JP6536444B2 - ネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、ゲートウェイ装置に接続される電子制御装置に対して、ゲートウェイ装置経由で更新データを送信するネットワークシステムに関する。

更新装置と電子制御装置とを備え、更新装置が電子制御装置に更新データを送信するネットワークシステムが特許文献１に記載されている。従来のネットワークシステムでは、更新装置が、例えば車両に搭載されたゲートウェイ装置と通信を行い、暗号化を行った更新データをゲートウェイ装置に送信する。更新データを受信したゲートウェイ装置は、当該更新データに対して復号処理を行って、更新対象の電子制御装置に送信する。復号された更新データを受信した更新対象の電子制御装置は、当該更新データに基づいて制御プログラムを更新することができる。

特開２０１３−２６９６４号公報

ところで、従来のネットワークシステムでは、ゲートウェイ装置は、作業領域となるバッファに全ての更新データを一時的に格納してから更新データの復号等の処理を行う。しかし、例えば車両用のゲートウェイ装置に搭載されるバッファの容量は限られるため、従来のネットワークシステムでは、例えば更新データのデータサイズが大きい場合などに、ゲートウェイ装置のバッファの容量が不足する虞があった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、電子制御装置に対してゲートウェイ装置経由で更新データを送信するネットワークシステムにおいて、ゲートウェイ装置のバッファの容量不足を回避することを目的とする。

本発明は、更新装置と、ゲートウェイ装置と、ゲートウェイ装置に通信バスを介して接続される電子制御装置とを備え、電子制御装置に予め格納されている制御プログラムを更新するための更新データを、更新装置がゲートウェイ装置を介して更新対象の電子制御装置に送信するネットワークシステムであって、更新装置は、通信バスで使用される通信フレームで送信可能なデータの最大サイズ毎に、更新データを分割する分割部と、分割された更新データを圧縮する圧縮部と、圧縮された更新データを暗号化する暗号化部と、暗号化された更新データを、分割部によって分割された分割単位でゲートウェイ装置に順次送信する第１の送信部と、を備え、ゲートウェイ装置は、受信用バッファと、第１の送信部から送信された更新データを受信して受信用バッファに格納する受信部と、少なくとも最大サイズの容量を有する復号用バッファと、受信用バッファに格納された更新データを、分割単位で取得して復号用バッファに一時的に格納し、復号用バッファで復号する復号部と、少なくとも最大サイズの容量を有する伸張用バッファと、復号用バッファに格納された復号された更新データを、分割単位で取得して伸張用バッファに一時的に格納し、伸張用バッファで伸張する伸張部と、伸張用バッファに格納された伸張された更新データを、分割単位で取得して更新対象の電子制御装置に送信する第２の送信部と、を備える。

本発明では、更新装置が、更新対象の電子制御装置が接続されている通信バスで使用される通信フレームで送信可能なデータの最大サイズ毎に更新データを分割する。そして、更新装置は、更新データを、分割単位でゲートウェイ装置に送信する。ゲートウェイ装置は、更新データを、分割単位で順次受信する。そして、ゲートウェイ装置は、受信した更新データを、分割単位でバッファに一時的に格納する。さらに、ゲートウェイ装置は、バッファに格納された更新データを、分割単位で更新対象の電子制御装置に送信する。

このように、本発明では、ゲートウェイ装置は、更新データを分割単位で一時的にバッファに格納すれば良く、全ての更新データを一時的に格納する必要はない。このため、例えば更新データのデータサイズが大きい場合などであっても、ゲートウェイ装置のバッファの容量不足を回避することができる。

以上説明したように、本発明によれば、ゲートウェイ装置のバッファの容量不足を回避することができる。

実施の形態に係るネットワークシステムのブロック図 実施の形態に係る更新データサイズデータベースの一例を示した図 実施の形態に係る更新装置の動作を説明するためのフローチャート 実施の形態に係るゲートウェイ装置の動作を説明するためのフローチャート 変形例に係るネットワークシステムのブロック図

