JP4709037B2 - In-vehicle database system - Google Patents
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Description
本発明は、車載データベースシステムに関するものであり、特に、車載LANによる通信を最適化して通信負荷率を下げ、各部のリソースの消費率を抑える車載データベースシステムに関する。 The present invention relates to an in-vehicle database system, and more particularly to an in-vehicle database system that optimizes communication by an in-vehicle LAN to lower a communication load factor and suppress a resource consumption rate of each unit.
近年、自動車の機能増加に伴い、自動車に搭載される電子制御ユニット(ECU)の数が増加する傾向にある。また、各ECUを車両制御ネットワーク(以下、単に車載LANという)によって接続すると、車載LANに接続されるECUが増加し、通信するデータ量も増加するが、一つの車載LANに接続するECUによって処理できるデータ量に制限が生じる。そこで、ECUを接続する車載LANを分割して、各分割した車載LANにおける通信負荷率を下げることが行われる。 In recent years, with the increase in functions of automobiles, the number of electronic control units (ECUs) installed in automobiles tends to increase. Further, if each ECU is connected by a vehicle control network (hereinafter simply referred to as an in-vehicle LAN), the number of ECUs connected to the in-vehicle LAN increases and the amount of data to be communicated also increases. There is a limit to the amount of data that can be created. Therefore, the in-vehicle LAN to which the ECU is connected is divided to reduce the communication load factor in each divided in-vehicle LAN.
例えば、図11に示すように、複数のECU90a〜90c、…はCAN(Controller
Area Network)に準拠する車載LANのバス91aを用いて接続されている一方、ECU90d,90e…はCANに準拠する別の車載LANのバス91bを用いて接続され、両バス91a,91bはゲートウェイ92によって接続して、各ECU90a〜90e…間で各種データを通信できるように構成されている。
For example, as shown in FIG. 11, a plurality of
ECU 90d, 90e... Are connected using another in-
前記構成とすると、一つのECU90aに接続されたセンサ93aで測定された測定値や状態などを示すデータDpaを、例えば10ms間隔でバス91a内のECU90a〜90cに出力し、このデータDpaを必要とするECU90bでは、バス91a内に出力されるデータDpaを適宜受信することにより、データDpaを10ms間隔で受信することができる。一方、前記データDpaはゲートウェイ92によってバス91bに中継されるので、バス91b内のECU90eもデータDpaを受信することができる。
With the above configuration, the data Dpa indicating the measured value or state measured by the
また、近年は前記バス91a,91b間で通信されるデータの量が増える傾向にあるため、前記バス91a,91bとして、FlexRay(登録商標)、MOST(Media Oriented Systems Transport)、D2B(Domestic Digital
Bus)などの十分なトラフィックを有する車載LANが用いられる。
In recent years, the amount of data communicated between the
An in-vehicle LAN having sufficient traffic such as Bus) is used.
例えば、FlexRayに準拠する車載LANでは、図12に示すように、通信タイミングを同期させることにより、データ量が増加しても衝突が発生しないように管理している。図示のように、ECU90a〜ECU90cはそれぞれFlexRay通信手段95a〜95cを備え、各FlexRay通信手段95a〜95cにはそれぞれ送信バッファ96a〜96cと受信バッファ97a〜97cとを備えている。各ECU94a〜94cはいずれも通信サイクル中の定められた時点m1〜m3において送信バッファ96a〜96c内のデータをFlexRayのバス(図示していない)に送信することにより、衝突の発生を防止することができ、衝突に起因するデータの送信遅れを防ぐことができる。
For example, in an in-vehicle LAN conforming to FlexRay, as shown in FIG. 12, the communication timing is synchronized so that a collision does not occur even if the data amount increases. As shown in the figure, the
また、特開2005−159568号公報(特許文献1)では、送信エラーなどによって送信タイミングが遅れたときに、優先度の高いIDから確実に送信することにより、優先順位の高いデータに関しては通信負荷率が上がった状態でも大きく遅れることがないようにする構成が提案されている。 Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-159568 (Patent Document 1), when the transmission timing is delayed due to a transmission error or the like, it is possible to reliably transmit from a high-priority ID so that communication load is high for data with high priority. A configuration has been proposed in which a large delay does not occur even when the rate is increased.
ところが、車載LANはマルチキャストの構成となっているので、各ECU90a…が通信される全てのデータDpaを一旦受信する処理を行うために、そのリソースを無駄に消費する問題がある。即ち、図13のように、ECU90a〜90f間に高速通信可能なFlexRayなどの規格に準拠する車載LANのバス98を用いて高速通信する車載ハブ99a〜99cを介在させる場合にも、データDpa…を必要とするECU90a…が接続された車載ハブは必要が見込まれる全てのデータDpa…を中継し、大半のECU(またはタイミングによっては全てECU)90a…にとって不要なデータDpa…を受信する処理を行うために、各ECU90a…のリソースを無駄に消費することがあった。このために、各ECU90a,90b…のリソースを通信されるデータ量の増大に十分対応できるものにする必要があった。
However, since the in-vehicle LAN has a multicast configuration, there is a problem that the resources of the
加えて、図12に示すようにFlexRayなどの同期通信を行うバスを用いた場合でも、各ECU90a〜90cにおいて、通信手段95a〜95cを介するデータの送受信を行うためのタスク処理T11〜T34がそれぞれ実行される。
前記タスク処理T11〜T34を管理するタイマーに遅れが生じることにより、前記通信サイクル中の定められた時点m1,m2…に間に合わなくなり、データの送信に遅れが発生することがある。
このために、送信バッファ96a〜96c内に送られるべきデータが蓄積し、このデータを用いた制御に遅れが生じる原因となり、これが各ECU90a〜90cにストレスを与える原因となる。このようなストレスの発生は、各ECU90a〜90c間の論理的な結合の数が増えれば増えるほど問題となり、自動車の性能増加に伴ってますます問題となることが懸念される。
In addition, even when a bus that performs synchronous communication such as FlexRay as shown in FIG. 12 is used, task processing T11 to T34 for transmitting and receiving data via the communication means 95a to 95c is performed in each
Due to a delay in the timer for managing the task processes T11 to T34, it may not be in time for the predetermined time points m1, m2,... In the communication cycle, and a delay may occur in data transmission.
For this reason, data to be transmitted is accumulated in the
さらに、上述した従来のマルチキャストを構成する車載LANでは受信側のECUにおいて必要としているデータDpaが1秒程度の間隔で十分あったとしても、送信側のECU90aが10ms間隔でデータDpaを送信する場合は、関係する全てのバス91a,91b,98において、データDpaが10ms間隔で送信される。これによってバス91a,91b,98の通信負荷率が引き上げられ、通信負荷率が上がれば上がるほど、衝突の発生に伴ってデータ送信に遅延が生じる可能性が高くなる問題がある。
Further, in the above-described conventional in-vehicle LAN constituting the multicast, even if the data Dpa required in the receiving ECU is sufficient at intervals of about 1 second, the transmitting
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、リソースの限られたECUを効率よく用いて、必要な更新データを高速で送受信し、送受信遅れによる遅延を起こしにくく、車載LANの通信負荷率を低減して、信頼性の高い車載データベースシステムを提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and efficiently uses an ECU with limited resources, transmits and receives necessary update data at high speed, hardly causes a delay due to transmission and reception delay, and is a communication load factor of an in-vehicle LAN. To provide a highly reliable in-vehicle database system.
前記課題を解決するため、本発明は、複数の群に分けられると共に各群毎に複数設けられるECUと、
前記各群内のECUに接続されて各群毎に1個設けられるデータベース分配ノードと、 前記複数の群に各1個設けられるデータベース分配ノードを順次接続する伝送路とを有する車載LANを備え、
前記各データベース分配ノードは、それぞれ、データベースを有する処理部と、該処理部と前記接続したECUとの間でデータを送受信するECU側送受信手段と、該処理部のデータベースに記録される更新データを他のデータベース分配ノードとの間で送受信するノード間送受信手段を備え、
前記各データベース分配ノードと各ECUとは車載LANを介して接続し、これら各ECUは接続するセンサからの更新データを前記データベース分配ノードに送信して前記データベースで記録し、
前記1つのデータベース分配ノードのデータベースに記録される前記更新データを、前記伝送路を通して他のデータベース分配ノードに順次巡回させ、他のデータベース分配ノードが該更新データを受信可能とし、必要な更新データを他のデータベース分配ノードのデータベースに記録させて共有させ、該データベース分配ノードのデータベースに記録された他のデータベース分配ノードからの更新データは、設定したタイミングあるいはECU側からの送信要求に応じてECUへ送信する構成としていることを特徴とする車載データベースシステムを提供している。
To solve the above problems, the present invention includes an ECU which is plurality with divided into a plurality of groups each group,
An in-vehicle LAN having a database distribution node connected to the ECU in each group and provided one for each group; and a transmission line sequentially connecting the database distribution nodes provided for each of the plurality of groups;
Each of the database distribution nodes includes a processing unit having a database, ECU side transmission / reception means for transmitting / receiving data between the processing unit and the connected ECU, and update data recorded in the database of the processing unit. Inter-node transmission / reception means for transmitting / receiving to / from other database distribution nodes,
Each database distribution node and each ECU are connected via an in-vehicle LAN, and each ECU transmits update data from the connected sensor to the database distribution node and records it in the database,
The update data recorded in the database of the one database distribution node is sequentially circulated to the other database distribution nodes through the transmission path so that the other database distribution nodes can receive the update data. Update data from other database distribution nodes recorded in the database of the other database distribution node and shared in the database of the other database distribution node is sent to the ECU in accordance with the set timing or a transmission request from the ECU side. An in-vehicle database system characterized by being configured to transmit is provided.
