JP2010115951A - データ中継装置、及びデータ処理システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
図3におけるFPGA10がデータ中継装置に相当し、このFPGA10は車載用レーザセンサに搭載されている。このFPGA10における第一のDPRAM13aを介して、レーザ光の反射光の受光信号に基づき生成された距離データ等が、スレーブ制御部70に提供される。また、スレーブ制御部70にて距離データ等に基づき生成された演算データが、FPGA10における第二のDPRAM13bを介してマスタ制御部20に提供される。FPGA10は、所定のタイミングで、スレーブ制御部70に対し距離データ等に替えてテストデータを提供し、このテストデータに基づき生成された演算データに基づき、スレーブ制御部70についての異常判定を行う。
【選択図】図3
Description
まず、本実施形態における車載用レーザセンサの動作の概要について、図1に記載されている説明図を用いて説明する。
(1)車載用レーザセンサの構成について
図2は、車載用レーザセンサ1の構成を示すブロック図である。車載用レーザセンサ1は、FPGA10,マスタ制御部20,発光回路30,発光スキャナ40,受光回路50,AD変換器60,スレーブ制御部70を有する。尚、FPGA10と、マスタ制御部20と、発光回路30と、発光スキャナ40と、受光回路50と、AD変換器60とは、同一の基板に搭載されている。また、スレーブ制御部70は、FPGA10等とは異なる基盤に搭載されており、スレーブ制御部70とFPGA10とはケーブルにより接続されている。
次に、FPGA10の構成について、図3に記載のブロック図を用いて説明する。FPGA10は、距離計測処理部11,マスタ受信制御部12,第一のDPRAM13a,第二のDPRAM13b,タイムチェック部14,スレーブ送信制御部15a,スレーブ用テストデータ記憶部15b,スレーブ受信制御部16a,スレーブ用判定データ記憶部16b,異常判定指示部17,マスタ送信制御部18a,マスタ用テストデータ記憶部18bを有している。尚、マスタ受信制御部12,マスタ送信制御部18a,マスタ制御部20のマスタCPU21,RAM22,DMA制御部23は、マスタ制御部バスライン24に接続されている。また、タイムチェック部14,スレーブ送信制御部15a,スレーブ受信制御部16a,スレーブ制御部70のスレーブCPU71,第一のRAM72,DMA制御部73,第二のRAM74は、スレーブ制御部バスライン75に接続されている。
次に、マスタ制御部20の構成について、図3に記載のブロック図を用いて説明する。マスタ制御部20は、マスタCPU21,RAM22,DMA制御部23を有している。これらの部位は、FPGA10のマスタ受信制御部12,マスタ送信制御部18aと、マスタ制御部バスライン24により接続されている。
次に、スレーブ制御部70の構成について、図3に記載のブロック図を用いて説明する。スレーブ制御部70は、スレーブCPU71,第一のRAM72,DMA制御部73,第二のRAM74を有している。これらの部位は、FPGA10のタイムチェック部14,スレーブ送信制御部15a,スレーブ受信制御部16aと、スレーブ制御部バスライン75により接続されている。
次に、車載用レーザセンサ1の動作について説明する。既に述べたように、車載用レーザセンサ1は、自車両の運転開始後、自車両前方へのレーザ光のスキャンを行い、反射光に基づき自車両前方に存在する物体の位置や形状等を検出する。この処理は、概略、次のようなステップで行われる。
(a)マスタ制御部20により、レーザ光のスキャンが実施され、反射光の受光信号がFPGA10に入力される。
(b)FPGA10は、反射光の受光信号のピークに基づき距離データを生成し、生成した距離データ等をスレーブ制御部70に提供する。ここで、FPGA10は、所定のタイミングで、距離データ等に替えてスレーブ用テストデータを提供する。
(c)スレーブ制御部70は、距離データ等に基づき自車両前方に存在する物体の位置や形状等を特定するための演算を行い、この演算により生成された演算データをFPGA10に提供する。演算データを受け取ったFPGA10は、この演算データをマスタ制御部20に提供する。ここで、FPGA10は、スレーブ用テストデータに基づく演算データを受け取った場合には、このデータに基づきスレーブ制御部70についての異常判定を行い、さらに、演算データに替えてマスタ用テストデータをマスタ制御部20に提供する。
