JP3750636B2 - Data relay apparatus and multiplex communication system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はデータ中継装置および多重通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、特にコンピュータ技術の進歩を背景として情報通信の高度化が進んでおり、例えば自動車においても、搭載される電装品等を制御する制御部の間でやり取りされる情報量は急速に増大している。そこで情報を伝達するワイヤーハーネスの数を低減すべく多重通信システムが採用されつつある。多重通信システムは、共通の多重通信線に、データの送受信を行う制御用ECU等の通信ノードが接続されたもので、通信ノード間で多重通信線を介してデータ通信を行う。データはデータ本体とともにその種類の情報等を含み構成されており、受信した通信ノードがデータの内容を理解できるようになっている。制御の種類が多岐にわたる前記自動車等の場合には、データ通信を効率よく行うために、要求される通信速度の相違等に応じて、多重通信線とこれに接続されるノードとよりなる複数の通信系に分け、属する通信系が異なるノード間の通信は、データ中継装置を介して行うようにしたものがある。
【0003】
特開2000−244548号公報には、データ中継装置に、中継するデータをデータ本体の種類ごとに一時保持するバッファからなるバッファ群を設けて、バッファのデータが同じ種類のデータによってのみ上書きされるようにし、中継データを一時保持する膨大なバッファを用意せずにデータ通信の信頼性の向上を図ったものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通信系間で通信速度が大きく異なると、通信速度が高速の通信系から低速の通信系に中継されるデータが爆発的に増えることが生じ得る。このため、低速の通信系において通信負荷がきわめて高いものとなり、通信が成立しづらくなる。このため、例えば、中継元である高速の通信系の多重通信線で受信されたデータを最初に一時保持する受信バッファから前記バッファ群へ転送するデータ転送処理において、転送処理を行う周期をある程度長くとる等により、データ転送完了後にデータ転送がなされない十分な時間を設けて、中継先の通信系の通信負荷が過剰に強まらないようにすることになる。
【0005】
一方、前記受信バッファから前記バッファ群へのデータ転送処理の間隔を十分にとって、中継先の通信系の通信負荷が過剰に強まらないようにすると、受信バッファにおいて、バッファ群へのデータ転送がなされないうちに次の受信データによって受信バッファが上書きされ、元のデータが消失してしまうおそれが高くなる。
【0006】
この問題を解消するには、FIFOで順次、受信バッファからバッファ群に転送するようにして、受信バッファが新たなデータで上書きされるまでの時間を確保することが考えられるが、その十分な効果を得るには、結局、受信バッファを相当数用意する必要があり、必ずしも、十分にはバッファの規模を小さくする効果が得られない。
【0007】
本発明は前記実情に鑑みなされたもので、データ通信の信頼性が十分でしかも簡単な構成のデータ中継装置および多重通信システムを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明では、データ本体とともにその種類の情報を含むデータを伝送する多重通信線の間に介設されて複数の種類のデータを中継するデータ中継装置であって、中継するデータをデータの種類ごとに一時保持するバッファからなるバッファ群を有するデータ中継装置において、
前記バッファ群を、中継元の多重通信線で受信したデータを一時保持する第1のバッファ群と、該第1のバッファ群からのデータが転送されて、中継先の多重通信線への送信に先立ってデータを一時保持する第2のバッファ群とにより構成し、各バッファ群において、バッファをデータの種類ごとに1対1に割り当てる。
【0009】
中継元の通信系からデータが入ってくると、データは、第1のバッファ群の、そのデータの種類に対応するバッファに書き込まれる。このデータは、第1のバッファ群のバッファから第2のバッファ群のバッファに転送される。その転送処理の間隔を長くすることで、中継先での通信負荷を抑制することができる。ここで、データ中継装置に中継元の通信系から多量のデータが入ってきても、第1のバッファ群のバッファは、同じ種類の最新のデータによってのみ上書きされ、特定の種類のデータが消失してしまうことはない。したがって、前記転送処理間隔を長くとって中継先での通信負荷を軽減することと、受信データによる他の種類のデータの消失の防止とを両立することができる。また、バッファは、各バッファ群において、中継されるデータの種類の数だけ設ければよいから、構成簡単である。
【0010】
請求項2記載の発明では、前記データ中継装置と、データを送受信する通信ノードが前記多重通信線に接続された複数の通信系とで、中継データの消失によってデータ通信の信頼性を損なわない多重通信システムを構築することができる。
【0011】
請求項3記載の発明では、前記複数の通信系は通信速度の異なる通信系により構成され、
前記第1のバッファ群を、通信速度が高速側の通信系を中継元とする受信データの一時保持用とする。
【0012】
中継元の通信系が、通信速度が高速の通信系であれば、通信速度が低速の通信系への中継データが集中し易い状況が生じやすいため、前記第1のバッファ群を、通信速度が高速側の通信系を中継元とする受信データの一時保持用とすることで、特に効果的に、データ中継の信頼性と、通信速度が低速の通信系における通信負荷の軽減とを両立できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1(A)、図1(B)に本発明のデータ中継装置および多重通信システムを示す。多重通信システムは、複数(図例では2)の通信系11,12とデータ中継装置4とにより構成される。各通信系11,12は、多重通信線21,22に通信ノード31,32が接続されたもので、各通信系11,12の通信ノード31,32間で所定のプロトコルにてデータを送受信するようになっている。ここで、第1の通信系11はプロトコルがCANで通信速度は500kbpsであり、第2の通信系12はプロトコルがBEANで通信速度は第1の通信系11の通信速度よりも十分に遅い10kbpsであるとする。第1の通信系(以下、適宜、高速通信系という)11は、例えば、多重通信線21に通信ノード31としてエンジン制御用のECUやABS制御用のECUが接続された通信系である。また、第2の通信系(以下、適宜、低速通信系という)12は、例えば、多重通信線22に通信ノード32としてドア開閉等の制御用のECUや車室内の空調の制御用のECUが接続された通信系である。
【0014】
各多重通信線21,22は、データ中継装置4と接続され、データ中継装置4が、通信ノード31,32から送信されたデータを別の通信系11,12に属する通信ノード32,31へと中継するようになっている。
【0015】
データ中継装置4は、多重通信線21,22とのインターフェースをなす通信用ICや、制御用のマイクロコンピュータ等で構成されたもので、図ではその機能ブロックで表してあり、受信バッファ411,412、送信バッファ421,422、バッファ部43、データコントローラ44等からなる。
【0016】
