JP3050637B2

JP3050637B2 - 多重伝送方式

Info

Publication number: JP3050637B2
Application number: JP3140061A
Authority: JP
Inventors: 博夫森上; 裕松田; 恭介橋本; 照久井上; 誠治平野; 修道平; 裕昭坂本
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Mazda Motor Corp
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-06-15
Filing date: 1991-06-12
Publication date: 2000-06-12
Anticipated expiration: 2015-06-12
Also published as: JPH04227352A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるCSMA/CD(Carr
ier Sense Multiple Access/Collision Detection)伝送
方式を用いた多重伝送方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の多重伝送方式におけるシ
ステムでは、各多重ノードは、ペア電線等からなる多重
伝送路（データバス）に共通に接続されている。各多重
ノードには、それぞれ通信用ＩＣからなる通信制御回路
及び中央処理装置（以下、「ＣＰＵ」という。）が設け
られており、CSMA/CD 方式によりデータバスに、フレー
ム毎のデータを送信して他の多重ノードに同時に上記デ
ータを伝えると共に、フレームの後尾に受信確認信号
（ＡＣＫ信号）領域を設け、上記フレームを正常に受信
した各多重ノードが上記ＡＣＫ信号領域の予め割り当て
られたビット位置にＡＣＫ信号を発している。

【０００３】多重ノードの通信制御回路は、上記フレー
ムの通信制御を行っており、フレーム受信の際には受信
したデータの誤り検出を行っている。また、フレーム送
信の際には、自局の多重ノードと他局の多重ノードが送
出したデータのデータバス上での衝突及びデータバスの
空き状態を検出するキャリアセンス等の監視を行ってい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記方式で
は、各多重ノードの通信用ＩＣはそれぞれデータバス監
視用の回路を設けているので、構成が複雑になると共
に、通信用ＩＣをコントロールするためのＣＰＵを設け
なければならない。このため、多重ノードの製作コスト
が高くなるという問題点がある。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、データバスに接続された多重ノードのうち一部の多
重ノードの通信用ＩＣのゲート数を削減し、かつＣＰＵ
を省いて構成を簡単にし、製作コストを削減することが
できると共に、データバスのトラフィック量を小さくで
きる多重伝送方式を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、共通の多重伝送路を介して相互に接
続された少なくとも２つの多重ノードを備え、いずれか
の多重ノードがフレーム毎にデータを送信し、他の多重
ノードが正常にフレームを受信した時に受信確認信号を
前記多重伝送路へ返送する多重伝送方式において、いず
れかの多重ノードは前記多重伝送路の使用状態を監視す
る監視手段を有し、送信要求が発生した場合には、前記
多重伝送路が未使用になるのを待って、受信多重ノード
の受信確認信号に対応して割り当てられた受信確認信号
領域と返送データに対応して割り当てられた返送データ
領域とを設けたデータ要求フレームを送信し、前記デー
タ要求フレームを正常に受信した受信多重ノードは当該
受信多重ノードに対応する受信確認信号領域と返送デー
タ領域に、該受信多重ノードに固有の受信確認信号と所
定のデータを返送する多重伝送方式が提供される。

【０００７】

【作用】受信多重ノードは、送信多重ノードから送信さ
れてきたフレームを受信すると、受信確認信号と共に自
ノードの有する所定のデータを上記送信多重ノードに送
信する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図４の図面
に基づき説明する。図１は、本発明に係る多重伝送方式
に用いるシステムの一実施例を示す概略構成図である。
このようなCSMA方式を用いた多重伝送方式には、例えば
自動車用多重伝送方式がある。

