JP5094847B2 - データバスシステム用のゲートウェイ - Google Patents

Description

本発明は、データバスシステム用のゲートウェイに関する。ゲートウェイには、少なくとも２つのソースチャネルと少なくとも１つのターゲットチャネルのためのインターフェース並びにマルチチャネルネットワークの診断目的用のコピー機能が設けられる。

特にマルチチャネルネットワークにおいては、診断目的のために所定のチャネルのネットワークトラヒックをモニタする必要がある。これらの診断フェーズ中、ソースチャネルからのネットワークトラヒックが診断又はターゲットチャネルで使用可能になる。

いくつかの現在の実現法は、このタスクをゲートウェイのホストプロセッサにソフトウェアタスクとして単に割り当てている。この実現法は追加のハードウェアを必要としないので容易に実施できるが、ゲートウェイが診断モード中にリアルタイム侵害を受ける欠点がある。その結果、モニタされるメッセージに対して保証されたレイテンシータイムを与えることはもはやできない。もっと厳しい制限は、ゲートウェイにより受信されたメッセージのみが診断バスに転送されることである。他の拒絶されたメッセージは診断バスに見えない（検出されない）ままとなる。

他のマルチチャネルシステムは、モニタをソースチャネルにチャネルスイッチで接続する完全受信ロジックを具える、いわゆる追加のモニタデバイスを用いている。このシステムの欠点は、追加の受信ロジックがソースチャネル並びにターゲットチャネルで２度使用されることにある。更に、ソースチャネルとモニタチャネル相互の同期に特別の注意を払う必要がある。

古いマルチチャネルシステムは、診断モード時に診断チャネルを選択されたソースチャネルに接続するために単にリレーを用いることでこの問題を回避していた。この方法のシステムは本質的にリアルタイム侵害を生じないが、極めてハイコストになる。各ソースチャネルをモニタするためには外部リレーを追加の制御回路と接続する必要があるので、より多くのワイヤハーネスが必要になる。

特許文献１から、マルチチャネルＣＡＮアプリケーションの診断用デバイスが既知であり、このデバイスでは、インターフェースの一つがセレクタインターフェースであり、このセレクタインターフェースはソースチャネルの１つに切り替えることができるスイッチと接続されている。このデバイスは、データチャネルの一つを２つのプロトコルコアを有するセレクタインターフェースにコピーすることができ、２つのプロトコルコアのうちの一つはスイッチが切り替えられたソースチャネルからのメッセージを受信するためのものであり、もう一つのプロトコルコアは復号化し、次いで符号化したメッセージをターゲットチャネルにコピーするためのものである。この解決方法は２つの主な欠点がある。即ち、セレクタインターフェースは２つのプロトコルコアを有し、大きなチップ面積を必要とする。第２の欠点は、セレクタインターフェースが結合されるソースチャネルは２つの受信インターフェース、即ち「ノーマルデータトラヒック」のために結合される受信インターフェースと、セレクタインターフェースに結合される受信インターフェースとに結合される。両インターフェースが正確に同期して動作しない場合（これは容易に起こり得る）、ソースチャネル上でのハンドシェークが失敗し、ソースチャネル上のデータトラヒックを妨害することになる。
国際出願公開２００５／０１５８５０号明細書

本発明の目的は、上述した診断機能を提供するゲートウェイであって、データトラヒックを妨害することなく動作し、簡単且つ安価に実現できるゲートウェイを提示することにある。

この目的は、請求項１に記載された解決手段：
「少なくとも２つのデータバスソースチャネルを具えるデータバスシステム、特にCANバスシステム用のゲートウェイであって、該ゲートウェイは、
各データバスソースチャネルのためのインターフェースと、
各チャネルインターフェース内のプロトコルコアと、
各チャネルインターフェースの前記プロトコルコアの出力に結合された入力と、これらの入力の一つにスイッチできる出力を有するチャネルメッセージスイッチと、
前記チャネルメッセージスイッチの出力に結合された入力、メッセージを選択するメッセージフィルタ及びメッセージバッファを具えるメッセージハンドラと、
データバスターゲットチャネルに結合されたプロトコルコアを具えるチャネルインターフェースと、
診断用コピー機能において、
前記チャネルメッセージスイッチを選択されたソースチャネルに割り当てられた位置に設定することによって、選択可能なソースチャネルからの全メッセージを前記メッセージハンドラにコピーさせ、且つ
前記メッセージフィルタをしてフィルタリングされたメッセージを前記ターゲットチャネルのインターフェースに供給させる制御部と、
を具えることを特徴とするゲートウェイ。」
により解決される。

