JP2014072673A - Relay device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載された複数のノードから車外の機器へデータを中継する中継装置に関する。 The present invention relates to a relay device that relays data from a plurality of nodes mounted on a vehicle to devices outside the vehicle.
車両には多くの電子制御ユニット(以下、ECU:Electronic Control Unitという)が搭載され、各ECUはCAN(Controller Area Network)などのネットワークを介して通信可能になっている。ECUがネットワーク上に送信するデータや記憶している情報を外部から確認したいという要請があり、従来から車両の運転席等に、外部機器(スキャンツール)をネットワークに接続するためのDLC(Data Link Connecter)が配置されている。 Many electronic control units (hereinafter referred to as ECU: Electronic Control Unit) are mounted on the vehicle, and each ECU can communicate via a network such as a CAN (Controller Area Network). There is a request to check the data transmitted from the ECU over the network and the stored information from the outside. Conventionally, the DLC (Data Link for connecting external devices (scan tools) to the network in the driver's seat of the vehicle, etc. Connecter) is placed.
図1は、従来の車載ネットワークとECUを模式的に示す図の一例である。DLCに複数のECUが接続されているので、外部機器をDLCに接続するだけで外部機器はECUが送信するデータを受信できる。しかしながら、ネットワークはバス負荷を分散するためGW(ゲートウェイ装置)1,2でいくつかのバスに分割されており、外部機器がGW1よりも先のECUからデータを受信することは困難であった。または困難ではないとしても複雑な操作が必要となっていた。 FIG. 1 is an example of a diagram schematically illustrating a conventional in-vehicle network and an ECU. Since a plurality of ECUs are connected to the DLC, the external device can receive data transmitted by the ECU simply by connecting the external device to the DLC. However, the network is divided into several buses by GWs (gateway devices) 1 and 2 in order to distribute the bus load, and it is difficult for the external device to receive data from the ECU ahead of GW1. Or, if not difficult, a complicated operation is required.
そこで、外部機器にデータを中継する新たな中継装置を新たに設けることが考えられる。図2は、外部機器とゲートウェイECUを模式的に説明する図の一例である。ゲートウェイECU100は複数のバス1〜nから外部機器200に、また、外部機器200からバス1〜nにデータを送信する中継装置である。ゲートウェイECU100を配置することで、ゲートウェイECU100に接続されたECUであれば、外部機器200がデータを送受信することが可能になる。
Therefore, it is conceivable to newly provide a new relay device that relays data to an external device. FIG. 2 is an example of a diagram schematically illustrating the external device and the gateway ECU. The gateway ECU 100 is a relay device that transmits data from the plurality of
しかしながら、このように1つのゲートウェイECUに各バスのECUが接続されると、ゲートウェイECU100の負荷が増大してしまう。このような不都合に対し、ゲートウェイECU100の負荷に応じて中継するデータを選択することが考えられている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1には、演算処理手段の負荷がいずれの段階にあるかに応じて、複数の検査処理のうち中継対象のデータに対し行う検査処理を選択する通信中継装置が開示されている。しかしながら、この場合、演算処理手段の負荷を監視する必要があり、ゲートウェイECU100が行うべき本来の中継処理を圧迫するおそれがある。
However, when the ECU of each bus is connected to one gateway ECU in this way, the load on the
また、ゲートウェイECU100ではなくバス負荷が高くなった場合に、バス負荷を調整する技術が考えられる(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、この場合は、バス負荷を算出する処理が必要になり、バス負荷が高いほどバス負荷を算出する処理に能力を奪われる傾向になるため、同様の問題が生じる。 Further, a technique for adjusting the bus load when the bus load becomes high instead of the gateway ECU 100 (see, for example, Patent Document 2). However, in this case, the processing for calculating the bus load is required, and the higher the bus load, the more likely the processing to calculate the bus load tends to be deprived of the ability.
本発明は上記課題に鑑み、負荷を監視することなく、ネットワークに接続されたECUのデータを外部機器に中継できる中継装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a relay device that can relay data of an ECU connected to a network to an external device without monitoring a load.
本発明は、車載された複数のノードから、接続端子を介して車外へデータを中継する中継装置であって、前記ノードから受信した前記データを記憶する受信用記憶手段と、前記接続端子に送信する前記データを記憶する送信用記憶手段と、前記受信用記憶手段から前記送信用記憶手段に前記データを中継するデータ中継手段と、前記データの優先度情報が登録された優先度テーブルと、前記受信用記憶手段の前記データが、前記ノードから送信された前記データにより上書きされたことを検出する上書き検出手段と、前記上書き検出手段が上書きを検出した場合に、前記データ中継手段が中継する中継対象の前記データを間引くと共に、前記上書き検出手段が上書きを検出する度に、優先度の低い前記データから順に、間引き対象の前記データを増やすデータ間引き手段と、を有することを特徴とする。 The present invention is a relay device that relays data from a plurality of nodes mounted on a vehicle to the outside of the vehicle via a connection terminal, and stores the data received from the node, and transmits the data to the connection terminal. Storage means for storing the data to be performed, data relay means for relaying the data from the storage means for reception to the storage means for transmission, a priority table in which priority information of the data is registered, and Overwrite detection means for detecting that the data in the storage means for reception is overwritten by the data transmitted from the node, and relay for relaying by the data relay means when the overwrite detection means detects overwriting The target data is thinned out, and each time the overwrite detection unit detects overwriting, the data to be thinned out in order from the lower priority data. And having a data thinning means to increase.
負荷を監視することなく、ネットワークに接続されたECUのデータを外部機器に中継できる中継装置を提供することができる。 It is possible to provide a relay device that can relay data of an ECU connected to a network to an external device without monitoring a load.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲が、本実施の形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to this embodiment.
