JP2019185130A - 電子制御装置および電子制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
なお、各実施形態に開示の構成は、各実施形態のみで閉じるものではなく、実施形態をまたいで組み合わせることが可能である。
発明が解決しようとする課題に記載した課題は公知の課題ではなく、本発明者が独自に知見したものであり、本発明の手段と共に発明の進歩性を肯定する事実である。
図1は、通信ネットワーク2を介して複数の電子制御装置が接続されている車載電子制御システム1を示している。図1では、マスタ電子制御装置3とn個のスレーブ電子制御装置4とが接続されており、マスタ電子制御装置3およびスレーブ電子制御装置4は、通信ネットワーク2を介してデータを送受信する。同様に、複数のスレーブ電子制御装置4同士でデータを送受信することができる。通信ネットワーク2には、例えば、CAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)といった通信方式の他、Ethernet(登録商標)やWi−Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)等、任意の通信方式を用いることができる。
本実施形態1の電子制御装置10の構成を図2を用いて説明する。本発明の「電子制御装置」は、ハイパーバイザによって管理される「複数の仮想マシン」を有する。図2に示す電子制御装置10は、第1の仮想マシン100及び第2の仮想マシン200、これらの仮想マシンを管理するハイパーバイザ300、および、ハードウェアである共有メモリ401とDMAコントローラ402を備えている。そして、第1および第2の仮想マシン100、200はそれぞれ、仮想マシン上にインストールされたゲストOSと、ゲストOS上にインストールされた複数のアプリケーションを有する。
また、本発明の「複数の仮想マシン」とは、一の仮想マシンと他の仮想マシンとを含むものであればよく、それ以外の仮想マシンを含んでもよい。
一方、第2の仮想マシン200(本発明の「他の仮想マシン」に相当)は、監視部201を有する。なお、本実施形態では、監視部201は第2の仮想マシン200に設けられているが、例えば、後述する監視部201の機能ごとにそれぞれ異なる仮想マシンに設けられてもよい。つまり、第2の仮想マシン200が監視部201の機能の1つを有し、第3の仮想マシン(図示せず)が監視部201の別の機能を有するようにしてもよい。
また、本発明の「CPU資源の割り当て」とは、CPUの機能を享受できる状態に置くことをいう。本発明の「CPU」とは、汎用の中央演算装置の他、専用の中央演算装置も含み、マイコン等その名称は問わない。
なお、本実施形態では、仮想マシンに異常が発生する前の通常動作時および異常発生後のいずれも、DMAコントローラ402がDMA転送によって共有メモリにデータをDMA転送する構成を説明している。しかしながら、仮想マシンに異常が発生するまではPIO(Programmed I/O)転送を行い、仮想マシンに異常が発生したことをトリガとしてDMA転送が開始される構成としてもよい。いずれの構成を採用した場合も、DMAコントローラ402は、CPU資源の割り当てが停止された仮想マシンに宛てて送信されたデータを共有メモリにDMA転送する。
ここで、本発明の「データ」とは、アプリケーションが取り扱うデータの他、アプリケーションやシステムの履歴を示すログをも含む。
ここで、本発明の「基づいて」とは、与えられた情報や指示の結果として所定の処理が行われていればよく、与えられた情報や指示を直接的に受けて処理を行う場合の他、与えられた情報や指示の結果を受けて、すなわち、与えられた情報や指示を間接的に受けて処理を行ってもよい。以下、原則同じである。例えば、本発明の、割り当て停止要求に「基づいて」割り当てを停止する、とは、割り当て停止要求を用いて割り当て停止に関する動作制御が行われていればよく、割り当て制御部は必ずしも監視部から直接的に割り当て停止要求を受信しなくともよい。
上記実施形態1では、電子制御装置10が2つの仮想マシン、すなわち、第1及び第2の仮想マシン100、200を有する構成を説明した。しかしながら、電子制御装置10は任意の数の仮想マシンをセキュア領域または非セキュア領域のいずれにも有することができる。例えば、電子制御装置10は非セキュア領域内に第3の仮想マシンを有してもよい。しかしながら、この場合、監視部201からCPU資源の割り当て停止要求または割り当て再開要求を受信した割り当て制御部301は、CPU資源の割り当てを停止または再開させる対象の仮想マシンが、第1の仮想マシンおよび第3の仮想マシンのいずれであるかを認識することができない。
