JP2011182123A - Communication system, communication apparatus, and communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、既存のプロトコルを用いた構成でも、高速化及び柔軟な構成に適用させることができ、一部の通信装置が故障した場合、又はシステムに通信装置が追加される場合であっても支障なく、且つ効率よく通信を行なうことができる通信システム、通信装置及び通信方法に関する。 The present invention can be applied to a configuration using an existing protocol, a high-speed and flexible configuration, even when a part of communication devices break down or a communication device is added to the system. The present invention relates to a communication system, a communication apparatus, and a communication method capable of performing efficient communication without hindrance.
近年では、多数の機器を制御して、全体として多様な機能を実現させる制御システムが普及している。機器には制御装置が接続され、各制御装置に通信手段を設けて相互にデータを交換させ、一の機器から得られるデータを他の機器の制御に用いるなど、複数の制御装置が連携して制御を実行する通信システムを実現する。このような通信システムは、多様な分野で利用される。 In recent years, control systems that control a large number of devices and realize various functions as a whole have become widespread. A control device is connected to each device, each control device is provided with a communication means to exchange data with each other, and data obtained from one device is used to control other devices. A communication system for executing control is realized. Such a communication system is used in various fields.
特に、車両の分野では、車両の走行制御が機械的制御から電気的制御へ移行しつつある。例えば、通信されるデータに求められる即時性、確実性などに応じて、CAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)、FlexRay(登録商標)などの通信プロトコルが夫々用いられて通信システムが構築されている。なかでも、LINプロトコルは、ドア、ランプ、又はミラーなどのボディ系の機器の制御に関するデータ、センサのデータ又はアクチュエータなどの負荷に対する入出力データを送受信するために利用されている(非特許文献1)。 In particular, in the field of vehicles, traveling control of vehicles is shifting from mechanical control to electrical control. For example, communication systems such as CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), and FlexRay (registered trademark) are used in accordance with the immediacy and certainty required for data to be communicated. Has been built. In particular, the LIN protocol is used to transmit and receive data related to control of body-type devices such as doors, lamps, and mirrors, sensor data, and input / output data for loads such as actuators (Non-Patent Document 1). ).
車両に求められている機能は増加、多様化の傾向にある。これにより、車両に搭載されるアクチュエータ、センサなどの機器及び機器を制御する制御装置の数が増加する。しかしながら、車両の分野では、車両の燃費向上及び車室内空間の拡大のため、システム全体としての省電力化、軽量化が望まれる。したがって、通信システムにおける省線化及び装置の簡素化、軽量化が望まれている。また、車両の分野における通信システムでは特に、通信対象のデータは走行制御に用いられる場合、HMI(Human Machine interface)における操作情報の伝達に用いられる場合など即時性、確実性及び安全性が求められる。 The functions required of vehicles are increasing and diversifying. This increases the number of devices such as actuators and sensors mounted on the vehicle and the number of control devices that control the devices. However, in the field of vehicles, it is desired to save power and reduce the weight of the entire system in order to improve the fuel efficiency of the vehicle and expand the vehicle interior space. Therefore, wire saving, simplification, and weight reduction of the communication system are desired. Further, in the communication system in the field of vehicles, in particular, when the data to be communicated is used for travel control, when it is used for transmission of operation information in an HMI (Human Machine Interface), immediacy, certainty and safety are required. .
特許文献1には、ドアなどのボディ系の情報を送受信する車載通信システムに関する発明が開示されている。当該発明では、通信装置(通信ノード)に、CPUのようなデータ処理デバイスを有さないものを利用することにより、通信システム全体のコスト低減を実現する。特許文献1に開示されている通信システムでは、環状の多重通信線に複数のノードがバス型に接続されてCSMA/CDに基づく通信を行なう構成としている。バス型に接続されていることにより、いずれかの通信装置から送信されたデータは、他の通信装置にて即時的に受信できる。
LINは、単線シリアル・バス・プロトコルであり、半二重通信である。LINでは、1つのノードがマスタとなり、他の複数のスレーブノードとの通信を制御する。LINを車両のドアの開閉に関する制御に適用する場合、ドアのモータ又はスイッチ等の機器がスレーブノードとなる。車両のドアは車両の前後部、左右にあるためにスレーブノードは車両内の広範囲に配置される。マスタノードによりスレーブノードとの通信を制御するから、1本のLINバスに全てのドアの開閉に関するスレーブノードが接続されることが必要である。 LIN is a single-wire serial bus protocol and is half-duplex communication. In the LIN, one node becomes a master and controls communication with a plurality of other slave nodes. When LIN is applied to control related to opening and closing of a vehicle door, a device such as a door motor or a switch becomes a slave node. Since the doors of the vehicle are on the front and rear sides and the left and right sides of the vehicle, the slave nodes are arranged in a wide range within the vehicle. Since the master node controls communication with the slave node, it is necessary to connect all the slave nodes related to opening and closing of doors to one LIN bus.
このような必要性からLINバスの長さは40メートルまで許容されている(非特許文献1)。そして、比較的長いLINバスにおけるノイズ又は信号の減衰に対応させるために、バス電圧レベルはバッテリ電圧からGNDレベルまでが規定されている。しかしながらこの場合、システム全体としての省電力化、軽量化に反する。 Due to such necessity, the length of the LIN bus is allowed up to 40 meters (Non-Patent Document 1). In order to cope with noise or signal attenuation in a relatively long LIN bus, the bus voltage level is defined from the battery voltage to the GND level. However, this is contrary to the power saving and weight reduction of the entire system.
そして、LINの通信は上述したようにマスタノードが制御する。LINバスに接続される全てのスレーブノードは、マスタノードがLINバスへ送信するヘッダフレームに含まれる識別情報(ID)が自身を示す場合のみ当該ヘッダフレームに対するレスポンスフレームにデータを含めて送信する。他のスレーブノードは、LINバスに送信されるフレームを常時的にモニタでき、必要な場合はデータを抽出できる。つまり、マスタノードがヘッダフレームをLINバスへ送信しない限り、スレーブノードは送受信ができない。 The LIN communication is controlled by the master node as described above. All slave nodes connected to the LIN bus transmit data including the response frame for the header frame only when the identification information (ID) included in the header frame transmitted from the master node to the LIN bus indicates itself. Other slave nodes can constantly monitor frames sent to the LIN bus and extract data if necessary. That is, unless the master node transmits the header frame to the LIN bus, the slave node cannot transmit / receive.
上述したように、車両の電気的制御への移行により、車両に搭載される機器の数は増加傾向にある。センサ、スイッチ、及びモータなどの機器は従来、それらを制御するECU(電子制御装置:Electronic Controller Unit)に直接的に接続される構成が一般的であった。しかしながら、近年の電子装備の増加に伴い、ECUに接続される機器との配線が増加し、コネクタも大型化の傾向にある。小型化及びコスト低減などの観点から、センサ、スイッチ、及びモータなどの機器もLINのようなネットワークに接続させ、ECUが効率的に各機器と通信により制御信号等を送受信する構成が望まれる。 As described above, the number of devices mounted on the vehicle is increasing due to the shift to the electric control of the vehicle. Conventionally, devices such as sensors, switches, and motors are generally connected directly to an ECU (Electronic Controller Unit) that controls them. However, with the recent increase in electronic equipment, wiring with devices connected to the ECU has increased, and the size of connectors has also been increasing. From the viewpoints of downsizing and cost reduction, it is desirable to connect devices such as sensors, switches, and motors to a network such as LIN so that the ECU can efficiently transmit and receive control signals and the like by communicating with each device.
しかしながら、センサ、スイッチ及びモータを含む各機器をネットワークへ接続する構成とした場合、LINのようなコスト低減を実現し得るプロトコルを利用したとしても、接続される機器の数が増加した場合には問題がある。1つのLINバスに接続されるノード数には限界がある。LINバスが受けるノイズの増加、信号波形の乱れなどの影響を受け、通信に支障が生じるからである。これにより、機器の数が増加する場合には、新たなLINバスを増設するなどの必要性が生じ、コスト低減の妨げとなる。 However, when each device including sensors, switches, and motors is connected to a network, even if a protocol that can realize cost reduction such as LIN is used, if the number of connected devices increases There's a problem. There is a limit to the number of nodes connected to one LIN bus. This is because the communication is hindered by an increase in noise received by the LIN bus, disturbance of the signal waveform, and the like. As a result, when the number of devices increases, it becomes necessary to add a new LIN bus, which hinders cost reduction.
LINと同様に、単線シリアル・バス・プロトコル、半二重通信のプロトコルである例として、DSI、ASRB2.0などが存在する(非特許文献2、3)。これらのプロトコルを用いるシステムでは、見かけ上、スレーブノード間の接続形態は、相互に1対1で接続されるデイジーチェーン型である。各スレーブノードの識別情報(ID)として、固定的な情報を不要とするために、マスタノードから連鎖的に接続し、接続順序に応じてIDを持たせる構成のためである。各スレーブノードは、2つの通信線に夫々接続する接続端子を有するが、IDを持たせた後は、接続端子間を内部で接続することで電気的には同一のバスを形成し、当該バスに対してバス接続する。バスの分岐点がスレーブノード内に収容されている点を除けば、一般的なバス型の接続形態と同じである。
As in the case of LIN, DSI, ASRB2.0, and the like exist as examples of a single-wire serial bus protocol and a half-duplex communication protocol (Non-Patent
このように、従来技術におけるマスタ・スレーブ通信では、マスタノード及びスレーブノードが全て同一の長い通信線にバス接続する構成としている。バス接続とすることにより、一部のノードが故障したときでも通信線が途切れるなどの問題がない限り、残りのノード間で機能を維持することが可能だからでもある。しかしながら、マスタノード及びスレーブノードが全て同一の長い通信線にバス接続する構成では、上述したように長い距離のバスを利用する必要があり、機器が増加した場合にはノイズ抑制、信号減衰などの問題が残る。 Thus, in the master-slave communication in the prior art, the master node and the slave node are all connected to the same long communication line by bus connection. This is because by using the bus connection, it is possible to maintain the function between the remaining nodes as long as there is no problem such as disconnection of the communication line even when some nodes fail. However, in the configuration in which the master node and the slave node are all connected to the same long communication line, it is necessary to use a long distance bus as described above. When the number of devices increases, noise suppression, signal attenuation, etc. The problem remains.