以下、図１−図４を参照しながら、実施の形態について詳細に説明する。

［概要］
本実施の形態は、ゲートウェイ装置に接続される電子制御装置に対して、更新装置がゲートウェイ装置経由で更新データを送信するネットワークシステムである。本システムでは、更新データを所定サイズに分割し、分割単位で、更新装置からゲートウェイ装置への更新データの送信と、ゲートウェイ装置における更新データのバッファリングと、ゲートウェイ装置から更新対象の電子制御装置への更新データの送信とを行う。更新データの全てをゲートウェイ装置でバッファリングする必要がなくなるため、ゲートウェイ装置のバッファ容量不足を抑制することができる。

［ネットワークシステムの構成］
図１は、本実施の形態に係るネットワークシステム１のブロック図である。以下では、ネットワークシステム１を車両に適用した場合について説明する。図１に示すように、ネットワークシステム１は、更新装置２０と、ゲートウェイ装置（ＧＷ）３０と、１つ以上のＥＣＵ（電子制御装置）４０とを備えている。図１の例では、ＥＣＵ４０として、ＥＣＵ＿Ａ、ＥＣＵ＿Ｂ、及びＥＣＵ＿Ｃの３つが記載されている。更新装置２０は、車両５０の外部に設けられ、ゲートウェイ装置３０及びＥＣＵ４０は、車両５０の内部に設けられている。ゲートウェイ装置３０とＥＣＵ４０とは、通信バス６１を介して接続されている。なお、本実施の形態では、更新装置２０は、車両５０の外部に設けられているが、車両５０の内部に設けられても良い。この場合、更新装置２０は、例えばタッチパッドなどの入力デバイスを備える。

ネットワークシステム１において、更新装置２０とゲートウェイ装置３０とが通信を行い、ＥＣＵ４０に保持されている制御プログラムを更新する。制御プログラムは、例えば、ＥＣＵ４０を制御するためのプログラムである。

通信バス６１は、例えば車載ＬＡＮである。通信バス６１が車載ＬＡＮの場合、通信バス６１の通信方式は、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＣＡＮ−ＦＤ（ＣＡＮ ｗｉｔｈ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄａｔａ Ｒａｔｅ）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）、ＡＶＣ−ＬＡＮ（Ａｕｄｉｏ Ｖｉｓｕａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ−Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＢＥＡＮ（Ｂｏｄｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＣＸＰＩ（Ｃｌｏｃｋ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等である。

通信バス６１の通信方式は、例えば、通信バス６１に接続されているＥＣＵ４０によって定まる。本実施の形態では、ＥＣＵ＿Ａが接続されている通信バス６１の通信方式をＣＡＮと、ＥＣＵ＿Ｂが接続されている通信バス６１の通信方式をＥｔｈｅｒｎｅｔと、ＥＣＵ＿Ｃが接続されている通信バス６１の通信方式をＣＡＮ−ＦＤとして説明する。

更新装置２０は、ＥＣＵ４０に対して更新データを送信する装置であり、更新処理が必要となったときにゲートウェイ装置３０に有線または無線で接続される。更新装置２０は、例えばサービスマンが利用するサービスツールや、ＥＣＵ４０の制御プログラムの更新を管理する更新センターの建物内の端末機器等である。図１に示すように、更新装置２０は、入力部２１と、解析部２２と、分割部２３と、圧縮部２４と、暗号化部２５と、送信部２６と、更新データサイズデータベース（以下、「更新データサイズＤＢ」という）２７とを含む。更新データサイズＤＢ２７は、更新装置２０に搭載されたメモリ（図示省略）に予め保持されている。

入力部２１は、更新データ（更新用のプログラムデータ）の入力を受け付ける。入力部２１は、更新データを受け付けると、受け付けた更新データの解析を解析部２２に指示する。

解析部２２は、更新データの圧縮処理を行うために、更新データのデータ並びを解析し、圧縮用定義テーブルを生成する。圧縮用定義テーブルは、更新データの圧縮方法が定義された情報である。圧縮用定義テーブルは、例えば、１Ｂｙｔｅのデータと、ハフマン符号とが関連付けられた情報である。圧縮用定義テーブルの生成方法は、特に限定されず、周知の方法を採用することができる。