マスタ制御部20では、上述した(a)〜(c)の処理を実現するため、レーザ制御処理,DMA割込み処理,タイムアウト割込み処理が実行される。
まず、図4に記載のフローチャートを用いてレーザ制御処理について説明する。尚、本処理は、自車両の運転が開始された際に開始される。また、本処理は、自車両の運転が終了した際に終了する。
次に、図5の(a)に記載のフローチャートを用いて、DMA割込み処理について説明する。本処理はDMA制御部23によるDMA転送が終了した際に開始される処理である。本処理が起動されると、マスタ制御部20は、DMA転送終了フラグをセットし(S305)、本処理を終了する。
次に、図5の(b)に記載のフローチャートを用いてタイムアウト割込み処理について説明する。本処理は、スレーブ制御部70により、FPGA10の第一のDPRAM13aや第二のDPRAM13bへのアクセスが行われない場合に起動される処理である。具体的には、FPGA10のタイムチェック部14からのタイムアウト通知信号の状態が“1”となった際に、割込み処理としてコールされる処理である。本処理が起動されると、マスタ制御部20は、図示しない音声出力部等を介して異常発生をユーザに報知すると共に車載用レーザセンサ1を停止状態とし(S405)、本処理を終了する。
スレーブ制御部70では、上述した(a)〜(c)の処理を実現するため、演算処理,DMA割込み処理が実行される。
まず、図6に記載のフローチャートを用いて演算処理について説明する。尚、本処理は、自車両の運転が開始された際に開始される。また、本処理は、自車両の運転が終了した際に終了する。
スレーブ制御部70においても、マスタ制御部20と同様のDMA割込み処理が実行される。本処理はDMA制御部73によるDMA転送が終了した際に開始される処理である。本処理が起動されると、スレーブ制御部70は、DMA転送終了フラグをセットし、本処理を終了する。
次に、上述した(a)〜(c)の処理を実現するためにFPGA10にて行われる動作について、図3に記載のブロック図を用いて説明する。以下に説明する動作は、マスタ制御部20によるレーザ制御処理、または、スレーブ制御部70による演算処理におけるいずれかのステップに対応する動作である。
マスタ制御部20によるレーザ制御処理におけるS205では、1サイクルのレーザ光のスキャンが行われるが、FPGA10の距離計測処理部11には、照射されたレーザ光の反射光が受光される度に、この反射光の受光信号のデジタルデータが入力される。そして、距離計測処理部11は、受光信号のデジタルデータに基づき反射光がピークとなるタイミングを特定し、このタイミングに基づき距離データを生成する。そして、距離計測処理部11は、生成した距離データを、マスタ受信制御部12を介して第一ポート13a−1から第一のDPRAM13aに書込む。
スレーブ制御部70による演算処理におけるS510では、第一のDPRAM13aに記憶されている距離データ等についての第二のRAM74へのDMA転送が開始される。スレーブ制御部70のDMA制御部73は、スレーブ送信制御部15aを介して第二ポート13a−2から第一のDPRAM13aにアクセスし、第一のDPRAM13aに記憶されている距離データ等のDMA転送を行う。
スレーブ制御部70による演算処理におけるS525では、スレーブ制御部70の第一のRAM72に記憶されている演算データについての第二のDPRAM13bへのDMA転送が開始される。スレーブ制御部70のDMA制御部73は、スレーブ受信制御部16aを介して第二ポート13b−2から第二のDPRAM13bにアクセスし、第一のRAM72に記憶されている演算データのDMA転送を行う。
・“00”…スレーブ制御部70について異常判定がなされていない場合
・“01”…スレーブ制御部70について異常判定がなされ、判定結果が正常である場合
・“10”…スレーブ制御部70について異常判定がなされ、判定結果が異常である場合
尚、読み出し要求通知信号が設定された後、所定の時間が経過した際に、読み出し要求通知信号は再び“11”に設定される。
マスタ制御部20によるレーザ制御処理におけるS230では、第二のDPRAM13bに記憶されている演算データについての、マスタ制御部20のRAM22へのDMA転送が開始される。マスタ制御部20のDMA制御部23は、マスタ送信制御部18aを介して第一ポート13b−1から第二のDPRAM13bにアクセスし、第二のDPRAM13bに記憶されている演算データのDMA転送を行う。
