によれば、syncフレームを受信していない場合でも適切なクロック同期を行えるため、syncノードとの周期のずれが大きくなる割合を小さくでき、再びsyncフレームを受信して同期状態に遷移するまでの時間を長時間確保できる。
下記に従来のＦｌｅｘＲａｙプロトコルの場合と本発明を適用した場合とを比較した例を示す。

（ｉ）条件
(１) syncフレーム未受信になる前の６４サイクル分の積算値が、オフセット補正値は２８マイクロティック、レート補正値は０マイクロティック
(２) syncフレーム未受信になる直前のレート補正値が０マイクロティック
(３) syncフレーム未受信中に必要な補正の６４サイクル分の積算値が、オフセットは３０マイクロティック、レートは２マイクロティック
(４) syncフレーム未受信中の６４サイクル以降も６４サイクル単位では多少増減があるが、平均すると条件３の値になると仮定する。

（ii）各パラメータ値
gdActionPointOffset＝１０マクロティック
gdMacrotick＝１マイクロセック
pdMicrotick＝０．０２５マイクロセック
gdCycle＝５０００マイクロセック

復旧可能時間の計算値は、下記となるが、下記式では周波数偏差の最大値（gAssumedPricision）を使用しているので、この値を設定条件による偏差に置き換えることで条件下における復旧可能時間となる。

復旧可能時間＝gdActionPointOffset×gdMicrotick÷gAssumedPricision×２×gdCycle

（iii）計算
(１)gAssumedPricisionの条件下での偏差への置き換え
gAssumedPricisionは、２サイクル分の偏差なので、６４サイクル分のオフセット補正値とレート補正値の積算値を３２で割った値となる。

(１−１)現在のＦｌｅｘＲａｙプロトコルの偏差
偏差＝（必要オフセット補正積算値−実施オフセット補正積算値＋必要レート補正積算値−実施レート補正積算値）÷３２×pdMicrotick
＝（３０＋２）÷３２×０．０２５
＝０．０２５

(１−２)本発明を適用した場合の偏差
偏差＝（２＋２）÷３２×００２５
＝０．０１５６２５

(２)復旧可能時間
(２−１)現在のＦｌｅｘＲａｙプロトコルの復旧可能時間
復旧可能時間＝gdActionPointOffset×gdMicrotick÷gAssumedPricision×２×gdCycle
＝１０×１÷０．０２５×２×５０００
＝４００００００マイクロセック
＝４秒

(２−２)本発明を適用した場合の復旧可能時間
復旧可能時間＝１０×１÷０．０１５６２５×２×５０００
＝３２００００００マイクロセック
＝３２秒

つまり、本条件下では、本発明を適用した場合、現在のＦｌｅｘＲａｙプロトコルに比べて８倍の復旧可能時間を確保できることとなる。
条件では、計算を容易にするためにわざとsyncフレーム未受信中とsyncフレーム未受信前で補正値の積算値に差が付き続けるとしたが、実際には差が付き続ける可能性は低く、平均すると、ほぼ同じ積算値になる可能性が高い。
その場合は、極端な偏差が一定期間続くようなことが発生しない限り、永久に復旧可能時間を確保できることとなる。

以上説明したように、本実施形態のクロック同期回路、電子制御ユニット、車載ネットワークシステム及びクロック同期方法によれば、syncフレームが受信されていない場合に、クロック補正値保存部２４４から補正値を取り出してクロック同期補正部２４５へ送る選択回路２４２を備えたため、syncフレーム未受信からの時間が長くなった場合でもクロック補正（オフセット補正）を行うことができ、syncフレームとの再同期が可能となる。

また、syncフレームの未受信時においてもクロック補正（オフセット補正）を行えるようにしたので、ＦｌｅｘＲａｙにおける条件、すなわち、syncフレームの未受信状態が長時間続くとクロック同期を行わないという条件が緩和される。このように、同期を維持する条件が緩和されるため、ＣＡＮからＦｌｅｘＲａｙへの置き換えが容易となる。