分割部２３は、更新データサイズＤＢ２７から更新対象のＥＣＵ４０が接続されている通信バス６１で使用される通信フレームで送信可能なデータの最大サイズを取得し、当該最大サイズ単位で更新データを分割する。更新データサイズＤＢ２７は、図２に示すように、ＥＣＵ４０と、各ＥＣＵ４０が接続されている通信バス６１で使用される通信フレームで送信可能なデータの最大サイズとを予め関連付けて記憶する。例えば、図２で示した更新データサイズＤＢ２７を参照することによって、ＥＣＵ４０＿Ａが接続されている通信バス６１で使用される通信フレームで送信可能なデータの最大サイズは、８Ｂｙｔｅであることが分かる。また、ＥＣＵ４０＿Ｂが接続されている通信バス６１で使用される通信フレームで送信可能なデータの最大サイズは、１５１２Ｂｙｔｅであり、ＥＣＵ４０＿Ｃが接続されている通信バス６１で使用される通信フレームで送信可能なデータの最大サイズは、６４Ｂｙｔｅであることが分かる。

圧縮部２４は、解析部２２によって生成された圧縮用定義テーブルに基づいて、分割部２３によって分割された更新データ（以下、「分割更新データ」という）の各々を圧縮する。例えば、圧縮部２４は、前述したハフマン符号を利用した圧縮用定義テーブルに基づいて、分割更新データを１Ｂｙｔｅ毎にハフマン符号に置き換えることによって、分割更新データを圧縮することができる。

暗号化部２５は、圧縮用定義テーブル及び圧縮された分割更新データの各々を暗号化する。暗号化の方法は、特に限定されず、周知の方法を利用することができる。

送信部２６は、暗号化された圧縮用定義テーブルと、暗号化された分割更新データの各々とをゲートウェイ装置３０に送信する。この際、送信部２６は、分割前の更新データの並び順で、暗号化された分割更新データの各々を分割単位でゲートウェイ装置３０に順次送信する。送信方法は、特に限定されず、通信バスによる有線通信を利用した方法でも良いし、無線通信を利用した方法でも良い。なお、分割更新データを圧縮して送信する場合は、ゲートウェイ装置で伸張処理を行うために必要な圧縮用定義テーブルを先に送信する。

なお、本実施形態では、分割更新データに対して圧縮処理及び暗号化処理の両方を施した後に暗号化された分割更新データをゲートウェイ装置３０に送信する例を説明したが、圧縮処理及び暗号化処理の一方または両方を省略しても良いし、送信前の処理に圧縮処理及び暗号化処理以外の処理を追加しても良い。

ゲートウェイ装置３０は、複数の通信バス６１を中継する中継機器である。図１に示すように、ゲートウェイ装置３０は、受信部３１と、復号部３２と、伸張部３３と、送信部３４と、受信用バッファ３５と、復号用バッファ３６と、伸張用バッファ３７とを含む。受信用バッファ３５、復合用バッファ３６及び伸張用バッファ３７は、データを一時的に格納する記憶領域であり、それぞれ別のメモリ内に設けられる記憶領域でも良いし、１つのメモリ内に設けられる別の記憶領域であっても良い。

受信部３１は、更新装置２０から暗号化された圧縮用定義テーブルと、暗号化された分割更新データとを受信し、受信したデータを受信用バッファ３５に蓄積する。より詳細には、受信部３１は、更新装置２０から暗号化された分割更新データを受信すると、受信した分割更新データを分割単位で受信用バッファに蓄積する。

