JP2020065195A - Communication apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信装置に関する。 The present invention relates to a communication device.
従来の技術として、例えばCXPI(Clock Extension Peripheral Interface)通信にてデータの送受信を実行する通信装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional technique, for example, a communication device that transmits and receives data by CXPI (Clock Extension Peripheral Interface) communication is disclosed (for example, see Patent Document 1).
この先行技術に記載された通信装置において、マスタの通信装置は、1本の通信バスに常にクロック信号を供給し、このクロック信号をスレーブの通信装置へ送信している。そして、マスタの通信装置及びスレーブの通信装置は、データ信号を上記クロック信号に重畳して送信するように構成されている。 In the communication device described in this prior art, the master communication device always supplies a clock signal to one communication bus and transmits this clock signal to the slave communication device. Then, the master communication device and the slave communication device are configured to superimpose the data signal on the clock signal and transmit the data signal.
特許文献1の装置は、1本の通信バスにデータ信号が送信されるので、この通信バスにモニタを接続することにより、送受信データの内容を監視することができ、情報漏えいする可能性がある。通信データを暗号化する等の対策も可能であるが、制御部の処理負荷が大きくなるという課題があった。
Since the device of
したがって、本発明の目的は、通信バス上での情報漏えいを抑制できる通信装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a communication device capable of suppressing information leakage on a communication bus.
上記目的を達成するため、複数の通信バスに接続される通信装置であって、メッセージフレームを分割し、前記複数の通信バスに対応した通信データを生成し、その生成された通信データを対応する前記複数の通信バスの各々に送信する送信部と、前記複数の通信バスを介して他の通信装置から受信した通信データをメッセージフレームに復元する受信部と、を有する通信装置を提供する。 In order to achieve the above object, a communication device connected to a plurality of communication buses divides a message frame, generates communication data corresponding to the plurality of communication buses, and corresponds the generated communication data. There is provided a communication device including a transmission unit that transmits to each of the plurality of communication buses, and a reception unit that restores communication data received from another communication device via the plurality of communication buses into a message frame.
本発明の通信装置によれば、通信バス上での情報漏えいを抑制できる。 According to the communication device of the present invention, information leakage on the communication bus can be suppressed.
(本発明の実施の形態に係る通信装置)
本発明の実施の形態に係る通信装置としてのマスタECU 10は、図1に示すように、複数の通信バスに接続される通信装置であって、メッセージフレームを分割し、複数の通信バスに対応した通信データを生成し、その生成された通信データを対応する複数の通信バスの各々に送信する送信部としてのトランシーバ(M1、M2)12、13と、複数の通信バスを介して他の通信装置から受信した通信データをメッセージフレームに復元する受信部としてのトランシーバ(M1、M2)12、13と、を有して構成されている。
(Communication device according to an embodiment of the present invention)
As shown in FIG. 1,
本発明の実施の形態に係る通信装置としてのスレーブECU 20も、同様に、複数の通信バスに接続される通信装置であって、メッセージフレームを分割し、複数の通信バスに対応した通信データを生成し、その生成された通信データを対応する複数の通信バスの各々に送信する送信部としてのトランシーバ(S1、S2)22、23と、複数の通信バスを介して他の通信装置から受信した通信データをメッセージフレームに復元する受信部としてのトランシーバ(S1、S2)22、23と、を有して構成されている。 Similarly, the slave ECU 20 as the communication device according to the embodiment of the present invention is also a communication device connected to a plurality of communication buses, divides a message frame, and transmits communication data corresponding to the plurality of communication buses. Transceivers (S1, S2) 22 and 23 as transmitters for generating and transmitting the generated communication data to each of a plurality of corresponding communication buses, and received from other communication devices via the plurality of communication buses. Transceivers (S1, S2) 22 and 23 as receivers for restoring communication data into message frames are included.
図2に示すように、マスタECU 10が、通信バスを介して、複数のスレーブECU 20A、20B、・・・と接続されてもよい。また、通信バスには、他のマスタECUが接続されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
本実施の形態では、図1に示すように、複数の通信バスを2本とし、マスタECU 10から送信し、スレーブECU 20で受信するものとして説明する。なお、図1に示すように、マスタECU 10とスレーブECU 20は同じ内部構成を有しており、マスタECU 10を受信側として機能させ、スレーブECU 20を送信側として機能させることも可能である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of communication buses are provided, two are transmitted from the master ECU 10 and are received by the slave ECU 20. Note that, as shown in FIG. 1, the
したがって、マスタECU 10は送信及び受信の機能を有し、本実施の形態に係る通信装置として機能する。同様に、スレーブECU 20A、20B、・・・は、受信及び送信の機能を有し、本実施の形態に係る通信装置として機能する。 Therefore, the master ECU 10 has the functions of transmission and reception, and functions as the communication device according to the present embodiment. Similarly, the slave ECUs 20A, 20B, ... Have the functions of reception and transmission, and function as the communication device according to the present embodiment.