デイジーチェーン型の接続形態とする場合は、長い距離のバスは不要であるから信号減衰などの問題はない。しかしながら、一部のノードが故障して通信が不能となったときにシステム全体の機能が停止する。対応策としては、ノード間を夫々2本の通信線で接続しておく二重化対策があるが、省線化及び軽量化に反し、コストを低減の妨げになる。また、始端及び終端に位置するノード間をも接続してリング型とする対応策もある。しかしながら、リング型とする場合には、故障が発生したとしても何らかの信号が伝播可能な故障であったときには、伝播可能なタイミングに正常なノード間の通信を行なう必要があり、通信速度が低下するなどの問題が残る。 In the case of a daisy chain type connection configuration, there is no problem such as signal attenuation because a long distance bus is unnecessary. However, when some nodes fail and communication becomes impossible, the function of the entire system stops. As a countermeasure, there is a duplication countermeasure in which nodes are connected by two communication lines, respectively, but this is contrary to wire saving and weight reduction, and hinders cost reduction. In addition, there is a countermeasure to connect the nodes located at the start and end to make a ring type. However, in the case of the ring type, even if a failure occurs, if it is a failure in which any signal can propagate, it is necessary to perform communication between normal nodes at a time when propagation is possible, and the communication speed decreases. Problems such as remain.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、各通信装置が夫々異なる2つの通信線へ各別にバス接続し、2つの通信装置と各別に1対1で環状に接続し、既存のプロトコルを用いた構成でも、高速化、耐障害性を実現し、且つ柔軟な構成に適用させることができる通信システム、通信装置及び通信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and each communication device is connected to each of two different communication lines by a bus, and each of the communication devices is connected to each of the two communication devices in a one-to-one ring shape. An object of the present invention is to provide a communication system, a communication apparatus, and a communication method that can realize high speed and fault tolerance even in a configuration using a protocol and can be applied to a flexible configuration.
第1発明に係る通信システムは、複数の通信装置が通信線を介して通信するようにしてある通信システムにおいて、前記複数の通信装置の内の一部又は全部は、2つの異なる通信線に各別にバス接続する2つの接続部を備え、他の2つの通信装置と夫々、前記2つの接続部により異なる通信線を介して接続されていることを特徴とする。 A communication system according to a first aspect of the present invention is the communication system in which a plurality of communication devices communicate with each other via a communication line, wherein a part or all of the plurality of communication devices are respectively connected to two different communication lines. Two connection portions for separately connecting the buses are provided, and the other two communication devices are connected to each other by the two connection portions via different communication lines.
第2発明に係る通信システムは、1つのマスタ通信装置及び複数のスレーブ通信装置を含み、各通信装置が通信線を介して接続され、通信するようにしてある通信システムにおいて、各通信装置の内の一部又は全部は、2つの異なる通信線に各別にバス接続する2つの接続部を備えて他の2つの通信装置と夫々、前記2つの接続部により異なる通信線を介して接続されており、前記スレーブ通信装置は、前記マスタ通信装置から送信される情報を、前記2つの接続部の内の一方で受信した場合に、受信した情報が自身に対応するとき、前記情報に対応する応答を前記一方から送信し、受信した情報が自身に対応しないとき、受信した情報を他方から転送するようにしてあることを特徴とする。 A communication system according to a second aspect of the present invention is a communication system including one master communication device and a plurality of slave communication devices, wherein each communication device is connected and communicated via a communication line. Are partly or entirely provided with two connection parts each connected to two different communication lines by a bus, and are connected to the other two communication devices via different communication lines by the two connection parts, respectively. When the slave communication device receives the information transmitted from the master communication device in one of the two connection units, when the received information corresponds to itself, the slave communication device returns a response corresponding to the information. When information transmitted from one side and received does not correspond to itself, the received information is transferred from the other side.
第3発明に係る通信システムは、各通信装置は、接続される他の通信装置との通信の正常/異常を判定する判定手段と、該判定手段が異常と判定した場合、異常と判定された通信装置との通信を介する接続部における接続を切断する手段とを備えることを特徴とする。 In the communication system according to the third invention, each communication device is determined to be abnormal when the determination device determines normality / abnormality of communication with another connected communication device, and the determination device determines that the communication device is abnormal. And a means for disconnecting the connection at the connection unit through communication with the communication device.
第4発明に係る通信システムは、マスタ通信装置は、特定の信号を送信するようにしてあり、各通信装置は、2つの接続部の内、前記特定の信号を受信した接続部を上流側、他方の接続部を下流側として認識し、上流側の接続部から受信したデータを下流側の接続部から転送するか、又は上流側の接続部で受信したデータに対する応答を下流側の接続部から送信するようにしてあり、上流側の接続部における接続を切断する場合、下流側として認識していた他方の接続部を、上流側の接続部として認識し直すようにしてあり、前記上流側として認識し直した接続部からデータを受信したときには、前記上流側の接続部から応答を送信するようにしてあることを特徴とする。 In the communication system according to the fourth aspect of the present invention, the master communication device transmits a specific signal, and each communication device has an upstream side of the connection unit that has received the specific signal among the two connection units, Recognize the other connection as downstream and transfer the data received from the upstream connection from the downstream connection, or send a response to the data received at the upstream connection from the downstream connection When the connection at the upstream connection portion is disconnected, the other connection portion recognized as the downstream side is re-recognized as the upstream connection portion, and the upstream side When data is received from the re-recognized connection unit, a response is transmitted from the upstream connection unit.
第5発明に係る通信システムは、各通信装置の接続部は、送受信用端子を有し、送信用端子に入力される信号の通信線への送信、及び通信線から受信される信号の受信用端子からの出力を実行するトランシーバと、該トランシーバの送受信用端子と夫々、スイッチを介して接続される送受信用端子を有し、前記トランシーバに送受信する信号を入出力する送受信部とを備え、前記スイッチは、前記送受信部の送受信用端子のトランシーバへの接続と、前記送受信端子間の短絡とを切り替え可能に構成されていることを特徴とする。 In the communication system according to the fifth aspect of the present invention, the connection unit of each communication device has a transmission / reception terminal, and transmits a signal input to the transmission terminal to the communication line and receives a signal received from the communication line. A transceiver that performs output from the terminal, a transmission / reception terminal of the transceiver, each having a transmission / reception terminal connected via a switch, and a transmission / reception unit that inputs and outputs a signal to be transmitted to and received from the transceiver, The switch is configured to be capable of switching between connection of a transmission / reception terminal of the transmission / reception unit to a transceiver and a short circuit between the transmission / reception terminals.
第6発明に係る通信システムは、各通信装置は、前記判定手段が異常と判定した場合、異常と判定された通信を介する接続部へ、前記送受信部の送受信端子間の短絡への切り替え指示を出力する手段を備えることを特徴とする。 In the communication system according to a sixth aspect of the present invention, when each of the communication devices determines that the determination unit is abnormal, the communication device issues a switching instruction to a short circuit between the transmission / reception terminals of the transmission / reception unit to the connection unit via the communication determined to be abnormal. It has the means to output, It is characterized by the above-mentioned.
第7発明に係る通信システムは、前記通信装置の接続部は、前記トランシーバの受信用端子の出力を監視する監視部を備え、前記監視部は、予め設定されている外部からの接続の復帰指示に対応する信号を検知する手段を備えることを特徴とする。 In a communication system according to a seventh aspect of the present invention, the connection unit of the communication device includes a monitoring unit that monitors the output of the reception terminal of the transceiver, and the monitoring unit is configured to return the connection from the outside that has been set in advance. And a means for detecting a signal corresponding to.
第8発明に係る通信システムは、前記マスタ通信装置は、他の通信装置における通信の正常/異常を判定する判定手段を備え、該判定手段が異常と判定された通信を介する接続部を有する通信装置へ、前記接続部の送受信部間の短絡への切り替え指示を送信するようにしてあることを特徴とする。 In a communication system according to an eighth aspect of the present invention, the master communication device includes a determination unit that determines normality / abnormality of communication in another communication device, and the determination unit has a connection unit through communication determined to be abnormal. An instruction for switching to a short circuit between the transmitting and receiving units of the connection unit is transmitted to the apparatus.
第9発明に係る通信システムは、各通信装置の内の、接続可能な任意の2つの通信装置は、他の通信装置間の通信と異なる通信プロトコルに基づく通信又は他の通信装置間の通信と異なる通信媒体を介した通信を行なうようにしてあることを特徴とする。 In the communication system according to the ninth aspect of the present invention, any two connectable communication devices among the communication devices are communication based on a communication protocol different from communication between other communication devices or communication between other communication devices. The communication is performed through different communication media.
第10発明に係る通信システムは、各通信装置は、LIN(Local Interconnect Network)に基づき通信するようにしてあることを特徴とする。 A communication system according to a tenth aspect is characterized in that each communication device communicates based on a LIN (Local Interconnect Network).
第11発明に係る通信装置は、2つの異なる通信線に各別にバス接続される2つの接続部を備え、該2つの接続部は夫々、送受信用端子を有し、送信用端子に入力される信号の通信線への送信、及び通信線から受信される信号の受信用端子からの出力を実行するトランシーバと、該トランシーバの送受信用端子と夫々、スイッチを介して接続される送受信用端子を有し、前記トランシーバに送受信する信号を入出力する送受信部とを備え、前記スイッチは、前記送受信部の送受信用端子のトランシーバへの接続と、前記送受信端子間の短絡とを切り替え可能に構成されていることを特徴とする。 A communication device according to an eleventh aspect of the present invention includes two connection portions that are separately bus-connected to two different communication lines. Each of the two connection portions has a transmission / reception terminal and is input to the transmission terminal. A transceiver that transmits signals to a communication line and outputs a signal received from the communication line from a reception terminal, and a transmission / reception terminal connected to the transceiver via a switch. And a transmission / reception unit for inputting / outputting a signal to be transmitted / received to / from the transceiver, and the switch is configured to be able to switch between connection of the transmission / reception terminal of the transmission / reception unit to the transceiver and a short circuit between the transmission / reception terminals. It is characterized by being.
第12発明に係る通信装置は、前記2つの接続部における通信の正常/異常を判定する手段と、該手段により異常と判定した場合に、異常と判定された接続部へ、前記送受信部の送受信端子間の短絡への切り替え指示を出力する手段とを備えることを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a communication apparatus according to a twelfth aspect, wherein: means for determining normality / abnormality of communication in the two connection portions; And a means for outputting an instruction for switching to a short circuit between the terminals.
第13発明に係る通信方法は、1つのマスタ通信装置及びスレーブ通信装置を含む通信システムで、各通信装置が通信線を介して他の通信装置と通信する方法において、
各通信装置の内の一部又は全部は、2つの異なる通信線に各別にバス接続する2つの接続部を備えて他の2つの通信装置と夫々、前記2つの接続部により異なる通信線を介して接続して通信するようにしてあり、前記スレーブ通信装置は、前記マスタ通信装置から送信される情報を、前記2つの接続部の内の一方で受信した場合に、受信した情報が自身に対応するとき、前記情報に対応する応答を他方から送信し、受信した情報が自身に対応しないとき、受信した情報を他方から転送し、各通信装置は、接続される他の通信装置との通信の正常/異常を判定し、異常と判定した場合、異常と判定された他の通信装置との通信を介する通信線との前記接続部における接続を切断し、前記接続部と異なる接続部で情報を受信した場合、切断された接続部で情報を引き返すことを特徴とする。
A communication method according to a thirteenth invention is a communication system including one master communication device and a slave communication device, in which each communication device communicates with another communication device via a communication line.
A part or all of each communication device includes two connection portions that are respectively connected to two different communication lines by buses, and the other two communication devices are connected via different communication lines depending on the two connection portions. When the slave communication device receives information transmitted from the master communication device in one of the two connection units, the received information corresponds to itself. A response corresponding to the information is transmitted from the other, and when the received information does not correspond to itself, the received information is transferred from the other, and each communication device communicates with other connected communication devices. When normal / abnormal is determined, and it is determined that there is an abnormality, the connection at the connection portion with the communication line through communication with another communication device determined to be abnormal is disconnected, and information is obtained at a connection portion different from the connection portion. If received, disconnected Wherein the turn back information in connection part.
