JP3388852B2 - 多重伝送装置 - Google Patents

多重伝送装置

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JP3388852B2 JP35455193A JP35455193A JP3388852B2 JP 3388852 B2 JP3388852 B2 JP 3388852B2 JP 35455193 A JP35455193 A JP 35455193A JP 35455193 A JP35455193 A JP 35455193A JP 3388852 B2 JP3388852 B2 JP 3388852B2
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裕昭 坂本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば車両などに用い
られる複数のノードを具備した多重伝送装置に関し、特
にノード内のバッファの数の削減に関する。
【0002】
【従来の技術】配線の簡素化のために、共通の通信線に
複数のノードを接続し、これらのノードの夫々に、コン
トローラや、スイッチ類や、ランプ類や、補器類などを
接続することが提案されている(例えば、特開平3−1
48936)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような多重通信シ
ステムのノードでは、通信制御を行なう制御ユニットと
データ処理を専門に行なうデータ処理ユニット別個に設
け、更に、受信用のバッファと送信用のバッファを独立
して設け、データを受信するときは受信用バッファに、
送信するときは送信用バッファにデータを格納してい
た。これは、通信線からのデータの受信や、データ処理
ユニットからの送信データの発生が非同期に発生するた
めである。
【0004】このようにバッファを受信用と送信用に別
個に設けることは、ノードの数が多い場合にはコスト上
昇の要因になる。バッファの数を1つにすると、コスト
削減には寄与するものの、送信と受信の同期を取らなけ
ればならず、その調停時間によって、受信があるいは送
信が待たされてしまうこともある。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、送信
用と受信用バッファを兼用にしても、データの破壊が起
こらないような多重伝送装置を提案することを目的とす
。上記課題を達成するための本発明の構成は、通信制
御を行なう通信制御ユニットと通信を介して授受される
データを処理するデータ処理ユニットとを各々具備して
なるノードを複数共通の通信線に接続してなる多重伝送
装置において、ノード間において授受されるフレームは
少なくとも1つのデータフレームを含み、1つのデータ
フレームは前記複数のノードのなかの特定の1つのノー
ドによってのみ生成されるように設定された前記複数の
ノードを有する多重伝送装置であって、前記複数のノー
各々備えられた通信制御ユニットは、前記フレーム
を前記通信線との間で送受信するために各データフレ
ーム毎に送信用及び受信用に共用される格納領域が区分
されると共に、区分された個々のデータフレーム用の格
納領域がそのデータフレームを構成する複数のデータフ
ィールドに対応して更に区分された送受信バッファと、
前記通信線からデータフレームを受信したときは、前記
送受信バッファ中の該データフレームに割り当てられた
格納領域にそのフレームを書き込むように前記送受信
ッファを制御すると共に自ノードに備えられた前記デ
ータ処理ユニットが他ノードへの送信用データフレーム
を生成したときは、この送信用フレームデータを前記
受信バッファ中のこの送信用フレームデータに割り当て
られた格納領域に書き込むように前記送受信バッファを
制御する制御手段とを備えており前記制御手段は、
記データ処理ユニットにて新たに生成された前記送信用
フレームデータを一時的に保持すべく、その送信用デー
タフレームを構成する前記複数のデータフィールドに対
応して設けられた複数のデータレジスタと、それらデー
タレジスタのうち少なくとも何れかの保持内容が前記送
信用フレームデータの一時的な保持によって更新された
ことを記憶するために、個々のデータレジスタに対応し
て設け られたフラグレジスタとを備える転送バッファ
と、 前記複数のデータレジスタの保持内容と、それら複
数のデータレジスタに対応して設けられた前記フラグレ
ジスタの記憶状態とに基づいて保持内容が更新されたデ
ータレジスタを特定すると共に、特定されたデータレジ
スタ内の保持内容のみを、その特定されたデータレジス
タに対応するところの、前記送信用データフレームを構
成するデータフィールドに割り当てられた前記送受信バ
ッファ中の格納領域に書き込むV/IV計算手段とを含
ことを特徴とする。
【0006】上記本発明の構成によれば、データフレー
を生成するノードのみが、そのデータを送受信バッフ
ァに書き込むときは、そのデータに対応する格納領域