復号部３２は、復号用バッファ３６を作業領域として用い、受信用バッファ３５に蓄積されたデータを復号する。具体的に、復号部３２は、受信用バッファ３５から暗号化された圧縮用定義テーブルを取得し、復号処理を施すことにより圧縮用定義テーブルを生成する。また、復号部３２は、受信用バッファ３５から、受信部３１が受信した順に、暗号化された分割更新データの１つを取得し、復号処理を施すことにより、圧縮された分割更新データの１つ生成する。復号部３２は、復号処理を、受信用バッファ３５に格納された、全ての暗号化された分割更新データに対して行う。尚、復号部３２が受信用バッファ３５からデータを取得すると、取得したデータは受信用バッファ３５から削除される。

伸張部３３は、復号部３２によって復号された圧縮用定義テーブルを用いて、復号された分割更新データを伸張する。伸張部３３は、この伸張処理を伸張用バッファ３７を作業領域として用いて行う。具体的に、伸張部３３は、復号部３２によって復号された、圧縮された分割更新データの１つを取得し、伸張処理を施すことにより、分割更新データを生成する。例えば、伸張部３３は、前述したハフマン符号を利用した圧縮用定義テーブルに基づいて、１つの圧縮された分割更新データにおける各ハフマン符号を、対応する１Ｂｙｔｅのデータに置き換えることによって、圧縮された分割更新データを伸張することができる。

送信部３４は、伸張部３３によって生成された分割更新データの各々を、通信バス６１を介して更新対象のＥＣＵ４０に対して分割単位で送信する。

更新対象のＥＣＵ４０は、送信部３４から分割更新データを受信すると、メモリ（図示省略）に保持されている制御プログラムを書き換える。更新対象のＥＣＵ４０が全ての分割更新データを受信すると、制御プログラムの更新が完了する。なお、ＥＣＵ４０は、例えば更新モードと制御動作モードとがあり、更新モードの場合に、制御プログラムを更新することができる仕様の機器でも良い。ＥＣＵ４０がこの仕様の機器の場合、更新対象のＥＣＵ４０は、更新モードの状態で、制御プログラムを更新する。

［ネットワークシステムの動作］
次に、図３、図４を参照して、ネットワークシステム１の動作について説明する。

＜更新装置の動作＞
まず、図３を参照して、更新装置２０の動作について説明する。図３は、更新装置２０の動作を説明するためのフローチャートである。

まず、ステップＳ３１において、例えばサービスマンによって、更新対象のＥＣＵ４０が指定され、更新データが入力部２１に入力される。その後、処理はステップＳ３２に進む。

続いて、ステップＳ３２において、解析部２２が、更新データのデータ並びを解析し、分割更新データの各々を圧縮するために利用される圧縮用定義テーブルを生成する。その後、処理はステップＳ３３に進む。

続いて、ステップＳ３３において、分割部２３が、更新データサイズＤＢ２７に基づいて、更新対象のＥＣＵ４０が接続されている通信バス６１で使用される通信フレームで送信可能なデータの最大サイズ毎に、更新データを分割する。その後、処理はステップＳ３４に進む。

続いて、ステップＳ３４において、圧縮部２４が、ステップＳ３２において生成された圧縮用定義テーブルに基づいて、分割更新データの各々を圧縮する。その後、処理はステップＳ３５に進む。

続いて、ステップＳ３５において、暗号化部２５が、圧縮された分割更新データの各々、及び圧縮用定義テーブルを暗号化する。その後、処理はステップＳ３６に進む。

続いて、ステップＳ３６において、送信部２６が、暗号化された圧縮用定義テーブルと、暗号化された分割更新データの各々とをゲートウェイ装置３０に送信して、本フローが終了する。

＜ゲートウェイ装置の動作＞
次に、図４を参照して、ゲートウェイ装置３０の動作について説明する。図４は、ゲートウェイ装置３０の動作を説明するためのフローチャートである。図４のフローチャートは、例えば、受信部３１が、暗号化された圧縮用定義テーブルと、暗号化された分割更新データの１つとを受信して、受信用バッファ３５に格納した際に開始される。

まず、ステップＳ４１において、復号部３２が、受信用バッファ３５から暗号化された圧縮用定義テーブルを取得し、取得した暗号化された圧縮用定義テーブルを復号する。その後、処理はステップＳ４２に進む。

