JP6614096B2 - 中継装置 - Google Patents

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Description

本開示は、中継装置に関する。
例えば、特許文献1には、中継装置において、省電力動作時には、WAN側無線LAN接続部、WAN側携帯電話接続部、記憶部および制御部を休止状態とし、LAN側無線LAN接続部と接続要求検出部のみを動作させる点が記載されている。接続要求検出部は、省電力動作時に、LAN側無線LAN接続部を介して無線LAN端末からの接続要求を受信するか否かを監視する。接続要求検出部は、無線LAN端末からの接続要求を受信した場合に、制御部およびその他の休止中の各部を起動させて通常動作に移行する。
特開2012−10261号公報
しかしながら、上記技術では、省電力動作時に、データの送受信が行われていないにもかかわらず、データの送受信を行うLAN側無線LAN接続部が動作しており、電力消費の低減が不十分であるという問題があった。
本開示は、中継装置の消費電力を抑制する技術を提供する。
本開示の中継装置(11)は、複数のポート(P1〜P5)と、スイッチ部(31)と、複数のPHY部(Y1〜Y5)と、第一制御部(37)と、第二制御部(38)と、を備える。
複数のポートのそれぞれは、フレームが送受信される。
スイッチ部は、中継処理を実行する中継実行部を有する。中継処理は、複数のポートの何れかを介して受信したフレームである受信フレームの宛先に基づき、複数のポートの何れかを受信フレームの中継先として選択し、選択された通信部から、受信フレームを送信する処理である。スイッチ部は、中継実行部が中継処理を実行可能な状態である第一起動状態と中継実行部が中継処理を実行不可能な状態である第二休止状態とで切り替え可能である。
PHY部は複数存在し、各PHY部が複数のポートのそれぞれに対応して設定される。
PHY部は、受信機能と送信機能とを実行する通信実行部を有する。受信機能は、ポートから入力される通信信号を受信データに変換してスイッチ部に出力する機能である。送信機能は、スイッチ部から送信されたデータを通信線上で伝送される通信信号に変換してポートへ出力する機能である。PHY部は、通信実行部が受信機能と送信機能とを実行可能な状態である第二起動状態と通信実行部が受信機能と送信機能とを実行不可能な状態である第二休止状態とで切り替え可能である。
第一制御部は、スイッチ部が第一休止状態にあり且つ複数のPHY部のそれぞれが第二休止状態にある場合に、フレームが検出されたポートに対応するPHY部を第二休止状態から第二起動状態へ移行させる。
第二制御部は、スイッチ部が第一休止状態にあり且つ複数のPHY部のそれぞれが第二休止状態にある場合に、複数のPHY部の何れかが第二休止状態から第二起動状態に移行すると、スイッチ部を第一休止状態から第一起動状態に移行させる。
このような構成によれば、データの送受信が開始されると、PHY部およびスイッチ部が休止状態から起動状態に移行する。このため、省電力動作時であって、データの送受信が行われていない場合には、スイッチ部とともに、データの送受信を行う複数のPHY部を起動状態から休止状態に移行させることができるので、その分電力消費を低減させることができる。
したがって、中継装置の消費電力を抑制することができる。
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
通信ネットワークの構成を表す構成図である。 グループテーブルを表す説明図である。 ウェイクアップ処理_1を表すフローチャートである。 ウェイクアップ処理_2を表すフローチャートである。 ウェイクアップ処理_3を表すフローチャートである。 ウェイクアップ処理_4を表すフローチャートである。 ウェイクアップ処理_5を表すフローチャートである。 スリープ処理_1を表すフローチャートである。 スリープ処理_2を表すフローチャートである。
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
[実施形態]
[1.構成]
図1に示す通信ネットワーク1は、例えば乗用車等の車両に搭載されたイーサネットネットワークであり、車両内の通信システムを構成している。イーサネットは、登録商標である。
図1に示すように、通信ネットワーク1は、中継装置11,12と、ECU21〜28と、を備える。ECUは、Electronic Control Unitの略であり、電子制御装置のことである。
中継装置11,12は、ECU21〜28間の通信を中継するイーサネットスイッチとしての機能を備える。中継装置11,12は、何れも同様の構成を有するため、以下では、中継装置11について説明する。