図3は、本実施形態のゲートウェイECUによるデータの中継を説明する図の一例である。図3(a)に示すように、各ECU12(区別する場合、ECUに"バス番号−連番"を付す)は、任意のタイミングでデータを送信する。ゲートウェイECU100はバス毎に少なくとも1つの受信バッファを有しており、受信バッファに記憶されたデータをDLC側に送信する。ECU12、データ又はバス1〜nには予め優先順位が定められている。この優先順位は、外部機器200に優先的に送信されるデータを選択するための優先順位である。ここでは簡単のため、バス毎に優先順位が定められているものとする。優先順位は数が小さい方が高い。
FIG. 3 is an example of a diagram illustrating data relaying by the gateway ECU according to the present embodiment. As shown in FIG. 3 (a), each ECU 12 (in the case of distinction, “bus number-serial number” is assigned to the ECU) transmits data at an arbitrary timing. The gateway ECU 100 has at least one reception buffer for each bus, and transmits data stored in the reception buffer to the DLC side. Priorities are determined in advance for the
図3(a)(b)に示すように、各ECUのデータの送信頻度が増大したためバス負荷が増大する場合がある。各バスの受信バッファにはすでにデータが記憶されており、送信バッファにはまだ送信されていないデータが記憶されている。このため、受信バッファのデータが送信バッファに転送される前に、受信バッファのデータが上書きされる場合がある。ゲートウェイECU100はこの上書きを検出して、データの間引き処理を行う。間引き処理とは、バス側からDLC11へのデータの中継を行わないことをいう。以下、単に「間引く」という場合がある。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the bus load may increase due to an increase in the data transmission frequency of each ECU. Data is already stored in the reception buffer of each bus, and data that has not yet been transmitted is stored in the transmission buffer. For this reason, the data in the reception buffer may be overwritten before the data in the reception buffer is transferred to the transmission buffer. The
ゲートウェイECU100は、優先順位の低いデータから順番に間引き処理を行う。図3(c)では、データn-1、n-3が間引きされる。優先順位に拘わらず、ゲートウェイECU100が1つのデータに対し行う中継処理は同じなので、データが間引きされることで負荷が減少し受信バッファのデータが上書きされる頻度が減少することが期待できる。この後、ゲートウェイECUは、受信バッファのデータの上書きを検出する毎に、間引き対象のデータを増やす。間引き処理の具体的な態様は種々あるが、バス3のデータを1回置きに間引きしてもよいし、バス3のデータ全てを間引きしてもよい。
The gateway ECU 100 performs the thinning process in order from the data with the lowest priority. In FIG. 3C, data n-1 and n-3 are thinned out. Regardless of the priority order, the relay processing performed by the
このように、上書きの検出とデータの間引き処理を繰り返すことで、優先順位の高いデータを優先的に外部機器200に送信しながら、徐々に負荷の増大を抑制し上書きを少なくできる。また、ゲートウェイECU100の処理負荷を監視する必要がないので、ゲートウェイECU100の転送処理を圧迫することも低減される。
In this way, by repeating the overwriting detection and the data thinning-out process, it is possible to gradually suppress an increase in load and reduce overwriting while preferentially transmitting high priority data to the
〔構成例〕
図3(a)に基づき、本実施例の車載システム300について説明する。バス1〜nには1つ以上のECU12が接続されている。1つのバスに全てのECU12を比べる場合と比較して、バス負荷を低減できる。図ではゲートウェイECU100とは別に、バス間のデータ転送を受け持つGW(ゲートウェイ)が記載されていないが、不図示のGWが配置されているか、ゲートウェイECU100が兼用するか又はあるECU12がGWの機能を兼ねている。
[Configuration example]
The in-
バス1には、例えば、エンジンECU、スマートキーECU、エアバッグECU、ボディーECU、パワーステアリングECU、メータECU、スキッド制御ECU、及び、パワーマネージメントECU等が接続されている。なお、ECU12だけでなくセンサが接続されている場合もある。バス2には、例えば、ドライビングサポートECU、駐車支援ECU、シートベルトECU、クリアランスウォーニングECU、及び、ヘッドランプスイブルECU等が接続されている。バス3には、エンジンECU、ドライビングサポートECU、及び、スキッド制御ECUが接続されている。
For example, an engine ECU, a smart key ECU, an airbag ECU, a body ECU, a power steering ECU, a meter ECU, a skid control ECU, and a power management ECU are connected to the
各ECU12は処理能力の違いなどから構成の違いがあるが、CPU22、RAM23、ROM24、I/O及びCANコントローラなどを有するマイコン、電源回路、並びに、ワイヤーハーネスを接続するコネクターなどを有している。
Each
DLC11は、外部機器200を装着するための物理形状、電気信号、及び、ピンアサインが規定されたコネクターである。例えばOBD(On Board Diagnostic System)IIによりこれらが規定されている。OBDIIは更に、外部機器200が要求するデータを後述するCANIDとして規定しており、このCANIDを受信したECUから、外部機器200は要求したデータを受信することができる。すなわち、外部機器200はDLC11を介することで、車両のネットワークに接続されたECUと通信することができる。
The
図4は、ゲートウェイECU100のハードウェア構成図の一例を示す。ゲートウェイECU100はバス28に接続された、CPU22、RAM23、ROM24、及び複数のCANコントーラ21,25〜27(以下、バス1〜nに接続されたCANコントローラをそれぞれCANコントローラ1〜n、DLCに接続されたCANコントローラをCANコントローラSという)を有している。本実施例で使用されない構成は省略されている。CPU22はROM24に記憶されたプログラムをRAM23に展開して実行して、後述するデータの間引きなどの処理を実行する。CANコントーラ1〜nはバス毎に設けられる。CANのバスはHとLの2本の通信線を1対としてその差動電圧により論理レベル(H or L)を伝達する。バス1〜nに接続された全てのECU12には同じ差動電圧が伝達される。また、データを送信したECU12は、送信中の自身のデータを監視(受信)できるようになっている。
FIG. 4 shows an example of a hardware configuration diagram of the
CANコントローラはデータ伝送に関する制御を行う。受信時、CANコントローラでは不図示のトランシーバによりバス1〜nを流れる差動電圧をデジタル信号に変換する。CANコントーラ1〜nはこのデジタル信号に対し、受信判断、ACKの応答、エラー検知等を行う。送信時、CANコントローラはCANIDの設定、CANフレームの作成、調停などを行い、トランシーバが論理レベルを差動電圧に変換する。
The CAN controller performs control related to data transmission. At the time of reception, the CAN controller converts the differential voltage flowing through the
<CANフレーム>
CANを流れるデータはCANフレームと呼ばれ、データフレーム、リモートフレーム、エラーフレーム、及び、オーバーロードフレームの4種類があり、それぞれフォーマットが決まっている。主に使用するのはデータを送信するデータフレームと、データを要求するリモートフレームである。
<CAN frame>
Data flowing through the CAN is called a CAN frame, and there are four types of data frames, remote frames, error frames, and overload frames, each of which has a predetermined format. Mainly used are a data frame for transmitting data and a remote frame for requesting data.