前記ECUの群分けは、機能毎の群分けとしていることが好ましいが、近接位置に配置されるECUをまとめて群分けしてもよい。 The ECUs are preferably grouped for each function, but ECUs arranged at close positions may be grouped together.
本発明では、前記のように、まず、多数のECUを複数に群分けし、これら群毎にデータベースを備えたデータベース分配ノードを設けている。各群内のECUの更新データをデータベースに記録し、該データベースに記録した更新データを他のデータベース分配ノードに送信して、他のデータベース分配ノードにおいても必要な更新データをそのデータベースに記録させて、更新データを共有できる構成としている。
このように、多数のECUを複数に群分けすることで、全てのECUをバス接続する場合に比べて一つのデータベース分配ノードに接続されるECUの数が削減できるため、ECUとデータベース分配ノード間は高速で更新データを送受信することができ、送信時の衝突を回避できる。
In the present invention, as described above, first, a large number of ECUs are divided into a plurality of groups, and a database distribution node including a database is provided for each group. Record the update data of ECUs in each group in a database, send the update data recorded in the database to other database distribution nodes, and record the necessary update data in the other database distribution nodes in that database The update data can be shared.
In this way, by dividing a large number of ECUs into a plurality of groups, the number of ECUs connected to one database distribution node can be reduced as compared with the case where all ECUs are connected by bus. Can send and receive update data at high speed and avoid collisions during transmission.
さらに、各群に夫々1つ設けたデータベース分配ノード間では、データベース分配ノードに記録される更新データのみを前記伝送路を巡回させて送信しているため、通信負荷率を下げて、衝突の発生による送信遅れを防止できる。また、データベース分配ノード間は順次接続して一対一の接続であるため、ノード間の更新データの授受を効率良く行うことができ、高速通信を安定して行うことができる。さらに、他のデータベース分配ノードは必要な更新データのみを取り込むようにしているため、データ処理量の増大を抑制できる。さらに各データベース分配ノードは、他のデータベース分配ノードから取得する更新データを、該データベース分配ノードと接続するECUに所要のタイミングで送信しているため、該データベース分配ノードを介して行われるECUへの送信も遅延せず、ECUによる制御遅れの発生を防止できる。 Further, between the database distribution nodes provided for each group, only the update data recorded in the database distribution node is transmitted through the transmission path, thereby reducing the communication load factor and causing the collision. Transmission delay due to can be prevented. In addition, since the database distribution nodes are connected one after another in a one-to-one connection, update data can be exchanged between the nodes efficiently, and high-speed communication can be performed stably. Furthermore, since the other database distribution nodes fetch only necessary update data, an increase in the amount of data processing can be suppressed. Further, each database distribution node transmits update data acquired from other database distribution nodes to an ECU connected to the database distribution node at a required timing. Transmission is not delayed and the occurrence of control delay by the ECU can be prevented.
前記データベース分配ノード間の伝送路は、隣接するデータベース分配ノード同士をデイジーチェーン状に接続し、該デイジーチェーン状に接続される一端のデータベース分配ノードをマスターノードとすると共に他端のデータベース分配ノードをループバックノードとし、
前記マスターノードからループバックノードへの往路では、各データベース分配ノード内のデータベースに記録される更新データを書き込ませる更新データフレームを巡回させ、ループバックノードからマスターノードへの復路では、全更新データが書き込まれた更新データフレームを巡回させて、各データベース分配ノードにおいて必要とする更新データを読み込ませてデータベースを更新している。
The transmission path between the database distribution nodes is configured such that adjacent database distribution nodes are connected in a daisy chain, one database distribution node connected in the daisy chain is used as a master node, and the other database distribution node is connected to the database distribution node. A loopback node,
In the forward path from the master node to the loopback node, the update data frame for writing the update data recorded in the database in each database distribution node is circulated, and in the return path from the loopback node to the master node, all the update data is stored. The written update data frame is circulated, and the update data required in each database distribution node is read to update the database.
前記マスターノードとループバックノードの間に、更に追加の伝送路を介して接続することにより前記各データベース分配ノードをリング状に接続し、該伝送路に故障が発生した場合に、当該故障箇所を挟む一方側のデータベース分配ノードをマスターノードとし、他方側のデータベース分配ノードをループバックノードとして、該マスターノードとループバックノードとの間で前記更新データフレームを巡回させてもよい。
前記構成とすることで、車載LANに障害が発生した場合であっても、新たにマスターノードとループバックノードを定め、マスターノードからループバックノードの間を前記更新データフレームを巡回させることができ、信頼性の高いシステムが実現できる。
By connecting each database distribution node in a ring shape by connecting the master node and the loopback node via an additional transmission line, when a failure occurs in the transmission line, The update data frame may be circulated between the master node and the loopback node, with the database distribution node on one side sandwiched as a master node and the database distribution node on the other side as a loopback node.
With this configuration, even when a failure occurs in the in-vehicle LAN, a new master node and loopback node can be defined, and the update data frame can be circulated between the master node and the loopback node. A highly reliable system can be realized.
前記デイジーチェーン状接続に代えて、前記データベース分配ノード間の伝送路は、隣接するデータベース分配ノード同士をリング状に接続し、
該リング状に接続されるデータベース分配ノードの1つをマスターノードとし、
前記マスターノードから一方向に更新データフレームを巡回させ、
1回目の巡回では、各データベース分配ノードの記録手段に記録される更新データを更新データフレームに書き込ませ、
2回目の巡回では、全更新データが書き込まれた更新データフレームから、各データベース分配ノードにおいて必要とする更新データを読み込ませてデータベースを更新してもよい。
Instead of the daisy chain connection, the transmission path between the database distribution nodes connects adjacent database distribution nodes in a ring shape,
One of the database distribution nodes connected in the ring shape is a master node,
Rotating the update data frame in one direction from the master node,
In the first round, the update data recorded in the recording means of each database distribution node is written in the update data frame,
In the second round, the database may be updated by reading the update data required in each database distribution node from the update data frame in which all update data is written.
この場合において、伝送路に故障が発生したときは、該故障箇所を挟む一方側のデータベース分配ノードをマスターノードとし、他方側のデータベース分配ノードをループバックノードとして定め、該マスターノードとループバックノードとの間で前記更新データフレームを巡回させてもよい。
通常は更新データフレームはデータベース分配ノード間を一方向に巡回しているが、伝送路の故障の場合には、デイジーチェーン状での接続時と同様にマスターノードとループバックノードの間で更新データフレームを巡回させることで、信頼性の高いシステムが実現できる。
In this case, when a failure occurs in the transmission path, the database distribution node on one side sandwiching the failure point is set as a master node, the database distribution node on the other side is defined as a loopback node, and the master node and the loopback node The update data frame may be circulated between and.
Normally, the update data frame circulates in one direction between the database distribution nodes. However, in the case of a transmission line failure, the update data frame is updated between the master node and the loopback node as in the case of daisy chain connection. A highly reliable system can be realized by circulating frames.
本発明では、前記のように、各データベース分配ノードと各ECUとは車載LANを介して接続し、これら各ECUは接続するセンサからの更新データを連続的に前記データベース分配ノードに送信して前記データベースで記録する一方、該データベース分配ノードのデータベースに記録された他のデータベース分配ノードからの更新データは、設定したタイミングあるいはECU側からの送信要求に応じてECUへ送信している。
例えば、ブレーキ制御用ECUでは、接続する車輪速センサで検出する車輪速の検出値(rpm)を接続したECUに送信し、受信したデータベース分配ノードは受信する更新データをデータベースに記録している。この更新データは前記したように他のデータベース分配ノードに送信され、他のデータベース分配ノードが車輪速度の検出値データが必要な場合には、その更新データを取得し、そのデータベースに記録している。この記録した更新データは、該データベース分配ノードに接続したECUへ予め設定したタイミングあるいはECU側からの要求に応じて送信している。
In the present invention, as described above, each database distribution node and each ECU are connected via an in-vehicle LAN, and each ECU continuously transmits update data from the connected sensor to the database distribution node. While being recorded in the database, update data from other database distribution nodes recorded in the database of the database distribution node is transmitted to the ECU in accordance with the set timing or a transmission request from the ECU side.
For example, the brake control ECU transmits a detected value (rpm) of the wheel speed detected by the connected wheel speed sensor to the connected ECU, and the received database distribution node records the received update data in the database. As described above, this update data is transmitted to the other database distribution node, and when the other database distribution node needs the detected value data of the wheel speed, the update data is acquired and recorded in the database. . The recorded update data is transmitted to the ECU connected to the database distribution node in response to a preset timing or a request from the ECU side.