受信バッファ411,412、送信バッファ421,422は各多重通信線21,22に1対1に対応して設けてある。受信バッファ411,412は多重通信線21,22で受信された通信ノード31,32からのデータが最初に書き込まれ、一時保持する。送信バッファ421,422は中継先の通信系11,12の通信ノード31,32に送信しようとするデータが送信の直前に書き込まれる。
【0017】
バッファ部43は複数のバッファ431からなるバッファ群であり、各バッファ431は、詳細は後述するように受信バッファ411,412に書き込まれたデータを送信バッファ421,422に転送する前に一時保持するようになっている。バッファ431は中継されるデータのデータ本体の種類(以下、適宜、データ種類という)の数だけあり、各バッファ431と、データのヘッダ部分の一部が割り当てられるデータ種類とが1対1に対応している。例えば転送されるデータ本体が5種類であればバッファ431を5つ用意し、各バッファ431に、これに書き込むデータ種類を対応させる。データ種類は、データ本体の数値等の情報が意味するところを特定するもので、例えば、データ本体がエンジン回転数を示すものであることが知られることになる。データ種類は、CANプロトコルであれば「ID」が該当し、BEANプロトコルであれば「DATAID」が該当する。バッファ部43のデータ領域は前記マイクロコンピュータを構成するRAM上に割り当てられる。
【0018】
また、高速通信系11用の受信バッファ411は図1(B)に示すように、複数のバッファ4111からなるバッファ群であり、各バッファ4111はデータ種類ごとに1対1に対応して設けてある。バッファ部43と類似の構成となっている。一方、バッファ部43のバッファ431に格納されるデータのデータ種類が、通信系11から通信系12へ中継されるデータのデータ種類と、通信系12から通信系11へ中継されるデータのデータ種類とを併せたものであるのに対し、受信バッファ411のバッファ4111に格納されるデータのデータ種類が、通信系11から通信系12へ中継されるデータのデータ種類だけである点で相違する。
【0019】
データコントローラ44は、多重通信線21,22で受信されたデータをその中継先の通信系11,12用の送信バッファ421,422に転送するもので、マイクロコンピュータを構成するCPUで実行されるソフトウェア上で実現される。
【0020】
図2に、高速通信系11の多重通信線21で受信されたデータを低速通信系12用の送信バッファ422に転送するデータ転送処理の内容を示す。ステップS101ではデータ受信処理を実行する。図3にデータ受信処理の内容を示す。ステップS201では高速通信系11の多重通信線21からのデータの取り込み処理を実行する。ステップS202で、取り込まれたデータの種類を判定する。
【0021】
続くステップS203では、判定されたデータ種類に対応するバッファ4111に、取り込まれたデータをセットし、受信処理が終了となる。図3中、バッファn、バッファm、バッファlは、それぞれデータ種類n、データ種類m、データ種類lに対応するバッファ4111を意味している。
【0022】
データ受信処理は、このデータ転送処理内だけではなく、割り込みでも実行され、すべての中継すべきデータを受信バッファ411の対応するバッファ4111にセット可能である。処理速度は高速通信系11の通信速度を考慮して設定される。
【0023】
ステップS102では、受信バッファ411のバッファ4111に受信データがあるか否かを判定する。肯定判断されるとステップS103に進み、否定判断されるとステップS101に戻る。ステップS103ではバッファ4111からデータを取り込み、ステップS104で転送処理を実行する。転送処理では、データを、バッファ部43の対応するデータの種類のバッファ431に書き込む。これは、データが書き込まれている受信バッファ411のすべてのバッファ4111について実行される。
【0024】
これは例えば、すべてのバッファ4111についてデータの有無を順次、確認して、データがある場合にバッファ431への書き込みを実行してもよいし、高速通信系11からのデータの受信があったときに、そのデータ種類をRAM上に設けたリストにリストアップしておき、リストアップされているデータ種類についてバッファ431への書き込みを行うようにしてもよい。バッファ431への書き込み完了後には、そのデータ種類のバッファ4111のデータおよびリスト上のデータ種類を消去する。
【0025】
また、転送処理は所定間隔で起動するようにスケジュールが設定されている。この所定間隔が後述するように低速通信系12での通信負荷を規定する。転送処理がなされるとステップS102に戻る。
【0026】
また、低速通信系12用の受信バッファ421は従来と同様の1段のバッファ若しくはFIFO等で読み出される複数段のバッファであり、随時、受信データが書き込まれる。そして、そのデータ種類に対応するバッファ部43のバッファ431に転送される。転送処理は、前記ステップS104において、高速通信系11用の受信バッファ411からバッファ部43への転送処理とともに実行し得る。
【0027】
バッファ部43のバッファ431に格納されたデータは、データコントローラ44により、データ種類に応じて、そのデータ種類と1対1に対応する送信バッファ421,422に転送される。転送処理は、受信バッファ411からバッファ部43への転送処理と同様に、すべてのバッファ431のデータの有無を確認することにより、あるいは、データが書き込まれたバッファ431のデータの種類がリストアップされたリストに基づいて実行される。転送先は、データ種類に対して転送先の送信バッファ421,422を対応させる転送先テーブルに基づいて特定する。
【0028】
バッファ部43のバッファ431から送信バッファ421,422へデータが転送される実際の間隔は、受信バッファ411,412からバッファ431への転送処理の間隔よりも短くなることはないから、バッファ431から低速通信系12用の送信バッファ422へのデータ転送処理の間隔は、高速通信系11用の受信バッファ411からバッファ431への転送処理の間隔である前記所定間隔に依存する。前記所定間隔が長いほど長くなって、低速通信系12の通信負荷が軽減される。
【0029】
一方、高速通信系11の通信ノード31から低速通信系12へ中継すべきデータが送信されるごとに、該データが受信バッファ411に書き込まれていくが、受信バッファ411では、各バッファ4111は同じ種類のデータによってのみ上書きされる。したがって、受信バッファ411からバッファ431への転送の間隔が前記のごとく長く設定されても、高速通信系11からデータが多量に送信されたときに、特定のデータ種類のデータを消失することはない。
【0030】
バッファ431に格納されたデータは、低速通信系12用の送信バッファ422に所定周期で転送されるが、受信バッファ411からバッファ部43への転送処理がその処理間隔が抑制されているから、低速通信系における通信負荷を増大しない。
【0031】
なお、高速通信系用の受信バッファをFIFOで使う場合、大規模なバッファ構成とすれば、受信バッファでのデータの消失を相当防ぐことができるが、データは、転送先であるバッファ部のバッファにおいて、同じ種類のデータにより上書きされて消失することになる。したがって、本データ中継装置のように、受信バッファを同じ種類のデータにより上書きされるのを許容する構成をとっても、なんらFIFO方式の受信バッファに比して不利になることはない。むしろ、受信バッファをFIFOで使う構成のものが、受信バッファの規模が高速通信系の通信速度に応じて受信バッファの段数を増やさなければならないのに対し、高速通信系の通信速度によらず、確実にデータ種類の異なるデータにより上書きされるのを回避できる点で、受信バッファをFIFO方式とするものに比して優れた構成ということができる。