図1、図2に示すように、上記説明した通信装置としてのマスタECU 10、スレーブECU 20を通信バスに接続して、通信システム1を構成することができる。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
(マスタECU 10)
本実施の形態で送信する側のマスタECU 10は、図1に示すように、マスタECU内の制御を行なう制御部としてのマイコン11、第1トランシーバ(M1)12、第2トランシーバ(M2)13を有して構成されている。第1トランシーバ(M1)12は、第1通信バス30に接続され、第2トランシーバ(M2)13は、第2通信バス31に接続されている。
(Master ECU 10)
The
通信バスは、両端が終端され、複数の機器が接続される形態の通信線である。本実施の形態では、第1通信バス30及び第2通信バス31の2本を備えている。なお、第1通信バス30と第2通信バス31は、互いの配線間隔を離して設置することにより、セキュリティ性を高めることが可能となる。
The communication bus is a communication line in which both ends are terminated and a plurality of devices are connected. In the present embodiment, there are two
マイコン11は、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うCPU(Central Processing Unit)、半導体メモリであるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)などから構成されるマイクロコンピュータを含むECU(Electric Control Unit)である。
The
マイコン11は、これらによる汎用の制御機能の他に、図3に示すように、切替制御部111、送信制御部112、分割制御部113、受信制御部114、及び、復元制御部115を備えている。これらの制御部は、マイコン11内で動作するプログラム及びハードウエアにより形成されている。
The
マイコン11は、所定周波数のクロック信号Scを備え、図1に示すように、CLK端子から、第1トランシーバ(M1)12、第2トランシーバ(M2)13に供給される。また、このクロック信号Scは、第1通信バス30及び第2通信バス31に出力され、スレーブECU 20に供給されている。
The
切替制御部111は、第1トランシーバ(M1)12、第2トランシーバ(M2)13をそれぞれ送信部として機能させるか、受信部として機能させるかの切替え制御を行なう。マスタECU 10は、送信側として機能するので、切替制御部111は、第1トランシーバ(M1)12、第2トランシーバ(M2)13をそれぞれ送信部として機能させるように切替え制御する。
The
送信制御部112は、クロック信号Scに同期させて、図5に示すようなフレーム信号のうち、マイコンのTXD1端子から出力される分割信号TXD1を第1通信バス30へ出力する。
The
また、送信制御部112は、クロック信号Scに同期させて、図5に示すようなフレーム信号のうち、マイコンのTXD2端子から出力される分割信号TXD2を第2通信バス31へ出力する。
Further, the
分割制御部113は、図5に示すように、送信したいデータを、分割信号TXD1と分割信号TXD2に分割する制御を行なう。分割制御部113は、図5に示すようなフレーム信号を、クロック信号Scに同期させて、例えば、1バイト(byte)毎に交互に信号が出力されるように、分割信号TXD1と分割信号TXD2に分割する。
As shown in FIG. 5,
図5に示すように、例えば、送信したいデータであるフレーム信号が、ヘッダ、フレーム情報と、3バイトの車速データ(車速情報1、車速情報2、車速情報3)で構成されているとする。この場合は、分割信号TXD1は、クロック信号Scの1クロック間隔の時系列信号として、ヘッダ、車速情報1、車速情報3で構成される。
As shown in FIG. 5, for example, it is assumed that a frame signal, which is data to be transmitted, includes a header, frame information, and 3-byte vehicle speed data (
また、分割信号TXD2は、クロック信号Scの1クロック間隔の時系列信号として、フレーム情報、車速情報2で構成される。なお、分割信号TXD1及び分割信号TXD2は、クロック信号Scに同期しているので、分割信号TXD2のフレーム情報は、分割信号TXD1のヘッダ信号の次のクロック位置の情報として認識可能である。
The divided signal TXD2 is composed of frame information and
受信制御部114、復元制御部115は、後述するスレーブECU 20の項で説明する。
The
(スレーブECU 20)
本実施の形態で受信する側のスレーブECU 20は、図1に示すように、スレーブECU内の制御を行なう制御部としてのマイコン21、第1トランシーバ(S1)22、第2トランシーバ(S2)23を有して構成されている。第1トランシーバ(S1)22は、第1通信バス30に接続され、第2トランシーバ(S2)23は、第2通信バス31に接続されている。
