JP2017212725A - ネットワークハブ、転送方法及び車載ネットワークシステム - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の実施の形態として、Ethernet(登録商標)プロトコルに従ってEthernet(登録商標)フレーム(Eメッセージ)の授受を行う複数の電子制御ユニット(E−ECU)を含む車載ネットワークシステム10について、図面を用いて説明する。車載ネットワークシステム10には、CANプロトコルに従ってバスでデータフレーム(CANメッセージ)等の授受を行う複数の電子制御ユニット(C−ECU)も含まれる。
図1は、実施の形態1に係る車載ネットワークシステム10の全体構成を示す。
図2は、本実施の形態に係る車載ネットワークの概略構成を示す。
図3は、第1ネットワークで送受信されるフレーム(Eメッセージ)のフォーマットを示す。同図に示すように、Eメッセージは、主たる伝送内容であるデータを格納するペイロードの前にヘッダ(Ethernet(登録商標)ヘッダ)を付加して構成される。ヘッダには、宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、及び、タイプが含まれる。
図7は、E−ECU200aの構成図である。E−ECU200aは、受信部210と、生成部220と、送信部230とを含んで構成される。これらの各構成要素は、E−ECU200aにおける通信回路、メモリに格納されたプログラムを実行するプロセッサ或いはデジタル回路等により実現される。
図9は、HUB100の構成図である。HUB100は、ポート1〜4を有する。ポート1〜3のそれぞれは、第1ネットワークを構成するケーブル20a〜20cのそれぞれと接続される。ポート4は、第2ネットワークを構成するバス30c(つまりCANゲートウェイ400に接続される有線伝送路)に接続されるCANポートである。HUB100は、図9に示すように、受信部110と、転送先選定部120と、送信部130とを含んで構成される。これらの各構成要素は、HUB100における通信回路、メモリ、デジタル回路(或いはメモリに格納されたプログラムを実行するプロセッサ)等により実現される。
図11は、本実施の形態に係るE−ECUの動作の一例としてのE−ECU処理を示すフローチャートである。以下、E−ECU200aにより実行されるE−ECU処理について、図11に即して説明する。
図12は、HUB100の動作の一例としてのHUB処理を示すフローチャートである。HUB処理は、Eメッセージを受信した場合のEメッセージの転送の処理である。ここで、Eメッセージの転送は、受信したEメッセージと同一のEメッセージの送信、或いは、受信したEメッセージに基づくCANメッセージの送信である。以下、HUB100により実行されるHUB処理について、図12に即して説明する。
図13は、車載ネットワークシステム10におけるメッセージ伝送の例を示すシーケンス図である。以下、同図に即して、第1ネットワークに接続されたECU(E−ECU)から第2ネットワークに接続されたECU(C−ECU)への情報の伝送について説明する。
実施の形態1に係る車載ネットワークシステム10では、E−ECU200aが、C−ECUに情報を伝達したい場合に、CANメッセージ情報、CANフラグ等を含ませたEメッセージを送信する。これにより、HUB100は、そのEメッセージで示されたCANメッセージの宛先を適切に選定することができるようになる。なお、CANフラグをEメッセージに含ませて、EメッセージがCANメッセージ情報を含むか否かを示す方式によれば、例えばEメッセージの宛先MACアドレスがブロードキャストアドレスの場合においても、Eメッセージに基づいてCANメッセージをCANバスへ送出すべきか否かを識別可能となる。
以下、実施の形態1で示した車載ネットワークシステム10における車載ネットワークの構成を一部変形した例について説明する。
図14は、本実施の形態に係る車載ネットワークの概略構成を示す。本実施の形態に係る車載ネットワークは、実施の形態1で示した車載ネットワーク(図2参照)におけるHUB100を、HUB100aに置き換え、変換装置700及びケーブル20dを追加したものである。