【0032】
また、低速通信系12用の受信バッファ412を、高速通信系11用の受信バッファ411のごとく、低速通信系12から高速通信系11に中継されるデータ種類と1対1に対応した複数のバッファからなるバッファ群としてもよい。受信データの消失による制御不成立等の不具合を確実に防止することができる。
【0033】
また、通信系が2つの多重通信システムについて説明したが、本発明は、通信系が3つ以上のものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明のデータ中継装置および多重通信システムの構成図であり、(B)は前記データ中継装置の要部である。
【図2】前記データ中継装置のデータコントローラにおいて実行される制御を示す第1のフローチャートである。
【図3】前記データ中継装置のデータコントローラにおいて実行される制御を示す第2のフローチャートである。
【符号の説明】
11,12 通信系
21,22 多重通信線
31,32 通信ノード
4 データ中継装置
411,412 受信バッファ(第1のバッファ群)
4111 バッファ
421,422 送信バッファ
43 バッファ部(第2のバッファ群)
431 バッファ
44 データコントローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a data relay device and a multiple communication system.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the advancement of information communication has progressed especially against the background of advances in computer technology. For example, even in automobiles, the amount of information exchanged between control units that control mounted electrical components has increased rapidly. Yes. Thus, multiple communication systems are being adopted to reduce the number of wire harnesses that transmit information. In a multiplex communication system, a communication node such as a control ECU that transmits and receives data is connected to a common multiplex communication line, and data communication is performed between the communication nodes via the multiplex communication line. The data includes the data main body and the type of information, and the received communication node can understand the contents of the data. In the case of the above-mentioned automobiles having various control types, a plurality of communication lines and nodes connected to the multiple communication lines are used in order to efficiently perform data communication according to a difference in required communication speed. There is a communication system that communicates between nodes belonging to different communication systems through a data relay device.
[0003]
In Japanese Patent Laid-Open No. 2000-244548, a data relay apparatus is provided with a buffer group including buffers that temporarily hold data to be relayed for each type of data body, and the buffer data is overwritten only by the same type of data. In this way, there is one that improves the reliability of data communication without preparing a huge buffer for temporarily storing relay data.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the communication speed differs greatly between communication systems, data relayed from a communication system with a high communication speed to a low-speed communication system may explosively increase. For this reason, the communication load becomes extremely high in a low-speed communication system, and communication is difficult to be established. For this reason, for example, in a data transfer process in which data received by a multiplex communication line of a high-speed communication system that is a relay source is first transferred from a reception buffer that temporarily holds data to the buffer group, a cycle of performing the transfer process is increased to some extent As a result, a sufficient time during which data transfer is not performed after completion of data transfer is provided so that the communication load of the relay destination communication system is not excessively increased.