【０００９】図において、各多重ノード１０〜４０は、
データバス５０を介して接続されており、多重ノード１
０，２０，３０は、従来例と同様フレームの通信制御を
行う通信用ＩＣの通信制御回路と、データバス５０の監
視を行うＣＰＵとから構成されており、データフレーム
を多重伝送している。なお、実施例では、説明の都合
上、多重ノード１０の通信制御回路１０ａとＣＰＵ１０
ｂのみ図示している。また、受信多重ノード４０は、図
２に示すように、通信用ＩＣの通信制御回路４０ａから
構成され、上記通信制御回路４０ａの１６本毎の入力及
び出力の各ピンには、所定のスイッチ群４０ｂとランプ
群４０ｃが接続されており、多重ノード１０から受信し
たデータフレームのデータ３，４に応じてランプ群４０
ｃの点灯を行うと共に、スイッチ群４０ｂのオン／オフ
のデータを図３(b)に示すようなデータ１，２とし、Ａ
ＣＫ信号と共にデータバス５０に出力している。すなわ
ち、入力１，２の各ピンは、データ１，２の各ビットと
対応しており、出力１，２の各ピンは、データ３，４の
各ビットと対応している。

【００１０】本実施例に用いるデータフレームＦは、図
３(a) に示すように、ＳＯＭ、ＰＲＩ、ＩＤデータ、デ
ータ、ＣＲＣ、ＡＣＫ信号領域等を有するフレーム構成
になっている。ここで、ＳＯＭは、フレームの開始を示
す特定のビットであり、ＰＲＩ(priority)は、フレーム
の優先度を示すデータであり、ＩＤデータは、宛先を示
すアドレス、自局を示すアドレス及びフレーム長を示す
情報等から構成され、ＣＲＣは、誤り検出を行うための
データであり、ＡＣＫ信号領域は、各多重ノードのアド
レスに対応したビット領域で構成されており、ＥＯＭ
は、フレームの終了を示す特定のビットである。また、
上記フレームには、所定のデータ長毎に区切られ、受信
多重ノードから返送されるデータに対応して割り当てら
れた返送データ領域を有している。

【００１１】なお、自動車用多重伝送方式において、多
重ノード１０、２０、３０には、例えばフロント多重ノ
ード、メータ多重ノード、リヤ多重ノード等があり、デ
ータフレーム毎に車両の運転情報を多重伝送している。
また、多重ノード４０には、コンビネーションスイッチ
多重ノード等が考えられ、送信多重ノード１０から送信
されるデータフレームの返送データ領域に同期して各受
信多重ノードが返送データを送出している。

【００１２】次に、本発明のシステムにおける多重伝送
の動作について説明する。なお、実施例では、多重ノー
ド１０を送信多重ノードとし、多重ノード４０を受信多
重ノードとした場合について説明するものとし、多重ノ
ード４０のＩＤを、例えば“＄８０”と取り決めてお
く。まず、多重ノード１０のＣＰＵ１０ｂは、データバ
ス５０が未使用状態になるのを待つ。そして、上記デー
タバス５０が未使用状態になると、通信制御回路１０ａ
にデータ伝送の指示を与える。通信制御回路１０ａは、
上記伝送指示があると、図３(a) に示したデータフレー
ムＦをCSMA/CD 方式によって、データバス５０を介して
受信多重ノード４０に送信する。

【００１３】多重ノード４０は、データフレームＦを受
信すると、上記フレーム中のＩＤデータを調べ、上記Ｉ
Ｄデータが自ノードの予め設定したＩＤ（＄８０）と同
じ場合には、送信要求と判断して引き続いてデータ１，
２を送信する。そして、取り込んだＰＲＩ、ＩＤ、デー
タ３，４及び送信するデータ１，２に基づいてＣＲＣを
計算し、データフレームＦのＣＲＣと比較して同一の時
には、ＡＣＫ信号を多重ノード１０に送信する。また、
ＣＲＣが同一でない時には、ＡＣＫ信号を返送しない。

