JPH1127297A - 集約配線システム - Google Patents

集約配線システム

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JPH1127297A
JPH1127297A JP9175527A JP17552797A JPH1127297A JP H1127297 A JPH1127297 A JP H1127297A JP 9175527 A JP9175527 A JP 9175527A JP 17552797 A JP17552797 A JP 17552797A JP H1127297 A JPH1127297 A JP H1127297A
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JP
Japan
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communication
wiring system
communication bus
integrated wiring
gate array
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JP9175527A
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Tatsuya Yoshida
龍也 吉田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】回路規模が小さく、種々の通信方式に柔軟に対
応できる集約配線システムを提供する。 【解決手段】各種通信プロトコルを実現するのに、回路
間の結線情報を変更することにより回路構成が変更でき
るフィールド・プログラミング・ゲート・アレイ(以下F
PGA)で構成し、かつその結線情報を必要なときに書き換
える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多重データ伝送の
集約配線システムに係り、特に自動車内の機器を制御す
るに好適な集約配線システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車用におけるシリアルデータ
伝送技術を利用した通信システムとしては、多数の制御
信号配線を1本もしくは数本の信号伝送線に置き換え、
制御信号をシリアル多重データ伝送することにより電波
機器を制御する集約配線システムがある。
【0003】この種の装置としては、例えば特開昭59−
230345号公報に記載されている。また、自動車では内燃
機関の点火時期制御や燃料噴射制御のように高速(例え
ば1ms〜10ms)で多量の情報処理が必要な制御
や、電装品(例えばヘッドランプ,シートモータ,パワ
ーウィンドウモータなど)の制御のように、低速(10
ms〜100ms)で少ない情報処理で良い制御が混在
している。この様なシステムに前記技術のように1つの
通信プロトコルで対応しようとすると、低速な情報処理
で良い部分まで、高速な通信プロトコルを使わなければ
ならないという問題があった。
【0004】また、複数の通信プロトコルに対し、それ
ぞれ通信ICを装着しても、別個な制御を行えば、配線
の簡素化に問題があった。こうした問題を解決するため
特開平6−217373 号公報では、中央制御手段の入出力制
御手段に種々の通信プロトコルを実行できるようにし
て、種々の端末制御手段との通信をフレキシブルに、か
つ、効率よく行うようにしたシステムが提案されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のように
複数の通信プロトコルを実現するのにそれぞれのプロト
コル用の伝送制御プログラムを順次実行するようにして
いるため、通信する必要がないときでも常に動作させて
いるので、通信トラフィックが高くなり、情報量が集中
するような場合に応答性が遅くなったり、実行する手順
がプログラムで決定されるため、その手順を変更すると
きには、プログラムを変更しなければならず汎用性が損
なわれていた。
【0006】また、プログラムで通信手順を変更するこ
とができるが、複数のプロトコルを実現するにはプログ
ラムで変更できる回路もプロトコルの数に応じた数だけ
必要であり、プロトコル数が増えれば回路規模も大きく
なっていた。
【0007】本発明の目的は、回路規模が小さく、種々
の通信方式に柔軟に対応できる集約配線システムを提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、各種通信プ
ロトコルを実現するのに、回路間の結線情報を変更する
ことにより回路構成が変更できるフィールド・プログラ
ミング・ゲート・アレイ(以下FPGA)で構成し、か
つその結線情報を必要なときに書き換えることにより達
成される。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明による集約配線システムに
ついて、図面に基づき詳細に説明する。
【0010】図1は、本発明における集約配線システム
の一実施例である。各種情報を集中管理している中央局
であるLANコントロールユニット1と内燃機関の点火
時期,燃料噴射等の制御演算を行うエンジンコントロー
ルユニット(以下「エンジンc/u」という)200
と、トランスミッションの変速制御を行うオートマティ
ックトランスミッションコントロールユニット(以下