ステップＳ４２において、復号部３２が、受信部３１が受信した順に、暗号化された分割更新データの１つを、受信用バッファ３５から取得して、復号用バッファ３６に格納する。そして、復号部３２が、復号用バッファ３６に格納した１つの暗号化された分割更新データを復号する。その後、処理はステップＳ４３に進む。

続いて、ステップＳ４３において、伸張部３３が、復号部３２が復号した１つの圧縮された分割更新データを伸張用バッファ３７に一時的に格納する。そして、伸張部３３が、伸張用バッファ３７に格納した１つの圧縮された分割更新データを、圧縮用定義テーブルに基づいて伸張する。その後、処理はステップＳ４４に進む。

続いて、ステップＳ４４において、送信部３４が、伸張部３３によって伸張された１つの分割更新データを更新対象のＥＣＵ４０に送信する。その後、処理はステップＳ４５に進む。

ステップＳ４５において、送信部３４が、最後の分割更新データを更新対象のＥＣＵ４０に送信したか否かを判定する。ステップＳ４５の判定がＮｏの場合、ステップＳ４２に戻り、ステップＳ４５の判定がＹｅｓの場合、本フローが終了する。

［実施の形態の作用及び効果］
本実施の形態に係るネットワークシステム１では、更新装置２０が更新データを所定サイズに分割した後は、分割単位で、圧縮・暗号化処理と、ゲートウェイ装置３０へ更新データの送信と、ゲートウェイ装置における復号・伸張処理と、更新対象のＥＣＵ４０への更新データの送信とを行う。このように、本実施の形態では、ゲートウェイ装置３０は、復号用バッファ３６及び伸張用バッファ３７に、圧縮や暗号化がされた更新データを分割単位で一時的に格納すれば良く、圧縮や暗号化がされた全ての更新データを一時的に格納する必要はない。このため、例えば更新データのデータサイズが大きい場合などであっても、ゲートウェイ装置３０の復号用バッファ３６及び伸張用バッファ３７の容量不足を回避することができる。

また、ゲートウェイ装置３０が更新装置２０から受信する更新データは、更新対象のＥＣＵ４０が接続されている通信バス６１で使用される通信フレームで送信可能なデータの最大サイズ毎に分割されている。これにより、ゲートウェイ装置３０は、暗号化された分割更新データを１つ受信する度に、復号・伸張を行って、更新対象のＥＣＵ４０に送信することができる。そして、更新対象のＥＣＵ４０は、分割された更新データに基づいて、制御プログラムを更新する。このように、本実施の形態では、ゲートウェイ装置３０が圧縮・暗号化された更新データを全て受信するのを待つことなく更新を開始することができるため、更新データのデータサイズが大きい場合であっても、更新時間の長時間化を抑制することができる。

［変形例］
次に、図５を参照して変形例について説明する。図５は、変形例に係るネットワークシステム２のブロック図である。変形例では、更新装置２００が、更新データに加えて、伸張部３３０が伸張する際に参照する送信用定義テーブルも分割して、ゲートウェイ装置３００に送信する。変形例では、解析部２２０、分割部２３０、暗号化部２５０、復号部３２０、及び伸張部３３０の機能が実施の形態と異なる。以下では、実施の形態と異なる点を説明し、実施の形態と同様の部分は、説明を省略する。

解析部２２０は、実施の形態に係る解析部２２の機能に加えて、圧縮用定義テーブルの先頭部分に、圧縮用定義テーブルのデータサイズ情報を含ませる。

分割部２３０は、実施の形態に係る分割部２３の機能に加えて、以下で説明する機能を有している。分割部２３０は、解析部２２０が生成した圧縮用定義テーブルを１つコピーして、ゲートウェイ装置３００に送信する送信用定義テーブルと、圧縮部２４が分割更新データの各々を圧縮するために利用する圧縮用定義テーブルとの２つの定義テーブルを用意する。続いて、分割部２３０は、送信用定義テーブルが所定のデータサイズとなるように、送信用定義テーブルにパティングデータを加える。所定のデータサイズは、更新データサイズＤＢから取得した、更新対象のＥＣＵ４０が接続される通信バス６１における通信フレームが送信可能なデータの最大サイズの倍数となるように、元の送信用定義テーブルのデータサイズに基づいて適宜設定される。続いて、分割部２３０は、パティングデータが加えられた送信用定義テーブルを、更新データサイズＤＢから取得した最大サイズ毎に分割する。