【００１４】多重ノード１０のＣＰＵ１０ｂは、送信す
るＰＲＩ、ＩＤ、データ３，４及び受信したデータ１，
２に基づいてＣＲＣを計算し、データフレームＦのＣＲ
Ｃとして送信する。また、ＣＰＵ１０ｂは、多重ノード
４０からのＡＣＫ信号を受信しない場合には、取り込ん
だデータ１，２を誤りと見なしてデータを捨て去る。す
なわち、図２に示すように、多重ノード１０からのデー
タ３，４を“＄ＦＦ００”とすると、多重ノード４０
は、上記データ３，４を受信すると、データ３，４の各
ビットに対応して出力１のランプを全点灯、出力２のラ
ンプを全消灯にすると共に、入力１，２のスイッチの状
態に対応するデータ１，２、つまり“＄Ｆ０Ｆ０”をデ
ータバス５０を介して多重ノード１０に送信する。

【００１５】多重ノード２０，３０は、多重ノード１０
から伝送された上記データフレームを従来と同様に受信
し、エラーがなければＡＣＫ信号を多重ノード１０に返
送している。従って、本実施例では、送信多重ノード
は、受信多重ノードから返送されるデータのデータ長に
対応して割り当てられた返送データ領域を有するデータ
フレームをサイクリックに伝送し、受信多重ノードは、
上記データフレームを受信すると、返送データ領域に割
り当てられるデータを上記返送データ領域に同期して送
信するので、受信多重ノード４０では衝突制御回路やキ
ャリア・センス回路等が不必要になり、通信用ＩＣのゲ
ート数を削減することができる。また、受信多重ノード
４０は単にデータの入出力を行えばよいので、ＣＰＵも
不必要になり、システムの製作コストを安価にすること
ができる。

【００１６】なお、第１の実施例では、受信多重ノード
のスイッチはいつ変化するかわからないので、多重ノー
ド１０は、頻繁に送信要求のデータフレームをデータバ
スに送出し、受信多重ノードのスイッチ状態を確認する
必要があり、バスのトラフィック量が大きいことも考え
られる。そこで、本発明では、上記第１の実施例の他
に、例えば受信多重ノードは、図２に示した入力１，２
のスイッチの状態が１つでも変化すると（スイッチの状
態がオンからオフ、又はオフからオンに変化）、まず図
３(c) に示すイベント発生シグナルＥＳを送信するよう
にし、多重ノード１０は、上記ＥＳを受信すると、図３
(a) に示したデータフレームを送信してデータの送信要
求を行って、受信多重ノード４０から図３(c) に示すデ
ータ１，２の送信データを受信するように、構成するこ
とも可能である。これにより、データバス上の信号は図
３(d) のようになる。

【００１７】従って、第２の実施例では、第１の実施例
のごとく、ＥＳを使用しない場合に対し、受信多重ノー
ドのスイッチ状態を確認する必要がなくなり、バスのト
ラフィック量を小さくすることができる。また、上記Ｅ
Ｓを最も優先度の高い信号に設定しておくと、受信多重
ノードのＥＳは、他の多重ノードからの送信フレームと
衝突した時でも必ず優先的に残るので、受信多重ノード
にはフレームの送信／送信中止を制御する衝突制御回路
が不必要となり、これにより通信用ＩＣのゲート数を削
減できる。但し、この場合、受信多重ノードは、能動的
に送信を行うので、キャリア・センスは必要である。

【００１８】また、図１において、多重ノード１０を送
信多重ノードに、多重ノード２０，３０，４０を受信多
重ノードに設定すると、複数の受信多重ノードが存在す
ることにより、ＥＳが発生しても、どのノードから送信
されたのか区別できないので、全ての受信多重ノードに
対して送信要求のデータフレームを送信しなければなら
ず、データバスのトラフィック量が大きくなってしま
う。

【００１９】そこで、本実施例では、図４に示すよう
に、受信多重ノード２０のＥＳの長さを８ビット長、受
信多重ノード３０のＥＳの長さを７ビット長、受信多重
ノード４０のＥＳの長さを６ビット長に設定しておく。
これにより、受信多重ノード２０，３０，４０は、入力
するデータが変化すると、各受信多重ノードに対応した
異なるビット長のイベント発生シグナル（ＥＳ）をデー
タバス５０に送信し、送信多重ノード１０は、上記ＥＳ
を受信すると、ＥＳのビット長から該当する受信多重ノ
ードを認識し、後述するデータフレームＦを上記ＥＳを
送信した受信多重ノードに送信している。