ここで、本発明の「識別情報」とは、仮想マシンを識別することができる情報であればよく、いわゆるIDに限定されるものではない。
実施形態1によれば、第1の仮想マシン100に対するCPU資源の割り当てが停止している間であっても、DMA転送によって、第1の仮想マシン100に宛てて送信されたデータを共有メモリに記録することが可能となる。しかしながら、共有メモリ401は非セキュア領域に設けられているため、共有メモリ401に書き込まれたデータは、サイバー攻撃等によって改ざん又は削除される可能性がある。
なお、本発明における、データを「退避」とは、データを共有メモリから読み出して退避先メモリに書き込むことをいい、共有メモリに保存されていたデータが削除されるか否かは問わない。
この場合、第1の仮想マシン100に対するCPU資源の割り当てが停止している間、第2の仮想マシン200に対してより多くのCPU資源を割り当てることが可能になるため、第2の仮想マシン200は退避処理を最適に実行することが可能となる。
この場合、第1の仮想マシン100に対するCPU資源の割り当て停止をトリガとして、退避が実行されるため、例えば、第1の仮想マシン100に発生した異常の回復を検出したことをトリガとする場合とは異なり、第1の仮想マシン100に発生した異常を修正することができず、異常の回復が検出されない場合であっても、共有メモリ401内のデータを確実に、セキュリティ性の高い退避先メモリ403へと退避させることができる。
ここで、本発明の停止要求の出力「に続いて」とは、停止要求を出力後、遅滞なく退避要求を出力する場合の他、一の仮想マシンに対するCPU資源の割り当てが停止されたことを検出した後、監視部の準備が整い次第、遅滞なく退避要求を出力する場合も含む。
上記実施形態2では、共有メモリ401から退避先メモリ403へとデータを退避させることにより、共有メモリ401内に記録されたデータを保護することができる。しかしながら、退避先メモリ403の空き容量には限界があるため、退避先メモリ403に十分な空き容量がない状態で退避処理が行われた場合、共有メモリ401から退避先メモリ403にデータが適切に退避されず、データが失われてしまうおそれがある。そこで、本実施形態3では、退避先メモリ403に退避されたデータを、電子制御装置の外部に設けられたストレージに適宜転送する構成を説明する。
以上、本発明の各実施形態における電子制御装置の特徴について説明した。なお、複数の実施形態およびその変形例の特徴を説明したが、各実施形態およびその変形例の特徴を2以上含むようにしてもよい。
また、マスタ電子制御装置3およびスレーブ電子制御装置4の双方が実施形態1、2の電子制御装置の構成および機能を有する場合、車載システム1全体のセキュリティ性を高めるとともに、データを確保することが可能となる。あるいは、特定の電子制御装置、例えば、マスタ電子制御装置と、車両の走行に必須の電子制御装置や重要なデータを取り扱う電子制御装置といった一部のスレーブ電子制御装置のみに本発明の電子制御装置を採用することにより、特定の電子制御装置のセキュリティ性を高めながら、データを確保できるようにしてもよい。
Claims (11)
- ハイパーバイザ(300)によって管理される複数の仮想マシンを有する電子制御装置(10,20,30)であって、
前記複数の仮想マシンのうち一の仮想マシン(100)に発生した異常を検出するとともに、異常を検出した場合に前記一の仮想マシンに対するCPU資源の割り当ての停止を要求する停止要求を出力する、前記一の仮想マシンとは異なる他の仮想マシン(200)に設けられた監視部(201)と、
前記停止要求に基づいて前記一の仮想マシンに対するCPU資源の割り当てを停止する、前記ハイパーバイザに設けられた割り当て制御部(301)と、
共有メモリ(401)と、
CPU資源の割り当てが停止された前記一の仮想マシンに宛てて送信されたデータを前記共有メモリにDMA(Direct Memory Access)転送するDMAコントローラ(402)と、
を備える、電子制御装置。 - 前記監視部はさらに、前記一の仮想マシンに発生した異常が回復したことを検出するとともに、異常の回復を検出した場合に前記一の仮想マシンに対するCPU資源の割り当ての再開を要求する再開要求を出力し、
前記割り当て制御部は、前記再開要求に基づいて前記一の仮想マシンに対するCPU資源の割り当てを再開する、
請求項1記載の電子制御装置。 - 当該電子制御装置は非セキュア領域とセキュア領域とを有しており、
前記共有メモリは前記非セキュア領域に設けられており、
前記他の仮想マシン及び前記ハイパーバイザは前記セキュア領域に設けられている、
請求項1記載の電子制御装置。 - 当該電子制御装置は非セキュア領域とセキュア領域とを有し、さらに、