第1発明及び第2発明では、複数の通信装置は夫々、2つの異なる通信装置と夫々異なる通信線を介して1対1で接続される。いずれも2つの通信装置と接続されるから、システム全体としては環状に接続される。ただし、各通信装置は接続部で各別に、1つの通信線にバス接続するので、一方の通信線と他方の通信線とで独立的に、夫々で送受信が可能である。また、システム全体の通信装置が1本の通信線にバス接続するのではなく、最小で2つの通信装置のみがバス接続される構成となる。これにより、必要な部分のみに通信線を配策すればよく、また、ノイズ、減衰、信号劣化が低減される。しかも、各通信装置はバス接続しているので、各接続部で送受信が可能である。
なお、2つの通信装置が接続される通信線には別個、他の通信装置がバス接続してもよい。通信システムの追加機能に応じて新たに通信装置が接続される場合などにも柔軟に対応可能である。
In the first invention and the second invention, each of the plurality of communication devices is connected to two different communication devices on a one-to-one basis via different communication lines. Since both are connected to two communication devices, the entire system is connected in a ring shape. However, since each communication device is connected to one communication line by a bus at the connection unit, transmission and reception can be performed independently on one communication line and the other communication line. In addition, communication devices of the entire system are not connected to one communication line by bus, but only a minimum of two communication devices are connected by bus. As a result, it is only necessary to route communication lines only in necessary portions, and noise, attenuation, and signal degradation are reduced. In addition, since each communication device is connected by bus, transmission / reception is possible at each connection unit.
Note that another communication device may be separately connected to the communication line to which the two communication devices are connected. It is possible to flexibly cope with a case where a communication device is newly connected according to an additional function of the communication system.
第2発明では特に、複数の通信装置の内の1つはマスタ通信装置であり、他の通信装置はスレーブ通信装置として通信が行なわれる。マスタ通信装置もスレーブ通信装置も第1発明のように夫々2つの接続部を介して他の2つの通信装置と通信が可能である。第2発明では、マスタ通信装置が送信する情報がスレーブ通信装置へ送信され、スレーブ通信装置は、2つの接続部の内の一方で受信した場合、当該情報が自身は自身に対応する情報である場合には応答を、それ以外の場合はそのまま他方から転送する。つまり、環状に接続される通信装置間でマスタ通信装置が送受信の基点となり、各スレーブ通信装置は受信した情報を他方へ転送するように制御される。
これにより、各通信装置が折り返して送信するよりも高速化が可能であり、また、マスタ通信装置から送信された情報が、再度マスタ通信装置で受信できた場合環状に接続される通信装置間の1対1接続がいずれも正常であることを確認することも可能である。
Particularly in the second invention, one of the plurality of communication devices is a master communication device, and the other communication devices communicate as slave communication devices. Both the master communication device and the slave communication device can communicate with the other two communication devices via the two connection portions as in the first invention. In the second invention, when the information transmitted by the master communication device is transmitted to the slave communication device, and the slave communication device receives one of the two connection units, the information is information corresponding to itself. If so, the response is transferred from the other side. That is, the master communication device serves as a transmission / reception base between the communication devices connected in a ring shape, and each slave communication device is controlled to transfer the received information to the other.
As a result, it is possible to increase the speed compared to the case where each communication device returns and transmits information between the communication devices connected in a ring when the information transmitted from the master communication device can be received again by the master communication device. It is also possible to confirm that any one-to-one connection is normal.
第3発明及び第13発明では、他の通信装置と基本的に1対1の関係で接続される各通信装置は、他の通信装置との通信の正常/異常を判定し、異常と判定された通信を介する接続部では通信線から切り離し、他の通信装置からの異常な送信を回避すること、自身からの異常な送信による他の通信装置への影響を回避することが可能である。切断した場合であっても、各通信装置は2つの通信装置と接続して環状に接続されているので、他方の接続部を介して他の通信装置と通信を継続可能である。つまり、通信が切断された通信装置にて環状の接続を切断したとしても、前記通信装置では反対側の接続部における通信により継続的に通信が可能であり、耐障害性が向上する。 In the third and thirteenth inventions, each communication device that is basically connected in a one-to-one relationship with another communication device determines normality / abnormality of communication with the other communication device, and is determined to be abnormal. It is possible to disconnect from the communication line at the connection unit via the communication, avoid abnormal transmission from other communication devices, and avoid influence on other communication devices due to abnormal transmission from itself. Even in the case of disconnection, each communication device is connected to the two communication devices in a ring shape, so that communication with other communication devices can be continued through the other connection unit. That is, even if the communication device that has been disconnected is disconnected from the annular connection, the communication device can continuously communicate by communication at the connection portion on the opposite side, and fault tolerance is improved.
第4発明では、各通信装置は2つの接続部を夫々、上流側又は下流側として認識しており、基本的に上流側から下流側へのデータを優先的に送受信するように通信制御することが可能である。なお、上流側及び下流側の認識方法は例えば、マスタ通信装置が存在する場合にマスタ通信装置が送信する特定の情報を受信した方の接続部を上流側の接続部と認識するなどの方法がある。各通信装置は、上流側の接続部を介した他の通信装置との通信が異常である場合、当該上流側の接続部における接続を切断し、他方の接続部を上流側と認識して以後の送受信を継続することが可能となる。このとき、切断した接続部では情報を内部で折り返す構成とすることにより送受信制御はそのまま維持される。 In the fourth invention, each communication device recognizes the two connecting portions as the upstream side or the downstream side, and basically performs communication control so as to preferentially transmit and receive data from the upstream side to the downstream side. Is possible. The upstream and downstream recognition methods include, for example, a method of recognizing a connection unit that has received specific information transmitted by the master communication device as an upstream connection unit when the master communication device exists. is there. Each communication device disconnects the connection at the upstream connection portion when the communication with the other communication device via the upstream connection portion is abnormal, and recognizes the other connection portion as the upstream side thereafter. Transmission / reception can be continued. At this time, the transmission / reception control is maintained as it is because the disconnected connection portion is configured to return information internally.
第5発明及び第11発明では、通信装置が夫々備える2つの接続部はいずれも、送受信用端子を有して通信線への物理層における送受信を実現するトランシーバと、トランシーバの送受信用端子へ、送受信する信号を入出力する送受信部との間に、トランシーバと送受信部との接続と、送受信部からトランシーバを切り離し、送受信部の送信用端子と受信用端子との接続との間の切り替えを実現するスイッチが備えられる。
これにより、送受信部自身の送信用端子と受信用端子とが接続されるように切り替えられた場合、送受信部が送信するために出力した信号は、折り返し送受信部で受信され、通信線へ正しく送受信ができた場合と同様の動作を実現できる。これにより、送受信部の機能を特別な仕様へ改変する必要がない。
In the fifth and eleventh aspects of the invention, each of the two connection portions provided in the communication device has a transceiver terminal that realizes transmission / reception in the physical layer to the communication line, and a transceiver transmission / reception terminal. Realizes switching between the transceiver and transmitter / receiver between the transceiver and the transmitter / receiver that inputs and outputs signals to be transmitted / received, and disconnects the transceiver from the transmitter / receiver and switches between the transmitter and receiver terminals of the transmitter / receiver A switch is provided.
As a result, when the transmission / reception unit itself is switched so that the transmission terminal and the reception terminal are connected, the signal output for transmission by the transmission / reception unit is received by the return transmission / reception unit and correctly transmitted / received to the communication line. It is possible to realize the same operation as when Thereby, it is not necessary to change the function of the transmission / reception unit to a special specification.
第6発明及び第12発明では、通信装置は他の通信装置との通信を異常と判断した場合に、当該異常と判断された通信を介する自身の接続部へ、送受信部の送受信用端子を短絡させる切り替えを指示する。スイッチの切り替えを異常と判断したことに応じて行なうことができる。 In 6th invention and 12th invention, when a communication apparatus judges that communication with other communication apparatuses is abnormal, it short-circuits the terminal for transmission / reception of a transmission / reception part to its connection part via the communication judged to be the said abnormality Instruct to switch. It can be performed in response to determining that the switching of the switch is abnormal.
第7発明では、接続部が備えるトランシーバの受信用端子の出力を監視する監視部が備えられている。トランシーバは、通信装置が通信線との接続を切断し短絡させていたとしても、通信線には物理的に接続されたまま、通信線に送信された信号を受信して受信用端子に出力し続けている。当該出力を監視部で監視することにより、正常に戻って、例えば起動信号などが通信線から受信できた場合にこれを検知し、送受信端子間の接続を再開させるなどの復帰が可能となる。
監視部を送受信部とは切り離して備えることにより、何らかの異常により通信線に過剰に信号が送信されている場合などでも送受信部へ影響させることなく、監視を継続できる。
In the seventh invention, a monitoring unit for monitoring the output of the receiving terminal of the transceiver included in the connection unit is provided. The transceiver receives the signal transmitted to the communication line and outputs it to the receiving terminal even if the communication device is disconnected from the communication line and short-circuited. continuing. By monitoring the output with the monitoring unit, it is possible to return to normal, for example, when an activation signal or the like can be received from the communication line, detect this and restart the connection between the transmission and reception terminals.
By providing the monitoring unit separately from the transmission / reception unit, monitoring can be continued without affecting the transmission / reception unit even when an excessive signal is transmitted to the communication line due to some abnormality.
第8発明では、通信システムに含まれる1つのマスタ通信装置により、他の通信装置のいずれで異常が発生したのかが判定され、マスタ通信装置が、異常と判定された通信装置との接続の切断を指示するための切り替え指示を、通信により他の通信装置へ送信する。通信の異常は多様な状況で発生するから、各通信装置では判定できない場合もマスタ通信装置が総合して異常と判定した場合には切断させることができ、安全性が向上する。 In the eighth invention, one master communication device included in the communication system determines which of the other communication devices an abnormality has occurred, and the master communication device disconnects from the communication device determined to be abnormal. A switching instruction for instructing is transmitted to another communication device by communication. Since communication abnormalities occur in various situations, even if each communication device cannot determine, it can be disconnected if the master communication device comprehensively determines abnormalities, and safety is improved.
第9発明では、第1発明乃至第8発明において、通信システムを構成する各通信装置の内の任意の2つの通信装置は夫々、他とは異なる1つの通信線にバス接続して通信を実現しているから、当該1つの通信線を介した通信は他の通信線を介した通信と干渉しない。したがって、任意の2つの通信装置間の通信を他とは異なる通信プロトコルで行なうこと、又は異なる通信媒体を介して行なうこと、更には通信媒体も通信プロトコルも異なる方法で行なうことも可能である。これにより、通信システムは柔軟な構成に対応できる。例えば、一部の通信装置間の通信のみ、ベストエフォートで送受信が可能な構成などとすることができる。また、一部の通信装置間の通信のみ、等時性を確保することが可能な通信例えば時分割多重方式で通信する構成とすることにより、確実性安全性等を向上させることができる。 In the ninth invention, in any one of the first to eighth inventions, any two communication devices of each communication device constituting the communication system are connected to one communication line different from the other to realize communication. Therefore, communication via the one communication line does not interfere with communication via the other communication line. Therefore, communication between any two communication devices can be performed using a communication protocol different from the others, or via a different communication medium, and further, the communication medium and the communication protocol can be performed using different methods. Thereby, a communication system can respond to a flexible structure. For example, only a communication between some communication apparatuses can be configured to be able to transmit and receive at best effort. In addition, it is possible to improve the safety of certainty by adopting a configuration in which communication can be ensured only for communication between some communication devices, for example, by communication using a time division multiplexing method.