【００２０】また、３つの受信多重ノードから同時にＥ
Ｓが送信された場合には、データバス上の信号は、８ビ
ット長となって、受信多重ノード２０のＥＳと同じもの
になるため、８ビット長のＥＳを受信した場合には、全
ての受信多重ノード２０，３０，４０に対してデータフ
レームＦを送信して、送信要求を行い、７ビット長のＥ
Ｓを受信した場合には、受信多重ノード３０，４０に対
してデータフレームＦを送信して、送信要求を行い、ま
た６ビット長のＥＳを受信した場合には、受信多重ノー
ド４０に対してデータフレームＦを送信して、送信要求
を行う。上記送信要求を受信した各受信多重ノードは、
自ノード内の所定のデータを送信ノード１０に送信して
いる。

【００２１】従って、本実施例では、ＥＳを受信した送
信多重ノードは、受信多重ノードから返送されるデータ
のデータ長に対応して割り当てられた返送データ領域を
有するデータフレームを上記受信多重ノードに送信し、
受信多重ノードは、上記データフレームを受信すると、
返送データ領域に割り当てられるデータを上記返送デー
タ領域に同期して送信するので、受信多重ノードでは衝
突制御回路やキャリア・センス回路等が不必要になり、
通信用ＩＣのゲート数を削減することができる。また、
受信多重ノード４０は単にデータの入出力を行えばよい
ので、ＣＰＵも不必要になり、システムの製作コストを
安価にすることができる。さらに、本実施例では、各受
信多重ノードに対してＥＳの長さを変えてあるので、送
信多重ノードは、特定の受信多重ノードに対して送信要
求を行えばよく、バスのトラフィック量を小さくするこ
とができる。

【００２２】また、本発明の他の実施例としては、上記
同様、図１に示した受信多重ノード２０のＥＳの長さ
を、８ビット長、受信多重ノード３０のＥＳの長さを、
７ビット長、受信多重ノード４０のＥＳの長さを、６ビ
ット長に設定し、各受信多重ノードには自ノードに対す
る送信要求を監視する監視手段、例えばカウンタ回路を
設け、ＥＳを送信後、所定時間内に自ノードに対する送
信要求がない場合にはＥＳを再送信するようにする。

【００２３】この実施例では、送信多重ノードは、８ビ
ット長のＥＳを受信した場合には、受信多重ノード２０
に対してのみ送信要求を行い、７ビット長のＥＳを受信
した場合には、受信多重ノード３０に対してのみ送信要
求を行い、６ビット長のＥＳを受信した場合には、受信
多重ノード４０に対してのみ送信要求を行えばよい。受
信多重ノード２０，３０から同時にＥＳが送信された場
合には、送信多重ノードは、まず受信多重ノード２０に
対してのみ送信要求を行う。受信多重ノード３０は、所
定時間経た後も自ノードに対する送信要求がないので、
ＥＳを再送信し、これにより送信多重ノードは、受信多
重ノード３０に対して送信要求を行う。

【００２４】従って、上記他の実施例では、送信要求の
回数をさらに削減することができ、バスのトラフィック
量をより小さくすることができる。但し、上記他の実施
例では、送信多重ノードが故障した場合には、受信多重
ノードによるＥＳの再送が無限に繰り返されることにな
るので、上記ＥＳの再送は、ある一定回数で中止するこ
とが望ましい。