(Slave ECU 20)
The
マイコン21は、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うCPU(Central Processing Unit)、半導体メモリであるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)などから構成されるマイクロコンピュータを含むECU(Electric Control Unit)である。
The
マイコン21は、これらによる汎用の制御機能の他に、図4に示すように、切替制御部211、送信制御部212、分割制御部213、受信制御部214、及び、復元制御部215を備えている。これらの制御部は、マイコン21内で動作するプログラム及びハードウエアにより形成されている。
As shown in FIG. 4, the
マイコン21は、所定周波数のクロック信号Scを備え、図1に示すように、CLK端子から、第1トランシーバ(S1)22、第2トランシーバ(S2)23に供給される。なお、マイコン21のクロック信号Scは、マイコン11のクロック信号Scの周波数と同一である。
The
切替制御部211は、第1トランシーバ(S1)22、第2トランシーバ(S2)23をそれぞれ送信部として機能させるか、受信部として機能させるかの切替え制御を行なう。スレーブECU 20は、受信側として機能するので、切替制御部211は、第1トランシーバ(S1)22、第2トランシーバ(S2)23をそれぞれ受信部として機能させるように切替え制御する。
The switching
送信制御部212、分割制御部213は、前述したマスタECU 10と同様の動作が可能である。
The
受信制御部214は、第1通信バス30上の分割信号TXD1と第2通信バス31上の分割信号TXD2を、クロック信号Scに同期して受信する。
The
復元制御部215は、クロック信号Scに同期した分割信号TXD1及び分割信号TXD2を合成して、時系列信号として復元する。すなわち、図5に示すように、分割信号TXD1のヘッダ信号の次に、分割信号TXD2のフレーム情報がくるように復元する。同様に、分割信号TXD2のフレーム情報の次に、分割信号TXD1の車速情報1、分割信号TXD2の車速情報2、分割信号TXD1の車速情報3がくるように復元する。これにより、図5に示すフレーム信号が復元され、復元されたフレーム信号がマイコン21のRXD端子に入力される。
The
スレーブECU 20は、マスタECU 10からメッセージフレームの受信が可能となる。
The
上記説明した構成は、クロック信号Scに同期して動作するマスタECU、スレーブECUを有して構成される通信装置、通信システムに適用可能である、例えば、CXPI通信に適用することができる。 The configuration described above is applicable to a communication device and a communication device including a master ECU and a slave ECU that operate in synchronization with the clock signal Sc, and can be applied to, for example, CXPI communication.
CXPI通信は、マスタECUが通信バスへクロックを提供する事によって、システム内の通信クロックを同期する方式で、通信バスは1線である。変調方式はPWMを採用し、ビットごとの同期合わせが可能である。車載ネットワークとしては、従来、CANやLINが使用されてきたが、CANでは技術的コスト的に適用が難しく、また、LINでは応答性が低く、HMI(Human Machine Interface)関連の多重通信化において技術的コスト的に適用が難しいという問題があった。 CXPI communication is a system in which a master ECU provides a clock to a communication bus to synchronize the communication clock in the system, and the communication bus is a single line. PWM is used as the modulation method, and synchronization can be performed for each bit. Conventionally, CAN and LIN have been used as an in-vehicle network, but CAN is difficult to apply due to technical cost, and LIN has low responsiveness, and is a technology for multiplex communication related to HMI (Human Machine Interface). There is a problem that it is difficult to apply in terms of cost.
