JPH11308253A - ネットワーク・システム - Google Patents

ネットワーク・システム

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JPH11308253A
JPH11308253A JP10109519A JP10951998A JPH11308253A JP H11308253 A JPH11308253 A JP H11308253A JP 10109519 A JP10109519 A JP 10109519A JP 10951998 A JP10951998 A JP 10951998A JP H11308253 A JPH11308253 A JP H11308253A
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Application number
JP10109519A
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Hiroshi Hashimoto
寛 橋本
Kazuya Iwamoto
和也 岩本
Yuji Hase
裕司 長谷
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/407—Bus networks with decentralised control
    • H04L12/417—Bus networks with decentralised control with deterministic access, e.g. token passing
    • H—ELECTRICITY
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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
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    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Multi Processors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】トークンにより送信権を委譲する通信ネットワ
ークにおいて、送信量に偏りのある複数のデータ処理装
置の間の通信の効率を向上させる。 【解決手段】トークンの委譲により送信権を順次委譲す
る複数のデータ処理装置を有するネットワーク・システ
ムにおいて、複数のデータ処理装置の少なくとも１つ
は、トークンを所持する間に、残りのデータ処理装置の
少なくとも１つよりも多くのメッセージを送出すること
ができるようにする。多くのメッセージの送出を許可さ
れたデータ処理装置は、メッセージを送出する際、メッ
セージ・フォーマットに含まれるトークンアドレス・フ
ィールドに自己のアドレスを入れることにより、連続し
てメッセージを送出する。サーバ・クライエント方式の
ネットワークの場合、サーバが一度に多数のメッセージ
を送信するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数のデータ処
理装置の間の通信の制御に関し、より具体的にはトーク
ンパッシング方式により通信を行うネットワーク・シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】複数のデータ処理装置を相互に接続した
ローカルエリアネットワーク（LAN: Local Area Networ
k）における通信方式の１つにトークンパッシング方式
がある。この方式では、トークンと呼ばれる送信権情報
を各装置間で転送し、各装置は、トークンを持っている
ときだけデータの送信ができる。トークンは送信データ
がないとき、または定められた保留時間もしくは期間を
過ぎたとき、次の装置に転送される。
【０００３】リング形のネットワークでは、トークンは
リングに沿って順に次の装置に転送され、バス形のネッ
トワークでは、トークン中に次にトークンを渡す装置の
アドレスを入れることによりトークンが転送される。
【０００４】特開平７−７５０４号公報には、車両に搭
載される複数の電子制御装置を相互に接続した車載ＬＡ
Ｎが記載されている。この車載ＬＡＮでは、複数の電子
制御装置が１つの制御演算通信ユニットにセンサ・デー
タを送り、制御演算通信ユニットは、受信したデータに
基づいて演算を行い、それぞれの電子制御装置に制御信
号を返す。いわゆるサーバ・クライアント関係のネット
ワークが形成されている。
【０００５】また、特開平５−２９２１０２号公報およ
び特開平５−３１６１２４号公報にも車両に搭載される
複数の電子制御装置を相互にバス接続した車載ＬＡＮが
記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のトークンパッシ
ング方式は、ＬＡＮを構成する複数のデータ処理装置に