中継装置11は、フレームが送受信される5つのポートP1〜P5を備える。中継装置11のポートP1〜P4には、通信線を介してECU21〜24がそれぞれ接続されている。中継装置11のポートP5には、通信線を介して中継装置12のポートP5が接続されている。
中継装置11は、iが1〜5を表すこととして、ポートPi毎に、PHY部Yiを備える。ポートPiとPHY部Yiとは、通信線で接続されている。PHY部Yiは、送信機能を備える。送信機能は、スイッチ部31からの送信データを、通信線上で伝送される通信信号に変換して当該PHY部に対応するポートへ出力する機能である。PHY部Yiは、受信機能を備える。受信機能は、当該PHY部に対応するポートから入力される通信信号を受信データに変換してスイッチ部31に出力する機能である。PHY部Yiは、トランシーバとして機能するハードウェア回路である。PHYは、Physical layerの略である。
各PHY部Yiは、受信機能と送信機能を行う通信実行部Tiを有する。各PHY部Yiは、通信実行部Tiが受信機能と送信機能とを実行可能な起動状態と通信実行部Tiが受信機能と送信機能とを実行不可能な休止状態とで切り替え可能である。各PHY部は、休止状態である場合に休止状態から起動状態へ移行する旨の指示を受けると休止状態から起動状態へ移行し、起動状態である場合に起動状態から休止状態へ移行する旨の指示を受けると起動状態から休止状態へ移行する機能を有する。PHY部の休止状態は第二休止状態に該当し、PHY部の起動状態は第二起動状態に該当する。各PHY部Yiは、休止状態から起動状態に移行した場合に、その旨を示す信号である起動状態信号を後述するスイッチ制御部38に送信する機能を有する。
中継装置11は、スイッチ部31を備える。スイッチ部31は、中継処理を行う。中継処理は、イーサネット規格に従った中継のための処理である。より具体的には、中継処理は、複数のポートの何れかを介して受信したフレームの宛先に基づき、複数のPHY部の何れかを受信フレームの中継先として選択し、選択されたPHY部から、受信フレームを送信する処理である。受信フレームには当該フレームの宛先に関する情報が格納されており、スイッチ部31は、この情報を参照することにより、当該フレームの宛先となるECUを特定することができる。
スイッチ部31は、中継処理を実行する中継実行部31Aを有する。スイッチ部31は、中継実行部31Aが中継処理を実行可能な起動状態と中継実行部31Aが中継処理を実行不可能な休止状態とで切り替え可能である。スイッチ部31は、休止状態である場合に休止状態から起動状態へ移行する旨の指示を受けると休止状態から起動状態へ移行し、起動状態である場合に起動状態から休止状態へ移行する旨の指示を受けると起動状態から休止状態へ移行する機能を有する。スイッチ部31の休止状態は第一休止状態に該当し、スイッチ部31の起動状態は第一起動状態に該当する。
スイッチ部31は、PHY部に対して第三起動指令を送信する機能を有する。第三起動指令は、PHY部に対して休止状態から起動状態に切り替わるよう要求する旨の信号である。
スイッチ部31は、中継装置11に接続されるECU21〜24のそれぞれが休止状態または起動状態の何れであるかを記憶する機能を有する。
スイッチ部31は、ポートPiおよびPHY部Yi毎に、バッファBiを備える。PHY部YiとバッファBiとは、通信線で接続されている。バッファBiにおける一部の領域は、受信データが格納される受信バッファとして使用される。また、バッファBiの領域のうち、受信バッファとは異なる領域の一部又は全部は、送信データが格納される送信バッファとして使用される。
スイッチ部31には、MACアドレステーブルおよびグループテーブルが記憶されている。MACアドレステーブルには、その中継装置における各ポートについて、そのポートの先に接続されている装置のMACアドレスが登録されている。グループテーブルには、図2に示すように、予め設定されたグループ毎に属するノードが登録されている。例えば、グループAには、ECU1−1、ECU1−2、ECU1−3、ECU2−1、およびECU2−2が属するといった具合である。
スイッチ部31は、例えば、多数の論理回路を含むデジタル回路によって構成されるが、デジタル回路とアナログ回路の組合せによって実現されても良い。また、スイッチ部31は、CPUと、RAM、ROM、フラッシュメモリ等の半導体メモリと、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成されても良い。この場合、スイッチ部31の各種機能は、CPUが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、上記半導体メモリが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。また、スイッチ部31を構成するマイクロコンピュータの数は1つでも複数でも良い。