図5はデータフレームの一例を示す図である。SOFはCANフレームの先頭を示す。CANIDはデータを識別するための識別子であり、バスの使用権を調停する際にも使用される。RI,TDr、RE0は制御用bitで固定値である。DLC11はデータフレームが格納するデータの長さを示す。DATAには送信対象のデータが格納される。CRCはエラー検出用の巡回冗長符号である。CRCの次の1bitはCRCデリミタと呼ばれ、区切り用のbitである。ACKスロットは、受信側のECUが正常受信を伝えるための1bitである。送信側のECUがACKスロットをレセッシブ(1:劣性)で送信すると、受信側のECUはACKスロットにドミナント(0:優性)を設定する。このドミナントの設定をACKを返すという場合がある。ACKデリミタは区切り用の1bitである。EOFは送信の完了を示す。リモートフレームはDLC11とDATAがない以外はデータフレームと同様である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a data frame. SOF indicates the head of the CAN frame. CANID is an identifier for identifying data, and is also used when arbitrating the right to use the bus. RI, TDr, and RE0 are control bits and are fixed values.
各CANコントローラのレジスタには、ゲートウェイECU100の起動時に受信すべきCANIDが登録されている。CANコントローラはバス1〜nを流れるCANフレームのCANIDを監視し、それが登録されたCANIDである場合に受信する。また、この時、ACKスロットをドミナントに設定する。これにより、送信側のECUはCANフレームが正常に受信されたことを検知できる。
In each CAN controller register, a CANID to be received when the
CANコントローラ1〜nはCANフレームを受信すると、CANフレームから必要なフィールドを取り出し受信バッファに記憶する。取り出すフィールドは、例えば、CANID〜CRCであるが、受信バッファに記憶された状態のデータもCANフレームと称することにする。
When the
〔機能について〕
図6は、ゲートウェイECU100の機能ブロック図の一例を示す。受信バッファ32(以下、区別する場合、受信バッファ1〜nという)と送信バッファ31(以下、区別する場合、送信バッファ1〜nという)とを有している。受信バッファ32はRAM23の予め定められたアドレスの領域又はCANコントローラ1〜nに用意されているメモリである。CANコントローラ1〜nの数だけ受信バッファが用意される。送信バッファ31は、受信バッファ32の数を考慮して複数個、設けられる。図ではバス1〜nの数と等しくしたが、n未満でもn以上でもよい。
[About functions]
FIG. 6 shows an example of a functional block diagram of the
受信検出部33、上書き判定部34、データ間引き部35、及び、転送処理部37は、CPU22がプログラムを実行しDMAC(Direct Memory Access Controller)や割込みコントローラなどのハードウェアと協働して実現される。
The
受信検出部33は、CANコントローラ1〜nがCANフレームを受信したことをCPU22に受信割込みにより通知することを利用して、CANコントローラがCANフレームを受信したことを検出する。割込み時に受信検出部33はCANコントローラ1〜nの識別情報等からバス番号を判断する。受信検出部33は、割込みの検知とバス番号を上書き判定部34と転送処理部37に通知する。
The
上書き判定部34は、転送管理テーブル36を参照して、過去に受信した各受信バッファのCANフレームの転送が完了したか否かを判定する。
The
図7は、転送管理テーブル36の一例を示す図である。バス番号に対応づけて未転送フラグが登録されている。未転送フラグは転送するまで"1"になり、転送により"0"となるフラグである。上書き判定部34は、受信検出部33から通知されたバス番号の未転送フラグが"1"の場合、上書きが発生したと判定する。また、受信検出部33から通知されたバス番号の未転送フラグが"0"の場合、上書きが発生したとは判定せずに未転送フラグに"1"に設定する。上書き判定部34は、上書きを検知するとデータ間引き部35に通知する。なお、1つのバスに複数の受信バッファ32が用意されていてもよい。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the transfer management table 36. An untransfer flag is registered in association with the bus number. The untransfer flag is “1” until transfer and becomes “0” by transfer. The
<転送処理>
図6に戻り、転送処理部37は外部機器200が接続されたことを検知した場合に、転送処理を開始する。外部機器200が接続されている場合、転送処理部37は、受信検出部33から通知されたバス番号により受信バッファ1〜nを特定し、記憶されたCANフレームをDLC側に送信する転送処理を行う。
<Transfer processing>
Returning to FIG. 6, the
図8は、転送処理部37が転送処理を開始するまでの手順を示すフローチャート図の一例である。
FIG. 8 is an example of a flowchart illustrating a procedure until the
転送処理部37は、定期的にDLC側からテスト信号を送信する(S10)。テスト信号は、外部機器200が受信可能なCANIDを有し、外部機器200が接続されていれば外部機器200がACKスロットにドミナントを設定する(ACKを返す)CANフレームであればよい。すなわち、DATAに送信すべきデータを格納する必要はない(格納してもよい)。転送処理部37は、このようなCANIDを指定してCANコントローラSに送信要求する。これにより、CANコントローラSはCANフレームを作成してDLC側に送信する。
The
転送処理部37は、CANコントローラSがACKを検知したか否かを判定する(S20)。ACKを検知しない場合(S20のNo)、DLC11には何も接続されていないので、転送処理部37はS10とS20の処理を繰り返す。
The
CANコントローラSがACKを検知した場合(S20のYes)、転送処理部37は外部機器200がDLC11に接続されたと判定する(S30)。
When the CAN controller S detects ACK (Yes in S20), the
これにより、転送処理部37は受信バッファ1〜nに記憶されたデータの中継を開始する(S40)。外部機器200を使用するユーザから見ると、外部機器200をDLC11に接続するだけでデータを受信できるので、外部機器200の操作性が向上する。外部機器200からゲートウェイECU100にデータの送信要求を送信し、転送処理部37は送信要求を受信した場合にデータの中継を開始してもよい。こうすることで消費電力を低減できる。