以上、本発明のクロック同期回路、電子制御ユニット、車載ネットワークシステム及びクロック同期方法の好ましい実施形態について説明したが、本発明に係るクロック同期回路、電子制御ユニット、車載ネットワークシステム及びクロック同期方法は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。

例えば、上述した実施形態では、車載ネットワークシステムのトポロジーをバス型としたが、バス型に限るものではなく、スター型や、バス型とスター型との組み合わせとすることもできる。
また、上述した実施形態では、自動車の機能制御に用いられるＦｌｅｘＲａｙについて説明したが、ＦｌｅｘＲａｙは、自動車用に限るものではなく、例えば、精密機器、ロボット、航空機、建設機械などに用いることもできる。

本発明は、クロックの同期制御に関する発明であるため、クロックの同期制御を行う装置や機器に利用可能である。

本発明の実施形態における車載ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。 電子制御ユニットの構成を示すブロック図である。 コミュニケーション・コントローラの構成を示すブロック図である。 クロック同期回路の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態におけるクロック同期回路の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

Ａ 車載ネットワークシステム
１ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２０ コミュニケーション・コントローラ
２４ クロック同期回路
２４１ デコーダ
２４２ 選択回路
２４３ クロック補正値計算部
２４４ クロック補正値保存部
２４５ クロック同期補正部

Claims (10)

1. 外部から受信した所定のフレームの時刻情報にもとづいてクロックの補正値を計算するクロック補正値計算部と、
   前記補正値を所定期間分保存するクロック補正値保存部と、
   受信信号を分析して前記所定のフレームを受信しているか否かを判断する分析部と、
   前記所定のフレームを受信していないと判断されたときに、前記クロック補正値保存部から前記補正値を取り出す選択回路と、
   前記選択回路で取り出された補正値を用いて、前記クロックの補正を行うクロック同期補正部とを備えた
   ことを特徴とするクロック同期回路。
2. 前記選択回路は、前記所定のフレームを受信していると判断されたときに、前記クロック補正値計算部から前記補正値を受け取り、
   前記クロック同期補正部は、前記選択回路からの前記補正値を用いて、前記クロックの補正を行う
   ことを特徴とする請求項１記載のクロック同期回路。
3. 前記クロック同期補正部は、前記選択回路からの前記補正値を用いて、前記クロックのレート補正とオフセット補正を行う
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のクロック同期回路。
4. 前記分析部は、前記受信信号をデコードして、前記所定のフレームを受信しているか否かを判断する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクロック同期回路。
5. クロックの同期を行うクロック同期回路として、前記請求項１〜４のいずれかに記載のクロック同期回路を備えた
   ことを特徴とする電子制御ユニット。
6. 前記クロックの生成を行うクロック生成回路を備え、
   前記クロック同期回路が、前記生成されたクロックの同期を行う
   ことを特徴とする請求項５記載の電子制御ユニット。
7. ネットワークのノードとして、前記請求項５又は６記載の電子制御ユニットを備えた
   ことを特徴とする車載ネットワークシステム。
8. 複数の前記電子制御ユニットが、バスにより接続された
   ことを特徴とする請求項７記載の車載ネットワークシステム。
9. 外部から受信した所定のフレームの時刻情報にもとづいてクロックの補正値を計算する処理と、
   前記補正値を所定期間分保存する処理と、
   受信信号を分析して前記所定のフレームを受信しているか否かを判断する処理と、
   前記所定のフレームを受信していないと判断されたときに、前記保存された前記補正値を用いて前記クロックの補正を行う処理とを有した
   ことを特徴とするクロック同期方法。
10. 前記所定のフレームを受信していると判断されたときに、前記計算された補正値を用いて前記クロックの補正を行う処理を有した
    ことを特徴とする請求項９記載のクロック同期方法。

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