本発明のゲートウェイは、診断目的用のハードウェア実現コピー機能を提供し、このコピー機能はソースチャネル、特にコピーのために選択されたソースチャネル上のデータトラヒックに何ら影響を与えない。従って、「ノーマル」ゲートウェイアプリケーションが診断モード時にリアルタイム侵害を受けることはない。また、イネーブルされた診断用コピー機能により中央処理装置（ＣＰＵ）が消耗されることはない。また、診断用コピー機能のソースチャネルは使用可能な任意のＣＡＮチャネルに自由に割り当てるることができる。

特許文献１の解決方法と対照的に、本発明のゲートウェイは、診断用コピー機能のためのスイッチがソースチャネルに割り当てられたインターフェースのプロトコルコアの出力に結合されているが、特許文献１の解決方法はバスライン自体をスイッチしており、上述した欠点を伴う。

本発明のゲートウェイは２つのプロトコルコアを有するインターフェースを必要としないで、ノーマルアプリケーションにも使用される「ノーマル」インターフェースを使用する。

本発明のゲートウェイは、診断用コピー機能から所定の識別子範囲を除外もしくは含めるハードウェア実装フィルタ機能（診断用コピー機能のためのアクセプタンスフィルタリング）を付加的に提供することもできる。

他の有利な実施例は請求項２及び３に記載されている。請求項２に記載のゲートウェイによれば、診断用コピー機能においてメッセージがコピーされるターゲットチャネルの追加の選択が可能になる。

本発明を添付の概略図を参照して以下に詳細に説明する。
図１は、ＣＡＮ標準に準拠するＣＡＮバスシステム用に設計された本発明によるゲートウェイを示す。しかし、その主な要素、特にその診断用コピー機能は他のバスシステム用に設計されたゲートウェイに使用することもできる。

このゲートウェイには、ＣＡＮバス１乃至ｎに結合されたソースインターフェース１〜５が設けられている。“ｎ”はインターフェースの数を示し、ＣＡＮバスは５個に限定されないこと勿論である。以下に詳細に記載する診断用コピー機能に関連して、５つのバスはソースチャネルと呼ばれる。

図１には、ＣＡＮバス１に結合されたインターフェース１が詳細に示されている。このインターフェース１には、主としてＣＡＮバス１に送出するメッセージの符号化及びこのバスから受信されるメッセージの復号化を行うプロトコルハンドラ１１が設けられている。更に、インターフェース１には、メッセージフィルタリング用のメッセージフィルタ１２、受信メッセージを格納する受信バッファ１３及び送出すべきメッセージを格納する送信バッファ１４が設けられている。インターフェース１の要素１２、１３及び１４はメッセージを送受するゲートウェイの「ノーマル」機能に使用されるのみであり、これらは診断用コピー機能と関係ないので、これ以上詳しく説明しない。

図１のゲートウェイはＣＡＮインターフェース１乃至ＣＡＮインターフェースｎに結合された複数個の入力端子を有するチャネルメッセージスイッチ１５を有する。これらの入力端子の各々はＣＡＮインターフェース１乃至５のプロトコルコアの各々の出力端子に結合されている。

スイッチ１５はメッセージハンドラ１６に結合された１つの出力端子を有し、このメッセージハンドラにはメッセージフィルタ１７とメッセージバッファ１８が設けられている。

メッセージフィルタ１７（必須の要素ではない）は、以下に説明する診断用コピー機能から所定の識別子範囲を除外する又は含めるフィルタ機能を有する。メッセージバッファＦＩＦＯ１８は、例えばソースチャネル上で長いメッセージに続いて短いメッセージが受信される場合のような最悪のシナリオをカバーするためにメッセージを一時的に格納するために使用される。メッセージハンドラ１６はメッセージフィルタ１７により受け入れられたメッセージをターゲット／診断チャネルの送信バッファに移動させる。

メッセージハンドラ１６の出力端子は、ターゲットＣＡＮバスｔに結合されたターゲットチャネルインターフェース２１内の送信バッファ３４に結合される。このターゲットインターフェースはプロトコルコア３１、メッセージフィルタ３２及び受信バッファ３３を有し、ソースチャネルインターフェース１内の要素１１，１２及び１３と同一の機能を提供する。