暗号化部２５０は、圧縮された分割更新データの各々に加えて、分割された送信用定義テーブルの各々を暗号化する。

復号部３２０は、受信部３１の受信順に、暗号化され分割された送信用定義テーブルの１つを受信用バッファ３５から取得し復号用バッファ３６に格納して復号する。復号部３２０は、この復号処理を、受信用バッファ３５に格納された全ての暗号化され分割された送信用定義テーブルについて行う。

伸張部３３０は、最初に受信した１つの分割された送信用定義テーブルの先頭部分に格納された圧縮用定義テーブル（送信用定義テーブル）のデータサイズ情報を取得する。伸張部３３０は、圧縮用定義テーブル（送信用定義テーブル）のデータサイズ情報に基づいて、復号部３２０から受信した分割された送信用定義テーブルから、定義テーブルのデータサイズ分のデータを取得する。これにより、伸張部３３０は、パティングデータが除かれた送信用定義テーブルを復元する。伸張部３３０は、復元した送信用定義テーブルに基づいて、順次、圧縮された分割更新データの伸張を行う。

変形例によれば、定義テーブルのデータサイズが大きい場合であっても、ゲートウェイ装置３００は、復号用バッファ３６に暗号化され分割された定義テーブルを一時的に格納させれば良く、復号用バッファ３６に全ての暗号化された定義テーブルを一時的に格納させる必要がないため、復号用バッファ３６のバッファ容量不足を回避することができる。

本発明は、ゲートウェイ装置に接続される電子制御装置に対して、ゲートウェイ装置経由で更新データを送信するネットワークシステムなどに適用可能である。

１、２ ネットワークシステム
２０、２００ 更新装置
２３、２３０ 分割部
２６、３４ 送信部
２７ 更新データサイズＤＢ
３０、３００ ゲートウェイ装置（ＧＷ）
３１ 受信部
３６ 復号用バッファ
３７ 伸張用バッファ
４０ 電子制御装置（ＥＣＵ）
６１ 通信バス

Claims (1)

1. 更新装置と、ゲートウェイ装置と、前記ゲートウェイ装置に通信バスを介して接続される電子制御装置とを備え、前記電子制御装置に予め格納されている制御プログラムを更新するための更新データを、前記更新装置が前記ゲートウェイ装置を介して更新対象の前記電子制御装置に送信するネットワークシステムであって、
   前記更新装置は、
   前記通信バスで使用される通信フレームで送信可能なデータの最大サイズ毎に、前記更新データを分割する分割部と、
   前記分割された更新データを圧縮する圧縮部と、
   前記圧縮された更新データを暗号化する暗号化部と、
   前記暗号化された更新データを、前記分割部によって分割された分割単位で前記ゲートウェイ装置に順次送信する第１の送信部と、を備え、
   前記ゲートウェイ装置は、
   受信用バッファと、
   前記第１の送信部から送信された更新データを受信して前記受信用バッファに格納する受信部と、
   少なくとも前記最大サイズの容量を有する復号用バッファと、
   前記受信用バッファに格納された更新データを、前記分割単位で取得して前記復号用バッファに一時的に格納し、前記復号用バッファで復号する復号部と、
   少なくとも前記最大サイズの容量を有する伸張用バッファと、
   前記復号用バッファに格納された復号された更新データを、前記分割単位で取得して前記伸張用バッファに一時的に格納し、前記伸張用バッファで伸張する伸張部と、
   前記伸張用バッファに格納された伸張された更新データを、前記分割単位で取得して前記更新対象の電子制御装置に送信する第２の送信部と、を備える、ネットワークシステム。

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