均等にトークンを渡すものであるため、複数のデータ処
理装置の間で送信する情報量に大きな偏りがあるような
場合、多量の情報の送出を必要とするデータ処理装置が
送信に手間取り、通信に遅れを生じるという問題があ
る。
【０００７】したがって、この発明の目的は、トークン
により送信権を委譲する通信ネットワークにおいて、送
信量に偏りのある複数のデータ処理装置の間の通信の効
率を向上させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１のネットワーク・システムは、トークンの
委譲により送信権を順次委譲する複数のデータ処理装置
を有するネットワーク・システムであって、複数のデー
タ処理装置の少なくとも１つは、トークンを所持する間
に、残りのデータ処理装置の少なくとも１つよりも多く
のメッセージを送出することができる構成をとる。
【０００９】この発明によると、ネットワークに接続さ
れた複数のデータ処理装置のそれぞれについてトークン
を所持する間に送出することができるメッセージの量を
異ならせることができるので、送信量に偏りのある複数
のデータ処理装置間の通信を効率的に行うことができ
る。
【００１０】請求項２のネットワーク・システムは、多
くのメッセージを送出することができるデータ処理装置
は、メッセージを送出する際、トークンの委譲先を示す
アドレスに自己のアドレスを入れることにより、連続し
てメッセージを送出するという構成をとる。
【００１１】請求項２の発明によると、トークンを複数
のデータ処理装置に順次転送するというネットワーク・
システムの基本構成を維持したまま、トークンアドレス
の自己指定により、送出するメッセージの数を多くする
ことができ、データ送出量に偏りのある複数のデータ処
理装置間の通信を効率的に行うことができる。
【００１２】請求項３のネットワーク・システムにおい
て、前記複数のデータ処理装置は、サーバ・クライアン
トの関係にあり、前記多くのメッセージを送出すること
ができるデータ処理装置は、サーバであるという構成を
とる。
【００１３】請求項３の発明によると、サーバは、実質
的にクライアントより長時間もしくは長い期間トークン
を所持することができるので、複数のクライアントを効
率的にサポートすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に図面を参照して車載コンピュ
ータネットワーク・システムを例としてこの発明の実施
形態を説明する。この発明は、車載コンピュータネット
ワークへの適用に限られるものではなく、データ処理装
置の通信ネットワークに適用することができる。
【００１５】図１は、車載コンピュータネットワーク・
システムの全体的な構成を示すブロック図で、複数の電
子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit、
以下、ＥＣＵという。）がネットワークバス８により接
続されている。これらの複数の電子制御ユニットは、サ
ーバＥＣＵをサーバとし、残りのＥＣＵがクライアント
になる形態でネットワーク・システムを構成している。
【００１６】サーバＥＣＵ１は、演算を実行するデータ
処理装置（ＣＰＵ）１１、コンピュータプログラムを格
納する不揮発性の読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１２、
ＥＣＵの動作時にＣＰＵによる演算の作業領域を提供
し、各種のデータおよびプログラムを一時記憶するラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１３、およびネットワー
クバス８からメッセージを受け取りネットワークバス８
にメッセージを送る通信制御装置２０を備えている。Ｃ
ＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３および通信制御装置
２０は、データバス１６によって接続されている。
【００１７】エンジンＥＣＵ２は、車両の運転状況に応
じてエンジンの燃料噴射量、点火時期などエンジンの駆
動を制御するＥＣＵであり、吸気管圧力センサ、空燃比
センサ、エンジン水温センサなどエンジンに関係する各
種のセンサ２Ｓから出力信号を受け取り、これを信号処
理してディジタル化し、サーバＥＣＵ１に伝送する。サ
ーバＥＣＵ１は、送られてきたこれらのデータに基づい
て演算を実行し、例えば基本燃料噴射時間、点火時期な
どを示す情報をエンジンＥＣＵ２に返す。エンジンＥＣ
Ｕ２は、サーバＥＣＵ１から伝送されてきた情報に基づ
き、必要に応じてさらに演算を実行して燃料噴射装置
（インジェクタ）、点火プラグなどのアクチュエータ２
Ａを制御する。
【００１８】ネットワークバス８には、エンジンＥＣＵ
２の他に電子制御オートマチックトランスミッション
（EAT: Electronic-Control Automatic Transmission）
ＥＣＵ３、アンチロックブレーキシステム（ABS: Anti-