前記データベース分配ノード間を接続する伝送路を複数設け、複数の伝送路を用いて同じ方向に同じ更新データフレームを巡回させる構成としてもよい。
マスターノードとループバックノード間において、同一内容の更新データフレームを複数の伝送路を用いて同方向に巡回させることで、一つの更新データフレームが障害の発生により伝送できない場合でも、他の更新データフレームを用いてデータベースを更新することができ、信頼性の高いシステムが実現できる。
A plurality of transmission paths connecting the database distribution nodes may be provided, and the same update data frame may be circulated in the same direction using the plurality of transmission paths.
Even if one update data frame cannot be transmitted due to the occurrence of a failure, the update data frame having the same content is circulated in the same direction using a plurality of transmission paths between the master node and the loopback node. The database can be updated using the frame, and a highly reliable system can be realized.
さらに、データベース分配ノード間を接続する伝送路を複数設け、複数の伝送路を用いて同じ方向に複数の更新データフレームを巡回させる構成としてもよい。
マスターノードとループバックノード間において、内容の異なる複数の更新データフレームをそれぞれ複数の伝送路を用いて同方向に巡回させることで、一本の伝送路を用いるよりも高速に通信することができる。
また、複数の伝送路のうち、二本以上の伝送路に同一内容の更新データフレームを伝送し、残りの伝送路には別の内容の更新データフレームを伝送することで、信頼性を確保しつつ高速通信を行なうことができる。
Furthermore, a configuration may be adopted in which a plurality of transmission paths connecting the database distribution nodes are provided, and a plurality of update data frames are circulated in the same direction using the plurality of transmission paths.
A plurality of update data frames having different contents can be circulated in the same direction using a plurality of transmission paths between the master node and the loopback node, thereby enabling higher-speed communication than using a single transmission path. .
Also, reliability is ensured by transmitting update data frames with the same contents to two or more of the multiple transmission paths and transmitting update data frames with different contents to the remaining transmission paths. High-speed communication can be performed.
さらにまた、データベース分配ノード間をそれぞれ接続する伝送路を複数設け、一部の前記伝送路は順方向に、残りの前記伝送路は逆方向に更新データフレームを送信するものであってもよい。
複数の伝送路により双方向に送信できるようになるため、一方向にのみ送信するよりもより高速に通信を行なうことができる。
Furthermore, a plurality of transmission paths that connect the database distribution nodes may be provided, and some of the transmission paths may transmit update data frames in the forward direction and the remaining transmission paths may transmit in the reverse direction.
Since transmission can be performed in both directions through a plurality of transmission paths, communication can be performed at a higher speed than transmission in only one direction.
前述したように、本発明によれば、まず、多数のECUを複数に群分けし、これら群毎に記録手段を備えたデータベース分配ノードを設け、各群内のECUの更新データはデータベースに記録し、必要に応じて所要のECUへ記録した更新データを送信している。
このように、データベース分配ノードに接続されるECUの数が削減できるため、高速で更新データを送受信することができ、送信時の衝突を回避できる。
As described above, according to the present invention, first, a large number of ECUs are divided into a plurality of groups, and a database distribution node having a recording means is provided for each group, and update data of ECUs in each group is recorded in the database. And the update data recorded on required ECU are transmitted as needed.
In this way, since the number of ECUs connected to the database distribution node can be reduced, update data can be transmitted and received at high speed, and collision during transmission can be avoided.
また、各群に夫々1つ設けたデータベース分配ノード間では、更新データのみを伝送路を通して送信し、各データベース分配ノード間で更新データを共有する構成としているため、通信負荷率を下げて、衝突の発生による送信遅れを防止できる。また、データベース分配ノード間は順次接続して一対一の接続であるため、ノード間の更新データの授受を効率良く行うことができ、高速通信を安定して行うことができる。さらに、他のデータベース分配ノードは必要な更新データのみを取り込むようにしているため、データ処理量が増大化せず、該データベース分配ノードを介して行われるECUへの送信も遅延せず、ECUによる制御遅れの発生を防止できる。 In addition, between the database distribution nodes provided for each group, only the update data is transmitted through the transmission line, and the update data is shared between the database distribution nodes. Transmission delay due to the occurrence of. In addition, since the database distribution nodes are connected one after another in a one-to-one connection, update data can be exchanged between the nodes efficiently, and high-speed communication can be performed stably. Furthermore, since the other database distribution nodes fetch only necessary update data, the amount of data processing does not increase, transmission to the ECU through the database distribution node is not delayed, and the ECU Generation of control delay can be prevented.
また、リング状に接続された伝送路に故障が発生した場合には、該故障箇所を挟む一方側のデータベース分配ノードをマスターノードとし、他方側のデータベース分配ノードをループバックノードとして、該マスターノードとループバックノードとの間で前記更新データフレームを巡回させる構成とすることで、車載LANに障害が発生した場合であっても更新データフレームを巡回させることができ、信頼性の高いシステムが実現できる。 Further, when a failure occurs in a transmission line connected in a ring shape, the master node is a database distribution node on one side sandwiching the failure point, and the master node is a database distribution node on the other side. The update data frame is circulated between the network and the loopback node, so that the update data frame can be circulated even when a failure occurs in the in-vehicle LAN, and a highly reliable system is realized. it can.
車載データベースシステムは、各データベース分配ノード間を接続する伝送路を複数設け、複数の伝送路を用いて同じ方向に同じ更新データフレームを送信する構成とすれば、ひとつの伝送路を用いるよりも信頼性が確保できる。また、複数の伝送路を用いて同じ方向に複数の更新データフレームを送信する構成とすれば、ひとつの伝送路を用いるよりも高速通信が可能となる。さらに、複数の伝送路を用いて互いに逆方向に更新データフレームを送信する構成とすれば、一方向に送信するよりもより高速通信が可能となる。 An in-vehicle database system is more reliable than using a single transmission line if multiple transmission lines are connected between each database distribution node and the same update data frame is transmitted in the same direction using multiple transmission lines. Sex can be secured. In addition, when a plurality of update data frames are transmitted in the same direction using a plurality of transmission paths, higher-speed communication is possible than using a single transmission path. Furthermore, if a configuration is used in which update data frames are transmitted in opposite directions using a plurality of transmission paths, higher-speed communication is possible than transmission in one direction.
図1は本発明の第一実施例に係る車載データベースシステム1の構成を示す図である。
図1中において、2a〜2hは車両の各部に配置されたECU(以下、各ECU2a,2b…を区別する必要がないときはECU2と称す)で、2a〜2cが第1群A、2d〜2fが第2群B、2gと2hが第3群Cとして、群分けしている。
前記各群A、B、Cにはぞれぞれ1つのデータベース分配ノード4a、4b、4c(以下、各データベース分配ノード4a〜4cを区別する必要がない場合にデータベース分配ノード4と称す)を設けている。
前記データベース分配ノード4aはECU2a〜2cと夫々、CANに準拠する車載LANのバス(以下、CANバスと称す)8によって接続している。同様にデータベース分配ノード4bはECU2d〜2fと夫々CANバス8を介して接続し、データベース分配ノード4cはECU2g、2hと夫々CANバス8を介して接続している。
前記データベース分配ノード4a、4b、4cは車載LANからなる伝送路5a、5b、5c(以下、まとめて伝送路5と称す)を介して順次接続され、車載LAN9を構成している。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an in-
In FIG. 1, 2a to 2h are ECUs (hereinafter referred to as
Each of the groups A, B, and C has one
The
The
前記各ECU2a〜2hには、車両状態や各種物理量の測定値などの更新データDa〜Dhを検出してECUへ出力するセンサ6a〜6hを接続している。(以下、区別する必要がない場合には、単にセンサ6、更新データDと称す。)
前記各データベース分配ノード4は複数のECUに接続すると共に、前記伝送路5を介して他のデータベース分配ノード4に接続し、データベース分配ノード間およびECUとの間で各種更新データを高速に送受信するハブの役割を果たすものとしている。
Each database distribution node 4 is connected to a plurality of ECUs, and is connected to another database distribution node 4 via the
各データベース分配ノード4は、図1に示すように、処理部13と、処理部13と前記ECU2との間で更新データを送受信するECU側送受信手段を構成するCAN通信手段11と、処理部13と他のデータベース分配ノード4の処理部との間で前記伝送路5を介して更新データを送受信するノード間送受信手段を構成するイーサネット通信手段12を備え、処理部13は、データベース7を備える記録手段21と、出力タイミング設定手段22と、データ出力手段23と、データベース更新手段24を備えている。
記録手段21とCAN通信手段11とは、データ出力手段23と出力タイミング設定手段22を介して接続している。また、記録手段21とイーサネット通信手段12とはデータベース更新手段24を介して接続している。
なお、図1中では、データベース分配ノード4aのみに、前記記録手段21等を記載しているが、他のデータベース分配ノード4b、4cにも備えられている。
As shown in FIG. 1, each database distribution node 4 includes a
The recording means 21 and the CAN communication means 11 are connected via the data output means 23 and the output timing setting means 22. The recording means 21 and the Ethernet communication means 12 are connected via a database update means 24.