第10発明では、各通信装置間は基本的に、単線シリアル・バス・プロトコルであるLINに基づき通信される。これにより、接続部の送受信部などの構成は、既存のLINに適応した資源を用いることが可能であり、通信装置を特別な仕様とする必要もない。 In the tenth aspect of the invention, communication is basically performed between the communication devices based on LIN, which is a single-wire serial bus protocol. As a result, the configuration of the transmission / reception unit of the connection unit can use resources adapted to the existing LIN, and the communication device does not need to have a special specification.
本発明による場合、各通信装置が夫々異なる2つの通信線へ各別にバス接続し、2つの通信装置と各別に1対1で環状に接続されることによって、長い通信線が不要となり、必要な箇所のみの配策で済む。また、夫々の通信線にバス接続する通信装置は最小の場合2つであるから、通信線におけるノイズ、減衰、信号劣化は低減する。各通信線での送受信は独立に可能であるから、高速化も望める。更に、一部の通信装置で障害が発生した場合でも切り離して、通信を継続できる。このように、既存のプロトコルを用いた構成でも、高速化、耐障害性を向上させることができ、夫々の通信線におけるプロトコルを変えることもできるなど、柔軟な構成に適用させることができる。 According to the present invention, each communication device is separately connected to two different communication lines by a bus, and each communication device is connected to the two communication devices in a one-to-one manner so that a long communication line is not necessary and necessary. All you need to do is place a plan. In addition, since there are two communication devices connected to each communication line by bus, noise, attenuation, and signal deterioration in the communication line are reduced. Since transmission / reception on each communication line is possible independently, high speed can be expected. Furthermore, even when a failure occurs in some communication devices, communication can be continued by disconnecting. As described above, even a configuration using an existing protocol can be applied to a flexible configuration such that the speed and fault tolerance can be improved and the protocol in each communication line can be changed.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。以下に示す実施の形態では、本発明に係る通信システムを車両に搭載される車載通信システムに適用する場合を例に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. In the embodiment described below, a case where the communication system according to the present invention is applied to an in-vehicle communication system mounted on a vehicle will be described as an example.
図1は、本実施の形態における車載通信システムの構成を示す構成図である。本実施の形態における車載通信システムは、マスタノードである通信装置1と、スレーブノードである通信装置2a,2b,2c,2dと、各通信装置1,2a,2b,2c,2d間を接続する通信線3a,3b,3c,3d,3eとを含んで構成される。
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the in-vehicle communication system in the present embodiment. The in-vehicle communication system in the present embodiment connects the
通信装置1,2a,2b,2c,2dは夫々、2つの接続部を有して構成される。通信装置1は、2つの接続部11,12にて異なる通信線3e及び通信線3aに各別にバス型に接続している。通信装置2aは、接続部21a,22aにて通信線3a及び通信線3bに各別にバス接続している。通信装置2bは、接続部21b,22bにて通信線3b及び通信線3cに各別にバス接続している。通信装置2cは、接続部21c,22cにて通信線3c及び通信線3dに各別にバス接続している。通信装置2dは、接続部21d,22dにて通信線3d及び通信線3eに各別にバス接続している。
Each of the
そして、通信装置2aは接続部21aにより、通信装置1と通信線3aを介して1対1で通信を行なうと共に、接続部22aにより、通信装置2bとも通信線3bを介して1対1で通信を行なう。なお、通信線3a及び通信線3bを介した通信は、LINプロトコルにて行なう。
The
同様に、通信装置1も通信装置2a及び通信装置2dと夫々通信線3a及び通信線3eを介して1対1で通信を行なう。通信装置2bも通信装置2a及び通信装置2cと夫々通信線3b及び通信線3cを介して1対1で通信を行なう。通信装置2cも通信装置2b及び通信装置2dと夫々通信線3c及び通信線3dを介して1対1で通信を行なう。通信装置2dも通信装置2c及び通信装置1と夫々通信線3d及び通信線3eを介して1対1で通信を行なう。
Similarly, the
図1に示すように、各通信装置1,2a,2b,2c,2dは、通信線3a,3b,3c,3d,3eに夫々バス接続しつつもデイジーチェーン型のように夫々、2つの異なる通信装置と1対1で接続している。更に、マスタノードである通信装置1から、通信装置2a、通信装置2b、通信装置2c、通信装置2dの順で1対1デイジーチェーン型に接続した上で、最後の通信装置2dはマスタノードである通信装置1とも接続してリング型の接続としてある。これにより、各通信線3a,3b,3c,3d,3eに接続される通信装置の数は、図1の場合は各2つずつであり、通信線3a,3b,3c,3d,3eを介して送受信される信号は安定して劣化が少ない波形で伝播される。また、通信線3a,3b,3c,3d,3eにて1対1で接続するので、夫々を効率的に短く配策することも可能である。しかも、各通信線3a,3b,3c,3dで1対1に接続し、しかも各通信装置1,2a,2b,2c,2dは夫々、通信線3a,3b,3c,3d,3eにバス接続する構成であるので、各通信装置間で同時的に通信が可能である。1本の通信線にマスタノードと複数のスレーブノードとが全てバス接続される構成よりも、図1のような構成とすることにより、データの送信が衝突することもなく通信効率を向上させることもでき、且つ各通信線で同時的に通信が可能であるから結果的に、システム全体の通信速度も高速化することが可能である。
As shown in FIG. 1, each of the
なお、マスタノードである通信装置1は、LINネットワークである通信線3a,3e以外に、通信線4にも接続されている。通信線4は、異なる通信プロトコル、例えばCAN、FlexRay(登録商標)のネットワークである。通信装置1は、異なる通信プロトコルの他の通信装置と送受信が可能である。
The
図2は、本実施の形態の車載通信システムを構成する通信装置1,2aの内部構成を示す構成図である。通信装置2b,2c,2dの内部構成は、通信装置2aの内部構成と同様であるので図示及び詳細な説明を省略する。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an internal configuration of the
通信装置1は、各通信線3a,3eを介したデータの送受信を制御する送受信制御部10と、2つの接続部11,12と、通信線4を介したデータの送受信を制御する送受信制御部13と、通信線3a,3eと通信線4との間のデータの送受信の中継を実現する中継部14とを含む。
The
送受信制御部10は、中継部14又は他の図示しない構成部から与えられるデータを受け付け、2つの異なる接続部11,12のいずれで送受信すべきか否かの判断、また、2つの異なる接続部11,12のいずれかを切断すべきか否かの判断を行なう。送受信制御部10は、予め上述のような処理を行なうべくハードウェア的に構成される。なお、マイクロコンピュータを用いてソフトウェア的に処理を行なうように構成されてもよい。
The transmission /
通信装置1が有する一方の接続部11は、第1送受信部111、バス切替部112及び第1トランシーバ113を含む。他方の接続部12も同様に、第2送受信部121、バス切り替え部122及び第2トランシーバ123を含む。
One
接続部11,12はいずれも、第1送受信部111及び第2送受信部121にて送受信制御部10に接続されている。第1送受信部111は、送受信制御部10から、通信線3eへ送信すべく第1トランシーバ113へ与えるデータ信号を受け付け、第1トランシーバ113が通信線3eから受信したデータ信号を送受信制御部10へ受け渡す。そして第1送受信部111は、受け付けた送信すべきデータ信号をLINプロトコルに適した信号として第1トランシーバ113へ与えるように出力する送信用端子Txを有する。また、第1送受信部111は、第1トランシーバ113が受信した信号を入力する受信用端子Rxを有し、受信した信号を送受信制御部10へ受け渡す。接続部12の第2送受信部121も、第2トランシーバ123と同様の構成で接続される。
Both the
第1トランシーバ113及び第2トランシーバ123は夫々、LINに基づき通信線3e及び通信線3aにおける信号の送受信を物理層にて実現する。第1トランシーバ113及び第2トランシーバ123はいずれも、送信用端子Tx及び受信用端子Rxを有し、送信用端子Txにて送信すべきデータを表す信号を入力し、通信線3e又は通信線3aから受信した信号を受信用端子Rxから出力する。
Each of the
バス切替部112は、第1送受信部111の送信用端子Txと第1トランシーバの送信用端子Txとの間、第1送受信部111の受信用端子Rxと第1トランシーバの受信用端子Rxとの間の接続と、第1送受信部111の送信用端子Txと第1送受信部111の受信用端子Rxとの間の接続(短絡)とを切り替えるように構成されている。通常の運用、即ち車載通信システムを構成する通信装置1,2a,2b,2c,2dがいずれも正常に送受信を行なっている間は、第1送受信部111の送信用端子Txと第1トランシーバの送信用端子Txとの間、第1送受信部111の受信用端子Rxと第1トランシーバの受信用端子Rxとの間が夫々接続されるようにしてある。接続部12のバス切替部122も同様に構成される。
The
通信装置1の送受信制御部10は例えば、通信装置2dとの通信線3eを介した送受信が異常であり、通信装置2dから通信線3eへ異常な送信がされる場合に、異常に送信されるデータを受け取らないように、接続部11を通信線3eから切断する場合、接続部のバス切替部112へ、第1送受信部111の送信用端子Txと第1送受信部111の受信用端子Rxとの間が接続(短絡)されるように指示する。具体的には送受信制御部10がバス切替部112へ切り替え指示信号を出力する。これにより、第1送受信部111の送信用端子Txと第1送受信部111の受信用端子Rxとの間が接続(短絡)され、接続部11が内部でループバック状態となる。このように、接続部11,12夫々にて各別にループバック状態にすることができ、通信相手が故障している場合など、通信線3e又は通信線3aから完全に通信訴追を分離、孤立させることが可能となる。したがって異常な送信を行なうような故障ノードからの影響を受けることがない。また、接続部11の送受信部111としては、送信すべく送信用端子Txから出力した信号を、受信用端子Rxで入力できるので送受信処理としては第1トランシーバ113を介して通信線3eに接続している場合の処理をそのまま維持できる。したがって、第1送受信部111としては制御仕様を別途定義せずとも既存のものを利用することが可能である。
The transmission /
送受信制御部13は、通信線4を介した通信を実現する。中継部14は、送受信制御部13から受け付ける通信線4を介して受信されるデータに付されるヘッダ情報などから、通信装置2a,2b,2c,2dへ中継すべきデータであるか否かを判断し、中継すべきデータであると判断した場合、受け付けたデータを送受信制御部10へ与える。逆に送受信制御部10から受け付けたデータについても同様に通信線4を介して接続される図示しない別の装置へ中継すべきデータであるか否かを判断し、中継すべきデータであると判断した場合、受け付けたデータを送受信制御部13へ渡す。
The transmission /
スレーブノードである通信装置2aは、通信装置1の内部構成と同様に、送受信制御部20aと、2つの接続部21a,22aと、通信線3a,3bからの信号を監視する監視部23aとを含む。
As with the internal configuration of the
送受信制御部20aは、2つの接続部21a,22aの一方から受信したデータ信号を他方から送信すべきか否かの判断、また、2つの異なる接続部21a,22aのいずれかを切断すべきか否かの判断を行なう。また、一方から自身あてのデータ信号を受信した場合に当該データを図示しない自身の他の構成部へ与える処理を行なう。更に、自身の図示しない構成部から与えられるデータを受け付けて2つの異なる接続部21a,22aのいずれかから送信させる処理を行なう。送受信制御部20aは、予め上述のような処理を行なうべくハードウェア的に構成されてもよいし、マイクロコンピュータを用いてソフトウェア的に処理を行なうように構成されてもよい。