本発明のゲートウェイの主な要素は、ソースチャネルＣＡＮバス１乃至ＣＡＮバスｎの一つのメッセージをターゲットチャネルＣＡＮバスｔにコピー可能にするいわゆる診断用コピー機能であり、ターゲットチャネルｔはソースチャネル１乃至ｎと同一のものとしてもよい。

この診断用コピー機能は、使用可能なソースチャネルの一つのチャネルを選択し、そのチャネルから受信メッセージを診断用コピー機能のために取り出すことができるソースＣＡＮチャネルメッセージスイッチ１５によって主として達成される。この目的のために、チャネルメッセージスイッチ１５は図に示されてない制御部によって所望位置に設定される。

スイッチ１５がその第１位置にスイッチされ、インターフェース１のプロトコルコア１１に結合されたその第１入力がアクティブであるものと仮定しよう。この場合、インターフェース１がＣＡＮバス１から受信するすべてのメッセージがプロトコルハンドラ１１により復号化され、スイッチ１５に供給され、スイッチ１５がこれらのメッセージをメッセージハンドラ１６に供給し、メッセージハンドラ１６がこれらのメッセージを上述したようにフィルタリングすることができる。残ったメッセージがターゲットチャネルインターフェース２１の送信バッファ３４に供給され、プロトコルハンドラ３１により符号化され、ターゲットＣＡＮバスｔで伝送される。したがって、メッセージがソースチャネルからターゲットチャネルへとコピーされる。メッセージスイッチ１５の位置に応じて、ソースチャネルＣＡＮバス１乃至ｎの任意の一つからターゲットチャネルＣＡＮバスｔへのコピーをおこなうことができる。

このプロシージャは診断用コピー機能の駆動時に行われる。このとき、ソースチャネルの各インターフェース１乃至５はいわゆるセルフ受信モードを使用する。セルフ受信モードでは、アプリケーションにより送信メッセージとしてセットアップされた各メッセージが、送信されるのみならず、ソースチャネルにも受信されるので、診断用コピー機能のためにも利用可能になる。

図２は本発明ゲートウェイの他の実施例を示し、このゲートウェイには、図１に示すゲートウェイのすべての要素に加えて、ターゲットチャネルメッセージスイッチ４１と、１つのターゲットチャネルではなく数個のターゲットチャネル２乃至ｎとが設けられている。この実施例では、診断用コピー機能は、ソースチャネルの一つからのメッセージを選択可能なターゲットチャネルへコピーすることができる。この目的のために、メッセージハンドラ１６の出力をインターフェース２１、５１、５２又は５３に結合するためにターゲットメッセージチャネルスイッチ４１を用いる。従って、ソースチャネルのみならずターゲットチャネルも選択できる。

診断用コピー機能のためのチャネルメッセージスイッチを具えた本発明によるゲートウェイを示す。 ターゲットチャネルを選択する第２のメッセージスイッチが付加された図１のゲートウェイを示す。

Claims (3)

1. 少なくとも２つのデータバスソースチャネルを具えるデータバスシステム、特にCANバスシステム用のゲートウェイであって、該ゲートウェイは、
   各データバスソースチャネルのためのインターフェースと、
   各チャネルインターフェース内のプロトコルコアと、
   各チャネルインターフェースの前記プロトコルコアの出力に結合された入力と、これらの入力の一つにスイッチできる出力を有するチャネルメッセージスイッチと、
   前記チャネルメッセージスイッチの出力に結合された入力、メッセージを選択するメッセージフィルタ及びメッセージバッファを具えるメッセージハンドラと、
   データバスターゲットチャネルに結合されたプロトコルコアを具えるチャネルインターフェースとを具え、更に、
   診断用コピー機能において、前記チャネルメッセージスイッチを選択されたソースチャネルに割り当てられた位置に設定することによって、選択可能なソースチャネルからの全メッセージを前記メッセージハンドラにコピーさせるとともに、前記メッセージフィルタによって、フィルタリングしたメッセージを前記ターゲットチャネルのインターフェースに供給させる制御部を具え、
   前記チャネルメッセージスイッチ及び前記メッセージハンドラは、前記チャネルインターフェースとは別体に構成されていることを特徴とするゲートウェイ。
2. 前記ゲートウェイには、前記メッセージハンドラにより出力されたメッセージを２以上のターゲットチャネルインターフェースの中の１つにスイッチするように設計された第２のメッセージスイッチが設けられていることを特徴とする請求項１記載のゲートウェイ。
3. 前記デバイスバスはＣＡＮ標準に準拠するバスであることを特徴とする請求項１又は２記載のゲートウェイ。

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