図15は、HUB100aの構成図である。HUB100aは、実施の形態1で示したHUB100を部分的に変形したものであり、ここで特に示さない点はHUB100と同様である。HUB100aは、ポート1〜3及びポートAを有する。ポート1〜3及びポートAのそれぞれは、第1ネットワークを構成するケーブル20a〜20dのそれぞれと接続される。ポートAは、変換装置700に接続されるケーブル20dと接続される。HUB100aは、図15に示すように、受信部110aと、転送先選定部120aと、送信部130aとを含んで構成され、Eメッセージの転送を行う。これらの各構成要素は、HUB100aにおける通信回路、メモリ、デジタル回路(或いはメモリに格納されたプログラムを実行するプロセッサ)等により実現される。
図16は、変換装置700の構成図である。変換装置700は、例えば、プロセッサ、メモリ等のデジタル回路、アナログ回路、通信回路等で構成される。
実施の形態2に係る車載ネットワークシステムでは、E−ECU200aが、C−ECUに情報を伝達したい場合に、CANメッセージ情報、CANフラグ等を含ませたEメッセージを送信する。これにより、HUB100aは、そのCANメッセージ情報を含むEメッセージの送信先を適切に選定することができるようになる。なお、CANフラグをEメッセージに含ませて、EメッセージがCANメッセージ情報を含むか否かを示す方式によれば、例えば、Eメッセージの宛先MACアドレスがブロードキャストアドレスの場合においても、HUB100aで、CANメッセージ情報を含むEメッセージのみを、CANメッセージへの変換機能を有する変換装置700に伝送することが可能になる。なお、変換装置700は、例えば、第1通信プロトコル(例えばEthernet(登録商標)プロトコル)に従って第1種フレーム(例えばEthernet(登録商標)フレーム)の伝送が行われる第1ネットワークと、第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコル(例えばCANプロトコル)に従ってバスで第2種フレーム(例えばデータフレームであるCANメッセージ)の伝送が行われる第2ネットワークとの両方に接続され、第1ネットワークから第1種フレームを受信する受信部と、その受信部で受信された第1種フレームが第2ネットワークに伝送されるべき第2種フレームの基礎となる第1情報を含む場合に、その第1種フレームに基づくフレーム(例えばCANメッセージ)を第2ネットワークへ送出する送信部とを備えるように構成されても良い。
以下、実施の形態1で示した車載ネットワークシステム10における車載ネットワークの構成を一部変形した、別の例について説明する。
図17は、本実施の形態に係る車載ネットワークの概略構成を示す。本実施の形態に係る車載ネットワークは、実施の形態1で示した車載ネットワーク(図2参照)におけるCANゲートウェイ400とバス30cとを省き、HUB100を、CANゲートウェイ400と同様の機能を含むHUB100bに置き換えたものである。
図18は、HUB100bの構成図である。HUB100bは、ポート1〜5を有する。ポート1〜3のそれぞれは、第1ネットワークを構成するケーブル20a〜20cのそれぞれと接続される。ポート4(CANポート1)、ポート5(CANポート2)のそれぞれは、第2ネットワークを構成するバス30a、30bのそれぞれと接続される。なお、HUB100bは、CANポートを3つ以上備えても良いが、説明の便宜上ここでは2つ備える例を示している。HUB100bは、図18に示すように、受信部110と、転送先選定部120bと、送信部130とを含んで構成される。これらの各構成要素は、HUB100bにおける通信回路、メモリ、デジタル回路(或いはメモリに格納されたプログラムを実行するプロセッサ)等により実現される。
実施の形態3に係る車載ネットワークシステム10では、E−ECU200aが、C−ECUに情報を伝達したい場合に、CANメッセージ情報、CANフラグ等を含ませたEメッセージを送信する。これにより、HUB100bは、そのEメッセージで示されたCANメッセージの宛先を適切に選定することができるようになる。