As a result, the
中継処理は、例えば、受信バッファ1〜nに記憶されているCANフレームのCANIDをCANコントローラSに指定して、DATA内のデータを送信バッファ1〜nに記憶し、送信指示することで行われる。必要であれば、DATA内のデータを加工してもよく、CANIDの変換などを行ってもよい。この場合、転送処理部37は変換前後のCANIDの対応テーブルを有している。
The relay process is performed, for example, by specifying the CAN ID of the CAN frame stored in the reception buffers 1 to n to the CAN controller S, storing the data in DATA in the
また、転送処理部37は外部機器200を認証してもよい。例えば、外部機器200がライセンス情報を記憶している場合に認証が成立すると判定し、認証が成立したらCANフレームの中継を行う。または、認証が成立しない場合に、中継するCANフレームを制限してもよい。
Further, the
転送処理部37は受信バッファ1〜nから送信バッファ1〜nにCANフレームを中継した場合、転送管理テーブル36の未転送フラグに"0"を設定する。このように、未転送フラグが転送済か否かを示すので、上書き判定部34は上書きの有無を判定できる。
When the
<CANフレームの間引き>
データ間引き部35は、上書きが検知された場合に転送処理部37にCANフレームの間引きを指示する。間引くデータを決定するため、転送処理部37は優先順位テーブル30を参照可能になっている。
<Thinning out CAN frame>
The
図9は優先順位テーブルの一例を示す。優先順位テーブル30には、優先順位にバス番号が対応づけられている。すなわち、バス1のCANフレームは優先順位が最も高く、バスnのCANフレームは優先順位が最も低い。
FIG. 9 shows an example of a priority table. In the priority table 30, bus numbers are associated with priorities. That is, the CAN frame of
転送処理部37は、上書きの頻度に応じて優先順位が低いバスのCANフレームから順に中継対象から除外することで、CANフレームを間引く。間引くCANフレームを決定するための規則には以下のようなものがある。
(i) 上書きが検知される毎に間引くCANフレームの優先順位を高くする
1レベル(1回目の上書き検知) → バスnのCANフレームを1つ置きに間引く
2レベル(2回目の上書き検知) → バスn−1のCANフレームを1つ置きに間引く
:
nレベル(n回目の上書き検知) → バス1のCANフレームを1つ置きに間引く
n+1レベル(n+1回目の上書き検知) → バスnのCANフレームを3回に2回、間引く
:
または、バス全体のCANフレームを間引くこともできる
1レベル(1回目の上書き検知) → バスnのCANフレームを全て送信しない
2レベル(2回目の上書き検知) → バスn−1のCANフレームを全て送信しない
:
nレベル(n回目の上書き検知) → バス1のCANフレームを全て送信しない
(ii) 上書きが検知される毎に低い優先順位のバスから間引く頻度を大きくし、間引く頻度が閾値以上になったら次に高い優先順位のバスに対し間引く頻度を大きくしていく
1レベル(1回目の上書き検知) → バスnのCANフレームを1つ置きに間引く
2レベル(2回目の上書き検知) → バスnのCANフレームを3回に2回、間引く
3レベル(3回目の上書き検知) → バスnのCANフレームを4回に3回、間引く
4レベル(4回目の上書き検知) → バスn−1のCANフレームを1つ置きに間引く
5レベル(5回目の上書き検知) → バスn−1のCANフレームを3回に2回、間引く
:
なお、(i)(ii)いずれの場合も、kレベルでは、k-1以下のレベルで規定されるCANフレームを間引くことを継続する。
The
(i) 1 level for increasing the priority of the CAN frame to be thinned every time overwriting is detected (first overwriting detection) → 2 levels for thinning every other CAN frame of bus n (second overwriting detection) → Thin out every other CAN frame on bus n-1:
n level (n-th overwriting detection) → n + 1 level of thinning out every CAN frame of bus 1 (n + 1 overwriting detection) → thinning out CAN frame of bus n twice in 3 times:
Alternatively, the CAN frame of the entire bus can be thinned out 1 level (first overwriting detection) → 2 levels not transmitting all CAN frames of bus n (second overwriting detection) → all CAN frames of bus n−1 Do not send:
n level (nth overwriting detection) → Do not send all CAN frames on
(ii) Every time overwriting is detected, the frequency of thinning out from a low priority bus is increased, and when the frequency of thinning exceeds a threshold value, the frequency of thinning out is increased for the bus with the next highest priority (1 (Overwrite detection at the second time) → Two levels of thinning out every CAN frame of bus n (second overwriting detection) → Three levels of thinning out CAN frame of bus n twice every three times (third overwriting detection) → 4 levels to thin out CAN frame of
In both cases (i) and (ii), at the k level, the CAN frame defined by the level of k-1 or lower is continuously thinned out.