CXPI通信は、CANよりもコスト的に有利である。また、通信速度は最大20KbpsでありLINに比べて応答性が高く、ワイパーやライトなどの瞬時に応答が必要な領域での利用が可能という利点がある。本実施の形態をCXPI通信に適用することにより、従来の車載ネットワークに比べて技術的コスト的に有利であり、かつ、複数の通信バスを使う方式であるので、セキュリティ性を大幅に向上させることができる。 CXPI communication has a cost advantage over CAN. Further, the maximum communication speed is 20 Kbps, which is more responsive than LIN, and there is an advantage that it can be used in a region such as a wiper or a light that requires an instant response. By applying this embodiment to CXPI communication, it is advantageous in terms of technical cost as compared with the conventional vehicle-mounted network, and since it is a method of using a plurality of communication buses, it is possible to significantly improve security. You can
(実施の形態の効果)
本発明の実施の形態によれば、以下のような効果を有する。
(1)本発明の実施の形態に係る通信装置としてのマスタECUは、複数の通信バスに接続される通信装置であって、メッセージフレームを分割し、複数の通信バスに対応した通信データを生成し、その生成された通信データを対応する複数の通信バスの各々に送信する送信部としてのトランシーバ(M1、M2)12、13と、複数の通信バスを介して他の通信装置から受信した通信データをメッセージフレームに復元する受信部としてのトランシーバ(M1、M2)12、13と、を有して構成され、送信側として機能する。スレーブECUも同様の構成を有し、受信側として機能する。複数の通信バスを介して、マスタECUとスレーブECUの間で通信するので、1本の通信バスをモニタしただけでは情報漏えいすることがない。これにより、通信バス上での情報漏えいを抑制できる通信装置が可能となる。
(2)複数の通信バスの配策を工夫することによりセキュリティ性を向上させることができる。例えば、2本の通信バスであれば、互いの通信バス線の間隔を離すことにより、セキュリティ性向上が可能になる。
(3)マスタECUとスレーブECUは、共通のクロック信号Scに同期して、送信、受信、フレーム信号の分割、復元を行なう。これにより、例えば、スレーブECUは、受信した順に並べるだけで復元可能であり、安価なECUを通信装置として機能させることが可能となる。
(Effects of the embodiment)
According to the embodiment of the present invention, there are the following effects.
(1) A master ECU as a communication device according to an embodiment of the present invention is a communication device connected to a plurality of communication buses, divides a message frame, and generates communication data corresponding to the plurality of communication buses. Then, the transceivers (M1, M2) 12, 13 as transmitting units for transmitting the generated communication data to each of the corresponding plurality of communication buses, and communication received from other communication devices via the plurality of communication buses It is configured to have transceivers (M1, M2) 12 and 13 as a receiving unit that restores data into a message frame, and functions as a transmitting side. The slave ECU also has a similar configuration and functions as a receiving side. Since communication is performed between the master ECU and the slave ECUs via a plurality of communication buses, information leakage will not occur even if only one communication bus is monitored. Accordingly, it becomes possible to provide a communication device capable of suppressing information leakage on the communication bus.
(2) Security can be improved by devising a policy of a plurality of communication buses. For example, if there are two communication buses, the security can be improved by separating the communication bus lines from each other.
(3) The master ECU and the slave ECU perform transmission, reception, division and restoration of frame signals in synchronization with the common clock signal Sc. Thereby, for example, the slave ECUs can be restored simply by arranging them in the order in which they are received, and the inexpensive ECUs can function as a communication device.
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are merely examples and do not limit the invention according to the claims. Further, these novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the present invention. In addition, not all of the combinations of features described in these embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention. Further, these embodiments are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the scope equivalent thereto.
1…通信システム、10…マスタECU、11…マイコン、12…トランシーバ(M1)、13…トランシーバ(M2)、20…スレーブECU、21…マイコン、22…トランシーバ(S1)、23…トランシーバ(S2)、30…通信バス、31…通信バス、111…切替制御部、112…送信制御部、113…分割制御部、113…受信制御部、114…受信制御部、115…復元制御部、211…切替制御部、212…送信制御部、213…分割制御部、214…受信制御部、215…復元制御部、Sc…クロック信号、TXD1…分割信号、TXD2…分割信号
DESCRIPTION OF
Claims (6)
メッセージフレームを分割し、前記複数の通信バスに対応した通信データを生成し、その生成された通信データを対応する前記複数の通信バスの各々に送信する送信部と、
前記複数の通信バスを介して他の通信装置から受信した通信データをメッセージフレームに復元する受信部と、
を有する通信装置。 A communication device connected to a plurality of communication buses,
A transmission unit that divides a message frame, generates communication data corresponding to the plurality of communication buses, and transmits the generated communication data to each of the plurality of corresponding communication buses,
A receiving unit that restores communication data received from another communication device via the plurality of communication buses into a message frame;
A communication device having.
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