lock Braking System）ＥＣＵ４、トラクションコント
ロールシステム（TCS: Traction Control System）ＥＣ
Ｕ５が接続されている。この他に４輪駆動（4WD: 4 Whe
el Drive）ＥＣＵ、４輪操舵（4WS：4 Wheel Steerin
g）ＥＣＵ、およびサスペンション制御ＥＣＵなどを接
続することができる。
【００１９】これらのクライアントＥＣＵは、それぞ
れ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび通信制御装置を備え
るが、演算能力はサーバＥＣＵ１より小さくてよく、ま
たＲＯＭおよびＲＡＭの容量もサーバＥＣＵ１のものよ
り小さくてよい。これらのクライアントＥＣＵは、関係
するセンサ２Ｓ、３Ｓ、４Ｓおよび５Ｓから出力信号を
受け取り、これを波形処理し、Ａ／Ｄ変換してディジタ
ル信号を生成する信号処理装置、および、演算によって
得られた制御信号に基づいて関係するアクチュエータ２
Ａ、３Ａ、４Ａおよび５Ａに駆動信号を送る駆動回路を
備える。
【００２０】図２は、車載ＬＡＮをサーバ・クライアン
ト方式で構成した場合おける通信手順の概念を示す。エ
ンジンＥＣＵ２が吸気管圧力、エンジン回転数などセン
サ２Ａの出力から得られる各種のパラメータ・データを
サーバＥＣＵ１に伝送すると、サーバＥＣＵ１は、これ
らのパラメータおよび他のクライアントＥＣＵから伝送
されて記憶装置に記憶されているその他の関係するパラ
メータに基づいて燃料噴射時間を算出し、その値を指令
値としてエンジンＥＣＵ２に伝送する。
【００２１】同様にオートマチックトランスミッション
ＥＣＵ３は、センサ３Ｓで検出される出力から得られる
データをサーバＥＣＵ１に伝送し、サーバＥＣＵ１は、
このデータおよびその他のＥＣＵから伝送され記憶装置
に記憶されているその他の運転パラメータに基づいて、
演算を実行し、たとえば変速段の切換などを指示する指
令値をＡＴＥＣＵ３に伝送する。ＡＢＳＥＣＵ４につい
ても同様に、ＡＢＳＥＣＵ４がセンサ４Ｓから得られる
データをサーバＥＣＵ１に伝送し、サーバＥＣＵ１は、
ＡＢＳＥＣＵ４に指令値を返す。
【００２２】この手順からわかるようにサーバＥＣＵ１
は、クライアントＥＣＵに比べてデータの伝送回数およ
び伝送するデータの量が格段に多い。したがって、この
ようなサーバ・クライアント方式のＬＡＮをトークンパ
ッシング方式で運用すると、サーバおよびクライアント
が同等にトークンを与えられるので、サーバによるデー
タ伝送の遅延が大きくなる危険性がある。
【００２３】図３は、この発明の一実施形態のサーバＥ
ＣＵ１の通信制御装置２０のブロック図である。通信制
御装置２０は、ネットワークバス８から受け取るメッセ
ージをビットごとにサンプリングするサンプリング回路
２１、サンプリングされたビットを１バイト（便宜上、
文字と呼ぶ。）に組み立てる文字バッファ２２、文字バ
ッファ２２からデータ・バイトを受け取り一時記憶する
受信バッファ２３を備えている。
【００２４】また、通信制御装置２０は、ＣＰＵ１１か
ら伝送すべきメッセージを受け取り一時記憶する送信バ
ッファ３０、送出するデータをメッセージ単位で一時記
憶するメッセージバッファ３１、メッセージバッファ３
１からバイト単位でデータを受け取る文字バッファ３
３、文字バッファ３３から１ビットずつデータを受け取
りネットワークバス８に送り出すビット送出部３４を備
えている。
【００２５】トークン検出部２５は、受信するメッセー
ジをモニターし、自己にあてられたトークンを検出する
部分で、後述のデータ・メッセージおよびトークン・メ
ッセージのフォーマットからトークンを読み出し、自己
宛かどうかを判定する。すべてのＥＣＵの通信制御装置
は、ネットワークバス８上のメッセージをモニターして
おり、自己宛のメッセージを取り込み、そうでないメッ
セージは無視する。
【００２６】トークン検出部２５は、自己宛のトークン
を検出すると、送信制御部２６にトークン検出信号を送
る。これに応答して送信制御部２６は、送信バッファ３
０からメッセージ単位で送信データを読み出してメッセ
ージバッファ３１に入れる。このネットワーク・システ
ムの基本構成は、従来のものと同じで、トークンを獲得
するとメッセージを１つだけ送信することができ、その
際そのメッセージに次にトークンを譲る装置を示すデー
タ（トークンアドレス）を含ませる。
【００２７】この実施形態の通信制御装置２０は、上記
のネットワーク・システムの基本構成に従いながら、サ
ーバＥＣＵ１がトークンを長時間保持することができる
ようにするため、次のような制御を行う。すなわち、サ
ーバＥＣＵ１の通信制御装置２０は、クライアントＥＣ
Ｕの通信制御装置と異なり、送信バッファ３０に複数の
メッセージを一時記憶し、トークンを獲得すると、予め
定められた数、たとえば５つのメッセージを送出するこ
とができる。カウンタ２７は、トークンを獲得した際に
送信制御部２６によってリセットされ、その後メッセー
ジを送出するごとに送信制御部２６からの信号を受けて
１ずつ加算する（インクリメントする）。