このように、間引きした状態でさらに上書きが検知される毎に、間引きのレベルが大きくなり間引かれるCANフレーム数が多くなっていく。(i)(ii)どちらの規則を採用するかは、バスを流れるCANフレームに基づき転送処理部37に設定されている。なお、(i)と(ii)を組み合わせ、任意のバスについては(ii)を採用し、その他のバスには(i)を採用するなど、間引く規則は任意である。
Thus, every time overwriting is detected in the thinned state, the thinning level increases and the number of CAN frames to be thinned increases. (i) (ii) Which rule is adopted is set in the
データ間引き部35は上記のレベルを転送処理部37に指示する。CANフレームを間引くように指示された転送処理部37は、レベルに応じて間引き対象のバス番号やCANフレームを決定する。レベルにより間引き対象のバスと間引き頻度が決まるので、間引き対象のバスに接続されたCANコントローラがCANフレームを受信した場合、その数をカウントする。1つ置きに間引く場合、数が奇数の場合にだけ中継することなく転送管理テーブル36の未転送フラグを"0"に設定する。このように、レベルに応じて間引き頻度を制御できる。なお、バス全体のCANフレームを間引く場合は、このようなカウントは不要になる。
The
図10は、ゲートウェイECU100によるCANフレームの中継手順を示すフローチャート図の一例である。図10の処理は、転送処理部37が外部機器200からACKを受信することでスタートする。
FIG. 10 is an example of a flowchart illustrating a CAN frame relay procedure performed by the
データ間引き部35は、例えば受信検出部33がCANフレームの受信を検出する毎に、CANフレームの上書きが発生したか否かを判定する(S110)。上書きが発生していない場合(S110のNo)、転送処理部37はCANフレームの中継を実行する(S140)。
For example, every time the
上書きが発生した場合(S110のYes)、データ間引き部35は変数iを1つ大きくする(S120)。変数iは間引きのレベルを示す整数であり、"0"の場合は間引きなしを意味する。
When overwriting occurs (Yes in S110), the
次いで、転送処理部37は、iレベルの間引きを行う(S130)。すなわち、転送処理部37は、変数iより定まるレベルに応じてCANフレームが間引かれるバス1〜nとその頻度を判定し、中継を行わないことでCANフレームを間引く。
Next, the
次いで、データ間引き部35は、最後にレベルを変更してから所定時間が経過したか否かを判定する(S150)。ここでは、CANフレームの間引きのレベルを元に戻すか否かを判定する。最後にレベルを上げてから所定時間が経過した場合、上書きが検知されなくなってから所定時間が経過したことになるので、試験的に間引きのレベルを1つ戻す。また、最後にレベルを下げてから所定時間が経過した場合、そのレベルで上書きが検知されていないことになるので、試験的に間引きのレベルを1つ戻す。
Next, the
したがって、データ間引き部35は最後にレベルを変更してから所定時間が経過した場合(S150のYes)、変数iを1つ小さくする(S160)。これにより上書きが検知されれば、変数iが1つ大きくなり間引きのレベルが増大し、上書きが検知されない状態が所定時間すれば、変数iがさらに1つ小さくなり間引きのレベルが低下する。こうすることで、バス負荷が低下すれば変数iがゼロに戻り、間引き処理を終了できる。
Therefore, when the predetermined time has elapsed since the level was last changed (Yes in S150), the
〔優先順位のグループと間引き処理の別の例〕
上記ではバス毎に優先順位が決まっていると説明したが、優先順位は様々な粒度で設定することができる。
[Another example of priority group and thinning processing]
Although it has been described above that the priority is determined for each bus, the priority can be set with various granularities.
A.ECU毎に優先順位が付与されている場合
図11(a)はECU毎に優先順位が付与されている場合の優先順位テーブル30の一例を示す。図11(a)では、優先順位に1つ以上のECU番号が対応づけられている。ECU番号は例えばECUを識別する型番やCAN上で重複しない一意の識別情報である。
A. When Priorities are Assigned to Each ECU FIG. 11A shows an example of the priority table 30 when priorities are assigned to each ECU. In FIG. 11A, one or more ECU numbers are associated with the priority order. The ECU number is, for example, unique identification information that does not overlap on a model number or CAN that identifies the ECU.
このように優先順位が設定されている場合、同じ受信バッファに優先順位が異なるECUのCANフレームが記憶されることになる。しかしながら、受信バッファに記録されるCANフレームにはECU番号は含まれないので、転送処理部37は受信バッファのCANフレームの優先順位を判断できない。
When priorities are set in this way, CAN frames of ECUs having different priorities are stored in the same reception buffer. However, since the ECU number is not included in the CAN frame recorded in the reception buffer, the
このため、転送処理部37は、図11(b)のようなECU送信CANIDテーブルを有している。ECU送信CANIDテーブルには、各ECUが送信するCANIDが登録されている。したがって、転送処理部37は、データ間引き部35から通知されるレベルにより、間引きの対象となるECU番号とCANIDを特定できる。
Therefore, the
データ間引き部35が決定するCANフレームを決定するための規則は上記(i)(ii)と同様でよい。
(i) 上書きが検知される毎に間引くECUグループの優先順位を高くする
1レベル(1回目の上書き検知) → 優先順位nのECUグループのCANフレームを1つ置きに間引く
2レベル(2回目の上書き検知) → 優先順位n−1のECUグループのCANフレームを1つ置きに間引く
:
nレベル(n回目の上書き検知) → 優先順位1のECUグループのCANフレームを1つ置きに間引く
n+1レベル(n+1回目の上書き検知) → 優先順位nのECUグループのCANフレームを3回に2回、間引く
:
(ii) 上書きが検知される毎に低い優先順位のECUグループから間引く頻度を大きくし、間引く頻度が閾値以上になったら次に高い優先順位のECUグループに対し間引く頻度を大きくしていく
1レベル(1回目の上書き検知)→ 優先順位nのECUグループのCANフレームを1つ置きに間引く
2レベル(2回目の上書き検知)→ 優先順位nのECUグループのCANフレームを3回に2回、間引く
3レベル(3回目の上書き検知)→ 優先順位nのECUグループのCANフレームを4回に3回、間引く
4レベル(4回目の上書き検知)→ 優先順位n−1のECUグループのCANフレームを1つ置きに間引く
5レベル(5回目の上書き検知)→ 優先順位n−1のECUグループのCANフレームを3回に2回、間引く
:
例えば(i)の場合、転送処理部37は以下のようにしてCANフレームの間引きを行う。
・1レベルの場合