「A/Tc/u」という)201と、ブレーキの制御を
行うアンチブレーキングシステムコントロールユニット
(以下「ABSc/u」という)202等の制御演算を
行うコントロールユニット類と、各種状態を検出するセ
ンサ類400,403等(例えば、エンジンの吸入空気
量を検出する吸入空気量センサ,エンジンの回転数を検
出する回転センサ,車輪速センサ等)と、各種センサの
情報に基づいて前記コントロールユニット類が演算し、
その結果に基づいて動作するアクチュエータ類500,
503等(例えば、点火プラグ,燃料噴射弁,油圧アク
チュエータ等)と、低速な情報処理で制御される端末局
であるローカルコントロールユニット(以下「LCU」
という)類300〜302で構成される。
【0011】低速な情報処理で制御される端末局である
ローカルコントロールユニット(以下「LCU」とい
う)類300〜302は、それぞれ少なくとも1個以上
の通信IC310〜312を有しており、通信バスAを
通じてLANc/uの通信バスAドライバ・レシーバ1
04と接続されている。通信IC310〜312には、
そのLCUの近くにあるスイッチ類(例えば、パワーウ
ィンドウスイッチ,ランプスイッチ,ドア開閉スイッチ
等)と、電装品関係のアクチュエータ類(例えば、パワ
ーウィンドウモータ,ヘッドランプ,ルームランプ,ド
アロックモータ等)が接続されている。
【0012】エンジンc/u200とA/Tc/u20
1とABSc/u202は、少なくとも通信バスCを介
して、情報の送受信をするための通信回路210〜21
2およびその送受信データを基に各種演算を行うCPU221
〜223 から構成されている。各種センサ400,403
にはセンサ部401,404と通信IC402,403を
有しており、センサの信号をデジタル信号に変換し、通
信バスCを介して各制御装置に情報を通信している。ア
クチュエータ501,504は、アクチュエータ部50
1,503と通信IC502,505を有しており、通
信バスCを介して送信されたON/OFF情報でもっ
て、アクチュエータはON/OFFする。診断装置60
0は、通信バスBを介してLANc/u1と接続されて
おり、各種診断を行うように構成されている。
【0013】LANc/u1は、低速(クラスA),中
速(クラスB),高速(クラスC)の全ての通信プロト
コルを有しており、それらの通信により全ての情報を送
受信し、MPU101で集中的に管理している。また、クラス
Aの制御に関する演算もMPU101で行っており、その演算
結果でLCU類のアクチュエータを制御している。次に
クラスAの制御方法について説明する。
【0014】LANc/u1はクラスAの通信プロトコ
ルを使って、LCU1〜n:300〜302と通信を行
う。LCUに対して、各種入力条件によって演算したL
CUのアクチュエータ出力のON/OFF情報を送信
し、各LCUの入力スイッチ情報を受信している。例え
ば、LCU1:300のスイッチがONした情報を受信
し、その情報を基に演算し、LCU2:301のアクチ
ュエータをONさせるデータをLCU2:302に送信
する。
【0015】実際の送受信はLCUの入力データが変化
するとそのLCUは通信バスAにデータを送信し、LA
Nc/u1はそのデータを受信すると、記憶素子(RA
M)の入力テーブルに格納し、MPU101は、その入力テー
ブルの情報でもって、演算を行いその結果を出力テーブ
ルに格納する。演算後の出力テーブルが演算前の出力テ
ーブルに対して変化していれば、変化しているデータに
該当するLCUに対して送信する。送信されたデータは
それぞれ該当するLCUが読み込み、そのデータでLC
Uに接続されているアクチュエータを駆動する。
【0016】次にクラスCの制御方法について説明す
る。クラスCの場合はLANc/u1,エンジンc/u
200,A/Tc/u201,ABSc/u202等
が、それぞれ演算装置(CPU)221〜223を有し
ており、それぞれに、クラスCの通信装置210〜21
2を有している。
【0017】それぞれの制御ユニットは演算に必要な情
報をクラスCの通信プロトコルでもって高速に得ること
ができる。また、それぞれの制御ユニットは通信だけで
なく、そのユニットの近辺に配置されたセンス,スイッ
チ類が接続されており、かつアクチュエータも接続され
ている。
【0018】これらの情報を基に各種演算を行い、アク
チュエータに対しON/OFF情報を送信する。前記L
ANc/u1,エンジンc/u200,A/Tc/u2
01,ABSc/u202の各ノードは、それぞれの制
御に情報が必要になったとき、必要な情報の送信要求を
通信バスCに出力すると、その送信要求に応じてその情
報を有しているc/uまたはセンサは、通信バスCに要
求された情報を出力する。また、各ノードは演算結果を
他のノードに送信する必要が生じたときには、その情報
を通信バスCに出力する。このような手順を繰り返すこ
とによりシステム全体の制御を行っている。
【0019】次に、LANコントロールユニット1につ
いて説明する。LANc/u1は、各種演算処理を行う
MPU101と通信制御および入出力インターフェイスを有す
るFPGA103 と通信バスA,B,C用のドライバ・レシー
バ104,106,105とFPGAの論理回路結線情
報を格納しているメモリ102で構成されている。メモ
リ102は、本実施例ではROMを使用しているが、こ
れは、ICカードなど交換可能なメモリでも良い。FPGA
103 は、メモリ102からの論理回路結線情報によって
回路構成を変更することができるゲートアレイであり、