みを更新するので、データフレーム中の他のデータ部分
は破壊されることはない。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しながら詳細に説明する。この実施例は、本発明の多
重通信装置を自動車の多重通信システムにて起用したも
のである。 〈システム構成〉図1は、この多重通信システムに用い
られる伝送フレームのフォーマットを示すものである。
このフレームは、SOM(start of message)とEOM(end of
message)によって区切られる。PRはこのフレームの伝送
上の優先順序を規定するプライオリテイフィールド、TY
PEはこのフレームのタイプを示すフィールド、IDはこの
フレームの受信先を規定するフィールド、D0〜D3はデー
タの格納部分、CRCはエラーチェックコードを格納する
フィールド、ACK1〜ACKnは受信先からのacknowledgeビ
ットを格納するフィールドである。
【0008】IDフィールドは所謂機能アドレスを意味す
る。即ち、1つの値によって複数のノードを受信先とし
て指定することができる。また、1つのフレームは4つ
までのデータ(D0〜D3)を送受信することができる。
図2は、本システムに用いられているノードの典型的な
構成を示す。即ち、ノード100は、基本的にCSMA
/CD方式の通信を行なう通信IC101と、IC10
1が受け取ったデータの処理、あるいはIC101が送
信すべきデータの準備を行なうCPU102と、バッテ
リ電源から直流電圧を生成する電源103とからなる。
【0009】本システムでは、あるノードが送信した1
つの送信フレームに対して、他の全てのノードのIC1
01は、そのフレームをエラー無しで受信したかぎりに
おいては、夫々ACKビットを返さねばならないものと決
められている。送信元のノードは、フレームを送信した
後に、全てのACKビットを調べ、返答していないノード
があればそのフレームを再送する。
【0010】ある特定ノードに対する再送回数が所定回
数をオーバすれば、その特定ノードは故障と判断され
る。図3は、実施例の多重通信ネットワークの構成を示
す。このネットワークの例では、A,B,C,Dの4つ
のノードが一本の通信線に接続されている。ノードAに
は2つのモータM2,M3とスイッチSW1とが接続され
ている。ノードAには2つのモータM2,M3とスイッチ
SW1とが接続されている。ノードBにはモータM1とス
イッチSW2とが接続されている。ノードCにはモータ
1とスイッチSW3とが接続されている。ノードDには
モータM1が接続されている。
【0011】図4は、図3のシステムで用いられるデー
タフレームの例を示す。図4の例では、スイッチの状態
とモータをオンすべきか否かの指示が含まれる。ID=1の
フレームは、スイッチ1がオンされ、モータ1がオンさ
れることを指示する。ID=2のフレームは、スイッチ2が
オンされ、モータ2がオンされることを指示する。ID=3
のフレームは、スイッチ3がオンされ、モータ3がオン
されることを指示する。
【0012】また、ノードAのCPUは、ID=2またはID
=3のフレームを受信するように設定されている。ノード
BのCPUは、ID=1のフレームを受信するように設定さ
れている。ノードCのCPUは、ID=1のフレームを受信
するように設定されている。ノードDのCPUは、ID=1
のフレームを受信するように設定されている。ノードA
のスイッチSW1がオンされると、ノードB,ノード
C,ノードDのモータが起動される。従って、スイッチ
SW1がオンされたことを報知するとともにモータ1を
オンすべきことを示すフレーム(ID=1)は、ノードAか
らノードB,ノードC,ノードDの夫々の通信ICを介
して夫々のCPUに渡される。
【0013】ノードBのスイッチSW2がオンされる
と、ノードAのモータM2が起動される。従って、スイ
ッチSW2がオンされたことを報知するとともにモータ
2がオンされるべきことを示すフレーム(ID=2)は、ノ
ードBからノードAの通信ICを介してそのCPUに渡
される。また、ノードCのスイッチSW3がオンされる
と、ノードAのモータM3が起動される。従って、スイ
ッチSW3がオンされたことを報知するとともにモータ
3がオンされるべきことを示すフレーム(ID=3)は、ノ
ードCからノードAの通信ICを介してそのCPUに渡
される。
【0014】図1,図3,図4から明らかなように、フ
レーム中の1つのデータはその生成元のノードは必ず1
つである。このことは、あるノードのCPUがデータを
生成しようとしているときは、それと同じデータが他の
ノードによって生成されて、このノードに送られてくる
ことはないことを意味する。換言すれば、あるデータを
生成するノードにおいては、そのデータについての競合
が発生することはないのである。このことは、ノードに
おいて送信バッファと受信バッファとを共有化できるこ
とを意味する。即ち、あるノードにおいて、そのノード
が生成元であるデータについて、そのノードのCPUが