In FIG. 1, the recording means 21 and the like are described only in the
前記イーサネット通信手段12のポート12a、12bに接続する伝送路5a、5b、5cからなる車載LAN9として、本実施形態では、高速通信が可能な規格に準拠するイーサネット(登録商標)を用いている。
車載LAN9はイーサネットに準拠する単一セグメントの車載LANを構成するものであるため、ゲートウェイなどを介在させる必要がなく、その分、遅延時間を短くすることができる。
なお、車載LAN9は、光通信を利用したMOST,D2B、IDb1394やIEEE1394(登録商標)などに準拠して通信を行うもの、さらには、工業用LAN、FlexRayを用いて形成してもよい。
In this embodiment, Ethernet (registered trademark) conforming to a standard capable of high-speed communication is used as the in-
Since the in-
Note that the in-
前記3つのデータベース分配ノード4においては、4aと4bを伝送路5aを介して接続し、4bと4cを伝送路5bを介して接続し、4cと4aとを伝送路5cを介して接続し、3つのデータベース分配ノード4a〜4cリング状に接続している。
具体的には、データベース分配ノード4a内にあるイーサネット通信手段12のポート12aを伝送路5aによりデータベース分配ノード4b内にあるイーサネット通信手段12のポート12bに接続している。データベース分配ノード4bのポート12aを伝送路5bによりデータベース分配ノード4cのポート12bに接続している。さらに、データベース分配ノード4cのポート12aを伝送路5cでデータベース分配ノード4aのポート12bに接続して、リング状接続としている。
In the three
Specifically, the
前記各伝送路5a、5b、5cはそれぞれ2本ずつ設けて、データベース分配ノード4間に接続している。
本実施形態では、伝送路5cは伝送路5a、5bに障害が発生した場合の予備線としており、よって、リング状接続としているが、実際には、伝送路5a、5bとを用いたデイジーチェーン状の接続として用いている。即ち、伝送路5aの1本5a−1と伝送路5bの1本5b−1は往路用とし、伝送路5bの他の1本5b−2と伝送路5aの他の1本5a−2を復路用として用いている。
Two
In this embodiment, the
前記各データベース分配ノード4に設けるイーサネット通信手段12は、車載LAN9に直接的に接続されて電気信号のやりとりを行うインターフェース(図示省略)と、このインターフェースを用いてイーサネットに準拠した通信を制御する通信コントローラ(図示省略)とを含む。
イーサネット通信手段12は、インターフェースのコネクタ部分であるポート12a、ポート12bにより車載LAN9と接続され、各種更新データDの送受信を行う。ポート12a、ポート12bはそれぞれ送信部と受信部があり、全二重の通信を可能とするものである。なお、車載LAN9が光通信を行うものである場合に、車載LAN通信手段として光送受信ユニットを設けるなど、適宜に変形される。
The Ethernet communication means 12 provided in each of the database distribution nodes 4 is an interface (not shown) that is directly connected to the in-
The Ethernet communication means 12 is connected to the in-
データベース分配ノード4に設けるECU側接続手段となる前記CAN通信手段11は、前記CANバス8を介してECU2と接続して各種更新データの入出力を行っている。
CANトランシーバやCANコントローラを有するものであるが、ECU2とデータベース分配ノード4との接続部にLINなどの車載LANを用いる場合には、CAN通信手段11としてLINに準拠する通信手段と通信コントローラが必要である。また、ECU2とデータベース分配ノード4との接続部に車載LANを用いない場合には、通信手段としてのインターフェイスを形成することができる。この場合、ECU2はセンサ6側に設けられた更新データDの出力手段を構成する制御部である。
The CAN communication means 11 serving as an ECU side connection means provided in the database distribution node 4 is connected to the
Although it has a CAN transceiver and a CAN controller, in the case where an in-vehicle LAN such as LIN is used for the connection part between the
また、データベース分配ノード4の記録手段12のデータベース7では、該データベース分配ノード4に接続したECUを介してセンサ6から得られる更新データDをデータ加工する事なく、そのまま記録している。
Further, in the
図2に示すように、データベース7には、少なくとも前記更新データDの識別情報ID(IDa,IDb…)と、これに対応する属性値データVDa,VDb…とが記録される。 かつ、前記LAN9を介して受信する他のデータベース分配ノード4の記録手段21に記録される更新データDのうち、当該データベース分配ノード4において、必要な更新データも記録されるようにしている。
なお、図2では、識別情報IDとして「車輪速」などを示しているが、実際には決まったビット数の値からなる識別情報IDであってもよい。同様に、属性値データVDa…として単位付きの数値を属性値データVDa…を例示しているが、データベース7に記録される属性値データVDa…に単位の情報が必ず含ませなければならないことを意味しているのではない。
As shown in FIG. 2, at least identification information ID (IDa, IDb...) Of the update data D and attribute value data VDa, VDb. Of the update data D recorded in the recording means 21 of the other database distribution node 4 received via the
In FIG. 2, “wheel speed” or the like is shown as the identification information ID, but an identification information ID consisting of a predetermined number of bits may be used. Similarly, the attribute value data VDa... Is an example of the attribute value data VDa... But the attribute value data VDa... Recorded in the
前記記録手段21として、データ出力手段23によって読み書き可能に構成されたRAMを用い、バックアップ電源などを用いて電源供給が途絶えた状態でも記憶内容を保持できるものとしている。なお、フラッシュメモリのように不揮発性を備えた書き換え可能な記録手段を用いてもよい。また、記録手段21内には、出力タイミング設定手段22によって設定され、データ出力手段23によって用いられる出力タイミング設定テーブルTa〜Tc(以下、区別が不要であるときは出力タイミング設定テーブルTという)がそれぞれ記録されている。 As the recording means 21, a RAM configured to be readable and writable by the data output means 23 is used, and the stored contents can be retained even when the power supply is interrupted using a backup power source or the like. Note that rewritable recording means having non-volatility such as a flash memory may be used. Also, in the recording means 21, there are output timing setting tables Ta to Tc (hereinafter referred to as an output timing setting table T when distinction is unnecessary) set by the output timing setting means 22 and used by the data output means 23. Each is recorded.
なお、本実施例では出力タイミング設定テーブルTが出力タイミング設定手段22によって動的に設定されるものであるから、この出力タイミング設定テーブルTを記録する記録手段21も書き換え可能である必要がある。しかしながら、この出力タイミング設定テーブルTは固定的に設定してあってもよい。この場合、テーブルTが記録されるメモリ12をROMにしてもよい。
In this embodiment, since the output timing setting table T is dynamically set by the output timing setting means 22, the recording means 21 for recording the output timing setting table T needs to be rewritable. However, this output timing setting table T may be fixedly set. In this case, the
前記記録手段21に記録された更新データDをECU2側へ出力するデータ出力手段23は、記録手段12のデータベース7内の更新データDを読み書きし、更新データDを必要とするECU2に出力するものである。また、前記出力タイミング設定手段22はこの更新データDの出力タイミングを設定するものである。
データベース更新手段24はデータ出力手段23を介して更新データDの入力があった時に、対応する更新データを記録手段12のデータベース7に登録すると共に、更新データDを含む更新データフレームを車載LAN9を介して隣接するデータベース分配ノード側に送信する一方、隣接するデータベース分配ノードから受信した更新データフレームに含まれる他ノードの更新データDをデータベース7に登録する機能を有する。
The data output means 23 for outputting the update data D recorded in the recording means 21 to the
When the update data D is input via the data output means 23, the database update means 24 registers the corresponding update data in the
以下に、前記構成からなる本発明の車載データベースシステム1における動作について説明する。
まず、各ECU2には接続したセンサ6からの検出値が入力される。ECU2は受信した更新データDを自らが接続されたデータベース分配ノード4に送信する。各データベース分配ノード4は更新データDをデータベース7に記録する。
Below, the operation | movement in the vehicle-mounted
First, each
各データベース分配ノード4はデータベース7に記録した更新データDを更新データフレームに書き込みデータベース更新手段24で設定したタイミングで伝送路5に送信する。この更新データフレームを最初に送信するデータベース分配ノード4をマスターノードとする。該マスターノードから送信する更新データフレームを伝送路5を介して順次隣接するデータベース分配ノード4に巡回させ、各データベース分配ノード4において、そのデータベース7に新たに記録された更新データDを更新データフレームに書き込む。この動作を最後のデータベース分配ノードとなるループバックノードまで行う。
このループバックノードにおいて更新データDを更新データフレームに書き込むことにより、マスターノードからループバックノードへの伝送路5の往路で、更新データフレームは全てのデータベース分配ノード4のデータベース7に記録された更新データDが書き込まれた状態となる。
Each database distribution node 4 writes the update data D recorded in the
By writing the update data D into the update data frame in the loopback node, the update data frame is recorded in the
ついで、ループバックノードからマスターノードへの復路において、全更新データが書き込まれた更新データフレームは順次データベース分配ノードを巡回し、各データベース分配ノード4は、更新データフレームは全更新データDのうちから必要な更新データDを読み取っていく。
このようにして新たに取得した更新データDは、夫々データベース分配ノード4のデータベース7に記録され、該データベース分配ノード4に接続したECU2に予め設定したタイミングで更新データDを送信し、当該ECU2は更新データDに基づいて必要な制御を行う。
Next, in the return path from the loopback node to the master node, the update data frame in which all the update data is written sequentially circulates through the database distribution node, and each database distribution node 4 includes the update data frame from all the update data D. The necessary update data D is read.