[0005]
On the other hand, if the interval of the data transfer process from the reception buffer to the buffer group is sufficiently large so that the communication load of the relay destination communication system is not excessively increased, the data transfer to the buffer group is not performed in the reception buffer. Before it is done, the reception buffer is overwritten by the next reception data, and there is a high risk that the original data will be lost.
[0006]
In order to solve this problem, it is conceivable to secure the time until the reception buffer is overwritten with new data by sequentially transferring data from the reception buffer to the buffer group by FIFO. In the end, it is necessary to prepare a considerable number of reception buffers, and it is not always possible to sufficiently reduce the buffer size.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a data relay apparatus and a multiplex communication system having a simple configuration with sufficient data communication reliability.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a data relay device for relaying a plurality of types of data interposed between multiple communication lines for transmitting data including the type of information together with the data body, In a data relay device having a buffer group consisting of buffers temporarily held for each data type,
The buffer group includes a first buffer group that temporarily holds data received on the relay source multiplex communication line, and data from the first buffer group is transferred to the relay destination multiplex communication line for transmission. The second buffer group temporarily holds data in advance, and in each buffer group, a buffer is assigned to each data type on a one-to-one basis.
[0009]
When data enters from the communication system of the relay source, the data is written in the buffer corresponding to the type of data in the first buffer group. This data is transferred from the buffer of the first buffer group to the buffer of the second buffer group. The communication load at the relay destination can be suppressed by increasing the interval of the transfer process. Here, even if a large amount of data enters the data relay device from the relay source communication system, the buffer of the first buffer group is overwritten only by the latest data of the same type, and the specific type of data is lost. There is no end to it. Accordingly, it is possible to reduce both the communication load at the relay destination by increasing the transfer processing interval and the prevention of the loss of other types of data due to the received data. In addition, since the buffers need only be provided in the number of types of data to be relayed in each buffer group, the configuration is simple.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, the data relay device and a plurality of communication systems in which communication nodes for transmitting and receiving data are connected to the multiplex communication line are multiplexed so as not to impair the reliability of data communication due to loss of relay data. A communication system can be constructed.