そのデータを更新しようとしたときにのみ、その部分の
データをバッファにおいて更新するようにすれば、デー
タの衝突は発生しないからである。
【0015】図5は、図2の通信用ICを更に詳細に示
したものである。この通信IC101の特徴は、 :IDの種類に応じた数の転送バッファ201を有す
る。転送バッファ201は、各ID毎に、4つのデータレ
ジスタ(DATA0〜DATA3)と、4つのフラグレジスタ(V/IV0
〜V/IV3)が設けられている。 :IDの種類に応じた数のV/IV計算部202を有する。 :IDの種類に応じた数の送受信バッファ203を有す
る。個々の送受信バッファ203は、図1に示したフォ
ーマットを有する、即ち、データ部分のほかに、プライ
オリテイフィルド、TYPEフィルド、IDフィルドを有す
る。しかしながら、V/IVフィールドは不要である。 :FIFO型受信バッファ207を有する。
【0016】転送バッファ201の動作を説明する。C
PU102が、あるIDの、例えばDATA2の変更を行なう
ときは、対応するDATA2のデータレジスタを変更すると
共に、対応するフラグレジスタV/IV2をデータが変更さ
れたことを示すべく1とする。図6,図7は、V/IV計算
部202の詳細な構成を示す。図6は送信時における転
送バッファ201から送受信バッファ203への書き込
み制御を、図7は受信時におけるバスインタフェース2
08から受信バッファ203への書き込み制御を示
す。
【0017】図6において特徴的なことは、送受信バッ
ファ203への書き込みは、フラグレジスタV/IVが1で
あるもののみがなされるということである。従って、も
しCPU102が例えばDATA2を生成することがないも
のであるとすれば、V/IV2は1になることはないから、
受信バッファ203の対応するDATA2は変更されるこ
とはない。このDATA2は他のノードによって更新される
べきもので、このノードによって変更されてはならない
ので、図6の制御回路は送信時におけるデータの保全を
確実に行なうことができる。
【0018】また図7において、バスインタフェース2
08から受信バッファ203にデータが書き込まれる
のは、対応するIDが一致するもののみがなされるように
なっている。対応するV/IVが0であるDATAとは、CPU
102が変更することはないデータである。これによっ
て、受信時におけるデータの保全性が確保される。この
ように、受信時と送信時において、送受信バッファ20
3への書き込みを制御すると、ノードがそのノード以外
の他のノードが生成するデータを破壊することがなくな
る。従って、図8に示すように、通信回線上に乗るデー
タは、常に真に更新すべきノードによって最新に更新さ
れたデータを反映するものとなる。
【0019】ところで、図6,図7のように送受信バッ
ファ203を制御すると、一度に多くのフレームを受信
する必要があるときは、却って、バッファ203の数が
多くなってしまうことになる。一度に多くのフレームを
受信する必要があるときとは、ノードがリセットされた
場合などである。あるノードがリセットされると、その
ノードは他のノードが供給すべき情報を一切失うから、
それらの情報を他のノードから改めて送ってもらわなけ
ればならないからである。サイクリック型の頻繁に発生
するフレームには送受信バッファ203を、FIFO型
バッファ207はイベント型の信号受信に使用される。
【0020】FIFOバッファ207は、送受信バッフ
ァ203と異なり、オーバライト(上書き)タイプでは
ないから、一旦受信されたデータはCPU102が処理
するまで消えることはない。図9は、図3のノードAに
リセット状態が発生したときに、ネットワークの動作を
示すフローチャートである。即ち、ステップS100に
おいて、ノードAにリセットが発生したとする。ステッ
プS102では、リセットから回復したノードAが、送
信要求フレームを他のノードに対して送出する。ここ
で、送信要求フレームとは、図1のIDフィールドに所定
の値が書き込まれ、DATAフィールドには目的の相手のノ
ードを指定する値が書き込まれる。
【0021】このような送信要求フレームを受信したA
ノード以外のノードは、ステップS104において、A
ノードに対して、自分のノードが験する各種情報を返
す。AノードはステップS106においてそれらのフレ
ームを受信し、AノードのCPUは、これらのフレーム
から、図3の例では、スイッチ1〜3の最新の状態を知
ることができる。
【0022】本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々
変形が可能である。例えば、上記実施例では、自動車の
多重通信装置を例にして説明したが、本発明はこれに限
定されない。またフレームの形式も図1に限定されな
い。また、図5のV/IV計算部202は次の点で有用であ
る。即ち、全てのノードに対して、共通にV/IVレジスタ
を設けているので、IC101が汎用的に作成すること