次に、スレーブ制御部70による第一のDPRAM13a及び第二のDPRAM13bへのアクセスについての監視を行う動作について説明する。
本実施形態における車載用レーザセンサ1は、自装置の全体を制御するマスタ制御部20と、距離データ等に基づく演算を行うスレーブ制御部70とを有している。そして、スレーブ制御部70への距離データ等の提供や、スレーブ制御部70からマスタ制御部20への演算データの転送は、FPGA10が有するDPRAMを介して行われる。このため、マスタ制御部バスライン24の形式とスレーブ制御部バスライン75の形式が異なる場合や、これらのバスクロックが異なる場合であっても、短時間で大量のデータをやりとりすることができる。
(1)本実施形態における車載用レーザセンサ1は、回路構成を変更可能なFPGA10により、スレーブ制御部70への距離データ等の提供や、スレーブ制御部70からマスタ制御部20への演算データの転送等を行っている。しかし、回路構成を変更することができないゲートアレイ等に本実施形態におけるFPGA10と同様の構成を備えさせ、FPGA10に替えて上記ゲートアレイを車載用レーザセンサ1に搭載しても良い。このような構成を有する場合であっても、マスタ制御部20及びスレーブ制御部70の処理負荷の増加を抑えつつ、スレーブ制御部70についての異常判定を行うことができる。
上記実施形態の説明で用いた用語と、特許請求の範囲の記載に用いた用語との対応を示す。
Claims (12)
- 第一の制御装置に対し、当該第一の制御装置による所定の処理に用いられる処理用データを提供すると共に、当該第一の制御装置から前記所定の処理にて生成された生成データを受け取り、受け取った前記生成データを第二の制御装置に提供するデータ中継装置であって、
前記データ中継装置は、
前記第一の制御装置に対して前記処理用データを提供する処理用データ提供手段と、
前記第一の制御装置から前記生成データを受け取ると共に、受け取った前記生成データを前記第二の制御装置に提供するための転送手段と、
第一のテスト用データを前記処理用データとして前記第一の制御装置に提供する第一のテスト用データ提供手段と、
前記処理用データとして提供された前記第一のテスト用データを用いて行われた前記所定の処理にて生成された前記生成データを、前記転送手段が前記第一の制御装置から受け取ると、受け取った当該生成データに基づき、前記第一の制御装置についての異常判定を行う第一の判定手段と、
を備えることを特徴とするデータ中継装置。 - 請求項1に記載のデータ中継装置において、
前記データ中継装置は、定期的なタイミングで、前記第一のテスト用データ提供手段に対し、前記第一のテスト用データを前記処理用データとして前記第一の制御装置に提供する旨の指示である提供指示を行う指示手段をさらに備え、
前記第一のテスト用データ提供手段は、前記指示手段から前記提供指示を受け付けると、前記第一のテスト用データを前記処理用データとして前記第一の制御装置に提供すること、
を特徴とするデータ中継装置。 - 請求項1に記載のデータ中継装置において、
前記データ中継装置は、前記第二の制御装置からの指示に応じて、前記第一のテスト用データ提供手段に対し、前記第一のテスト用データを前記処理用データとして前記第一の制御装置に提供する旨の指示である提供指示を行う指示手段をさらに備え、
前記第一のテスト用データ提供手段は、前記指示手段から前記提供指示を受け付けると、前記第一のテスト用データを前記処理用データとして前記第一の制御装置に提供すること、
を特徴とするデータ中継装置。 - 請求項1に記載のデータ中継装置において、
前記データ中継装置は、ユーザからの指示に応じて、前記第一のテスト用データ提供手段に対し、前記第一のテスト用データを前記処理用データとして前記第一の制御装置に提供する旨の指示である提供指示を行う指示手段をさらに備え、
前記第一のテスト用データ提供手段は、前記指示手段から前記提供指示を受け付けると、前記第一のテスト用データを前記処理用データとして前記第一の制御装置に提供すること、
を特徴とするデータ中継装置。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載のデータ中継装置において、
前記データ中継装置は、前記第一のテスト用データを記憶している第一のテスト用データ記憶手段をさらに備え、