The transmission / reception control unit 20a determines whether or not the data signal received from one of the two
なお、本実施の形態では、送受信制御部20a、接続部21a,22aは、通信プロトコルにおける1ビット当たりの時間間隔よりも短い時間間隔(例えば8分の1)のクロック信号を基準に処理を行なう。例えば、接続部21aは、通信線3aから受信される信号の1ビット分を前記短い時間間隔にてサンプリングして逐次送受信制御部20aへ出力し、送受信制御部20aは、接続部21aから出力されるサンプリング結果からビットが0なのか1なのかを判断する。そして、送受信制御部20aは、他方の接続部22aへ受け渡すべきデータの1ビットの内の一部である場合には、当該一部に必要に応じて処理を行ない(ビットを反転など)、接続部22aへ与える。例えば、データ中の数ビットで表される数値を1減算して接続部22aへデータを渡すため、変更すべきビットを特定して当該ビットに対応する一部を反転させるなどして接続部22aへ与える。つまり、送受信制御部20aは、接続部21aからのデータの受信と接続部21bによるデータの送信とをほぼ同時的に行なう。これにより、通信線3a,3b,3c,3d,3eに分けて、1対1通信を行なう構成としたために、例えば通信装置1から通信装置2cへのデータの送信がフレームの長さの数倍以上遅れることを回避することができる。
In the present embodiment, the transmission / reception control unit 20a and the
通信装置2aが有する2つの接続部21a,22aは、通信装置1が有する接続部11,12と同様に構成されるので対応する符号を付して詳細な説明を省略する。通信装置2aは、接続部21aにより通信線3aを介して通信装置1とデータを送受信し、接続部22aにより通信線3bを介して通信装置2bとデータを送受信する。そして、2つの接続部21a,22aは夫々内部にバス切替部212a,222aを有し、例えば通信線3bを介して接続される通信装置2bとの通信に異常がある場合には、送受信制御部20aは、バス切替部222aに切り替え指示を出力し、接続部22aの第2送受信部の送信用端子Txと受信用端子Rxとを短絡させてループバック状態にし、通信線3bから切り離すようにしてある。
Since the two
なお、図2に示すように、送受信制御部20aからのバス切替部212a及びバス切替部222aへの切り替え指示信号は、一方へは「NOT」回路を介して入力されるようにしてある。これにより、いずれか一方による接続は維持される。
As shown in FIG. 2, the switching instruction signal from the transmission / reception control unit 20a to the bus switching unit 212a and the
監視部23aには、接続部21aの第1トランシーバ213aの受信用端子Rx、及び、接続部22aの第2トランシーバ223aの受信用端子Rxからの出力が分岐して入力されるようにしてある。監視部23aは、第1トランシーバ213a及び第2トランシーバ223aから出力される通信線3a,3bに送信される信号を監視する。特に、接続部21a,22aのいずれかが通信線3a,3bから切り離された状態である場合に、通信線3a,3bへ自身の接続の復帰を指示する信号が送信されているときにこれを検知する。例えば通信装置2aは、接続部22aにより通信線3bを介して接続される通信装置2bにて異常が発生し、当該通信装置2bから異常な送信がされた場合、接続部22aの内部で通信線3aから切断する。その後、通信装置2bが自身で自動的に復帰した場合、監視部23aにて通信装置2bから送信されるデータに基づき復帰を検知する。監視部23aは、復帰を検知した場合、送受信制御部20aへ指示してバス切替部222aへ切り替え指示を出力させる。これにより接続の復帰も可能である。
The monitoring unit 23a is configured so that outputs from the reception terminal Rx of the
なお、本実施の形態における監視部23aは、通信線3a又は通信線3bに異常な信号(フレーム)が送信される場合、これを検知して送受信制御部20aへ通知する機能を有する。
The monitoring unit 23a in the present embodiment has a function of detecting and notifying the transmission / reception control unit 20a when an abnormal signal (frame) is transmitted to the
このように構成される通信装置1,2a,2b,2c,2d間で実現される通信、及び、スレーブノードである通信装置2a,2b,2c,2dのいずれかで故障が発生した場合の処理について説明する。
Communication realized between the
本実施の形態では上述のように、各通信装置1,2a,2b,2c,2dは、LINプロトコルに基づき送受信を行なう。LINプロトコルでは一般的に、1つのマスタノードと複数のスレーブノードが同一のバスに全てバス接続する構成である。そして、マスタノードが送信するヘッダ(BREAK、SYNC、ID)に対し、各スレーブノードが自身のIDを含むヘッダを受信した場合にそのあとに続いてレスポンス(DATA、SUM)を返し、他のスレーブノードもそれらを同時に受信できることで、通信が実現される。本実施の形態では、各通信装置1,2a,2b,2c,2dは夫々異なる通信線3a,3b,3c,3d,3eに接続しているから、同様の処理では通信が困難である。そこで、スレーブノードである通信装置2aは、2つの接続部21a,22aの内のいずれか一方をマスタ側(上流側)の接続部として認識し、他方の(下流側の)接続部と区別するようにしてある。具体的には、送受信制御部20aは、いずれが上流側であるかを図示しない内蔵メモリに記憶する。他のスレーブノードである通信装置2b,2c,2dも同様である。
In the present embodiment, as described above, each
スレーブノードである通信装置2aが2つの接続部21a,22aを区別する処理について説明する。他のスレーブノードである通信装置2b,2c,2dによる処理も同様であるので詳細な説明は省略する。まず、マスタノードである通信装置1は、システム全体がスリープ状態、即ち電源オフ状態であるときに初期的な処理として自身の2つの接続部11,12の内の接続部12を基点と認識(内部メモリに記憶)し、当該基点と認識している接続部12から特定の信号としてウェイクアップフレームを送信する。
A process in which the
図3は、本実施の形態における車載通信システムにおけるマスタノードである通信装置1から送信されるウェイクアップフレームの内容例を示す説明図である。図3は、通信装置1から送信されるウェイクアップフレームと、比較のためのLINにおけるBREAKフレームとを示すタイムチャートであり、各タイムチャートの縦軸は信号レベルを示している。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the contents of a wake-up frame transmitted from the
図3では、上から通信装置1の動作(メイン)クロック信号、サブクロック信号、2つの異なるウェイクアップフレーム、及びBREAKフレームを示している。動作クロック信号は、上述したように、通信線3a,3b,3c,3d,3eにおけるLIN通信の1ビット分の時間長を8分割した長さを1周期とするクロック信号である。サブクロック信号は、1ビット分の時間長を2分割した長さ即ち1/2ビット分の長さを1周期とするクロック信号である。これらのクロック信号に基づき、送受信制御部10、接続部11,12が動作する。
FIG. 3 shows an operation (main) clock signal, a sub clock signal, two different wake-up frames, and a BRAKE frame of the
最下部に示すBREAKフレームは、LINプロトコルに基づき、11ビット分以上ローレベル(ドミナント)が継続するように構成される(図3では13ビット)。そして、2つの異なるウェイクアップフレームは、各ノードにおけるクロック誤差を考慮した場合にもBREAKフレームとの区別が可能である長さに設定されている。 The BREAK frame shown at the bottom is configured to continue the low level (dominant) for 11 bits or more based on the LIN protocol (13 bits in FIG. 3). The two different wake-up frames are set to lengths that can be distinguished from the BRAKE frame even when the clock error at each node is taken into consideration.
ウェイクアップフレームはWKUP_sフレーム及びWKUP_mの2種からなる。WKUP_sフレームはドミナントが5ビット分継続するように構成されている。WKUP_mフレームはドミナントが19ビット分継続するように構成されている。WKUP_sフレームは後述するように、休止していたスレーブノードが復帰する場合に、スレーブノードから送信するフレームである。当該WKUP_sフレームについては後述にて詳細を説明する。 There are two types of wake-up frames, WKUP_s frame and WKUP_m. The WKUP_s frame is configured such that the dominant lasts for 5 bits. The WKUP_m frame is configured such that a dominant lasts 19 bits. As will be described later, the WKUP_s frame is a frame transmitted from the slave node when the slave node that has been paused returns. Details of the WKUP_s frame will be described later.
WKUP_mフレームは、マスタノードである通信装置1が基点と認識している接続部12から特定の信号として送信するウェイクアップフレームである。通信装置1がWKUP_mフレームを接続部12から送信すると、スレーブノードである通信装置2a,2b,2c,2dは夫々、当該WKUP_mフレームを受信した側の接続部をマスタ側(上流側)の接続部として以後認識する。
The WKUP_m frame is a wakeup frame that is transmitted as a specific signal from the
図4は、スレーブノードである通信装置2aの送受信制御部20aによるWKUP_mフレームの受信処理の一例を示すフローチャートである。図4に示すフローチャートは、システム全体がスリープ状態であるときに行なわれる処理の例である。なお、他のスレーブノードの通信装置2b,2c,2dの処理については通信装置2aの処理と同様であるため詳細な説明を省略する。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of WKUP_m frame reception processing by the transmission / reception control unit 20a of the
通信装置2aは、スリープ状態であるときには、サブクロック信号に基づき処理を行なう。送受信制御部20aは初期的に、接続部21a又は接続部22aにて受信する信号の信号レベルについてローレベル(ドミナント)の計数をクリア即ちゼロにする(ステップS11)。送受信制御部20aは、サブクロック信号の信号周期が到来するまで、即ちサブクロック信号の立ち上がりエッジを検出するまで待機する(ステップS12)。送受信制御部20aは、信号周期が到来すると接続部21a又は接続部22aにて受信するいずれか信号レベルがローレベルであるか否かを判断する(ステップS13)。
The
送受信制御部20aは、いずれの信号レベルもハイレベル(レセッシブ)であると判断した場合(S13:NO)、処理をステップS11へ戻してローレベルの計数をクリアする。送受信制御部20aは、接続部21a又は接続部22aのいずれか一方で受信する信号レベルがローレベルであると判断した場合(S13:YES)、ローレベルのビット数を計数する(ステップS14)。
If the transmission / reception control unit 20a determines that all signal levels are high (recessive) (S13: NO), the process returns to step S11 to clear the low level count. When the transmission / reception control unit 20a determines that the signal level received by either the
次に送受信制御部20aは、ローレベルのビット数に基づき、ローレベル(ドミナント)は例えば19ビット以上連続しているか否かを判断する(ステップS15)。送受信制御部20aは、19ビット以上連続していないと判断した場合(S15:NO)、処理をステップS12へ戻し、次のサブクロック信号周期が到来するまで待機する。 Next, the transmission / reception control unit 20a determines whether or not the low level (dominant) is, for example, 19 bits or more based on the number of low level bits (step S15). If the transmission / reception control unit 20a determines that 19 bits or more are not continuous (S15: NO), the process returns to step S12 and waits until the next subclock signal period arrives.