本実施例ではLANコントロールユニット1に接続され
ているセンサやアクチュエータの入出力インターフェイ
ス131と各種通信プロトコルを実現する通信制御回路
134と各通信バスからの受信信号を監視する通信バス監
視回路132と論理回路データの変換を制御する論理回
路データ変換制御回路133で構成される。
【0020】図3は1つの通信プロトコルを実現する通
信制御回路134の構成である。送信するデータを格納
する送信レジスタはMPUにより書き換えられ、そのデ
ータはシフトレジスタ1を介して順次通信バスに出力さ
れる。また、受信データはシフトレジスタ2にデータが
取り込まれ、そのデータを順次受信レジスタに格納し、
その受信レジスタのデータをMPUが読み込み各種演算
処理を行う。伝送制御回路は、その通信プロトコルに応
じた通信制御を行う回路であり、パリティ生成,送信,
受信,フレーム作成,誤り検出などを行っている。
【0021】次に図2,図4,図5を用いて送受信処理
手順について説明する。まずMPUの演算結果他のノー
ドに対して送信する必要が発生したときには、送信要求
フラグをセットする。定期的に実行される図4の送信処
理ではステップ1001で送信要求が有るかどうかを判
定し、送信要求がないときには送信処理は終了する。ス
テップ1001で送信要求が有ると判定したら、送信す
るべきデータがどの通信バスで送信するかをステップ1
002で判定する。ステップ1002で送信するべきデ
ータが通信バスAで送信すると判定するとステップ10
03が実行される。ステップ1003では、FPGAの
通信制御回路134を通信バスA用に書き換える要求信
号を図2の線135を介して論理回路データ変換制御回
路133に出力する。
【0022】論理回路データ変換制御回路133は通信
バスA用への書き換え要求信号が入力されると、メモリ
102の結線情報をFPGA103 に読み込み通信制御回路を
通信バスA用へ書き換え、書き換えが終了すると線13
6を介してMPUに対し書き換え終了信号を出力する。
【0023】MPUの送信処理ではステップ1006に
おいて前記書き換え終了信号が入力されたかどうかを判
定し、入力されたらステップ1007において、通信制
御回路134の送信レジスタ(図3に記載)に送信する
べきデータを書き込んで送信処理を終了する。通信制御
回路134はその送信データを書き換えられた通信バス
A用の制御回路で送信する。その送信データは通信バス
A用のドライバを通して通信バスAに出力される。
【0024】ステップ1002で送信するべきデータが
通信バスBで送信すると判定するとステップ1004が
実行され、前記通信バスAで送信すると判定されたと同
じ手順で通信制御回路134を通信バスB用へ書き換
え、通信バスBに送信データを出力する。
【0025】またステップ1002で送信するべきデー
タが通信バスCで送信と判定するとステップ1005が
実行され、前記通信バスCで送信すると判定されたと同
じ手順で通信制御回路134を通信バスC用へ書き換
え、通信バスCに送信データを出力する。
【0026】次に受信処理について説明する。通信バス
A,B,Cの信号は通信バス監視回路に入力されてお
り、通信バスがアイドリング状態から変化すると通信バ
ス監視回路はそれがどのバスかを判定し、受信開始信号
をMPUに通知する。MPUはその信号を受信すると図
5の受信処理を実行する。
【0027】ステップ2001にて受信有りと判定する
と、ステップ2002においてどの通信バスから受信す
るかを通信監視回路からのデータにより判定し、通信バ
スAで受信すると判定したら、ステップ2003を実行
する。
【0028】ステップ2003では、FPGAの通信制
御回路134を通信バスA用に書き換える要求信号を図
2の線135を介して論理回路データ変換制御回路13
3に出力する。論理回路データ変換制御回路133は通
信バスA用への書き換え要求信号が入力されると、メモ
リ102の結線情報をFPGA103 に読み込み通信制御回路
を通信バスA用へ書き換え、書き換えが終了すると線1
36を介してMPUに対し書き換え終了信号を出力する
と同時に通信制御回路は通信バスAから入力されるデー
タを通信制御回路の受信レジスタ(図3に記載)に転送
する。
【0029】MPUの受信処理ではステップ2006に
おいて前記書き換え終了信号が入力されたかどうかを判
定し、入力されたらステップ2007において、通信制
御回路134の受信レジスタ(図3に記載)に転送され
たデータを読み込んで受信処理を終了する。
【0030】ステップ2002で受信するべきデータが
通信バスBで受信すると判定するとステップ2004が
実行され、前記通信バスAで受信すると判定されたと同
じ手順で通信制御回路134を通信バスB用へ書き換
え、通信バスBからの受信データを読み込む。またステ
ップ2002で受信するべきデータが通信バスCで受信
すると判定するとステップ2005が実行され、前記通
信バスCで受信すると判定されたと同じ手順で通信制御
回路134を通信バスC用へ書き換え、通信バスCから
受信データを読み込む。
【0031】ここで、通信プロトコルによって書き換え
られるのは、通信制御回路のみとしている。他の入出力
インターフェイス,通信バス監視回路など通信プロトコ
ルによって変更する必要がない回路は電源投入時の1回
だけとしている。
【0032】このように通信プロトコルを実現する通信
制御回路を必要なとき書き換えて使用するため、回路規
模が小さくできかつその制御回路の変更はROMに記憶