前記処理用データ提供手段は、一方のポートが前記第一の制御装置に接続されている第一のデュアルポートRAMを有しており、前記第一のデュアルポートRAMに記憶されている前記処理用データについて、前記第一の制御装置からの読み出しがなされることにより、前記第一の制御装置に対して前記処理用データを提供し、
前記転送手段は、一方のポートが前記第一の制御装置に接続され、他方のポートが前記第二の制御装置に接続されている第二のデュアルポートRAMを有しており、前記第一の制御装置により前記第二のデュアルポートRAMへの前記生成データの書き込みがなされることにより、前記第一の制御装置から前記生成データを受け取ると共に、前記第一の制御装置により前記第二のデュアルポートRAMに書き込まれた前記生成データについて、前記第二の制御装置からの読み出しがなされることにより、前記第二の制御装置に対して前記生成データを提供し、
前記第一のテスト用データ提供手段は、前記第一の制御装置に対し、前記処理用データ提供手段が有する前記第一のデュアルポートRAMに記憶されている前記処理用データに替えて、前記第一のテスト用データ記憶手段に記憶されている前記第一のテスト用データの読み出しをさせることにより、前記第一のテスト用データを前記処理用データとして前記第一の制御装置に提供すること、
を特徴とするデータ中継装置。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載のデータ中継装置において、
前記データ中継装置は、前記第二の制御装置による前記データ中継装置に関しての異常判定に用いられるデータである第二のテスト用データを、前記転送手段が前記第一の制御装置から受け取った前記生成データとして前記第二の制御装置に提供する第二のテスト用データ提供手段をさらに備えること、
を特徴とするデータ中継装置。 - 請求項5に記載のデータ中継装置において、
前記データ中継装置は、
前記第二の制御装置による前記データ中継装置に関しての異常判定に用いられるデータである第二のテスト用データを記憶している第二のテスト用データ記憶手段と、
前記第二の制御装置に対し、前記転送手段が有する前記第二のデュアルポートRAMに記憶されている前記生成データに替えて、前記第二のテスト用データ記憶手段に記憶されている前記第二のテスト用データの読み出しをさせることにより、前記第二のテスト用データを、前記転送手段が前記第一の制御装置から受け取った前記生成データとして前記第二の制御装置に提供する第二のテスト用データ提供手段と、
をさらに備えること、
を特徴とするデータ中継装置。 - 請求項5または請求項7に記載のデータ中継装置において、
前記データ中継装置は、前記処理用データ提供手段が有する前記第一のデュアルポートRAMに新たな前記処理用データが記憶された後から、前記第一の制御装置により前記第一のデュアルポートRAMに記憶されている前記処理用データの読み出しがなされるまでの間の時間に基づき、前記第一の制御装置についての異常判定を行う第二の判定手段をさらに備えること、
を特徴とするデータ中継装置。 - 請求項5、請求項7、または、請求項8のいずれかに記載のデータ処理装置において、
前記データ中継装置は、前記第一の制御装置により、前記処理用データ提供手段が有する前記第一のデュアルポートRAMに記憶されている前記処理用データの読み出しがなされた後から、前記第一の制御装置により、当該処理用データを用いて行われた前記所定の処理にて生成された前記生成データが、前記転送手段が有する前記第二のデュアルポートRAMに書き込まれるまでの時間に基づき、前記第一の制御装置についての異常判定を行う第三の判定手段をさらに備えること、
を特徴とするデータ中継装置。 - 請求項1から請求項9のいずれかに記載のデータ中継装置において、
前記判定手段は、前記第一の制御装置についての異常判定の結果を、前記第二の制御装置に対して通知すること、
を特徴とするデータ中継装置。 - 請求項1から請求項10のいずれかに記載のデータ中継装置において、
前記データ中継装置は、FPGAにより実現される専用回路により構成されていること、
を特徴とするデータ中継装置。 - 請求項1から請求項11のいずれかに記載のデータ中継装置と、請求項1から請求項11のいずれかに記載の第一の制御装置と、請求項1から請求項11のいずれかに記載の第二の制御装置とを有するデータ処理システム。
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