以下、実施の形態1で示した車載ネットワークシステム10において、E−ECU(E−ECU200a等)及びHUB100を部分的に変形した例について説明する。実施の形態1では、E−ECU200aが、CANメッセージ情報を含むEメッセージを送信する場合に、例えば図5のように、Eメッセージに複数のCANメッセージ情報を含ませ得る例を示した。これに対して、本実施の形態では、E−ECU200aが、EメッセージにCANメッセージ情報を含ませる場合に、図4のように、Eメッセージのペイロードに1つのCANメッセージ情報のみを含ませる。なお、E−ECU200b、200cについてもE−ECU200aと同様である。
図20は、HUB100cの構成図である。HUB100cは、実施の形態1で示したHUB100の送信部130を、送信部130bに置き換えたものである。HUB100cは、図20に示すように、受信部110と、転送先選定部120と、送信部130bとを含んで構成される。これらの各構成要素は、HUB100cにおける通信回路、メモリ、デジタル回路(或いはメモリに格納されたプログラムを実行するプロセッサ)等により実現される。
図21は、本実施の形態に係るE−ECUの動作の一例としてのE−ECU処理を示すフローチャートである。以下、E−ECU200aにより実行されるE−ECU処理について、図21に即して説明する。なお、本実施の形態に係るE−ECU処理において、実施の形態1で示した処理ステップ(図11参照)と同じものは、図21で図11と同じ符号を付しており、ここでの説明を適宜省略する。
図22は、HUB100cの動作の一例としてのHUB処理を示すフローチャートである。以下、HUB100cにより実行されるHUB処理について、図22に即して説明する。なお、本実施の形態に係るHUB処理において、実施の形態1で示した処理ステップ(図12参照)と同じものは、図22で図12と同じ符号を付しており、ここでの説明を適宜省略する。
実施の形態4に係る車載ネットワークシステム10では、E−ECU200aが、C−ECUに情報を伝達したい場合に、CANメッセージ情報、CANフラグ等を含ませたEメッセージを送信する。これにより、HUB100cは、そのEメッセージで示されたCANメッセージの宛先を適切に選定することができるようになる。なお、E−ECU200aが、1つのCANメッセージ用のCANメッセージ情報をEメッセージに含ませることで、HUB100cでは、受信したEメッセージのペイロードの内容の分割等の処理負担を負わなくなる。
以下、実施の形態1で示したE−ECU200a、HUB100の変形例について説明する。
以上のように、本発明に係る技術の例示として実施の形態1〜5を説明した。しかしながら、本発明に係る技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態にも適用可能である。例えば、以下のような変形例も本発明の一実施態様に含まれる。
20a〜20d ケーブル
30a〜30c バス(CANバス)
90 サーバ
91 外部ネットワーク
100、100a、100b、100c ネットワークハブ(HUB)
110、110a、210、710 受信部
111、211 E受信部
112 C受信部
120、120a、120b 転送先選定部
130、130a、130b、230、740 送信部
131 E送信部
132 C送信部
133 結合部
134、730 分割部
200a〜200c 電子制御ユニット(E−ECU)
212 データ受信部
220 生成部
221 データ処理部
222 送信先判定部
223 メッセージ構築部
224 CANメッセージ構築部
300a 通信モジュール
300b リアカメラ
300c レーダ
400 CANゲートウェイ
500a〜500d 電子制御ユニット(C−ECU)
600a エンジン
600b ブレーキ
600c ドア開閉センサ
600d ウィンドウ開閉センサ
700 変換装置
720 転送先判定部
Claims (13)
- 第1通信プロトコルに従って第1種フレームの伝送が行われる第1ネットワークと、第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコルに従ってバスで第2種フレームの伝送が行われる第2ネットワークとを含む車載ネットワークシステムで用いられるネットワークハブであって、
第1種フレームを受信する受信部と、