中継装置11は、通信データ検出部37を備える。通信データ検出部37は、ポートPiとPHY部Yiとを接続する5本の通信線のそれぞれに接続されている。通信データ検出部37は、PHY部Yiの何れかに送信されたフレームを検出する。通信データ検出部37は、PHY部Yiに通信線を介して接続されている。通信データ検出部37は、フレームが検出されたポートに対応するPHY部に対して、第一起動指令を送信する機能を有する。第一起動指令は、PHY部に対して休止状態から起動状態に切り替わるよう要求する旨の信号である。
通信データ検出部37は、第一制御部に該当する。
中継装置11は、スイッチ制御部38を備える。スイッチ制御部38は、PHY部Yiのそれぞれに通信線を介して接続されている。スイッチ制御部38は、スイッチ部31に通信線を介して接続されている。スイッチ制御部38は、スイッチ部31に第二起動指令を送信する機能を有する。第二起動指令は、スイッチ部31に対して休止状態から起動状態に切り替わるよう要求する旨の信号である。
スイッチ制御部38は、第二制御部に該当する。
[2.処理]
中継装置11が実行する処理について、図3〜図9のフローチャートを用いて説明する。
[2.1.ウェイクアップ処理_1]
通信データ検出部37が実行するウェイクアップ処理_1について、図3のフローチャートを用いて説明する。
ウェイクアップ処理_1は、中継装置11の電源がオンである場合に、繰り返し実行される。
最初のステップS110では、通信データ検出部37が、ポートの何れかでフレームを検出したか否かを判断する。一例を挙げると、通信データ検出部37が、フレームの直前に送信されるプリアンブルを検出した場合に、ポートでフレームを検出したと判断するといった具合である。フレームを検出したと判断された場合には、S120に移行する。フレームを検出していないと判断された場合には、S110を繰り返し実行することにより、フレームを検出したと判断されるまで待機する。
S120では、通信データ検出部37が、フレームが検出されたポートに対応するPHY部を特定し、特定したPHY部に第一起動指令を送信する。
その後、本処理を終了する。
[2.2.ウェイクアップ処理_2]
PHY部が実行するウェイクアップ処理_2について、図4のフローチャートを用いて説明する。
ウェイクアップ処理_2は、中継装置11の電源がオンであり、PHY部が休止状態であるときに、PHY部毎に実行される。
最初のステップS210では、PHY部が、第一起動指令を受信したか否かを判断する。第一起動指令を受信したと判断された場合には、S220に移行する。第一起動指令を受信していないと判断された場合には、S210を繰り返し実行することにより、第一起動指令を受信したと判断されるまで待機する。
S220では、PHY部が、休止状態から起動状態に切り替わる。その後、S230に移行する。
S230では、PHY部が、フレームを受信したか否かを判断する。フレームを受信したと判断された場合には、S240に移行する。フレームを受信していないと判断された場合には、S230を繰り返し実行することにより、フレームを受信したと判断されるまで待機する。
S240では、PHY部が、起動状態信号をスイッチ制御部38に送信する。その後、S250に移行する。
S250では、PHY部が、受信したフレームをスイッチ部31に転送する。その後、本処理を終了する。
[2.3.ウェイクアップ処理_3]
スイッチ制御部38が実行するウェイクアップ処理_3について、図5のフローチャートを用いて説明する。
ウェイクアップ処理_3は、中継装置11の電源がオンであるときに繰り返し実行される。
最初のステップS310では、スイッチ制御部38が、起動状態信号を受信したか否かを判断する。起動状態信号を受信したと判断された場合には、S320に移行する。起動状態信号を受信していないと判断された場合には、S310を繰り返し実行することにより、起動状態信号を受信したと判断されるまで待機する。
S320では、スイッチ制御部38が、第二起動指令をスイッチ部31に送信する。その後、本処理を終了する。
[2.4.ウェイクアップ処理_4]
スイッチ部31が実行するウェイクアップ処理_4について、図6のフローチャートを用いて説明する。
ウェイクアップ処理_4は、中継装置11の電源がオンであり、スイッチ部31が休止状態であるときに実行される。
最初のステップS410では、スイッチ部31が、第二起動指令を受信したか否かを判断する。第二起動指令を受信したと判断された場合には、S420に移行する。第二起動指令を受信していないと判断された場合には、S410を繰り返し実行することにより、第二起動指令を受信したと判断されるまで待機する。
S420では、スイッチ部31が、休止状態から起動状態に切り替わる。その後、S430に移行する。