The update data D newly acquired in this way is recorded in the
以下、上記動作について詳述する。
まず、各ECU2には接続したセンサ6からの検出値が入力される。該検出値は更新データDとして、各ECU2により定まるタイミングでデータベース分配ノード4に送信される。データベース分配ノード4では、これらの更新データDを記録手段21のデータベース7に記録する。そして、各データベース分配ノード4a〜4c間で更新データDを送受信し、更新データDを共有する。
Hereinafter, the operation will be described in detail.
First, each
次に、更新データの送受信について図3に説明する。
上述したように、データベース分配ノード4aは自ノードに接続されたECU2aからの更新データDaをCAN通信手段11を介して受け取りメモリ12内のデータベース7に登録している。
Next, transmission / reception of update data will be described with reference to FIG.
As described above, the
まず、データベース分配ノード4aは更新データフレームD1を作成する。データベース更新手段24は更新データフレームD1に更新データDaを書き込み、イーサネット通信手段12のポート1からデータベース分配ノード4bに送信する。ここで、データベース分配ノード4aはマスターノードであり、更新データフレームを車載LAN9に投入、回収する。通常、マスターノードは車載LAN9で接続されるリング上にひとつだけ存在する。他のノードはスレーブノードと呼ぶ。
First, the
データベース分配ノード4bは自ノードのイーサネット通信手段12のポート2を介して更新データフレームD1を受け取り、自己のデータベース7に登録された更新データDdを更新データフレームD1に追加し、更新データフレームD2とする。データベース分配ノード4bは更新データフレームD2をデータベース分配ノード4cに送信する。
The
データベース分配ノード4cは更新データフレームD2を受け取り、自己のデータベース7に登録された更新データDgを更新データフレームD2に追加し、更新データフレームD3とする。その後、データベース分配ノード4cは他ノードの更新データDaとDdのうち、ECU6g、6hが必要としている更新データを読み込み、データベース7に登録する。データベース分配ノード4cは更新データフレームD3をデータベース分配ノード4bに送信する。
The
ここで、データベース分配ノード4cは更新データフレームを折り返して送信するループバックノードであり、正常時にはリング上にひとつだけ存在する。ループバックノードはマスターノードから他の全てのデータベース分配ノードを通って最も下流にあるデータベース分配ノードである。
Here, the
データベース分配ノード4bは更新データフレームD3を受け取り、他ノードの更新データDaとDgのうち必要な更新データを読み取りデータベース7に登録する。その後、更新データフレームD3をデータベース分配ノード4aに送信する。
データベース分配ノード4aは更新データフレームD3を受け取り、他ノードの更新データDdとDgのうち必要な読み取りデータベース7に登録する。
The
The
上記のように、マスターノードであるデータベース分配ノード4aが更新データフレームを車載LAN9に投入すると、各データベース分配ノード4は、往路では4a→4b→4cの順(順方向とする)に更新データフレームを送信し更新データを書き込んでいく。ループバックノードであるデータベース分配ノード4cで折り返し、復路(逆方向)では、各ノードは自らが書き込んだ更新データ以外のデータを読み込む。なお、本実施例では各ノードが書き込む更新データは各ノードごとに更新データDa,Dd,Dgと一つずつであったが、書き込む更新データは複数であっても良い。
このように更新データが各データベース分配ノード4間を巡回することで、各データベース分配ノード4のデータベース7が更新され、更新データが共有される。
このような更新データフレームの巡回は定期的に行なわれる。更新データフレームが巡回している間は各ノードのデータベースの更新は完了していないので更新データは共有されていないが、巡回後、次の更新データフレーム巡回までの間は各ノードのデータベースは同じ更新データを有しており、更新データを共有している。
As described above, when the
As the update data circulates between the database distribution nodes 4 in this way, the
Such update data frames are periodically circulated. While the update data frame is circulating, the update of the database of each node is not completed and the update data is not shared. However, after the cycle, the database of each node is the same until the next update data frame is cycled. Has update data and shares update data.
なお、本実施例ではデータベース分配ノード4cがループバックノードであったが、4bがループバックノードでもよい。この場合はデータベース分配ノード4a→4c→4bの順に更新データフレームが巡回する。
In this embodiment, the
次に、各データベース分配ノード4が更新データフレームに自ノードの更新データを追加する方法について説明する。
図4は例としてデータベース分配ノード4aが更新データを追加する場合の詳細な説明図である。
データベース分配ノード4aのデータベース7には、各ノードのECUから供給された更新データが登録されている。そのうち自ノード4aのECUから得た更新データDa、Db,Dcのうち、更新データDa,Dbが新たに更新されたものであるとすると、データベース分配ノード4aは更新データフレームD1に更新データDaとDbを書き込む。
Next, a method in which each database distribution node 4 adds its own update data to the update data frame will be described.
FIG. 4 is a detailed explanatory diagram when the
Update data supplied from the ECU of each node is registered in the
ここで、更新データフレームのフォーマットについて説明すると、更新データフレームはヘッダ部と属性値データ部からなる。ヘッダ部はデータ非依存部、データ数、データID,データ長、予約フラグからなり、属性値データ部は属性値データからなる。 Here, the format of the update data frame will be described. The update data frame includes a header portion and an attribute value data portion. The header part is composed of a data independent part, the number of data, the data ID, the data length, and the reservation flag, and the attribute value data part is composed of attribute value data.
したがって、更新データフレームD1のヘッダ部には、データ非依存部とデータ数と更新データDa,DbそれぞれのデータID,データ長、予約フラグを書き込む。ヘッダ部の後の属性値データ部には更新データDa,Dbそれぞれの属性値データを書き込む。この更新データフレームD1がイーサネット通信手段12のポート1からデータベース分配ノード4bに送信される。
Therefore, the data independent part, the number of data, the data ID of each of the update data Da and Db, the data length, and the reservation flag are written in the header part of the update data frame D1. The attribute value data of the update data Da and Db is written in the attribute value data part after the header part. This update data frame D1 is transmitted from the
データベース分配ノード4bに接続されたECUから得た更新データDd、De、Dfのうち、更新データDd,Deが新たに更新されたものであるとすると、データベース分配ノード4bは更新データフレームD1を受け取った後更新データDd,Deを更新データフレームD1に書き込む。更新データフレームD1のヘッダ部に、更新データDd,DeそれぞれのデータID,データ長、予約フラグを書き込み、属性値データ部には更新データDd,Deの属性値データを書き込む。このようにして更新データDd,Deが書き込まれた新たな更新データフレームを更新データフレームD2とする。
Assuming that update data Dd and De are newly updated among update data Dd, De and Df obtained from the ECU connected to
データベース分配ノード4cにおいても同様に、更新データフレームD2に新たに更新されたDgの更新データを書き込み、更新データフレームD3とする。更新データフレームD3には更新データDa、Db、Dd,De、Dgが書き込まれる。
ループバックノードであるデータベース分配ノード4cにおいて、更新データフレームD3は折り返し逆方向に送信され、各ノードは宛先が自ノードとなっている他ノードの更新データを更新データフレームD3から読み込む。
Similarly, also in the
In the
図5は更新データフレームが各データベース分配ノード4を巡回する時間について説明している。車載LAN9の伝送路5a、5b、5cは二本の伝送路からなり、全二重方式での送信を行なう。
データベース分配ノード4aのイーサネット通信手段12のポート1から更新データフレームD1が送信されると、データベース分配ノード4bのポート2において受信する。これら送信と受信はほぼ同時に行なわれる。
FIG. 5 illustrates the time for the update data frame to cycle through each database distribution node 4. The
When the update data frame D1 is transmitted from the
データベース分配ノード4bではバッファに更新データフレームD1を保存するが、バッファリングするデータ長(バッファリング長)を超えたとき、新たにポート1から自ノードの更新データDd,Deを書き込んだ更新データフレームD2の送信を開始する。本実施例においてはヘッダ部のデータ非依存部のデータ長がバッファリング長であり、データ非依存部を受信すると更新データフレームD2の送信を開始する。図5に示すように更新データフレームD2の送信を開始する時刻t1は、更新データフレームD1が送信された時刻を基準時刻t=0とすると、バイトタイムT1(車載LANを介し1バイト受信するのに必要な時間)にデータフレームのバッファリング長B1を乗じた時刻となる。
In the
データベース分配ノード4cは更新データフレームD2をバッファリングし、データベース分配ノード4bと同様に更新データフレームD2のうちヘッダ部のデータ非依存部を受け取ったとき、自ノードの更新データDgを書き込んだ更新データフレームD3をデータベース分配ノード4cのポート2からデータベース分配ノード4bに向かって送信する。各データベース分配ノードで往路のバッファリング長が一定だとすると、送信開始時刻t2は、バイトタイムT1にデータフレームの往路のバッファリング長B1を乗じた時間の2倍が経過した時刻となる。
The
なお、データベース分配ノード4cではデータベース分配ノード4bからの更新データフレームD2の受信とデータベース分配ノード4bへの更新データフレームD3への送信を同時に行なっている。更新データフレームはデータベース分配ノード4cで折り返すことになるが、ポートにはそれぞれ二本の送信線があるので、データベース分配ノード4cは更新データフレームの受信と送信を同時に行なうことができる。
The
データベース分配ノード4bは更新データフレームD3を送信とほぼ同時に受け取る。順方向である往路の送信時と同様に、逆方向である復路での更新データフレーム送信時にも更新データフレームをバッファに保存する。バッファリングするデータ長は往路と復路で別々に設定されており、復路のバッファリングするデータ長B2を超えたとき、ポート2からデータベース分配ノード4aに更新データフレームD3を送信する。データベース分配ノード4aでは送信とほぼ同時に更新データフレームD3を受け取る。データベース分配ノード4bがデータベース分配ノード4cに送信を始める時刻t3は、(データフレームの往路のバッファリング長B1×2+データフレームの復路のバッファリング長B2)×バイトタイムT1となる。
The
さらに、マスターノードであるデータベース分配ノード4aが更新データフレームを車載LANに送信してからデータベース分配ノード4aが再び更新データフレームを受信するまでの時刻t4は、t3+データフレーム最大長B3×バイトタイムT1となる。
Furthermore, the time t4 from when the
したがって、更新データフレーム最大巡回時間T(更新データフレームが1回の巡回に要する時間)は、((ノード数―1)×往路のバッファリング長B1+(ノード数―2)×復路のバッファリング長B2+データフレーム最大長B3)×バイトタイムT1となる。 Therefore, the update data frame maximum cycle time T (time required for one cycle of the update data frame) is ((node number−1) × forward buffering length B1 + (node number−2) × return buffering length). B2 + maximum data frame length B3) × byte time T1.