前記受信部で受信された第1種フレームが第2ネットワークに伝送されるべき第2種フレームの基礎となる第1情報を含むか否かを判別し、当該判別の結果に基づいて当該第1種フレームに基づくフレームを送出するポートを選定する転送先選定部と、
前記受信部で受信された第1種フレームについての前記転送先選定部で選定されたポートに接続される有線伝送路に、当該第1種フレームに基づくフレームを送出する送信部とを備える
ネットワークハブ。 - 第1通信プロトコルは、Ethernet(登録商標)プロトコルであり、
第2通信プロトコルは、CAN(Controller Area Network)プロトコルであり、
第1種フレームは、Ethernet(登録商標)ヘッダと、ペイロードであるデータとを含むEthernet(登録商標)フレームであり、
第2種フレームは、データフィールドを含むデータフレームであり、
前記第1情報は、前記データフィールドの内容を示し、
前記ネットワークハブは、Ethernet(登録商標)ケーブルに接続されるポートを有する
請求項1記載のネットワークハブ。 - 前記ネットワークハブは、第2種フレームの伝送が行われる前記バスに接続されるポートを有し、
前記転送先選定部は、
前記受信部で受信された第1種フレームが前記第1情報を含むと判別した場合に、当該第1種フレームに基づくフレームを送出するポートとして、前記バスに接続されるポートを選定し、
前記受信部で受信された第1種フレームが前記第1情報を含まないと判別した場合に、当該第1種フレームに基づくフレームを送出するポートとして、前記Ethernet(登録商標)ケーブルに接続されるポートを選定し、
前記送信部は、
前記受信部で受信された第1種フレームについての前記転送先選定部で選定されたポートが、前記Ethernet(登録商標)ケーブルに接続されるポートである場合に、当該第1種フレームとは少なくとも前記ペイロードの内容が同一の第1種フレームを当該Ethernet(登録商標)ケーブルに送出し、
前記受信部で受信された第1種フレームについての前記転送先選定部で選定されたポートが、前記バスに接続されるポートである場合に、当該第1種フレームにおける前記第1情報を含む第2種フレームを当該バスに送出する
請求項2記載のネットワークハブ。 - 第2種フレームは、IDフィールド、DLC(Data Length Code)及び前記データフィールドを含み、
前記第1情報は、前記IDフィールド、前記DLC及び前記データフィールドの値を示し、
前記送信部は、第2種フレームの前記バスへの前記送出を、前記第1情報が示す前記IDフィールドの値を第2種フレームの前記IDフィールドに入れて、前記第1情報が示す前記DLCの値を当該第2種フレームの前記DLCに入れて、前記第1情報が示す前記データフィールドの値を当該第2種フレームの前記データフィールドに入れて生成された当該第2種フレームを前記バスに送出することで、行う
請求項3記載のネットワークハブ。 - 前記第1情報は、第2ネットワークに伝送されるべき複数の第2種フレームそれぞれの前記IDフィールド、前記DLC及び前記データフィールドの値を示し、
前記送信部は、第2種フレームの前記バスへの前記送出を、複数の第2種フレームのそれぞれが前記第1情報の互いに異なる一部を含むところの当該複数の第2種フレームを前記バスに送出することで、行う
請求項4記載のネットワークハブ。 - 第2種フレームは、IDフィールド及び前記データフィールドを含み、
前記第1情報は、第1種フレームの前記ペイロードに配置された、第2ネットワークに伝送されるべき複数の第2種フレームそれぞれの前記データフィールドの値を示す個別データの集合であり、
前記送信部は、第2種フレームの前記バスへの前記送出を、前記個別データの集合の各々について、当該個別データの前記ペイロードでの配置に基づいて特定されるID値を第2種フレームの前記IDフィールドに入れて、当該個別データの値を当該第2種フレームの前記データフィールドに入れて生成された当該第2種フレームを前記バスに送出することで、行う
請求項3記載のネットワークハブ。 - 第2種フレームは、IDフィールド及び前記データフィールドを含み、
前記送信部は、前記受信部で受信された第1種フレームにおける前記第1情報を含む第2種フレームの前記バスへの前記送出を、当該第1種フレーム内の前記Ethernet(登録商標)ヘッダにおける宛先MACアドレスの値に基づいて特定されるID値を第2種フレームの前記IDフィールドに入れて、前記第1情報が示す前記データフィールドの値を当該第2種フレームの前記データフィールドに入れて生成された当該第2種フレームを前記バスに送出することで、行う