前記セキュア領域内の退避先メモリ(403)と、
前記非セキュア領域に設けられた前記共有メモリ内のデータを前記退避先メモリに退避させる退避実行部(202)と、
を備え、
前記監視部は、前記一の仮想マシンに発生した異常を検出した場合に、前記共有メモリ内のデータを前記退避先メモリに退避させることを要求する退避要求を出力し、
前記退避実行部は、前記退避要求に基づいて前記共有メモリ内のデータを前記退避先メモリに退避させる、
請求項1記載の電子制御装置(20)。 - 前記監視部は、前記停止要求の出力に続いて、前記退避要求を出力する、
請求項4記載の電子制御装置。 - 当該電子制御装置は非セキュア領域とセキュア領域とを有し、さらに、
前記セキュア領域内の退避先メモリ(403)と、
前記非セキュア領域に設けられた前記共有メモリ内のデータを前記退避先メモリに退避させる退避実行部(202)と、
を備え、
前記監視部は、前記停止要求の出力後、かつ、前記再開要求の出力前に、前記共有メモリ内のデータを前記退避先メモリに退避させることを要求する退避要求を出力し、
前記退避実行部は、前記退避要求に基づいて前記共有メモリ内のデータを前記退避先メモリに退避させる、
請求項2記載の電子制御装置(20)。 - 当該電子制御装置はさらに、前記退避先メモリに退避された前記データを当該電子制御装置の外部に設けられたストレージに転送するアップロード実行部(203)を備える、
請求項4乃至6のいずれか一項に記載の電子制御装置(30)。 - 前記監視部は、前記停止要求に加えて、前記一の仮想マシンを識別する識別情報を出力する、
請求項1記載の電子制御装置。 - マスタ電子制御装置(3)と、通信ネットワーク(2)を介して前記マスタ電子制御装置に接続され、前記マスタ電子制御装置によって制御されるスレーブ電子制御装置(4)と、を備える電子制御システム(1)であって、
前記マスタ電子制御装置及び前記スレーブ電子制御装置の少なくとも一方は、ハイパーバイザ(300)によって管理される複数の仮想マシンを有し、さらに、
前記複数の仮想マシンのうち一の仮想マシン(100)に発生した異常を検出するとともに、異常を検出した場合に前記一の仮想マシンに対するCPU資源の割り当ての停止を要求する停止要求を出力する、前記一の仮想マシンとは異なる他の仮想マシン(200)に設けられた監視部(201)と、
前記停止要求に基づいて前記一の仮想マシンに対するCPU資源の割り当てを停止する、前記ハイパーバイザに設けられた割り当て制御部(301)と、
共有メモリ(401)と、
CPU資源の割り当てが停止された前記一の仮想マシンに宛てて送信されたデータを前記共有メモリにDMA(Direct Memory Access)転送するDMAコントローラ(402)と、を備える、
電子制御システム。 - ハイパーバイザによって管理される複数の仮想マシンを有する電子制御装置で実行される処理方法であって、
前記複数の仮想マシンのうち一の仮想マシンに発生した異常を検出するステップと、
異常を検出した場合に前記一の仮想マシンに対するCPU資源の割り当ての停止を要求する停止要求を出力するステップと、
前記停止要求に基づいて前記一の仮想マシンに対するCPU資源の割り当てを停止するステップと、
CPU資源の割り当てが停止された前記一の仮想マシンに宛てて送信されたデータを共有メモリにDMA(Direct Memory Access)転送するステップと、
を含む、電子制御装置の処理方法。 - ハイパーバイザによって管理される複数の仮想マシンを有する電子制御装置で実行される処理プログラムであって、
前記複数の仮想マシンのうち一の仮想マシンに発生した異常を検出するステップと、
異常を検出した場合に前記一の仮想マシンに対するCPU資源の割り当ての停止を要求する停止要求を出力するステップと、
前記停止要求に基づいて前記一の仮想マシンに対するCPU資源の割り当てを停止するステップと、
CPU資源の割り当てが停止された前記一の仮想マシンに宛てて送信されたデータを共有メモリにDMA(Direct Memory Access)転送するステップと、
をコンピュータに実行させる、処理プログラム。
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- 2019-02-18 WO PCT/JP2019/005763 patent/WO2019193845A1/ja active Application Filing
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2020
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