第一実施例では伝送路5a〜5cがそれぞれ2本ずつ、例えば伝送路5aとして5a―1、5a−2が接続されており、二本の伝送路一方を順方向、他方を逆方向に更新データフレームを巡回させている。
一方、伝送路5a〜5cが一本ずつの場合は、各ポートが送受信部を有し一本の伝送路5a、5bを送受信に用いる半二重方式で更新データフレームを巡回させることができる。半二重方式の時間の経過を図6に示す。半二重方式は全二重方式と異なり伝送路が一本である。このため、ノード4cにおいて、更新データの受信と送信を同時に行なうことはできず、ノード4bからの更新データフレームD2をすべて受信してからノード4bへの更新データフレームD3への送信を行なう。このため、時刻t1は全二重方式と同じであるが、ノード4cからノード4bへの送信時刻t2は、(データフレームの往路のバッファリング長B1+データフレーム最大長B3)×バイトタイムT1となる。
In the first embodiment, there are two
On the other hand, when the
さらに、ノード4bからノード4cへの更新データフレームの送信開始時刻t3は、(往路のバッファリング長B1+復路のバッファリング長B2+データフレーム最大長B3)×バイトタイムT1となる。マスターノードであるデータベース分配ノード4aが更新データフレームを車載LANに送信してからデータベース分配ノード4aが再び更新データフレームを受信するまでの時刻t4は、t3+データフレーム最大長B3×バイトタイムT1となる。
Furthermore, the transmission start time t3 of the update data frame from the
したがって、更新データフレーム最大巡回時間T(更新データフレームが1回の巡回に要する時間)は、((ノード数―2)×往路のバッファリング長B1+(ノード数―2)×復路のバッファリング長B2+データフレーム最大長B3×2)×バイトタイムT1となる。
全二重方式に比べ、一本の伝送路の伝送方向を交互に切り替えるため、送信に時間がかかる欠点はあるが、伝送路が一本のため構成が簡単である。
Therefore, the update data frame maximum cycle time T (time required for one cycle of the update data frame) is ((node number−2) × forward buffering length B1 + (node number−2) × return buffering length). B2 + maximum data frame length B3 × 2) × byte time T1.
Compared to the full-duplex method, the transmission direction of one transmission path is alternately switched, so there is a drawback that it takes time to transmit, but the configuration is simple because there is only one transmission path.
各データベース分配ノード4では、更新データフレームのエラー検出・訂正を行っている。更新データフレームのエラー検出・訂正は、更新データフレームを(1)ヘッダのデータ非依存部、(2)ヘッダのデータ数、(3)ヘッダのデータ毎のデータID,データ長の組、(4)属性値データ(データID,データ長を除く部分)毎、の各ブロックに分け、ブロック毎に行なう。データID,データ長はヘッダ部に置かれ、属性値データ部からは分離されている。 Each database distribution node 4 performs error detection / correction of the update data frame. The error detection / correction of the update data frame is made up of (1) a data-independent portion of the header, (2) the number of header data, (3) a set of data ID and data length for each header data, (4 ) Each attribute value data (part excluding data ID and data length) is divided into blocks, and this is performed for each block. The data ID and data length are placed in the header part and separated from the attribute value data part.
更新データフレームのうちヘッダ部については、更新データフレームの巡回のうち、往路の場合は自ノードの更新データ作成時と更新データフレーム受信直後、復路の場合は更新データフレーム受信直後に全ノードでブロック毎にエラー検出・訂正を行なう。
ひとつでも訂正不可能なエラーが発生していれば、更新データフレーム全体をエラーとする。更新データフレーム全体をエラーとする場合、訂正不可能なエラーが発生したブロックまでの更新データフレームは次のノードへ送信し、最終的にマスターノードに送信される。マスターノードにエラーが発生するまでのブロックが送信されることで、マスターノードは更新データフレームにエラーが発生したことを知ることができる。訂正不可能なエラーが発生したブロックより後の部分については、エラーと判定すれば次ノードへの送信を止める。
For the header part of the update data frame, block in the update data frame at all nodes in the update data frame when the update data is created in the forward path and immediately after receiving the update data frame, and in the case of the return path immediately after receiving the update data frame Error detection / correction is performed every time.
If even one uncorrectable error has occurred, the entire update data frame is regarded as an error. When the entire update data frame is regarded as an error, the update data frame up to the block where the uncorrectable error has occurred is transmitted to the next node, and finally transmitted to the master node. By transmitting a block until an error occurs in the master node, the master node can know that an error has occurred in the update data frame. For the portion after the block in which an uncorrectable error has occurred, transmission to the next node is stopped if it is determined as an error.
属性値データ部については、復路に他ノードの更新データDを読み取る際に、更新データフレーム全体ではなく属性値データ毎にエラー検出・訂正を行なう。訂正不可能なエラーが発生していれば、その属性値データをエラーとする。ひとつの属性値データにエラーが発生しても、更新データフレーム全体をエラーとはしない。属性値データをエラーとする場合でも、更新データフレーム全体を次ノードに送信し、最終的にマスターノードに送信される。 For the attribute value data part, when the update data D of another node is read in the return path, error detection / correction is performed for each attribute value data instead of the entire update data frame. If an uncorrectable error has occurred, the attribute value data is regarded as an error. Even if an error occurs in one attribute value data, the entire update data frame is not an error. Even when the attribute value data is an error, the entire update data frame is transmitted to the next node and finally transmitted to the master node.
マスターノードは還ってきた更新データフレームを点検し、属性値データに訂正不可能なエラーが発生している場合は、再送信を行なうことが決定次第、該属性値データのみを指定した更新データフレームを再送信する。再送信のため、新たにデータベースから読み込んだ属性値データではなく、前回に送信した属性値データと同じものを送信する。データID,データ長は属性値データとは分離してヘッダ部に置かれているので、各ノードは属性値データの格納位置を知ることができる。 The master node checks the returned update data frame, and if an error that cannot be corrected occurs in the attribute value data, as soon as it is decided to retransmit, the update data frame that designates only the attribute value data Resubmit. For retransmission, the same attribute value data transmitted last time is transmitted instead of the attribute value data newly read from the database. Since the data ID and data length are placed in the header part separately from the attribute value data, each node can know the storage position of the attribute value data.
再送信する際、ひとつの更新データを複数回書き込むように指定したり、データ長を大きくすることで、冗長度を上げることができる。更新データDを複数回書き込むときは、バーストエラー対策のため、格納位置を離す。
各ノードは、往路に自ノードの更新データDが指定されていれば書き込み、ループバックノードで折り返し、復路に他ノードの更新データDを読み取っていく。ただし、ヘッダ部に訂正不可能なエラーが発生している場合には、マスターノードは更新データDを指定しない。
When retransmitting, it is possible to increase the redundancy by designating that one update data is written a plurality of times or by increasing the data length. When the update data D is written a plurality of times, the storage position is released as a measure against a burst error.
Each node writes if the update data D of its own node is designated on the forward path, returns at the loopback node, and reads the update data D of other nodes on the return path. However, if an uncorrectable error has occurred in the header part, the master node does not specify the update data D.