請求項3記載のネットワークハブ。 - 前記ネットワークハブは、前記Ethernet(登録商標)ケーブルに接続される複数のポートを有し、当該複数のポートは、第2種フレームの伝送が行われる前記バスに接続される装置に対して前記Ethernet(登録商標)ケーブルで接続されるポートを含み、
前記転送先選定部は、前記受信部で受信された第1種フレームが前記第1情報を含むと判別した場合に、当該第1種フレームに基づくフレームを送出するポートとして、前記バスに接続される前記装置に対して前記Ethernet(登録商標)ケーブルで接続されるポートを選定し、
前記送信部は、前記受信部で受信された第1種フレームについての前記転送先選定部で選定されたポートに接続された前記Ethernet(登録商標)ケーブルに、当該第1種フレームとは少なくとも前記ペイロードの内容が同一の第1種フレームを送出する
請求項2記載のネットワークハブ。 - 前記転送先選定部は、前記受信部で受信された第1種フレーム内の所定の識別フラグの値により前記判別を行う
請求項2〜8のいずれか一項に記載のネットワークハブ。 - 前記所定の識別フラグは、第1種フレームの前記Ethernet(登録商標)ヘッダ内に配置されている
請求項9記載のネットワークハブ。 - 前記転送先選定部は、前記受信部で受信された第1種フレーム内の前記Ethernet(登録商標)ヘッダにおける宛先MACアドレスの値により前記判別を行う
請求項2〜8のいずれか一項に記載のネットワークハブ。 - 第1通信プロトコルに従って第1種フレームの伝送が行われる第1ネットワークと、第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコルに従ってバスで第2種フレームの伝送が行われる第2ネットワークとを含む車載ネットワークシステムにおけるネットワークハブで用いられる転送方法であって、
第1種フレームを受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信された第1種フレームが第2ネットワークに伝送されるべき第2種フレームの基礎となる第1情報を含むか否かを判別し、当該判別の結果に基づいて当該第1種フレームに基づくフレームを送出するポートを選定する転送先選定ステップと、
前記受信ステップで受信された第1種フレームについての前記転送先選定ステップで選定されたポートに接続される有線伝送路に、当該第1種フレームに基づくフレームを送出する送信ステップとを含む
転送方法。 - 第1通信プロトコルに従って第1種フレームの伝送が行われる第1ネットワークと、第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコルに従ってバスで第2種フレームの伝送が行われる第2ネットワークとを含む車載ネットワークシステムであって、
第1ネットワークに接続された電子制御ユニットと、
第1ネットワークに接続されたネットワークハブとを備え、
前記電子制御ユニットは、
第1通信プロトコルに従って第1種フレームを生成する生成部と、
前記生成部により生成された第1種フレームを第1ネットワークに送信する送信部とを備え、
前記生成部は、第2ネットワークに伝送されるべき第2種フレームの基礎となる第1情報と、第1種フレームが第2ネットワークに伝送されるべき情報を含むことを表す第2情報とを、当該第1種フレームに含ませて、当該第1種フレームの前記生成を行い、
前記ネットワークハブは、
第1種フレームを受信する受信部と、
前記受信部で受信された第1種フレームが前記第1情報を含むか否かを判別し、当該判別の結果に基づいて当該第1種フレームに基づくフレームを送出するポートを選定する転送先選定部と、
前記受信部で受信された第1種フレームについての前記転送先選定部で選定されたポートに接続される有線伝送路に、当該第1種フレームに基づくフレームを送出する送信部とを備える
車載ネットワークシステム。
Priority Applications (8)
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