ができる。しかも、CPU102で生成されるデータの
種類が変更されても、その変更に柔軟に対応することが
できる。従って、変更がないならば、即ち、ノードにお
いて生成されるデータの種類が固定的に決まっているの
であれば、そのデータに対応するV/IVのみを設定すれば
よい。
【0023】尚、上記実施例の計算部202は個別回路
によって構成されていたが、ソフト的なまたはハード的
なスキャナを設け、そのスキャナがV/IVフラグの値を調
べ、フラグが1であるデータのみをバッファに格納する
ようにしてもよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明した本発明によると、送信用と
受信用バッファを兼用にしても、データの破壊が起こら
ない。従って、バッファ数を低減することによりコスト
削減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のシステムで用いられるフレームのフォ
ーマットの構造を示す図。
【図2】ノードの典型的な構成を示す図。
【図3】実施例のネットワーク構成を示す図。
【図4】実施例のシステムで用いられるフレームのフォ
ーマット例を示す図。
【図5】実施例のノードの通信IC101の詳細な構成
を示す図。
【図6】送信時におけるバッファ203の制御を示す
図。
【図7】受信時におけるバッファ203の制御を示す
図。
【図8】実施例のネットワークにおけるデータの流れの
一例を示す図。
【図9】Aノードがリセットされた場合における、Aノ
ードのデータ回復の手順を示すフローチャート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04Q 9/00 B60R 16/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通信制御を行なう通信制御ユニットと通
    信を介して授受されるデータを処理するデータ処理ユニ
    ットとを各々具備してなるノードを複数共通の通信線に
    接続してなる多重伝送装置において、 ノード間において授受されるフレームは少なくとも1つ
    のデータフレームを含み、1つのデータフレームは前記
    複数のノードのなかの特定の1つのノードによってのみ
    生成されるように設定された前記複数のノードを有する
    多重伝送装置であって、 前記複数のノード各々備えられた通信制御ユニット
    は、 前記フレームを前記通信線との間で送受信するために
    各データフレーム毎に送信用及び受信用に共用される格
    納領域が区分されると共に、区分された個々のデータフ
    レーム用の格納領域がそのデータフレームを構成する複
    数のデータフィールドに対応して更に区分された送受信
    バッファと、 前記通信線からデータフレームを受信したときは、前記
    送受信バッファ中の該データフレームに割り当てられた
    格納領域にそのフレームを書き込むように前記送受信
    ッファを制御すると共に自ノードに備えられた前記デ
    ータ処理ユニットが他ノードへの送信用データフレーム
    を生成したときは、この送信用フレームデータを前記
    受信バッファ中のこの送信用フレームデータに割り当て
    られた格納領域に書き込むように前記送受信バッファを
    制御する制御手段とを備えており前記制御手段は、 前記データ処理ユニットにて新たに生成された前記送信
    用フレームデータを一時的に保持すべく、その送信用デ
    ータフレームを構成する前記複数のデータフィールドに
    対応して設けられた複数のデータレジスタと、それらデ
    ータレジスタのうち少なくとも何れかの保持内容が前記
    送信用フレームデータの一時的な保持によって更新され
    たことを記憶するために、個々のデータレジスタに対応
    して設けられたフラグレジスタとを備える転送バッファ
    と、 前記複数のデータレジスタの保持内容と、それら複数の
    データレジスタに対応して設けられた前記フラグレジス
    タの記憶状態とに基づいて保持内容が更新され たデータ
    レジスタを特定すると共に、特定されたデータレジスタ
    内の保持内容のみを、その特定されたデータレジスタに
    対応するところの、前記送信用データフレームを構成す
    るデータフィールドに割り当てられた前記送受信バッフ
    ァ中の格納領域に書き込むV/IV計算手段とを含む
    とを特徴とする多重伝送装置。
  2. 【請求項2】 前記複数のノードに各々備えられた通信
    制御ユニットはFIFO型の受信バッファを更に有し、前記通信制御ユニットは、自 ノードがリセットされたと
    きは、他のノードから受したデータフレームをこのF
    IFO型バッファに格納することを特徴とする請求項1
    に記載の多重伝送装置。
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