1レベルでは優先順位nのECUグループのCANフレームを間引くので、転送処理部37は優先順位テーブル30からECU番号を特定する。この場合、ECU1-3、ECU2-3、ECU3-3が特定される。次に、ECU送信CANIDテーブルを参照して、CANIDを特定する。よって1レベルでは、006、009及び010(ECU2-3のCANIDは省略)が間引きの対象となるCANフレームのCANIDである。したがって、転送処理部37は、受信バッファに記憶されたCANフレームのCANIDを確認して006、009又は010であれば1つ置きに間引く(2回に1回だけ中継する)。
・2レベルの場合
2レベルでは優先順位n-1と優先順位nのECUのCANフレームを間引く。レベル2では、ECU1-2、ECU2-2、ECU3-2が特定される。次に、ECU送信CANIDテーブルを参照して、CANIDを特定する。よって2レベルでは、003、004及び005(ECU2-2、3-2のCANIDは省略)が間引きの対象となるCANフレームのCANIDである。
The rules for determining the CAN frame determined by the
(i) 1 level to increase the priority of the ECU group to be thinned out every time overwriting is detected (first overwriting detection) → 2 levels to thin out every other CAN frame of the ECU group with priority n (the second time) Overwrite detection)-> Every other CAN frame of the ECU group with priority n-1 is thinned out:
n level (n-th overwriting detection) → n + 1 level (n + 1-th overwriting detection) thinning out every other CAN frame of the
(ii) One level of increasing the frequency of thinning out from the lower priority ECU group every time overwriting is detected, and increasing the frequency of thinning out from the next higher priority ECU group when the frequency of thinning exceeds a threshold (First overwriting detection) → Two levels of thinning out every other CAN frame of the priority n ECU group (second overwriting detection) → Thinning out the CAN frame of the priority n ECU group twice in three
For example, in the case of (i), the
In the case of the 1st level Since the CAN frame of the ECU group of the priority order n is thinned out at the 1st level, the
-In the case of the 2nd level In the 2nd level, the CAN frames of the priority order n-1 and the priority order n are thinned out. In
したがって、転送処理部37は、受信バッファに記憶されたCANフレームのCANIDを確認して003、004又は005であれば1つ置きに間引く(2回に1回だけ中継する)。また、レベル1の間引き処理を継続するので、006、009又は010であれば、1つ置きに間引く(2回に1回だけ中継する)。
Accordingly, the
このようにすることで、ECU単位でデータを間引きくことができる。ECUは例えばエンジンを制御する機能のように同系統の機能がまとまっているので、同じECUが送信するCANフレームも同じ優先度の場合がある。したがって、ECU毎に優先順位を付与することでCANフレームの優先順位を管理しやすくなる。 By doing so, data can be thinned out in units of ECUs. Since the ECU has a function of the same system such as a function of controlling the engine, the CAN frames transmitted from the same ECU may have the same priority. Therefore, the priority order of the CAN frames can be easily managed by assigning the priority order to each ECU.
B.CANID毎に優先順位が付与されている場合
図12はCANID毎に優先順位が付与されている場合の優先順位テーブル30の一例を示す。図12では、優先順位にCANIDグループが対応づけられている。ECUではなくCANIDと優先順位を対応づけることで、同じECUが送信する複数のCANフレームに異なる優先順位を付与することができる。
B. When Priorities are Assigned to Each CANID FIG. 12 shows an example of the priority table 30 when priorities are assigned to each CANID. In FIG. 12, CANID groups are associated with priorities. By associating CANIDs with priorities instead of ECUs, different priorities can be assigned to a plurality of CAN frames transmitted by the same ECU.
データ間引き部35が決定するCANフレームを決定するための規則は上記(i)(ii)と同様なので省略する。
Since the rule for determining the CAN frame determined by the
例えば(i)の場合、転送処理部37は以下のようにしてCANフレームの間引きを行う。
・1レベルの場合
1レベルでは優先順位nのCANIDグループのCANフレームを間引くので、転送処理部37は優先順位テーブル30からCANIDを特定する。よって1レベルでは、009及び010が間引きの対象となるCANフレームのCANIDである。したがって、転送処理部37は、受信バッファに記憶されたCANフレームのCANIDを確認して009又は010であれば、1つ置きに間引く(2回に1回だけ中継する)。
・2レベルの場合
2レベルでは優先順位n-1と優先順位nのCANIDグループのCANフレームを間引く。レベル2では、008が間引きの対象となるCANフレームのCANIDである。
For example, in the case of (i), the
In the case of the 1st level Since the CAN frame of the CANID group of the priority order n is thinned out at the 1st level, the
In the case of the 2nd level In the 2nd level, CAN frames of the CANID groups with the priority order n-1 and the priority order n are thinned out. In
したがって、転送処理部37は、受信バッファに記憶されたCANフレームのCANIDを確認して008であれば1つ置きに間引く(2回に1回だけ中継する)。また、レベル1の間引き処理を継続するので、009又は010であれば1つ置きに間引く(2回に1回だけ中継する)。
Accordingly, the
このようにすることで、CANID単位でデータを間引きくことができる。ECU毎に優先順位を設定することでよりきめ細かいデータの間引き制御が可能になる。 In this way, data can be thinned out in CANID units. By setting priorities for each ECU, finer data thinning control becomes possible.