【００２５】また、受信多重ノードの中でデータ送信の
優先順位が設定されている場合には、優先順位の高いノ
ードほどＥＳの長さを長くしておけば、複数の受信多重
ノードのＥＳが衝突した場合でも、優先順位の高いノー
ドの伝送遅れを小さくできるという利点がある。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、共通
の多重伝送路を介して相互に接続された少なくとも２つ
の多重ノードを備え、いずれかの多重ノードがフレーム
毎にデータを送信し、他の多重ノードが正常にフレーム
を受信した時に受信確認信号を前記多重伝送路へ返送す
る多重伝送方式において、いずれかの多重ノードは前記
多重伝送路の使用状態を監視する監視手段を有し、送信
要求が発生した場合には、前記多重伝送路が未使用にな
るのを待って、受信多重ノードの受信確認信号に対応し
て割り当てられた受信確認信号領域と返送データに対応
して割り当てられた返送データ領域とを設けたデータ要
求フレームを送信し、前記データ要求フレームを正常に
受信した受信多重ノードは当該受信多重ノードに対応す
る受信確認信号領域と返送データ領域に、該受信多重ノ
ードに固有の受信確認信号と所定のデータを返送するよ
うにしたので、データバスに接続された多重ノードのう
ち一部の多重ノードのＣＰＵを省くと共に、通信用ＩＣ
の衝突制御回路やキャリア・センス回路を省くことがで
き、製作コストを削減することができると共に、データ
バスのトラフィック量を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多重伝送方式におけるシステムの
一実施例を示す概略構成図である。

【図２】第１図に示した通信制御回路の構成を示す図で
ある。

【図３】伝送されるデータフレーム及び返送データの一
実施例を示す図である。

【図４】第１図に示した各受信多重ノードのイベント発
生シグナルの長さを示す図である。

【符号の説明】１０〜４０多重ノード１０ａ，４０ａ通信制御回路１０ｂ中央処理装置（ＣＰＵ）５０データバスＦデータフレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋本恭介東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者井上照久東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者平野誠治広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者道平修広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者坂本裕昭広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献特開昭64−27338（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−79843（ＪＰ，Ａ) 特開平２−161846（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−205846（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】共通の多重伝送路を介して相互に接続さ
れた少なくとも２つの多重ノードを備え、いずれかの多
重ノードがフレーム毎にデータを送信し、他の多重ノー
ドが正常にフレームを受信した時に受信確認信号を前記
多重伝送路へ返送する多重伝送方式において、いずれか
の多重ノードは前記多重伝送路の使用状態を監視する監
視手段を有し、送信要求が発生した場合には、前記多重
伝送路が未使用になるのを待って、受信多重ノードの受
信確認信号に対応して割り当てられた受信確認信号領域
と返送データに対応して割り当てられた返送データ領域
とを設けたデータ要求フレームを送信し、前記データ要
求フレームを正常に受信した受信多重ノードは当該受信
多重ノードに対応する受信確認信号領域と返送データ領
域に、該受信多重ノードに固有の受信確認信号と所定の
データを返送することを特徴とする多重伝送方式。
【請求項２】前記受信多重ノードは、入力データが変
化した時にイベント発生シグナルを送信し、前記イベン
ト発生シグナルを受信した多重ノードから前記データ要
求フレームを送信することを特徴とする請求項１記載の
多重伝送方式。
【請求項３】前記イベント発生シグナルが最も優先度
の高い信号であることを特徴とする請求項２記載の多重
伝送方式。
【請求項４】前記受信多重ノードが複数存在する場合
には、前記イベント発生シグナルの長さが各ノード毎に
異なることを特徴とする請求項１乃至３記載の多重伝送
方式。
【請求項５】前記イベント発生シグナルはフレーム送
信の優先度を示す信号で、優先度の高い受信多重ノード
に対応する該イベント発生シグナルほど信号が長いこと
を特徴とする請求項４記載の多重伝送方式。
【請求項６】前記受信多重ノードはイベント発生シグ
ナルを送信後、自ノードに対するデータ要求を監視し、
所定時間内に該データ要求がない場合には前記イベント
発生シグナルを再送信することを特徴とする請求項１乃
至５記載の多重伝送方式。