された結線情報データで変更できるので種々の通信方式
に柔軟に対応できる。また、変更する回路を必要なだけ
にしているので変更する時間も短縮でき、応答性も向上
する。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、集約配線システムにお
いて処理速度の異なる端末処理手段に対しても、回路規
模が小さくても効率よくデータの送受信及び処理が行え
るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における集約配線システムの一実施例を
示す図。
【図2】図1のLANコントロールユニットの詳細図。
【図3】通信制御回路の詳細図。
【図4】本発明に用いられる送信処理の流れ図。
【図5】本発明に用いられる受信処理の流れ図。
【符号の説明】
1…LANc/u、102…メモリ、103…FPG
A、104…通信バスAドライバ・レシーバ、105…
通信バスCドライバ・レシーバ、106…通信バスBド
ライバ・レシーバ、132…通信バス監視回路、133
…論理回路データ変換制御回路、134…通信制御回
路、200…エンジンc/u、201…A/Tc/u、
202…ABSc/u、300…LCU1、301…L
CU2、302…LCUn。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の多重通信用の通信バスを有し、それ
    ぞれの通信バスには少なくとも2個以上の通信制御を行
    う制御装置が接続されそれぞれの制御装置間は通信バス
    を介して情報の授受を行う集約配線システムにおいて、
    少なくとも1つの制御ユニットは少なくとも2個以上通
    信バスに接続されていて、その制御ユニットはMPUと
    通信制御を行う書き換え可能なゲートアレイで構成され
    ていることを特徴とする集約配線システム。
  2. 【請求項2】複数の多重通信用の通信バスを有し、それ
    ぞれの通信バスには少なくとも2個以上の通信制御を行
    う制御装置が接続されそれぞれの制御装置間は通信バス
    を介して情報の授受を行う集約配線システムにおいて、
    少なくとも1つの制御ユニットは少なくとも2個以上通
    信バスに接続されていて、その制御ユニットはMPUと
    通信制御を行う書き換え可能なゲートアレイと該通信バ
    スそれぞれの通信バスドライバ・レシーバで構成されて
    いることを特徴とする集約配線システム。
  3. 【請求項3】請求項1,2において、前記書き換え可能
    なゲートアレイは複数の通信バスの通信制御回路と入出
    力インターフェイスと通信バス監視回路と論理回路デー
    タ変換制御回路で構成されることを特徴とする集約配線
    システム。
  4. 【請求項4】請求項1,2において、前記書き換え可能
    なゲートアレイの回路結線情報を格納しているメモリを
    有していることを特徴とする集約配線システム。
  5. 【請求項5】請求項4において、前記メモリはリードオ
    ンリメモリであることを特徴とする集約配線システム。
  6. 【請求項6】請求項4において、前記メモリはICカー
    ドであることを特徴とする集約配線システム。
  7. 【請求項7】請求項3において、前記通信制御回路はM
    PUからの信号に応じた論理回路データ変換制御回路の
    制御により前記メモリの内容を読み込むことにより回路
    構成が書き換えられることを特徴とする集約配線システ
    ム。
  8. 【請求項8】請求項3において、前記入出力インターフ
    ェイスは電源投入時に1回だけ書き換えられることを特
    徴とする集約配線システム。
  9. 【請求項9】請求項3において、前記通信バス監視回路
    は電源投入時に1回だけ書き換えられることを特徴とす
    る集約配線システム。
  10. 【請求項10】請求項3において、前記入出力インター
    フェイスは電源投入後2回以上は書き換えられることを
    特徴とする集約配線システム。
  11. 【請求項11】請求項1,2において、MPUは前記書
    き換え可能なゲートアレイに、書き換え要求信号を出力
    後前記ゲートアレイから書き換え完了信号が入力される
    と次の処理に移行することを特徴とする集約配線システ
    ム。
  12. 【請求項12】請求項11において、MPUは前記書き
    換え可能なゲートアレイに、書き換え要求信号を出力後
    前記ゲートアレイから書き換え完了信号が入力されると
    送信データを出力することを特徴とする集約配線システ
    ム。
  13. 【請求項13】請求項11において、MPUは前記書き
    換え可能なゲートアレイに、書き換え要求信号を出力後
    前記ゲートアレイから書き換え完了信号が入力されると
    受信データを読み込むことを特徴とする集約配線システ
    ム。
  14. 【請求項14】請求項4において、前記メモリは外部の
    メモリであることを特徴とする集約配線システム。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN112455364A (zh) * 2021-02-03 2021-03-09 奥特酷智能科技(南京)有限公司 一种基于dds的整车电子电气系统

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