以上説明したように、本実施例のゲートウェイECU100は上書きを検知する毎に優先順位の低いCANフレームから徐々に間引くので、処理負荷やバス負荷を監視することなく、優先順位の高いCANフレームを確実に中継することができる。
As described above, the
上記のように、外部機器200がゲートウェイECU100に対しCANフレームを送信することがある。この場合、バス1〜nのバス負荷が高いと、CANフレームをバス1〜nに送信することが困難になることが予想される。
As described above, the
図13は、外部機器200から受信するCANフレームと、ゲートウェイECU100が中継するCANフレームを模式的に説明する図の一例である。本実施例において、実施例1において同一の符号を付した構成要素は同様の機能を果たすので、主に本実施例の主要な構成要素についてのみ説明する場合がある。
FIG. 13 is an example of a diagram schematically illustrating a CAN frame received from the
外部機器200がバス1〜nに送信するCANフレームは、例えばリモートフレームにより特定のECUにデータの送信を要求するものであったり、アクティブテストを行わせその結果を要求するものである。ゲートウェイECU100は、バス1〜nの全てに外部機器200が送信したCANフレームを中継する。これは、どのバス1〜nに外部機器200が送信したCANフレームに応答するECUが接続されているか不明なためである。このため、バス1〜nのバス負荷が高くなる。また、ゲートウェイECU100が、外部機器200から受信したCANフレームのCANIDと送信先のバスを対応づけておくことも可能ではあるが、送信先を決定することで処理負荷が増大してしまう。
The CAN frame transmitted by the
そこで、本実施例のゲートウェイECU100は、外部機器200からCANフレームを受信した場合、バス1〜nから外部機器200への転送処理を停止する。または、実施例1のように間引きする。一方、外部機器200から送信要求され、ECU12が送信したCANフレームは外部機器200に送信すべきなので、ECUが応答してゲートウェイECU100に送信したCANフレームを外部機器200に送信する。こうすることで、外部機器200はCANフレームをバス1〜nのECUに確実に送信でき、また、応答を受信することができる。
Therefore, when receiving the CAN frame from the
図14は、ゲートウェイECU100の機能ブロック図の一例を示す。図6に対し、DLC側に受信バッファ40が、バス1〜n側に送信バッファ41が設けられ、また、外部受信検出部38とバス送信制御部39を有している。外部受信検出部38は、CANコントローラSがCANフレームを受信した受信割込みにより外部機器200からCANフレームを受信したことを検出する。外部受信検出部38は、転送処理部37とバス送信制御部39に受信したことを通知するので、転送処理部37はバス1〜nのCANフレームの中継を中止するか、又は、上書きの有無に関係なく間引きを開始する。
FIG. 14 shows an example of a functional block diagram of the
中継を中止するのでなく間引き処理する場合、実施例1のレベルの代わりに、外部機器200から受信するCANフレームの単位時間当たりの受信量などに応じてレベルを指定することができる。
When the thinning process is performed instead of canceling the relay, the level can be designated according to the reception amount per unit time of the CAN frame received from the
バス送信制御部39は、DLC側の受信バッファ40のCANフレームを、送信バッファ41に記憶することでバス1〜nに中継する。この場合、バス1〜nの順番にCANフレームを送信することで、CANフレームに応答すべきECUが送信したCANフレームを、ゲートウェイECU100が中継することを可能にする。例えば、以下のように制御する。
1.バス2〜nから外部機器200への中継を中止した状態で、バス1にCANフレームを送信する。ACKを受信した場合、バス1からCANフレームを受信すると共に、転送処理部37にバス1の中継のみを許可する。ACKを受信しない場合、バス2に対し同様の送信処理を行う。
2.バス1,3〜nから外部機器200への中継を中止した状態で、バス2にCANフレームを送信する。ACKを受信した場合、バス2からCANフレームを受信すると共に、転送処理部37にバス2の中継のみを許可する。ACKを受信しない場合、バス3に対し同様の送信処理を行う。
The bus
1. The CAN frame is transmitted to the
2. The CAN frame is transmitted to the
中継を中止するのでなく間引き処理する場合、バス送信制御部39がCANフレームを送信しているバス以外では、間引き処理を継続し、CANフレームを送信しているバスでは同様にACKの有無を判定すればよい。
When the thinning process is performed instead of stopping the relay, the thinning process is continued except for the bus to which the bus
図15は、ゲートウェイECU100によるCANフレームの中継手順を示すフローチャート図の一例である。図15の処理は、転送処理部37が外部機器200からACKを受信することでスタートする。
FIG. 15 is an example of a flowchart illustrating a CAN frame relay procedure performed by the
外部受信検出部38は外部機器200からCANフレームを受信したか否かを判定する(S210)。1CANフレームだけで受信したと判定してもよいし、単位時間に所定数以上のCANフレームを受信した場合に、CANフレームを受信したと判定してもよい。
The external
CANフレームを受信した場合(S210のYes)、転送処理部37はバス1〜nのCANフレームの中継を中止するか、又は、間引きを開始する(S220)。この後、バス送信制御部39はDLC側の受信バッファ40に記憶されているCANフレームをバス1〜nの送信バッファ41に中継する。この中継に対し、バス1〜nのECUから受信したCANフレームは外部機器200に中継される。
When the CAN frame is received (Yes in S210), the
外部受信検出部38がCANフレームを受信していない場合(S210のNo)、転送処理部37はバス1〜nのCANフレームをDLC側に中継する(S230)。なお、この中継処理において上書きが検知されれば、実施例1のように間引き処理が行われる。
When the external
以上のように、本実施例のゲートウェイECU100は、外部機器200からCANフレームを受信した場合、中継処理を中止等することで外部機器200が車内にデータを送信することを可能にできる。
As described above, when the
11 DLC
12 ECU
21,25〜27 CANコントローラ
31 送信バッファ
32 受信バッファ
34 上書き判定部
35 データ間引き部
37 転送処理部
100 ゲートウェイECU
200 外部機器
11 DLC
12 ECU
21, 25-27
200 External equipment
Claims (8)
前記ノードから受信した前記データを記憶する受信用記憶手段と、
前記接続端子に送信する前記データを記憶する送信用記憶手段と、
前記受信用記憶手段から前記送信用記憶手段に前記データを中継するデータ中継手段と、
前記データの優先度情報が登録された優先度テーブルと、
前記受信用記憶手段の前記データが、前記ノードから送信された前記データにより上書きされたことを検出する上書き検出手段と、
前記上書き検出手段が上書きを検出した場合に、前記データ中継手段が中継する中継対象の前記データを間引くと共に、前記上書き検出手段が上書きを検出する度に、優先度の低い前記データから順に、間引き対象の前記データを増やすデータ間引き手段と、
を有することを特徴とする中継装置。 A relay device that relays data from a plurality of nodes mounted on a vehicle to the outside of the vehicle via connection terminals,
Receiving storage means for storing the data received from the node;
Storage means for storing the data to be transmitted to the connection terminal;
Data relay means for relaying the data from the reception storage means to the transmission storage means;
A priority table in which priority information of the data is registered;
Overwrite detection means for detecting that the data in the storage means for reception is overwritten by the data transmitted from the node;
When the overwriting detection unit detects overwriting, the data relay unit relays the data to be relayed, and every time the overwriting detection unit detects overwriting, the data is thinned out in descending order of priority. Data thinning means for increasing the data of interest;
A relay apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項1記載の中継装置。 The data relay means periodically transmits test data to the connection terminal, and starts relaying the data when the reception response of the test data is obtained.
