JP7044081B2 - In-vehicle communication system - Google Patents
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Description
本発明は、車両等に搭載される通信システムに関する。 The present invention relates to a communication system mounted on a vehicle or the like.
車両には、複数のECU(Electronic Control Unit)と呼ばれる車載機器と、ECUが接続された中継装置とを備える通信システムが搭載されている。通信システムにおいてECUは、中継装置を介して互いに通信を行う。このような通信システムにおいて、一例として、イーサネット(登録商標)規格を採用し、中継装置としてスイッチングハブを用いることができる。 The vehicle is equipped with a communication system including a plurality of in-vehicle devices called ECUs (Electronic Control Units) and a relay device to which the ECUs are connected. In the communication system, the ECUs communicate with each other via the relay device. In such a communication system, as an example, an Ethernet (registered trademark) standard can be adopted, and a switching hub can be used as a relay device.
スイッチングハブにおいては、受信したメッセージをいったんバッファに記憶し、メッセージの優先度等に応じて決定した順序で、メッセージを送信することが行われる。非特許文献1は、メッセージの送信順序を決定する一方式である重み付けラウンドロビン方式の評価手法を開示している。 In the switching hub, the received messages are temporarily stored in the buffer, and the messages are transmitted in the order determined according to the priority of the messages and the like. Non-Patent Document 1 discloses an evaluation method of a weighted round robin method, which is a method of determining the transmission order of messages.
スイッチングハブは、バッファに記憶したメッセージを順次送信先のECUに送信し、送信済みのメッセージをバッファから消去するが、同時に多くのメッセージを受信すると、バッファのサイズが不足して、受信したメッセージを全て記憶できず、メッセージを喪失するおそれがある。そのため、メッセージの喪失を防ぐためには、バッファのサイズを十分に大きくする必要がある。しかし、バッファのサイズを大きくすると、スイッチングハブのコストが高くなる。 The switching hub sequentially sends the messages stored in the buffer to the destination ECU and erases the sent messages from the buffer. However, when many messages are received at the same time, the size of the buffer becomes insufficient and the received messages are sent. Not all can be remembered and there is a risk of losing the message. Therefore, it is necessary to increase the size of the buffer sufficiently to prevent message loss. However, increasing the size of the buffer increases the cost of the switching hub.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、スイッチングハブにおけるメッセージ喪失を抑制しつつコストを低減した車載用通信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an in-vehicle communication system that suppresses message loss in a switching hub and reduces costs.
上記課題を解決するために、本発明の一局面は、スイッチングハブと、スイッチングハブに接続され、互いに通信可能な複数のECUとを備える、車載用通信システムであって、複数のECUの各々は、他のECUのいずれかに送信するメッセージを生成するメッセージ生成部と、他のECUと通信を行う通信部と、通信部による他のECUとの通信を制御し、また、メッセージを送信するタイミングを決定する通信制御部とを含み、通信制御部は、所定の調停期間内に、メッセージの優先度を特定する情報であるメッセージ情報を生成し、他のECUの各々に自ECUのメッセージ情報を送信し、他のECUの各々から当該他のECUのメッセージ情報を受信し、自ECUおよび他のECUのメッセージ情報に基づいて、他のECUと共通の規則に従って、メッセージを送信するタイミングを、調停期間後の所定の通信期間内で、少なくとも一部が互いに重複しないように決定する、車載用通信システムである。 In order to solve the above problems, one aspect of the present invention is an in-vehicle communication system including a switching hub and a plurality of ECUs connected to the switching hub and capable of communicating with each other, each of the plurality of ECUs. , A message generation unit that generates a message to be transmitted to any of the other ECUs, a communication unit that communicates with the other ECU, and a timing for controlling communication between the communication unit and the other ECU and transmitting a message. The communication control unit includes the communication control unit for determining the above, and the communication control unit generates message information which is information for specifying the priority of the message within a predetermined arbitration period, and sends the message information of its own ECU to each of the other ECUs. The timing of transmitting, receiving the message information of the other ECU from each of the other ECUs, and transmitting the message based on the message information of the own ECU and the other ECUs according to the rules common to the other ECUs is arbitrated. It is an in-vehicle communication system that determines that at least a part of the communication system does not overlap with each other within a predetermined communication period after the period.
以上のように、本発明によれば、スイッチングハブにおけるメッセージ喪失を抑制しつつコストを低減した車載用通信システムを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an in-vehicle communication system with reduced costs while suppressing message loss in a switching hub.