送受信制御部20aは、ローレベル(ドミナント)が19ビット以上連続すると判断した場合(S15:YES)、スリープ状態からアクティブ状態への起動指示を示すWKUP_mフレームを受信したと判断し、WKUP_フレームを受信した側の通信装置1の接続部12と接続している接続部21aを上流側と認識する(ステップS16)。送受信制御部20aは、自身又は他の制御部にウェイクアップフレームを受信したことを通知してメインクロックを起動させ(ステップS17)、処理を終了する。
When the transmission / reception control unit 20a determines that the low level (dominant) is continuous for 19 bits or more (S15: YES), the transmission / reception control unit 20a determines that the WKUP_m frame indicating the activation instruction from the sleep state to the active state is received, and receives the WKUP_frame. The
このような処理を各スレーブノードである通信装置2a,2b,2c,2dで行なうことにより、各通信装置2a,2b,2c,2dはスリープ状態からアクティブ状態へ遷移し、その際に以後の処理のために上流側の接続部を認識する。
By performing such processing in the
図5は、マスタノードからスレーブノードへWKUP_mフレームが送信される過程を示すシーケンス図である。通信装置1が、基点として認識している接続部12からWKUP_mフレームの送信を開始すると、まず接続部12が接続している通信線3aに同様に接続している通信装置2aの接続部21aにてWKUP_mフレームを受信する。通信装置2aは、WKUP_mフレームを受信した側の接続部21aをマスタ側(上流側)として認識すると共に、受信中のWKUP_mフレームを他方の接続部22aから通信線3bへ送信する。このとき通信装置2aではWKUP_mフレームを受信したことにより、アクティブ状態へ遷移する。
FIG. 5 is a sequence diagram illustrating a process in which a WKUP_m frame is transmitted from a master node to a slave node. When the
WKUP_mフレームは、通信装置2aから通信線3bを介して通信装置2bへ、通信装置2bから通信線3cを介して通信装置2cへ、通信装置2cから通信線3dを介して通信装置2dへ逐次同時的に送信される。これにより、各通信装置2b,2c,2dでも、WKUP_mフレームを受信した側の接続部21b,21c,21dがマスタ側(上流側)として認識され、他方の接続部22b,22c,22dと区別される。
The WKUP_m frame is simultaneously transmitted from the
通信装置2dは、接続部21dからWKUP_mフレームを受信している場合、他のスレーブノードの通信装置2a,2b,2c同様に、接続部22dからWKUP_mフレームを送信する。接続部22dは、通信線3eを介してマスタノードの通信装置1の接続部11と接続しており、システム全体での接続は環状である。通信装置1の送受信制御部10は、自身が基点の接続部12から送信したWKUP_mフレームを、他方の接続部11で受信した場合、車載通信システム全体での接続が環状であり、データが正常に各スレーブノードへ到達することを認識する。このように、各スレーブノードの通信装置2a,2b,2c,2dがWKUP_mフレームを受信した場合には逐次、他方の接続部22a,22b,22c,22dから転送することにより、通信装置1はもしも、WKUP_mフレームを接続部11から受信できないときは、いずれかのスレーブノードにて通信に異常が発生していると認識することができる。
When receiving the WKUP_m frame from the
なお仮に、通信装置2dがWKUP_mフレームを接続部21d及び接続部22dの両方から受信する場合、送受信制御部20dは、先に受信した側の接続部を上流側と認識する。また、WKUP_mフレームを接続部21d及び接続部22dの両方で同時に受信した場合には、再度WKUP_mフレームを受信するまで待機してもよい。
If the
以後、各通信装置1,2a,2b,2c,2dは、2つの接続部を夫々区別し、基本的に受信したLINプロトコルについて通信する。具体的には、通信装置2aは、マスタ側(上流側)の接続部21aから受信したヘッダのIDが自身に対応する場合に、当該ヘッダに続けてレスポンスを接続部22aから送信する。他のスレーブノードである通信装置2b,2c,2dでも同様である。
Thereafter, each of the
ここで、マスタ側から受信するヘッダのIDとは、一般的なLINプロトコルでは、予め各通信装置に固定的に付与されているIDにより、レスポンスすべきスレーブノードが特定される。これに対し、本実施の形態では、各IDを固定的とせず、ヘッダのIDはマスタノードの通信装置1により設定される数値を含み、各スレーブノードの通信装置2a,2b,2c,2dは自身がヘッダを転送する都度、当該数値を減算又は加算する。そして各スレーブノードの通信装置2a,2b,2c,2dはいずれも、当該数値が所定の値(例えばゼロ、又は0xF)などであるときに自身に対応すると判断する。マスタノードである通信装置1は初期的に、接続部12から任意のヘッダを送信し、他方の接続部11で環状に転送されたヘッダを受信することにより、転送を経て受信したヘッダの前記数値に基づいて、経由する通信装置2a,2b,2c,2dの数を把握することが可能である。そこで通信装置1は、例えばデータが2番目に到達する通信装置2b宛てにヘッダを送信するときには、通信装置2bに到達したときに前記数値が所定の値となるように設定してから送信する。これにより、予め固定的なIDが付与されていなくともよく、スレーブノードに用いられる通信装置2a,2b,2c,2dで構成を共通化させることが可能である。
Here, in the general LIN protocol, the ID of the header received from the master side identifies the slave node to which a response is to be made, based on an ID fixedly assigned to each communication device in advance. In contrast, in this embodiment, each ID is not fixed, and the header ID includes a numerical value set by the
また、1つのヘッダに対して1つの通信装置からのレスポンスとするのではなく、複数の通信装置からレスポンスを一度に返す構成としてもよい。環状に接続して各スレーブノードの通信装置2a,2b,2c,2dが転送するので、各通信装置2a,2b,2c,2dは、ヘッダに続く複数バイトのデータの内、予め設定されるバイト位置に自身からのデータを送信させるなども可能である。例えば、マスタノードである通信装置1がヘッダのIDにホップ数を含め、ホップ数が0の場合は1番目にヘッダを受信する通信装置2aは、1〜2バイト目に(DATA,SUM)を送信、2番目にヘッダを受信する通信装置2bは、3〜4バイト目に(DATA,SUM)を送信する。つまり、ホップ数に基づきn番目にヘッダを送信する通信装置が(2n −1)〜2n バイト目に(DATA,SUM)を送信する。これにより、ヘッダの送信回数を低減することも可能である。
Moreover, it is good also as a structure which returns a response from several communication apparatuses at once instead of making it a response from one communication apparatus with respect to one header. Since the
次に、通信装置1,2a,2b,2c,2d間でデータの送受信を行なっている間に、通信装置2b及び2c間の通信線3cにおける通信に異常が発生した場合の処理について説明する。各スレーブノードの通信装置2a,2b,2c,2dは、隣り合う通信装置との間の通信に異常が発生した場合に、2つの異なる接続部の内の一方を通信線から切り離すように、接続部内部で切り替える。
Next, processing when an abnormality occurs in communication on the
図6は、車載通信システムで通信に異常が発生した場合の各通信装置1,2a,2b,2c,2dによって接続が切り替えられる過程を示すシーケンス図である。
FIG. 6 is a sequence diagram showing a process in which the connection is switched by each of the
マスタノードの通信装置1は、自身が接続部12から送信するヘッダに対するレスポンスを、他方の接続部11にて受信できない場合に異常があったことを検知できる。通信装置1は、接続部12から通信装置2aから順に、各自に対応するIDを含み、折り返して返答させるメッセージフレームを送信する。通信装置2aは自身に対応するID、即ち含まれる数値情報が所定値である当該メッセージフレームを上流側の接続部21aにて受信した場合、これに対する返答を上流側の接続部21aから送信する。通信装置1は、順次IDに含む数値情報を加減して接続部12から送信し、返答の有無を判断する。
The
図6に示すように、通信装置2c宛てのメッセージフレームに対する返答を受信できない場合、通信装置1は、通信装置2bと通信装置2cとの間における通信に異常があったと判定する。
As illustrated in FIG. 6, when a response to the message frame addressed to the
なお、各通信装置1,2a,2b,2c,2dが夫々、各接続部11,12,21a,22a,21b,22b,21c,22c,21d,22dで通信ができなくなった場合に異常と判定し、通信が可能な他方の接続部からマスタノードの通信装置1へ異常を知らせるメッセージフレームを送信するようにしてもよい。
It is to be noted that each
通信装置1は、通信装置2bと通信装置2cとの間における通信に異常があったと判定した場合、まず通信装置2b宛てに、送受信制御部20bから接続部21b,22b夫々のバス切替部に切り替え指示を出力させるべく指示するメッセージフレームを接続部11から送信する。これにより、接続部21bから当該切り替え指示のメッセージフレームを受信した通信装置2bの送受信制御部20bは、接続部21bと異なる接続部22bのバス切替部にて第2送受信部の送信用端子Txと受信用端子Rxとを短絡させるように指示信号を出力する。これにより、通信装置2bにおける接続部22b内部はループバック状態となり、第2送受信部の送信用端子Txから出力される信号は折り返される。このとき通信装置2cは、未だ接続部21cを上流側として認識しているので、通信装置1からのメッセージを22cから受信しない。
When the
その後、通信装置1は、異常が発生したことにより通信装置2bと通信装置2cとの間を分離させたことに応じて、再度WKUP_mフレームを送信し、各通信装置2a,2b,2c,2dにおける上流側の接続部を認識し直させる。このとき通信装置1は、異なる接続部11,12の両方からWKUP_mフレームを送信する。通信装置2a,2b,2c,2dは、上述の初期的な処理と同様に、WKUP_mフレームを受信した接続部を上流側の接続部として認識し直す。具体的には、通信装置2bは接続部21bを上流側と改めて認識し直し、通信装置2cは接続部22cを上流側と認識し直す。
Thereafter, the
通信装置2cが、接続部22cを上流側と認識し直すので、通信装置1は、通信装置2c宛てに、送受信制御部20cから接続部21c,22cのバス切替部に切り替え指示を出力させるべく指示するメッセージフレームを接続部12から送信する。上流側として認識している接続部22cから切り替え指示のメッセージフレームを受信した通信装置2cの送受信制御部20cは、接続部22cと異なる接続部21cのバス切替部にて第1送受信部の送信用端子Txと受信用端子Rxとを短絡させるように指示信号を出力する。これにより、通信装置2cにおける接続部21c内部はループバック状態となり、第1送受信部の送信用端子Txから出力される信号は折り返される。
Since the
これにより、通信線3cにおける通信異常による影響をシステム全体から排除することができるのみならず、物理的には環状の配策状態を維持(通信線3cは見かけ上、通信装置2b,2cに接続されたままである)しながら、2つのリニアトポロジの構成のネットワークへ構成し直すことが可能となる。
As a result, not only the influence of the communication abnormality in the
図7は、本実施の形態における通信装置1,2a,2b,2c,2dの処理によって変化する論理的な接続関係を概念的に示す説明図である。図7に示すように、1つのリング型構成であった接続形態が、通信装置2b,2cの接続部22b及び接続部21cがそれぞれループバック状態となることにより、論理的に2つのデイジーチェーン型リニアトポロジへ構成し直される。
FIG. 7 is an explanatory diagram conceptually showing a logical connection relationship that changes depending on the processing of the
論理的に2つのデイジーチェーン型リニアトポロジへ構成し直され、通信装置2b,2c夫々にて受信したデータは、夫々で切断している接続部22b及び接続部21cのループバック状態により折り返される。マスタノードの通信装置1では、2つの接続部11,12にて夫々独立に通信を継続できるので、通信線3cにおける通信に異常が発生した場合であってもシステム全体の伝送能力の低下を防止することが可能である。
The data is logically reconfigured into two daisy-chain linear topologies, and the data received by the
上述の異常の例は、通信線3cが断線するなど、通信線3cにおける通信に異常が発生した場合の例であった。異常の他の例として、通信装置2cの送受信制御部20c、又は第1送受信部及び第2送受信部の動作異常が発生する場合を例に、本実施の形態における各通信装置1,2a,2b,2c,2dにより行なわれる処理について説明する。
The example of the above-described abnormality is an example in the case where an abnormality occurs in communication on the