上述したように、各データベース分配ノード4は更新用データフレームから他ノードのECU2の更新用データを読み込み、データベース7に記録する。
次に、他ノードの更新用データを自ノードに接続されたECU2に送信するタイミングについて説明する。
As described above, each database distribution node 4 reads the update data of the
Next, the timing at which the update data of the other node is transmitted to the
ECU2は、出力タイミングテーブルTに設定されたタイミングに基づいて、データ出力手段23を介して更新データDをデータベース7から受け取る。
データ出力手段23は前記メモリ12内の出力タイミング設定テーブルTに従って、ECU2…が必要とするタイミングにおいて更新データD…を出力することができる。また、各ECU2…からの即時出力要求Raを入力したときは、即時出力の要求に応じてデータベース7内の指定された識別情報IDの更新データDをCANバス8側に出力する。なお、即時出力要求Raには即時出力を要求する更新データDを識別するための識別情報IDが含まれている。
The
The data output means 23 can output the update data D at a timing required by the
また、本実施例では出力タイミング設定手段22において、各ECU2からの出力要求Rbを入力し、この出力要求Rbに従って各データベース分配ノード4における出力タイミング設定テーブルTをそれぞれ動的に更新することができるように構成されている。なお、この出力要求Rbにも出力タイミングを設定する更新データDを識別するための識別情報IDと、その出力タイミングの設定値とが含まれ、出力タイミングを定めるためのパラメータも含まれることが好ましい。
Further, in this embodiment, the output timing setting means 22 can input the output request Rb from each
図7は図1に示す車載データベースシステム1における前記出力タイミング設定テーブルT(とりわけ、データベース分配ノード4c内のメモリ12に記録された出力タイミング設定テーブルTc)の例を示しており、この出力タイミング設定テーブルTは、更新データDの識別情報ID(個々の識別情報IDを符号IDa,IDb…を用いて表す)と、これらに対応する更新データDの出力タイミングTi(それぞれ、個々のタイミング設定値を符号Tia,Tib…を用いて表す)と、各更新データDの送信タイミングのパラメータPar(各パラメータをそれぞれ符号Para,Parb…を用いて表す)とを記録したものである。
FIG. 7 shows an example of the output timing setting table T (particularly, the output timing setting table Tc recorded in the
図7に示す例では、識別情報IDaが「車輪速」である属性値データVDaについて、出力タイミングTiaが「変化時出力」に設定されて、パラメータParaは「間引きなし」に設定されている。従って、前記処理手段13が前記データ出力手段23により前記出力タイミング設定テーブルTcに従ったタイミングで更新データD…を出力することにより、更新データDをECU2iが必要とするタイミングでCANバス8に出力することができる。すなわち、データベース7内の更新データDにアップデートがあった時点で、ECU2h,2i…(図1,2参照)側のCANバス8に出力することができる。
In the example illustrated in FIG. 7, for the attribute value data VDa whose identification information IDa is “wheel speed”, the output timing Tia is set to “output at change”, and the parameter Para is set to “no thinning”. Therefore, the processing means 13 outputs the update data D... At the timing according to the output timing setting table Tc by the data output means 23, so that the update data D is output to the
本例のように、出力タイミング設定テーブルTにおいて、間引きなしで変化時出力の設定を行う設定を行う場合には、ECU2iはECU2aからの更新データDを、データベース8の更新にかかる僅かな遅延を除いて、リアルタイムに受け取ることができる。しかも、車輪速の測定値に変化がないときには、その更新データDをCANバス8に出力しないことによって、意味のない更新データDの出力を抑えることができる。
As in this example, in the output timing setting table T, when setting for setting the output at the time of change without thinning out, the ECU 2i sends the update data D from the
なお、前記出力タイミングTiとして「リアルタイム出力」を設定し、更新データDの値に変化がなくてもECU2から入力された更新データがある毎に、更新データDをCANバス8に出力するようにしてもよい。これによって、更新データDの供給側と受取側のECU2はデータベース7を間に介していることを意識することなく、直結的な感覚で更新データDの受け渡しを行うことができる。
Note that “real time output” is set as the output timing Ti, and the update data D is output to the
逆に、前記タイミングTiとして「所定間隔出力」を設定し、各供給側ECU2からアップデートされる更新データDを幾らか間引いて、受取側ECU2に出力するようにしてもよい。この場合、前記パラメータParとして受取側ECU2が必要とする更新データDの受取時間間隔を設定することにより、受取側ECU2にとって必要な間隔(例えばパラメータParcに示すように1秒ごとなど)で更新データDを受けとることができる。これによって、CANバス8を用いた無駄な通信を激減させることができる。
Conversely, “predetermined output” may be set as the timing Ti, and the update data D updated from each
また、図7の例に示すように、出力タイミングTibとして「閾超過時出力」が設定されていてもよい。本例の場合、識別情報IDbが「操舵角」である更新データDについて、閾超過時出力が設定されており、閾値はパラメータParbにおいて「±5deg 毎」に設定されている。すなわち、前記データ出力手段23が前記出力タイミング設定テーブルTcを参照することにより、更新データDを例えば操舵角が5°間隔でCANバス8に出力することができる。これがECU2iにより必要とされているタイミングである。
Further, as shown in the example of FIG. 7, “output when threshold is exceeded” may be set as the output timing Tib. In the case of this example, for the update data D whose identification information IDb is “steering angle”, an output when the threshold is exceeded is set, and the threshold is set to “every ± 5 deg” in the parameter Parb. That is, when the data output means 23 refers to the output timing setting table Tc, the update data D can be output to the
なお、図7に示す出力タイミング設定テーブルTcには出力タイミングTiとして、「変化時出力」「閾値超過時出力」「所定間隔出力」を開示し、上記説明において「リアルタイム出力」の設定が可能であることを説明しているが、これらの文言は本発明を分かりやすく示すものであり、本発明はこれらの設定値に限定されるものではなく、実際には出力タイミングの設定値は数値や記号であることが好ましい。同様にパラメータParも上述した記述が重要な要素ではないことはいうまでもない。
また、自ノードに接続されたECU2に送信する更新データは、他ノードに接続されたECU2の更新データだけでなく、自ノードに接続されたECU2の更新データでもよい。
The output timing setting table Tc shown in FIG. 7 discloses “output when changing”, “output when exceeding the threshold”, and “predetermined interval output” as the output timing Ti, and “real time output” can be set in the above description. However, these terms are intended to make the present invention easier to understand, and the present invention is not limited to these set values. Actually, the output timing set values are numerical values and symbols. It is preferable that Similarly, it goes without saying that the above description is not an important factor for the parameter Par as well.
The update data transmitted to the
前述したように、データベース分配ノード4間で更新データフレームを巡回させて更新データDを送信するためにはデータベース分配ノード4aと4b、4bと4cの間に伝送路5a、5bを設けたデイジーチェーン状でノードを接続すればよい。しかし、伝送路5a、5bに断線などの障害が発生した場合、更新データDを送受信することができなくなる。そこで、第一実施例ではデータベース分配ノード4cと4aの間にも伝送路5cを接続してリング状の接続としている。
As described above, a daisy chain in which
データベース分配ノード4aをマスターノードとしデータベース分配ノード4cをループバックノードとして、4a→4b→4cの順に更新データフレームが巡回する場合には、通常、伝送路5cは使用されない。ここで、伝送路のうち一つが障害により送受信ができなくなった場合を考える。図8は伝送路5aが障害により送受信ができなくなった場合の説明図である。マスターノードである4aは更新データフレームを送信することができず、データベースを更新することができない。そこで、車載データベースシステムが伝送路5aの障害を検知すると、データベース分配ノード4bをマスターノード、データベース分配ノード4aをループバックノードとして、ノード4b→4c→4aを順方向として更新用フレームを巡回させることで、各データベース分配ノード4のデータベースを更新する。
このように、伝送路を二重にすることで、ある伝送路5が故障しても更新データDの送受信を行なうことができ、信頼性の高いシステムとなる。
When the
Thus, by duplicating the transmission path, the update data D can be transmitted and received even if a
図9は第二実施例の説明図である。各データベース分配ノードの接続は第一実施例と同じリング状であるが、更新データフレームの巡回方式が異なる。マスターノードから一方向に送信された更新データフレームは各データベース分配ノードを巡回して一周し、マスターノードに戻る。マスターノード4aから4b、4cの方向に更新データフレームを二周させ、一周目に各データベース分配ノード4が自ノードの更新データDを書き込み、二周目に各ノードが他ノードの更新データDの読み込みを行なうことで各データベース分配ノード4のデータベース7を更新する。なお、巡回は4a→4c→4bの順でもよい。このような更新データフレームの巡回方式をリング方式と呼ぶ。
なお、第一実施例の場合ようにマスターノードとループバックノードとの間を更新データフレームが巡回する方式をデイジーチェーン方式と呼ぶとすると、第一実施例では、車載データベースシステム1は物理的(各データベース分配ノード間の接続)にはリング状であるが、理論的(更新データフレームの巡回方式)にはデイジーチェーン方式である。これに対して、第二実施例において車載データベースシステム1は、物理的にリング状に接続され、理論的にもリング方式で更新データDを共有化している。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the second embodiment. The connection of each database distribution node is the same ring shape as in the first embodiment, but the update data frame circulation method is different. The update data frame transmitted in one direction from the master node circulates around each database distribution node and returns to the master node. The update data frame is rotated twice in the direction from the
In addition, when the method in which the update data frame circulates between the master node and the loopback node as in the first embodiment is called a daisy chain method, in the first embodiment, the in-
第二実施例において、二本の伝送路5a〜5cは、同一内容の更新データフレームを同一方向に巡回させる。一方の伝送路の障害の発生により更新データフレームが送信されなくても、もう一方の伝送路により更新データフレームは送信され、各データベース分配ノードのデータベース7を更新することができる。
In the second embodiment, the two
また、伝送路5a〜5cのいずれか一つに故障が発生した場合、故障箇所を挟む一方側のデータベース分配ノード4をマスターノードとし、他方側のデータベース分配ノード4をループバックノードとして定め、マスターノードとループバックノードとの間で更新データフレームを巡回させることができる。すなわち、伝送路5の故障時には第一実施例と同様に物理的にデイジーチェーン状に接続されることとなり、論理的にもデイジーチェーン方式で更新データフレームを巡回させる。
Further, when a failure occurs in any one of the
さらにデータベース分配ノードの接続と更新データフレームの送信例を図10に示す。なお、図10では説明のためデータベース分配ノード4と伝送路5のみを示しており、ECU2、センサ6等は図示していない。