本発明に係る通信システムは、スイッチングハブに接続された複数のECUが、各メッセージの送信タイミングを、少なくとも一部が互いに重複しないように決定する。これにより、スイッチングハブが備える、送信未完了のメッセージを一時的に記憶するバッファに要求されるサイズを低減することができる。 In the communication system according to the present invention, a plurality of ECUs connected to a switching hub determine the transmission timing of each message so that at least a part thereof does not overlap with each other. As a result, it is possible to reduce the size required for the buffer provided in the switching hub for temporarily storing untransmitted messages.
(実施形態)
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<構成>
図1に、本実施形態に係る通信システム1の構成の一部を示す。通信システム1は、一例として車両に搭載される。通信システム1は、一例としてイーサネット(登録商標)規格を採用した有線通信システムであり、ECU11~16と、スイッチングハブ20とを含む。ECUの個数は、図1では6個としたが、限定されない。ECU11~16はそれぞれ、スイッチングハブ20と接続されており、スイッチングハブ20経由で互いにメッセージの送受信を行うことができる。スイッチングハブ20は、ECU11~16のそれぞれからメッセージを受信すると、これを内蔵のバッファに記憶する。スイッチングハブ20は、メッセージに含まれる送信先を特定する情報を参照して送信先のECUを特定し、メッセージを特定したECUに送信する。バッファは送信未完了のメッセージの一時記憶用に用いられ、スイッチングハブ20は、メッセージの送信が完了するとバッファからそのメッセージを削除する。
<Structure>
FIG. 1 shows a part of the configuration of the communication system 1 according to the present embodiment. The communication system 1 is mounted on a vehicle as an example. The communication system 1 is a wired communication system adopting an Ethernet (registered trademark) standard as an example, and includes
図2は、ECU11~16の構成を示す機能ブロック図である。ECU11~16は、同等の構成を有し、いずれも、メッセージ生成部101、通信制御部102、メッセージバッファ103、メッセージ情報テーブル104、通信部105を備える。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configurations of
メッセージ生成部101は、他のECUに送信するメッセージを生成する。メッセージ生成部101は、例えば1つ以上のアプリケーションを実行する実行部であり、メッセージはアプリケーションの実行結果として生成される。
The
通信制御部102は、メッセージごとに、そのメッセージの優先度を特定する情報であるメッセージ情報を生成する。メッセージバッファ103は、生成されたメッセージを記憶する記憶部である。通信制御部102は、メッセージをメッセージバッファ103に記憶させる。メッセージ情報テーブル104は、メッセージ情報を記憶する記憶部である。通信制御部102はメッセージ情報をメッセージ情報テーブル104に記憶させる。
The
通信部105は、通信制御部102の制御に従ってメッセージの送信および他のECUからのメッセージの受信を行う。
The
<処理>
以下に、本実施形態に係る処理の詳細を説明する。図3は、1つのECU11の処理を示すフローチャートである。図3を参照して、ECU11の処理および通信システム1全体の処理を説明する。本処理は、例えば、通信システム1の起動中、継続的に実行される。
<Processing>
The details of the process according to this embodiment will be described below. FIG. 3 is a flowchart showing the processing of one
(ステップS101):通信制御部102は、他のECU12~16と時刻の同期を行う。時刻の同期は、通信部105を制御して例えばgptp、NTP等の時刻同期プロトコルを用いた通信により実行できる。この同期処理により、ECU11~16において、後述する送信タイミングの制御を好適に行うことができる。
(Step S101): The
(ステップS102):メッセージ生成部101は、他のECUに送信するメッセージを生成する。また、メッセージ生成部101は、メッセージの送信優先度を決定するのに利用される情報として、例えば、メッセージのデータサイズ、許容される遅延時間、優先度を表す値等を生成する。また、メッセージ生成部101は、通信に必要な情報として例えば送信元や送信先のMACアドレス、IPアドレス等を出力する。
(Step S102): The
通信制御部102は、メッセージに上述の通信に必要な情報等を適宜付加して、メッセージバッファ103に記憶させる。
The
(ステップS103):通信制御部102は、メッセージごとに、上述のメッセージの送信優先度を決定するのに利用される情報を含むメッセージ情報を生成してメッセージ情報テーブル104に記憶させる。ステップS101~S103の処理は、他のECU12~16においてもそれぞれ実行される。
(Step S103): The
(ステップS104):通信システム1においては、調停期間およびその後に続く通信期間の組が繰り返される。通信制御部102は、新たな調停期間が開始されると、メッセージ情報テーブル104を参照してメッセージ情報を取得し、通信部105を制御して取得したメッセージ情報を他のECU12~16に一斉送信する。すなわち、起動後N回目の調停期間またはN回目の通信期間(N=1、2、3、…)において生成されたメッセージについてのメッセージ情報が(N+1)回目の調停期間に一斉送信される。他のECU12~16も同様に自装置のメッセージ情報を一斉送信する。