S430では、スイッチ部31が、グループテーブルを参照して、フレームの宛先となるECUと同一のグループに属するすべてのECUを特定し、特定したECUが自中継装置のポートに接続されている場合は、そのポートに通信線を介して接続されるPHY部宛に、第三起動指令を送信する。また、ECUが他の中継装置のポートに接続されている場合は、該他の中継装置との接続に使用されているポートに、通信線を介して接続されるPHY部宛に、第三起動指令を送信する。その後、S440に移行する。
S440では、スイッチ部31が、フレームを受信したか否かを判断する。フレームを受信したと判断された場合には、S450に移行する。フレームを受信していないと判断された場合には、S440を繰り返し実行することにより、フレームを受信したと判断されるまで待機する。
S450では、スイッチ部31が、受信したフレームを転送する中継処理を実行する。その後、本処理を終了する。
[2.5.ウェイクアップ処理_5]
PHY部が実行するウェイクアップ処理_5について、図7のフローチャートを用いて説明する。
ウェイクアップ処理_5は、中継装置11の電源がオンであり、PHY部が休止状態であるときに、PHY部毎に実行される。
最初のステップS510では、PHY部が、第三起動指令を受信したか否かを判断する。第三起動指令を受信したと判断された場合には、S520に移行する。第三起動指令を受信していないと判断された場合には、S510を繰り返し実行することにより、第三起動指令を受信したと判断されるまで待機する。
S520では、PHY部が、休止状態から起動状態に切り替わる。その後、本処理を終了する。
[2.5.スリープ処理_1]
PHY部が実行するスリープ処理_1について、図8のフローチャートを用いて説明する。
スリープ処理_1は、中継装置11の電源がオンであり、PHY部が起動状態であるときに、PHY部毎に実行される。
最初のステップS610では、PHY部が、スイッチ部31から休止指令を受信したか否かを判断する。休止指令は、起動状態から休止状態に切り替わるよう要求する旨の信号である。休止指令を受信したと判断された場合には、S620に移行する。休止指令を受信していないと判断された場合には、S610を繰り返し実行することにより、休止指令を受信したと判断されるまで待機する。
S620では、PHY部が、起動状態から休止状態に切り替わる。その後、本処理を終了する。
[2.6.スリープ処理_2]
スイッチ部31が実行するスリープ処理_2について、図9のフローチャートを用いて説明する。
スリープ処理_2は、中継装置11の電源がオンであり、スイッチ部31が起動状態であるときに実行される。
最初のステップS710では、スイッチ部31が、休止通知を受信したか否かを判断する。休止通知は、ECUが、自装置が起動状態から休止状態に移行することを通知する旨の情報を格納したフレームである。休止通知は、予め設定された内容のフレームの一例である。休止通知を受信したと判断された場合には、S720に移行する。休止通知を受信していないと判断された場合には、S710を繰り返し実行することにより、休止通知を受信したと判断されるまで待機する。
S720では、スイッチ部31が、グループテーブルを参照して、フレームの送信元となるECUと同一のグループに属するECUを特定し、特定したECUに通信線を介して接続されるPHY部宛に休止指令を送信する。その後、S730に移行する。
S730では、スイッチ部31が、中継装置11が備えるすべてのPHY部が休止状態になっているか否かを判断する。中継装置11が備えるすべてのPHY部が休止状態になっていると判断された場合には、S740に移行する。中継装置11が備えるすべてのPHY部のうちの一つ以上のPHY部が起動状態になっていると判断された場合には、本処理を終了する。
S740では、スイッチ部31が、起動状態から休止状態に切り替わる。その後、本処理を終了する。
[3.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、通信データ検出部37は、スイッチ部31が休止状態にあり且つすべてのPHY部のそれぞれが休止状態にある場合に、フレームを検出した場合には、フレームが検出されたポートに対応するPHY部に第一起動指令を送信する。第一起動指令を受信したPHY部は、休止状態から起動状態に切り替わり、起動状態信号をスイッチ制御部38に送信する。起動状態信号を受信したスイッチ制御部38は、第二起動指令をスイッチ部31に送信する。第二起動指令を受信したスイッチ部31は、休止状態から起動状態に切り替わる。
このように、データの送受信が開始されると、PHY部Yiおよびスイッチ部31が休止状態から起動状態に移行する。このため、省電力動作時であって、データの送受信が行われていない場合には、スイッチ部31とともに、PHY部Yiを起動状態から休止状態に移行させることができるので、その分電力消費を低減させることができる。