【００２８】送信制御部２６は、カウンタ２７の値が所
定値（たとえば５）に達するまでは、送信バッファ３０
から読み出しメッセージバッファ３１に入れられるメッ
セージのトークンアドレス・フィールドに自己のアドレ
スをセットする。カウンタ２７の値が所定値に達する
か、送信バッファ３０が空になるかすると、送信制御部
２６は、送出するメッセージのトークンアドレス・フィ
ールドに次にトークンを委譲するＥＣＵのアドレスをセ
ットする。こうしてサーバＥＣＵ１は、一度トークンを
獲得すると、所定数のメッセージを送信することができ
る。
【００２９】上の説明では、カウンタ２７が送出するメ
ッセージの数をカウントしたが、カウンタ２７が通信制
御装置２０のクロックパルスまたはその分周パルスをカ
ウントするようにしてもよい。クロックパルスまたは分
周パルスのカウント値は経過時間に対応する。このカウ
ント値で表される時間が予め定めた時間、たとえば５０
０ミリ秒に達するか、または送信バッファ３０が空にな
ると、送信制御部２６は送出するメッセージのトークン
アドレス・フィールドに次にトークンを委譲するＥＣＵ
のアドレスをセットする。こうして、サーバＥＣＵ１
は、一度トークンを獲得すると、所定の時間もしくは期
間にわたってメッセージを送信し続けることができる。
【００３０】これらの実施の形態では、サーバＥＣＵ１
だけが一度のトークン獲得で複数のメッセージを送信す
ることができ、クライアントＥＣＵは、一度のトークン
獲得で１つのメッセージしか送信することができないも
のとしたが、クライアントＥＣＵをそのデータ取り扱い
量によって階層化し、データの取扱量の多いクライアン
トＥＣＵは、一度のトークン獲得で所定数、たとえば２
または３のメッセージを送出することができるようにす
ることもできる。この場合、このクライアントＥＣＵの
通信制御装置の構成をサーバＥＣＵのものと同じにし、
送信制御部２６が送出するメッセージのトークンアドレ
ス・フィールドに次にトークンを委譲するＥＣＵのアド
レスを入れるトリガーとなるカウンタ２７の値をこの所
定数に設定する。
【００３１】図４（Ａ）は、ネットワークバス８を介し
て複数のＥＣＵ間で送受されるデータ・メッセージのフ
ォーマットを示す。この実施例は、車載コンピュータネ
ットワークに関するものなので、ネットワークに接続さ
れているのがＥＣＵであるが、一般的にはコンピュータ
システムまたは端末装置の通信制御装置がネットワーク
に接続されてネットワークシステムを構成する。このよ
うなネットワークに接続された通信制御装置を通信ネッ
トワークの立場からノードと呼ぶ。したがって、以後の
通信の説明にノードという用語を使用することがある
が、この用語はこの実施例においてはＥＣＵの通信制御
装置に対応する。
【００３２】ＳＯＭ（Start Of Message）フィールド
は、メッセージの開始を示すドミナントの１ビットを格
納するフィールドである。このＳＯＭビットによりネッ
トワークシステムに接続されたすべてのノードの同期が
確立される。
【００３３】ＴＡ(Next Token Address）フィールド
は、トークンの宛先となるノードのアドレス（４ビッ
ト）を格納するフィールドである。上述のこの発明の実
施の形態の説明において、トークンアドレス・フィール
ドとして参照したフィールドである。
【００３４】ＣＴＬ（Control）フィールドは、メッセ
ージの種別を表す２ビットを格納するフィールドであ
る。すなわち、１０は、このメッセージがトークンを次
のノードに委譲するためのトークン・メッセージである
ことを示し、この場合、メッセージは図４（Ｂ）に示す
フォーマットとなる。
【００３５】ＤＡＴＡ＿ＵＮＩＴは、伝送する内容であ
るデータを格納するフィールドで、３２ビット（４バイ
ト）から９６ビット（１２バイト）のデータを格納する
ことができる。
【００３６】ＦＣＳ（Frame Check Sequence）フィール
ドは、ＳＯＭフィールドからＤＡＴＡ＿ＵＮＩＴフィー
ルドまでのデータ列についてＣＲＣ（Cyclic Redundanc
y Check）を行った結果を格納する１５ビットのフィー
ルドである。
【００３７】ＤＡＣＫ（Data Acknowledge）フィールド
は、データを正常に受信したノードが肯定応答するため
のフィールドで、前半２ビットのアクノリッジ・ビット
と、後半２ビットのレセシブ（劣勢）ビットの区切り文
字からなる。送信ノードは、このフィールドに４ビット
のレセシブ・ビットを入れて送出する。ＤＡＴＡ＿ＵＮ
ＩＴフィールドに含まれる宛先ノードフィールドで指定
されたノードがデータを正常に受信すると、このノード
がこのフィールドの前半２ビットにドミナント（優勢）
・ビットを上書きすることにより肯定応答を行う。送信
ノードは、ネットワーク上のメッセージをモニタしてお
り、このフィールドの前半２ビットのいずれかにドミナ
ント・ビットを検出すると、肯定応答ありと判断する。
【００３８】ＴＡＣＫ（Token Acknowledge）フィール
ドは、ＴＡフィールドで指定されたノードがトークンの