(Step S104): In the communication system 1, the set of the arbitration period and the subsequent communication period is repeated. When a new arbitration period is started, the
(ステップS105):通信部105は、他のECU12~16から順次それぞれのECUのメッセージ情報を受信する。通信制御部102は、受信したメッセージ情報をメッセージ情報テーブル104に記憶させる。他のECU12~16も同様に受信したメッセージ情報を記憶する。なお、ステップS104、S105においてメッセージ情報を送信する処理および他のECU12~16のいずれかからメッセージ情報を受信する処理の実行順序は限定されない。
(Step S105): The
(ステップS106):通信制御部102は、次の通信期間において、メッセージ情報テーブル104を参照して、自装置であるECU11のメッセージ情報と他装置であるECU12~16のメッセージ情報とを取得して、これらに含まれるデータサイズ、許容される遅延時間、優先度を表す値等に基づき、これらのメッセージ情報に対応するメッセージの送信タイミングを次の通信期間内で、互いに重複しないよう決定する。すなわち(N+1)回目の調停期間内に、生成および取得されたメッセージ情報に対応するメッセージの送信タイミングを(N+1)回目の通信期間内の互いに重複しないタイミングに決定する。他のECU12~16も同様に各メッセージの送信タイミングを決定する。各ECU11~16において、送信タイミングを決定する規則は同一のものが用いられる。また各ECU11~16が記憶するメッセージ情報は、上述のステップS104、S105により、同一である。そのため、各ECU11~16において決定される送信タイミングは同一となる。なお、送信タイミングを決定する規則は限定されず、優先度を表す値に従って決定してもよく、許容される遅延時間の短いものを優先して決定してもよく、サイズの小さいものを優先して決定してもよく、これらを適宜重み付けして決定してもよい。
(Step S106): In the next communication period, the
(ステップS107):通信制御部102は、ステップS106で送信タイミングが決定されたメッセージをメッセージバッファ103から取得し、通信部105を制御して、決定されたタイミングにおいて、取得したメッセージを送信する。他のECU12~16も、同様に決定されたタイミングでメッセージの送信を行う。通信部105が他のECU12~16からメッセージを受信すると、通信制御部102は、受信したメッセージをアプリケーション実行部であるメッセージ生成部101等に通知する。また、通信制御部102は、送信したメッセージをメッセージバッファ103から消去し、送信または受信したメッセージに対応するメッセージ情報をメッセージ情報テーブル104から消去する。他のECU12~16も同様の処理を行う。
(Step S107): The
以降ステップS102~S107の処理が繰り返される。なお、N回目の調停期間またはN回目の通信期間において生成されたメッセージについて、(N+1)回目の調停期間にメッセージ情報が各ECU11~16に共有され、(N+1)回目の通信期間において送信タイミングの決定および送信が実行されれば、ステップS102、S103の処理は、ステップS104~S107の処理とは並列的に実行されてよい。調停期間および通信期間はそれぞれ所定の長さの期間として定めてもよく、あるいは、ステップS104およびS105の完了時に調停期間から通信期間に切り替えたり、ステップS107の完了時に通信期間から調停期間に切り替えたりしてもよい。なお、調停期間および通信期間のいずれかの期間を、所定の長さの期間として予め定めない場合は、ECU11~16は、その期間が終了したことを互いに通知し、期間の切り替えの同期精度を確保してもよい。
After that, the processes of steps S102 to S107 are repeated. Regarding the message generated in the Nth arbitration period or the Nth communication period, the message information is shared with each
(効果)
以上のように、本発明に係る通信システム1は、スイッチングハブ20に接続されたECU11~16が、送信予定のメッセージに基づいて、予め送信タイミングを決定し、決定したタイミングでメッセージを送信する。送信タイミングを、少なくとも一部が重複しないようにずらしておくことで、スイッチングハブ20のバッファが同時に記憶すべきメッセージの数を減らすことができ、バッファサイズを低減することができる。なお、通信期間の長さや、送信タイミングのずらし方やずらし量は、ECU11~16のメッセージのデータサイズや送信頻度、スイッチングハブ20の中継遅延や、バッファサイズの所望低減量、メッセージの衝突回避のための送信間隔等に応じて適宜設計することができる。また、送信予定のメッセージの数が少なく同時に送信してもスイッチングハブ20のバッファが全てのメッセージを記憶できる場合は、送信タイミングを相異ならせなくてもよい。
(effect)
As described above, in the communication system 1 according to the present invention, the
ここで、本発明の効果の一例を説明する。ECU11~16は、いずれも、所定の期間内にサイズ1000バイトの第1メッセージ、サイズ500バイトの第2メッセージ、サイズ100バイトの第3メッセージを他のECUのそれぞれに宛てて送信するものとする。この場合、1つのECU11からは他の5つのECU12~16宛てに合計(1000+500+100)×5=8000バイトのデータが送信される。1つのECU11は、他の5つのECU12~16から合計8000バイトのデータを受信することになる。
Here, an example of the effect of the present invention will be described. Each of the
本発明とは異なり、ECU11~16が同時に連続してこれらのデータを送信する場合、スイッチングハブ20は、ECU11~16に対応する6つのポートのそれぞれに、順次送信すべき合計8000バイトのデータを記憶できるバッファが必要となり、スイッチングハブ20全体で8000×6=48000バイトのバッファサイズが要求される。
Unlike the present invention, when the