図8は、車載通信システムで1つの通信装置2cの動作異常が発生した場合の各通信装置1,2a,2b,2c,2dによって接続が切り替えられる過程を示すシーケンス図である。図8の例では、通信装置2cの送受信制御部20cの動作異常が発生し、通信装置2cが常時的に異常なフレームを通信線3c及び通信線3dへ送信し続けている。通信装置2bから送信されたデータの転送、及び通信装置2dへの転送は継続される。このとき、マスタノードである通信装置1は、接続部12から送信するデータを接続部11から受信できるか否かによっては、異常を検出することができない。
FIG. 8 is a sequence diagram illustrating a process in which connection is switched by each
本実施の形態における通信装置2bは、2つの異なる接続部21b及び接続部22bにて、エラーを監視して記録する。送受信制御部20b、接続部21b、22bの第1送受信部、第2送受信部、又は監視部のいずれで監視して記録するとしてもよい。他のスレーブノードの通信装置2a,2c,2dでも同様の機能を有する。
The
例えば監視部23bは、異常なフレーム(例えばCRCなどが異常)を受信し続ける都度、エラー検知回数を計数し、エラー検知回数が予め設定されている閾値以上となった場合にマスタノードの通信装置1へ通知させるべく送受信制御部20bへ通知する。通知を受けた送受信制御部20bは、接続部21b及び接続部22bの一方、この場合は異常なフレームを受信していない接続部21bから、エラー検知回数の計数結果を含み、異常を通知するメッセージを通信装置1へ送信する。LINプロトコルの場合、マスタノードからの問いに対するレスポンスとして送信することで異常通知を実現してもよい。同様に、通信装置2dの監視部23dでも同様にエラー検知回数が計数され、異常を通知するメッセージが接続部22dから通信装置1へ送信される。
For example, each time the monitoring unit 23b continues to receive an abnormal frame (for example, CRC is abnormal), the monitoring unit 23b counts the number of error detections, and when the number of error detections exceeds a preset threshold, the master
これにより、マスタノードである通信装置1は、通信装置2bと通信装置2dとの間における通信に異常があったと判定する。通信装置1は、通信装置2bと通信装置2dとの間における通信に異常があったと判定した場合、まず通信装置2b宛てに、送受信制御部20bから接続部21b,22b夫々のバス切替部に切り替え指示を出力させるべく指示するメッセージフレームを接続部11から送信する。これにより、接続部21bから当該切り替え指示のメッセージフレームを受信した通信装置2bの送受信制御部20bは、接続部21bと異なる接続部22bのバス切替部にて第2送受信部の送信用端子Txと受信用端子Rxとを短絡させるように指示信号を出力する。これにより、通信装置2bにおける接続部22b内部はループバック状態となり、第2送受信部の送信用端子Txから出力される信号は折り返される。このとき通信装置2dは、未だ接続部21dを上流側として認識しているので、通信装置1からのメッセージを22dから受信しない。
As a result, the
その後、通信装置1は、異常が発生したことにより通信装置2bと通信装置2dとの間を分離させたことに応じて、再度WKUP_mフレームを送信し、各通信装置2a,2b,2dにおける上流側の接続部を認識し直させる。このとき通信装置1は、異なる接続部11,12の両方からWKUP_mフレームを送信する。通信装置2a,2b,2dは、上述の初期的な処理と同様に、WKUP_mフレームを受信した接続部を上流側の接続部として認識し直す。具体的には、通信装置2bは接続部21bを上流側と改めて認識し直し、通信装置2dは接続部22dを上流側と認識し直す。
Thereafter, the
通信装置2dが接続部22dを上流側と認識し直すので、通信装置1は、通信装置2d宛てに、送受信制御部20dから接続部21d,22d夫々のバス切替部に切り替え指示を出力させるべく指示するメッセージフレームを接続部12から送信する。上流側として認識する接続部22dから切り替え指示のメッセージフレームを受信した通信装置2dの送受信制御部20dは、接続部22dと異なる接続部21dのバス切替部にて第1送受信部の送信用端子Txと受信用端子Rxとを短絡させるように指示信号を出力する。これにより、通信装置2dにおける接続部21d内部はループバック状態となり、第1送受信部211dの送信用端子Txから出力される信号は折り返される。
Since the
これにより、通信装置2cの動作異常の影響をシステム全体から排除することができるのみならず、物理的には環状の配策状態を維持(通信装置2cは見かけ上、通信装置2b,2dと通信線3c,3dを介して接続されたままである)しながら、2つのリニアトポロジの構成のネットワークへ構成し直すことが可能となる。
Thereby, not only the influence of the operation abnormality of the
次に、動作異常が発生していた通信装置2cがリセットなどによって正常な動作に復帰した場合の処理の過程について説明する。図9は、車載通信システムで動作異常が発生していた通信装置2cが復帰した場合に、各通信装置1,2a,2b,2c,2dによって接続が切り替えられる過程を示すシーケンス図である。
Next, a description will be given of the process when the
通信装置2cは、リセットがされるなどによって動作を復帰させた場合、接続部21c及び22cの両方から、WKUP_sフレームを送信する。通信装置2bでは、監視部23bがWKUP_sフレームを検知すると、送受信制御部20bへ通知する。送受信制御部20bは、切断していた接続部22bのバス切替部へ、第1送受信部の送受信用端子Tx,Rxが第2トランシーバの送受信用端子Tx,Rxに夫々接続されるべく切り替え指示を出力する。これにより、接続部22bは通信線3cへ接続される。同様に通信装置2dでも、監視部23dの機能により接続部22dが通信線3dへ接続される。
When the
通信装置2cが接続部21c,22cから送信したWKUP_sフレームは、夫々通信装置2b,2aを介して通信装置1の接続部12で、及び通信装置1の接続部11で受信される。接続部11及び接続部12の両方にてWKUP_sフレームを受信した通信装置1は、所定の待機時間、待機し、接続部11及び接続部12の両方でデータを受信できるか否かを判断し、リング型の接続に途切れがないか否か(Ring Break)を判断する。
The WKUP_s frames transmitted from the
通信装置1の送受信制御部10は、接続に途切れがないと判断した場合、初期的に基点としていた接続部12からWKUP_mフレームを送信する。以後、図5にて説明したように、各通信装置2a,2b,2c,2dは、WKUP_mフレームを受信した接続部21a,21b,21c,21dをマスタ側(上流側)と認識し、アクティブ状態として通常のリングトポロジによる通信を実現する。
When the transmission /
(変形例)
上述の例では、各通信線3a,3b,3c,3d,3eにおける通信は、いずれもLINプロトコルに基づくものであった。しかしながら、一部の通信線における通信を他の通信プロトコルとしてもよい。図10は、車載通信システムの通信装置1,2a,2b,2c,2d間の通信を異なる通信プロトコルとした場合の構成図である。
(Modification)
In the above example, the communication on each of the
図10に示す例でも、通信装置1,2a,2b,2c,2dは夫々2つの接続部を有して構成される。ただし、通信線3cは電源線6に代替されており、通信線3d及び通信線3eは、UTP(Unshielded Twist Pair)ハーネス71,72に代替されている。
Also in the example illustrated in FIG. 10, the
通信線3a及び通信線3bを介した通信装置1と通信装置2aとの間の通信、及び通信装置2aと通信装置2cとの間の通信は、LINプロトコルにて行なう。電源線6を介した通信装置2bと通信装置2cとの間の通信は、PLC(Power Line Communication)に対応するプロトコルにて行なう。通信線71及び通信線72を介した通信装置2cと通信装置2dとの間の通信、及び通信装置2dと通信装置2aとの通信はCANプロトコルにて行なうようにしてある。なお、いずれの通信も基本的には1対1にて行なわれる。
Communication between the
通信装置1は、2つの接続部16及び接続部12にて異なる通信線72及び通信線3aに各別にバス接続している。接続部16はCANプロトコルによる通信を実現する。なお接続部16の内部構成は、接続部12同様に、CANプロトコルに基づく信号を入出力する送受信用端子Tx,Rxを有する第1送受信部、バス切替部、及び送受信用端子Tx,Rxを有するCANトランシーバを含んで構成される(図示せず)。同様に、バス切替部により第1送受信部の送受信端子Tx,RxとCANトランシーバの送受信用端子Tx,Rxとの接続と、第1送受信部の送受信用端子Tx,Rxの接続とを切り替える機能を有する。
The
通信装置2bは、接続部21b及び接続部24bにて通信線3b及び電源線6に各別にバス接続している。接続部24bはPLCに対応するプロトコルによる通信を実現する。内部構成は同様に、第2送受信部、バス切替部及びPLCトランシーバを含んで構成される(図示せず)。バス切替部の機能により、接続部24b内でループバック状態となるように切り替えることができる。
The
通信装置2cは、接続部24c,25cにて電源線6及び通信線71に各別にバス接続している。接続部24cは接続部24b同様にPLCに対応するプロトコルによる通信を実現する。接続部25cは、通信装置1の接続部16同様に、第2送受信部、バス切替部及びCANトランシーバを含んで構成され、バス切替部の機能により、接続部25c内でループバック状態となるように切り替えることができる。通信装置2dは、接続部25d及び接続部26dにて通信線71及び通信線72に各別にバス接続している。通信装置2dの接続部25dも接続部16同様、接続部26dも接続部25c同様である。
The
また、図10に示すように、通信線3aには、通信装置1及び通信装置2aのみならず、他のスレーブノードとなる通信装置4及びセンサ5がバス接続している。このように、各通信線3a,3b、電源線6及び通信線71,72には各々2つの通信装置以外にも他の機器等が接続される構成としてもよい。このような構成とした場合であっても、1本の通信線に全通信装置及びセンサ等がバス接続する構成よりも各通信線3a,3a,71,72又は電源線6における信号の波形劣化が低減される。
Further, as shown in FIG. 10, not only the
このように、通信装置間を基本的に1対1接続させる構成とすることにより、各通信装置間で必要に応じて、異なるプロトコルに基づく通信を混在させることが可能である。特定の区間のみノイズ耐性の高い方式、及びそれに対応するハードウェア資源を用いるなど、必要に応じてシステム全体のコスト高を抑えることも可能である。また、通信装置2b,2c間のみ電源線6を介したPLC方式による通信が可能な構成とすることにより、電源線6と通信とを併用して車内に配策されるハーネスの省線化を実現することも可能である。
In this way, by adopting a configuration in which communication devices are basically connected one-to-one, communication based on different protocols can be mixed between the communication devices as necessary. It is also possible to reduce the cost of the entire system as necessary, such as using a method with high noise resistance only in a specific section and hardware resources corresponding to the method. In addition, by adopting a configuration in which communication by the PLC method via the power line 6 can be performed only between the
なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The disclosed embodiments should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 通信装置(マスタノード)
11、12 接続部
111 第1送受信部
112 バス切替部
113 第1トランシーバ
121 第2送受信部
122 バス切替部
123 第2トランシーバ
2a,2b,2c,2d 通信装置(スレーブノード)
21a,22a,21b,22b,21c,22c,21d,22d 接続部
211a 第1送受信部
212a バス切替部
213a 第1トランシーバ
221a 第2送受信部
222a バス切替部
223a 第2トランシーバ
23a,23b 監視部
3a,3b,3c,3d,3e 通信線
6 電源線
71,72 通信線
1 Communication device (master node)
DESCRIPTION OF
21a, 22a, 21b, 22b, 21c, 22c, 21d,
Claims (13)
前記複数の通信装置の内の一部又は全部は、
2つの異なる通信線に各別にバス接続する2つの接続部を備え、
他の2つの通信装置と夫々、前記2つの接続部により異なる通信線を介して接続されていること
を特徴とする通信システム。 In a communication system in which a plurality of communication devices communicate with each other via a communication line,
Some or all of the plurality of communication devices are
It has two connections that connect to two different communication lines separately,
A communication system, characterized in that each of the other two communication devices is connected to the two connection units via different communication lines.