The relay apparatus according to claim 1.
前記データ間引き手段は、前記上書き検出手段が上書きを検出する度に、同じ優先度情報に対応づけられた1つ以上の前記データの間引き頻度を大きくし、間引き頻度が閾値を超えると1段階、高い優先度情報に対応づけられた1つ以上の前記データの間引きを開始する、又は、
前記上書き検出手段が上書きを検出する度に、検出する前から間引いていた前記データの間引きを継続しながら、検出する前よりも1段階、高い優先度情報に対応づけられた1つ以上の前記データの間引きを開始する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の中継装置。 In the priority table, one or more identifiers of the data are registered in one priority information,
The data thinning means increases the thinning frequency of one or more of the data associated with the same priority information every time the overwriting detection means detects overwriting, and one stage when the thinning frequency exceeds a threshold, Initiate decimation of one or more of the data associated with high priority information, or
Each time the overwriting detection means detects overwriting, while continuing the thinning out of the data that had been thinned out before the detection, one step than before the detection, one or more of the one or more associated with higher priority information Start decimation of data,
The relay apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that
前記優先度テーブルには、1つの前記優先度情報に1つ以上の前記バスの識別子が登録されており、
前記データ間引き手段は、前記上書き検出手段が上書きを検出する度に、同じ優先度情報に対応づけられた1つ以上の前記バスから受信した前記データの間引き頻度を大きくし、間引き頻度が閾値を超えると1段階、高い優先度情報に対応づけられた1つ以上の前記データの間引きを開始する、又は、
前記上書き検出手段が上書きを検出する度に、検出する前から間引いていた前記バスから受信した前記データの間引きを継続しながら、検出する前よりも1段階、高い優先度情報に対応づけられた前記バスから受信した1つ以上の前記データの間引きを開始する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の中継装置。 A plurality of buses are connected to the relay device, and one or more nodes are connected to each bus,
In the priority table, one or more identifiers of the bus are registered in one priority information,
The data thinning means increases the thinning frequency of the data received from one or more buses associated with the same priority information every time the overwriting detection means detects overwriting, and the thinning frequency has a threshold value. If exceeded, start decimation of one or more of the data associated with high priority information, or
Each time the overwriting detection means detects overwriting, the data received from the bus that had been thinned out before the detection is continuously thinned out, and is associated with higher priority information by one level than before the detection. Initiating decimation of one or more of the data received from the bus;
The relay apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that
前記ノードが送信する前記データの識別子が登録されたノード・データ変換テーブルを有し、
前記データ間引き手段は、前記上書き検出手段が上書きを検出した場合、前記優先度情報に対応づけられた前記ノードの識別子を前記優先度テーブルから読み出し、さらに前記ノード・データ変換テーブルから該ノードの識別子に対応づけられた前記データの識別子を決定し、
前記データ間引き手段は、前記上書き検出手段が上書きを検出する度に、前記優先度情報から決定した前記データの間引き頻度を大きくし、間引き頻度が閾値を超えると1段階、高い優先度情報に対応づけられた1つ以上の前記データの間引きを開始する、又は、
前記上書き検出手段が上書きを検出する度に、検出する前から間引いていた前記データの間引きを継続しながら、検出する前よりも1段階、高い優先度情報から決定した1つ以上の前記データの間引きを開始する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の中継装置。 In the priority table, one or more identifiers of the nodes are registered in one priority information,
A node data conversion table in which identifiers of the data transmitted by the nodes are registered;
The data thinning-out means reads out the identifier of the node associated with the priority information from the priority table when the overwrite detection means detects overwriting, and further identifies the identifier of the node from the node / data conversion table. Determining an identifier of the data associated with
The data thinning means increases the data thinning frequency determined from the priority information every time the overwrite detection means detects overwriting, and corresponds to high priority information when the thinning frequency exceeds a threshold value. Start decimation of one or more of the attached data, or
Each time the overwriting detection means detects overwriting, the data that has been thinned out before the detection is continuously thinned out, and one level of the data determined from higher priority information than before the detection. Start thinning,
The relay apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that
ことを特徴とする請求項1〜5いずれか1項記載の中継装置。 The data thinning-out means, when the time during which the overwriting detection means does not detect overwriting continues for a predetermined time or longer, excludes the data from thinning objects in order from the data with a higher priority.
The relay device according to claim 1, wherein the relay device is a relay device.
前記接続端子から前記データを受信したことを検出するデータ受信検出手段と、
前記データ受信検出手段が前記データを受信したことを検出した場合、前記データ中継手段による前記データの中継を停止させるか又は中継する前記データを少なくする中継制御手段と、
を有することを特徴とする請求項1〜6いずれか1項記載の中継装置。 In-vehicle transmission storage means for storing the data received from the connection terminal and relayed to the node;
Data reception detecting means for detecting that the data has been received from the connection terminal;
When the data reception detecting means detects that the data has been received, the relay control means for stopping the data relay by the data relay means or reducing the data to be relayed,
The relay apparatus according to claim 1, comprising:
ことを特徴とする請求項7項記載の中継装置。 Even when the relay control means specifies the node that receives the data stored in the in-vehicle transmission storage means and stops relaying the data by the data relay means, the data relay means Permitting relaying of response data to which the node has received the data stored in the in-vehicle transmission storage means to the connection terminal;
The relay device according to claim 7.
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