これに対して、本発明の上記実施形態にしたがって、ECU11~16が、第1メッセージ、第2メッセージ、第3メッセージをそれぞれ送信するタイミングを相異ならせ、スイッチングハブ20のECU11~16に対応する6つのポートのそれぞれに、送信未完了の2つ以上のメッセージを同時に記憶する必要がないようにすれば、それぞれのポートには、最大サイズのメッセージである第1メッセージの1000バイトのデータを記憶できるバッファがあればよく、スイッチングハブ20全体で1000×6=6000バイトのバッファサイズで十分となる。なお、一般にメッセージ情報のサイズは、最大サイズのメッセージより十分に小さくすることができるため、メッセージ情報の送信のために要求されるバッファサイズは別途考慮しなくてもよい。このように、本発明によれば、同じ通信量であっても、スイッチングハブのバッファサイズを従来に比べて抑制しても、メッセージ喪失を抑制でき、コストを低減した通信システムを提供することができる。
On the other hand, according to the above embodiment of the present invention, the timings at which the
本発明は、通信システムだけでなく、通信システムを構成するECU、ECUのコンピュータが実行するメッセージ送信方法、メッセージ送信プログラムおよびこれを記憶したコンピュータ読み取り可能な非一時的記憶媒体、通信システムを備えた車両等として捉えることが可能である。また、本発明は、車両に搭載される通信システム以外の通信システムにも適用できる。 The present invention includes not only a communication system, but also an ECU constituting the communication system, a message transmission method executed by the computer of the ECU, a message transmission program, a computer-readable non-temporary storage medium that stores the message transmission program, and a communication system. It can be regarded as a vehicle or the like. Further, the present invention can be applied to a communication system other than the communication system mounted on the vehicle.
本発明は、車両等に搭載される通信システムに有用である。 The present invention is useful for communication systems mounted on vehicles and the like.
1 通信システム
11、12、13、14、15、16 ECU
20 スイッチングハブ
101 メッセージ生成部
102 通信制御部
103 メッセージバッファ
104 メッセージ情報テーブル
105 通信部
1
20
Claims (1)
前記複数のECUの各々は、
他のECUのいずれかに送信するメッセージを生成するメッセージ生成部と、
他のECUと通信を行う通信部と、
前記通信部による他のECUとの通信を制御し、また、前記メッセージを送信するタイミングを決定する通信制御部とを含み、
前記通信制御部は、
所定の調停期間内に、前記メッセージの優先度を特定する情報であるメッセージ情報を生成し、他のECUの各々に自ECUの前記メッセージ情報を送信し、他のECUの各々から当該他のECUの前記メッセージ情報を受信し、
自ECUおよび他のECUの前記メッセージ情報に基づいて、他のECUと共通の規則に従って、前記メッセージを送信するタイミングを、前記調停期間後の所定の通信期間内で、少なくとも一部が互いに重複しないように決定する、車載用通信システム。 An in-vehicle communication system including a switching hub and a plurality of ECUs connected to the switching hub and capable of communicating with each other.
Each of the plurality of ECUs
A message generator that generates a message to be sent to any of the other ECUs,
With the communication unit that communicates with other ECUs,
It includes a communication control unit that controls communication with other ECUs by the communication unit and determines a timing at which the message is transmitted.
The communication control unit
Within a predetermined arbitration period, message information that is information for specifying the priority of the message is generated, the message information of the own ECU is transmitted to each of the other ECUs, and each of the other ECUs concerned with the other ECU. Received the above message information of
Based on the message information of the own ECU and other ECUs, the timing of transmitting the message according to the rules common to other ECUs does not overlap with each other at least in a predetermined communication period after the arbitration period. In-vehicle communication system to be determined.
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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