各通信装置の内の一部又は全部は、
2つの異なる通信線に各別にバス接続する2つの接続部を備えて他の2つの通信装置と夫々、前記2つの接続部により異なる通信線を介して接続されており、
前記スレーブ通信装置は、
前記マスタ通信装置から送信される情報を、前記2つの接続部の内の一方で受信した場合に、受信した情報が自身に対応するとき、前記情報に対応する応答を前記一方から送信し、受信した情報が自身に対応しないとき、受信した情報を他方から転送するようにしてあること
を特徴とする通信システム。 In a communication system including one master communication device and a plurality of slave communication devices, each communication device being connected and communicating via a communication line,
Some or all of each communication device
Two different communication lines are connected to the two different communication lines, respectively, and are connected to the other two communication devices via different communication lines, respectively.
The slave communication device is
When the information transmitted from the master communication device is received by one of the two connection units, when the received information corresponds to itself, a response corresponding to the information is transmitted from the one and received. When the received information does not correspond to itself, the received information is transferred from the other.
接続される他の通信装置との通信の正常/異常を判定する判定手段と、
該判定手段が異常と判定した場合、異常と判定された通信装置との通信を介する接続部における接続を切断する手段と
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の通信システム。 Each communication device
Determining means for determining normality / abnormality of communication with other connected communication devices;
3. The communication system according to claim 1, further comprising: a unit that disconnects a connection at a connection unit via communication with a communication device that is determined to be abnormal when the determination unit determines that the abnormality is present.
各通信装置は、
2つの接続部の内、前記特定の信号を受信した接続部を上流側、他方の接続部を下流側として認識し、上流側の接続部から受信したデータを下流側の接続部から転送するか、又は上流側の接続部で受信したデータに対する応答を下流側の接続部から送信するようにしてあり、
上流側の接続部における接続を切断する場合、下流側として認識していた他方の接続部を、上流側の接続部として認識し直すようにしてあり、
前記上流側として認識し直した接続部からデータを受信したときには、前記上流側の接続部から応答を送信するようにしてあること
を特徴とする請求項3に記載の通信システム。 The master communication device transmits a specific signal,
Each communication device
Of the two connections, whether the connection that received the specific signal is recognized as upstream and the other connection as downstream, and the data received from the upstream connection is transferred from the downstream connection Or a response to the data received by the upstream connection unit is transmitted from the downstream connection unit,
When disconnecting the connection at the upstream connection portion, the other connection portion recognized as the downstream side is re-recognized as the upstream connection portion,
The communication system according to claim 3, wherein when data is received from a connection unit re-recognized as the upstream side, a response is transmitted from the connection unit on the upstream side.
送受信用端子を有し、送信用端子に入力される信号の通信線への送信、及び通信線から受信される信号の受信用端子からの出力を実行するトランシーバと、
該トランシーバの送受信用端子と夫々、スイッチを介して接続される送受信用端子を有し、前記トランシーバに送受信する信号を入出力する送受信部と
を備え、
前記スイッチは、前記送受信部の送受信用端子のトランシーバへの接続と、前記送受信端子間の短絡とを切り替え可能に構成されていること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の通信システム。 The connection part of each communication device
A transceiver having a transmission / reception terminal, executing transmission of a signal input to the transmission terminal to the communication line, and output from the reception terminal of a signal received from the communication line;
A transceiver terminal having a transceiver terminal connected via a switch, and a transceiver unit for inputting / outputting a signal to be transmitted / received to / from the transceiver;
5. The communication according to claim 1, wherein the switch is configured to be able to switch between a connection of a transmission / reception terminal of the transmission / reception unit to a transceiver and a short circuit between the transmission / reception terminals. system.
前記判定手段が異常と判定した場合、異常と判定された通信を介する接続部へ、前記送受信部の送受信端子間の短絡への切り替え指示を出力する手段を備えること
を特徴とする請求項5に記載の通信システム。 Each communication device
6. The apparatus according to claim 5, further comprising means for outputting an instruction to switch to a short circuit between the transmission / reception terminals of the transmission / reception unit to the connection unit via the communication determined to be abnormal when the determination unit determines that there is an abnormality. The communication system described.
前記監視部は、
予め設定されている外部からの接続の復帰指示に対応する信号を検知する手段を備えること
を特徴とする請求項5又は6に記載の通信システム。 The connection unit of the communication device includes a monitoring unit that monitors the output of the reception terminal of the transceiver,
The monitoring unit
The communication system according to claim 5 or 6, further comprising means for detecting a signal corresponding to an external connection return instruction set in advance.
他の通信装置における通信の正常/異常を判定する判定手段を備え、
該判定手段が異常と判定された通信を介する接続部を有する通信装置へ、前記接続部の送受信部間の短絡への切り替え指示を送信するようにしてあること
を特徴とする請求項5に記載の通信システム。 The master communication device is
A determination means for determining normality / abnormality of communication in another communication device;
The switching means for switching to a short circuit between the transmission / reception units of the connection unit is transmitted to a communication apparatus having a connection unit through which the determination unit determines that the communication is abnormal. Communication system.
他の通信装置間の通信と異なる通信プロトコルに基づく通信又は他の通信装置間の通信と異なる通信媒体を介した通信を行なうようにしてあること
を特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の通信システム。 Any two of the communication devices that can be connected are:
Communication according to a communication protocol different from communication between other communication devices or communication via a communication medium different from communication between other communication devices is performed. The communication system described.
を特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の通信システム。 The communication system according to any one of claims 1 to 9, wherein each communication device communicates based on a LIN (Local Interconnect Network).
該2つの接続部は夫々、
送受信用端子を有し、送信用端子に入力される信号の通信線への送信、及び通信線から受信される信号の受信用端子からの出力を実行するトランシーバと、
該トランシーバの送受信用端子と夫々、スイッチを介して接続される送受信用端子を有し、前記トランシーバに送受信する信号を入出力する送受信部と
を備え、
前記スイッチは、前記送受信部の送受信用端子のトランシーバへの接続と、前記送受信端子間の短絡とを切り替え可能に構成されていること
を特徴とする通信装置。 It has two connections that are bus-connected to two different communication lines,
The two connections are respectively
A transceiver having a transmission / reception terminal, executing transmission of a signal input to the transmission terminal to the communication line, and output from the reception terminal of a signal received from the communication line;
A transceiver terminal having a transceiver terminal connected via a switch, and a transceiver unit for inputting / outputting a signal to be transmitted / received to / from the transceiver;
The switch is configured to be capable of switching between connection of a transmission / reception terminal of the transmission / reception unit to a transceiver and a short circuit between the transmission / reception terminals.
該手段により異常と判定した場合に、異常と判定された接続部へ、前記送受信部の送受信端子間の短絡への切り替え指示を出力する手段と
を備えることを特徴とする請求項11に記載の通信装置。 Means for determining normality / abnormality of communication in the two connection portions;
The means for switching to a short circuit between the transmission / reception terminals of the transmission / reception unit is output to the connection unit determined to be abnormal when the unit determines that there is an abnormality. Communication device.
各通信装置の内の一部又は全部は、2つの異なる通信線に各別にバス接続する2つの接続部を備えて他の2つの通信装置と夫々、前記2つの接続部により異なる通信線を介して接続して通信するようにしてあり、
前記スレーブ通信装置は、
前記マスタ通信装置から送信される情報を、前記2つの接続部の内の一方で受信した場合に、受信した情報が自身に対応するとき、前記情報に対応する応答を他方から送信し、
受信した情報が自身に対応しないとき、受信した情報を他方から転送し、
各通信装置は、
接続される他の通信装置との通信の正常/異常を判定し、
異常と判定した場合、異常と判定された他の通信装置との通信を介する通信線との前記接続部における接続を切断し、
前記接続部と異なる接続部で情報を受信した場合、切断された接続部で情報を引き返す
ことを特徴とする通信方法。 In a communication system including one master communication device and a slave communication device, each communication device communicates with another communication device via a communication line.
A part or all of each communication device includes two connection portions that are respectively connected to two different communication lines by buses, and the other two communication devices are connected via different communication lines depending on the two connection portions. Connected to communicate,
The slave communication device is
When the information transmitted from the master communication device is received by one of the two connection units, when the received information corresponds to itself, a response corresponding to the information is transmitted from the other,
When the received information does not correspond to itself, transfer the received information from the other,
Each communication device
Determine the normality / abnormality of communication with other connected communication devices,
If determined to be abnormal, disconnect the connection at the connection with the communication line via communication with other communication devices determined to be abnormal,
When information is received by a connection unit different from the connection unit, the information is returned by the disconnected connection unit.
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