Further, FIG. 10 shows an example of database distribution node connection and update data frame transmission. In FIG. 10, only the database distribution node 4 and the
図10(a)はデータベース分配ノード4をそれぞれ一本の伝送路5でデイジーチェーン方式で接続している。上述した半二重方式において更新データフレームを送信することができる。
(b)はデータベース分配ノード4をそれぞれ二本の伝送路5でデイジーチェーン状に接続している。二本の伝送路5に同じ更新データフレームを送信し、上述した半二重方式で通信を行なっている。二本の伝送路5のうち一方に障害が発生しても他方の伝送路5で更新データフレームを送信でき、信頼性が確保できる。
(c)はデータベース分配ノード4の接続は(b)と同じであるが、二本の伝送路5を用いて上述した全二重方式で、伝送路5のうち一本を順方向、もう一方を逆方向として更新データフレームを送信している。高速通信が可能となる。
In FIG. 10A, the database distribution nodes 4 are each connected by a
In (b), the database distribution nodes 4 are connected in a daisy chain by two
(C) The connection of the database distribution node 4 is the same as that of (b), but in the full-duplex system described above using two
(d)は、データベース分配ノード4をそれぞれ一本の伝送路5で接続している点において第一実施例と異なっている。上述した半二重方式で更新データフレームの送信を行なう。伝送路5cは他の伝送路が故障した場合の予備線である。
(e)はデータベース分配ノード4をそれぞれ一本の伝送路5で接続している点において第二実施例と異なっている。更新データフレームは各データベース分配ノード4間を一周し、一周目に更新用データフレームに更新データDを書き込み、二周目に他のデータベース分配ノードの更新データDを読み込む。
(f)は更新データフレームの巡回方式が第二実施例とは異なる。第二実施例では二本の伝送路5a〜5cに同一内容の更新データフレームを同一方向にリング方式で巡回させているが、(f)では異なる内容の更新データフレームを同一方向に巡回させている。異なる内容の更新データフレームを巡回させることで、高速通信が可能となる。
(g)は異なる内容の更新データフレームを逆方向に巡回させる点で(f)と異なる。
異なる内容の更新データフレームを逆方向に送信しても、更新データフレームを巡回させることができ、高速通信が可能となる。
(D) is different from the first embodiment in that each database distribution node 4 is connected by one
(E) is different from the second embodiment in that each database distribution node 4 is connected by a
(F) differs from the second embodiment in the cyclic method of the update data frame. In the second embodiment, update data frames having the same contents are circulated in the same direction on the two
(G) differs from (f) in that an update data frame having different contents is circulated in the reverse direction.
Even if update data frames having different contents are transmitted in the reverse direction, the update data frames can be circulated, and high-speed communication is possible.
また、第一実施例、第二実施例、図10(b)、(c)、(f)、(g)では伝送路5a〜5cは二本ずつ接続されているが、伝送路を複数本とし、それらを二組に分けて更新データフレームを送受信することもできる。一つの組に含まれる伝送路には同一内容の更新データフレームを送信することで、伝送路のうち一本に障害が発生しても他方の伝送路で更新データフレームを送信でき、信頼性が確保できる。
さらに、組ごとに異なる内容の更新データフレームを送信させることで、高速通信が可能となる。
Further, in the first embodiment, the second embodiment, and FIGS. 10B, 10C, 10F, and 10G, two
Furthermore, high-speed communication is possible by transmitting update data frames having different contents for each group.
なお、第一実施例、第二実施例、図10では、データベース分配ノードは3個としているが、ECUを郡分けした個数に応じるものであるため限定されない。よって、データベース分配ノード間を接続する伝送路の個数も限定されず、データベース分配ノード間を順次接続する構成であればよい。 In the first embodiment, the second embodiment, and FIG. 10, the number of database distribution nodes is three. However, the number is not limited because it corresponds to the number of ECUs divided into groups. Therefore, the number of transmission lines connecting the database distribution nodes is not limited, and any configuration may be used as long as the database distribution nodes are sequentially connected.
1 車載データベースシステム
2 ECU
4 データベース分配ノード
5a、5b、5c 伝送路
6 センサ
7 データベース
9 車載LAN
11 CAN通信手段11
12 イーサネット通信手段
21 メモリ
22 出力タイミング設定手段
23 データ出力手段
24 データベース更新手段
D1、D2、D3 更新データフレーム
1 In-
4
11 CAN communication means 11
12 Ethernet communication means 21
Claims (8)
前記各群内のECUに接続されて各群毎に1個設けられるデータベース分配ノードと、 前記複数の群に各1個設けられるデータベース分配ノードを順次接続する伝送路とを有する車載LANを備え、
前記各データベース分配ノードは、それぞれ、データベースを有する処理部と、該処理部と前記接続したECUとの間でデータを送受信するECU側送受信手段と、該処理部のデータベースに記録される更新データを他のデータベース分配ノードとの間で送受信するノード間送受信手段を備え、
前記各データベース分配ノードと各ECUとは車載LANを介して接続し、これら各ECUは接続するセンサからの更新データを前記データベース分配ノードに送信して前記データベースで記録し、
前記1つのデータベース分配ノードのデータベースに記録される前記更新データを、前記伝送路を通して他のデータベース分配ノードに順次巡回させ、他のデータベース分配ノードが該更新データを受信可能とし、必要な更新データを他のデータベース分配ノードのデータベースに記録させて共有させ、該データベース分配ノードのデータベースに記録された他のデータベース分配ノードからの更新データは、設定したタイミングあるいはECU側からの送信要求に応じてECUへ送信する構成としていることを特徴とする車載データベースシステム。 A plurality is provided ECU per group with divided into a plurality of groups,
An in-vehicle LAN having a database distribution node connected to the ECU in each group and provided one for each group; and a transmission line sequentially connecting the database distribution nodes provided for each of the plurality of groups;
Each of the database distribution nodes includes a processing unit having a database, ECU side transmission / reception means for transmitting / receiving data between the processing unit and the connected ECU, and update data recorded in the database of the processing unit. Inter-node transmission / reception means for transmitting / receiving to / from other database distribution nodes,
Each database distribution node and each ECU are connected via an in-vehicle LAN, and each ECU transmits update data from the connected sensor to the database distribution node and records it in the database,
The update data recorded in the database of the one database distribution node is sequentially circulated to the other database distribution nodes through the transmission path so that the other database distribution nodes can receive the update data. Update data from other database distribution nodes recorded in the database of the other database distribution node and shared in the database of the other database distribution node is sent to the ECU in accordance with the set timing or a transmission request from the ECU side. An in-vehicle database system characterized by being configured to transmit .
前記マスターノードからループバックノードへの往路では、各データベース分配ノード内のデータベースに記録される更新データを書き込ませる更新データフレームを巡回させ、ループバックノードからマスターノードへの復路では、全更新データが書き込まれた更新データフレームを巡回させて、各データベース分配ノードにおいて必要とする更新データを読み込ませてデータベースを更新させる構成としている請求項1に記載の車載データベースシステム。 The transmission path between the database distribution nodes is configured such that adjacent database distribution nodes are connected in a daisy chain, one database distribution node connected in the daisy chain is used as a master node, and the other database distribution node is connected to the database distribution node. A loopback node,
In the forward path from the master node to the loopback node, the update data frame for writing the update data recorded in the database in each database distribution node is circulated, and in the return path from the loopback node to the master node, all the update data is stored. The in-vehicle database system according to claim 1, wherein the written update data frame is circulated to update the database by reading update data required in each database distribution node.
該リング状に接続されるデータベース分配ノードの1つをマスターノードとし、
前記マスターノードから一方向に更新データフレームを巡回させ、
1回目の巡回では、各データベース分配ノードの記録手段に記録される更新データを更新データフレームに書き込ませ、
2回目の巡回では、全更新データが書き込まれた更新データフレームから、各データベース分配ノードにおいて必要とする更新データを読み込ませてデータベースを更新する請求項1に記載の車載データベースシステム。 The transmission path between the database distribution nodes connects adjacent database distribution nodes in a ring shape,
One of the database distribution nodes connected in the ring shape is a master node,
Rotating the update data frame in one direction from the master node,
In the first round, the update data recorded in the recording means of each database distribution node is written in the update data frame,
The in-vehicle database system according to claim 1, wherein, in the second round, the database is updated by reading update data required in each database distribution node from an update data frame in which all update data is written.
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