[0011]
In the invention of claim 3, the plurality of communication systems are configured by communication systems having different communication speeds.
The first buffer group is used for temporarily storing received data using a communication system with a higher communication speed as a relay source.
[0012]
If the communication system of the relay source is a communication system having a high communication speed, a situation in which relay data tends to concentrate on a communication system having a low communication speed is likely to occur. By using the high-speed communication system as a relay source for temporarily storing received data, it is particularly effective to achieve both data relay reliability and a reduction in communication load in a communication system with a low communication speed.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1A and 1B show a data relay device and a multiple communication system according to the present invention. The multiplex communication system is composed of a plurality (2 in the example) of
[0014]
Each of the
[0015]
The data relay device 4 is constituted by a communication IC that interfaces with the
[0016]
The reception buffers 411 and 412 and the transmission buffers 421 and 422 are provided for each of the
[0017]
The
[0018]
Further, as shown in FIG. 1B, the
[0019]
The
[0020]
FIG. 2 shows the contents of data transfer processing for transferring data received by the
[0021]
In the subsequent step S203, the fetched data is set in the
[0022]
The data reception process is executed not only in the data transfer process but also by an interrupt, and all data to be relayed can be set in the
[0023]
In step S102, it is determined whether there is reception data in the
[0024]
For example, the presence or absence of data may be checked sequentially for all the
[0025]
Further, a schedule is set so that the transfer process is started at a predetermined interval. This predetermined interval defines the communication load in the low-
[0026]
The
[0027]
The data stored in the
[0028]
Since the actual interval at which data is transferred from the
[0029]
On the other hand, every time data to be relayed is transmitted from the
[0030]
The data stored in the
[0031]
When a receive buffer for a high-speed communication system is used in a FIFO, if a large-scale buffer configuration is used, the loss of data in the receive buffer can be substantially prevented, but the data is stored in the buffer unit that is the transfer destination. , The data is overwritten by the same type of data and disappears. Therefore, even if the reception buffer is allowed to be overwritten with the same type of data as in this data relay apparatus, there is no disadvantage compared to the FIFO reception buffer. Rather, the configuration in which the reception buffer is used in the FIFO has to increase the number of stages of the reception buffer according to the communication speed of the high-speed communication system, whereas the size of the reception buffer does not depend on the communication speed of the high-speed communication system, It can be said that the configuration is superior to that in which the reception buffer is a FIFO system in that it can be surely prevented from being overwritten by data of different data types.
[0032]
Further, the
[0033]
Further, although the description has been given of the multiplex communication system having two communication systems, the present invention can be applied to a communication system having three or more communication systems.
[Brief description of the drawings]
1A is a configuration diagram of a data relay device and a multiplex communication system according to the present invention, and FIG. 1B is a main part of the data relay device.
FIG. 2 is a first flowchart showing control executed in a data controller of the data relay device.
FIG. 3 is a second flowchart showing control executed in a data controller of the data relay device.
[Explanation of symbols]
11, 12
4111
431
Claims (3)
前記バッファ群を、中継元の多重通信線で受信したデータを一時保持する第1のバッファ群と、該第1のバッファ群からのデータが転送されて、中継先の多重通信線への送信に先立ってデータを一時保持する第2のバッファ群とにより構成し、各バッファ群において、バッファをデータの種類ごとに1対1に割り当てたことを特徴とするデータ中継装置。A data relay device that relays a plurality of types of data interposed between multiple communication lines that transmit data including the type of information together with the data body, and temporarily stores the data to be relayed for each type of data In a data relay device having a buffer group consisting of buffers,
The buffer group includes a first buffer group that temporarily holds data received on the relay source multiplex communication line, and data from the first buffer group is transferred to the relay destination multiplex communication line for transmission. A data relay apparatus comprising: a second buffer group that temporarily holds data in advance, and in each buffer group, a buffer is assigned to each data type on a one-to-one basis.
前記第1のバッファ群を、通信速度が高速側の通信系を中継元とする受信データの一時保持用とした多重通信システム。The multiplex communication system according to claim 2, wherein the plurality of communication systems are configured by communication systems having different communication speeds.
A multiplex communication system in which the first buffer group is used for temporarily storing received data using a communication system having a higher communication speed as a relay source.
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