受信を肯定応答するためのフィールドで、ＤＡＣＫフィ
ールドと同様に前半２ビットのアクノリッジ・ビットの
フィールドと、後半２ビットの区切り文字からなり、Ｄ
ＡＣＫと同様の態様で使用される。
【００３９】ＥＯＭ（End of Message）フィールドは、
メッセージの終了を示すフィールドで、送信ノードが６
ビットの連続したレセシブ・ビットを送出する。
【００４０】以上の説明中、ドミナント・ビットは、優
勢ビットで論理”１”を表す。ドミナント・ビットは、
レセシブ・ビットを上書き可能で、ドミナント・ビット
とレセシブ・ビットとが同時にバス上に出されると、バ
スはドミナント・ビットの論理になる。レセシブ・ビッ
トは、劣勢ビットで、論理”０”を表す。
【００４１】図５は、この発明の実施の一形態のプロセ
スの流れを示すフローチャートである。サーバＥＣＵ１
の通信制御装置２０がトークンを受領すると（101）、
送信制御部２６が送信バッファ３０を見て送信するメッ
セージがあるかどうかを判断すし（102）、送信メッセ
ージがあるときは、カウンタ２７に１を加算し（インク
リメントする（103）。カウンタ２７が所定の値（たと
えば５）に達したかどうか判断し（104）、所定の値に
達していなければ、上述したようにメッセージのトーク
ンアドレスフィールドに自己のアドレスを設定して（10
7）、メッセージの送出を行う（108）。一方、カウンタ
２７のカウント値が所定の値に達すると、カウンタ２７
を０にリセットし（105）、メッセージのトークンアド
レス・フィールドに次にトークンを委譲すべきＥＣＵの
アドレスを設定して（106）、メッセージの送出を行う
（106）。この場合のメッセージは、データ・メッセー
ジ（図４（Ａ））であってもトークン・メッセージ（図
４（Ｂ））であってもよい。
【００４２】ステップ102において送信するメッセージ
がないと判定されたときは、ステップ105に飛び、カウ
ンタ２７をリセットしてトークン・メッセージを送出す
る。また、ステップ104において、カウンタ２７の値が
所定の値に達していないときは、上述したように所定の
値に達するまでデータ・メッセージの送出を繰り返す。
【００４３】以上、この発明を車載ＬＡＮを例として特
定の実施形態について説明したが、この発明はこのよう
な実施形態に限定されるものではない。
【００４４】
【発明の効果】請求項１の発明によると、ネットワーク
に接続された複数のデータ処理装置のそれぞれについて
トークンを所持する間に送出することができるメッセー
ジの量を異ならせることができるので、送信量に偏りの
ある複数のデータ処理装置間の通信を効率的に行うこと
ができる。
【００４５】請求項２の発明によると、トークンを複数
のデータ処理装置に順次転送するというネットワーク・
システムの基本構成を維持したまま、トークンアドレス
の自己指定により、送出するメッセージの数を多くする
ことができ、データ送出量に偏りのある複数のデータ処
理装置間の通信を効率的に行うことができる。
【００４６】請求項３の発明によると、サーバは、実質
的にクライアントより長時間トークンを所持することが
できるので、複数のクライアントを効率的にサポートす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態の車載ＬＡＮの全体的
構成を示すブロック図。
【図２】サーバ・クライアント方式の車載ＬＡＮにおけ
る通信手順の例を示す図。
【図３】この発明の一実施の形態のサーバの通信制御装
置の構成を示すブロック図。
【図４】トークンパッシング方式の通信で用いられるメ
ッセージのフォーマットを示す図。
【図５】この発明の一実施例のプロセスの流れを示す
図。
【符号の説明】
１、２、３、４、５ ＥＣＵ（データ処理装
置） ８ ネットワークバス ＴＡ トークンアドレス・フィールド

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】トークンの委譲により送信権を順次委譲す
    る複数のデータ処理装置を有するネットワーク・システ
    ムであって、 前記複数のデータ処理装置の少なくとも１つは、トーク
    ンを所持する間に、残りのデータ処理装置の少なくとも
    １つよりも多くのメッセージを送出することができるよ
    うにしたネットワーク・システム。
  2. 【請求項２】前記多くのメッセージを送出することがで
    きるデータ処理装置は、メッセージを送出する際、トー
    クンの委譲先を示すアドレスに自己のアドレスを設定す
    ることにより、連続してメッセージを送出する請求項１
    に記載のネットワーク・システム。
  3. 【請求項３】前記複数のデータ処理装置は、サーバ・ク
    ライアントの関係にあり、前記多くのメッセージを送出
    することができるデータ処理装置は、サーバである請求
    項２に記載のネットワーク・システム。
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