したがって、中継装置11,12の消費電力を抑制することができる。
[4.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
(1)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
(2)上述した中継装置の他、当該中継装置を構成要素とする通信システム、当該中継装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、中継方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
1…通信ネットワーク、11,12…中継装置、21,22,23,24,25,26,27,28…ECU、31…スイッチ部、31A…中継実行部、37…通信データ検出部、38…スイッチ制御部、B1,B2,B3,B4,B5…バッファ、T1,T2,T3,T4,T5…通信実行部、P1,P2,P3,P4,P5ポートY1,Y2,Y3,Y4,Y5…PHY部。

Claims (6)

  1. フレームが送受信される複数のポート(P1〜P5)と、
    前記複数のポートの何れかを介して受信したフレームである受信フレームの宛先に基づき、前記複数のポートの何れかを前記受信フレームの中継先として選択し、選択された前記ポートから、前記受信フレームを送信する中継処理を実行する中継実行部を有し、前記中継実行部が前記中継処理を実行可能な状態である第一起動状態と前記中継実行部が前記中継処理を実行不可能な状態である第一休止状態とで切り替え可能なスイッチ部(31)と、
    前記ポートから入力される通信信号を受信データに変換して前記スイッチ部に出力する受信機能と前記スイッチ部から送信されたデータを通信線上で伝送される通信信号に変換して前記ポートへ出力する送信機能とを実行する通信実行部を有し、前記通信実行部が前記受信機能と前記送信機能とを実行可能な状態である第二起動状態と前記通信実行部が前記受信機能と前記送信機能とを実行不可能な状態である第二休止状態とで切り替え可能なPHY部であって、前記複数のポートのそれぞれに対応して設定される複数のPHY部(Y1〜Y5)と、
    前記スイッチ部が前記第一休止状態にあり且つ前記複数のPHY部のそれぞれが前記第二休止状態にある場合に、前記フレームが検出された前記ポートに対応する前記PHY部を前記第二休止状態から前記第二起動状態へ移行させる第一制御部(37)と、
    前記スイッチ部が前記第一休止状態にあり且つ前記複数のPHY部のそれぞれが前記第二休止状態にある場合に、前記複数のPHY部の何れかが前記第二休止状態から前記第二起動状態に移行すると、前記スイッチ部を前記第一休止状態から前記第一起動状態に移行させる第二制御部(38)と、を備える
    中継装置(11)。
  2. 請求項1に記載の中継装置であって、
    前記スイッチ部は、前記フレームの宛先となるノード(21〜24)と同一のグループに属するノード(21〜28)を特定し、特定したノードに通信線を介して接続される前記PHY部を前記第二休止状態から前記第二起動状態へ移行させる
    中継装置。
  3. 請求項2に記載の中継装置であって、
    前記スイッチ部は、予め設定されたグループ毎に属するノードが登録されるグループテーブルを記憶し、前記グループテーブルを参照して、前記第二休止状態から前記第二起動状態へ移行させる前記PHY部を決定する
    中継装置。
  4. 請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の中継装置であって、
    前記スイッチ部は、予め設定された内容のフレームを受信した場合には、前記フレームを検出した前記ポートと通信線を介して接続されるノードと同一のグループに属するノードを特定し、特定したノードに通信線を介して接続される前記PHY部を前記第二起動状態から前記第二休止状態へ移行させる
    中継装置。
  5. 請求項4に記載の中継装置であって、
    前記スイッチ部は、予め設定されたグループ毎に属するノードが登録されるグループテーブルを記憶し、前記グループテーブルを参照して、前記第二起動状態から前記第二休止状態へ移行させる前記PHY部を決定する
    中継装置。
  6. 請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の中継装置であって、
    前記スイッチ部は、当該中継装置が備える前記複数のPHY部のすべてが第二休止状態である場合には、前記第一起動状態から前記第一休止状態に切り替わる
    中継装置。
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