KR100884296B1 - 통신 메시지 변환 장치 및 통신 메시지 변환 방법 - Google Patents

통신 메시지 변환 장치 및 통신 메시지 변환 방법 Download PDF

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사토시 후쿠이
고코로 하야시
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Abstract

본 발명은 다른 통신 프로토콜, 스케줄로 통신하는 메시지를 변환하는 변환 장치에 관한 것으로서, 변환 지연이 없이 효율적으로 변환한다.
다른 통신 프로토콜의 메시지 변환을 행하는 메시지 변환 장치(2)에 있어서, 다른 통신 프로토콜의 스케줄을 행하는 스케줄링 회로(23, 24)와, 라우팅 회로(29)를 별도로 설치하고, 타임 트리거형 스케줄과, 이벤트 트리거형 스케줄을 개별적으로 행한다. FlexRay와 CAN의 메시지 변환을 효율적으로 실현할 수 있다.
Figure R1020060130670
FlexRay 콘트롤러, 스케줄러 회로, 라우팅 회로, 맵 메모리, CAN 송신 버퍼

Description

통신 메시지 변환 장치 및 통신 메시지 변환 방법{COMMUNICATION MESSAGE CONVERTING APPARATUS AND COMMUNICATION MESSAGE CONVERTING METHOD}
도 1은 본 발명의 일 실시예의 통신 메시지 변환 장치의 블록도.
도 2는 도 1의 구성의 FlexRay 데이터 수신 동작의 설명도.
도 3은 도 1의 구성의 CAN 데이터 송신 동작의 설명도.
도 4는 도 1의 G/W 하드 매크로부의 구성도.
도 5는 도 4의 G/W 하드 매크로부의 블록도.
도 6은 도 4의 FlexRay와 CAN의 프레임 관계도.
도 7은 도 4의 라우팅부의 구성도.
도 8은 도 7의 FlexRay 수신처 맵 메모리의 설명도.
도 9는 도 7의 CAN 수신처 맵 메모리의 설명도.
도 10은 도 7의 CAN 변환 맵 메모리의 설명도.
도 11은 도 7의 FlexRay 송신 버퍼의 설명도.
도 12는 도 5의 FlexRay 스케줄링 회로의 설명도.
도 13은 도 5의 CAN 스케줄링 회로의 설명도.
도 14는 도 1의 메시지 변환에 적합한 FlexRay 프레임 패턴의 제 1 설명도.
도 15는 도 1의 메시지 변환에 접합한 FlexRay 프레임 패턴의 제 2 설명도.
도 16은 도 15 및 도 16의 프레임 패턴 변환을 위한 FlexRay 맵 메모리의 설명도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 통신 메시지 변환 장치
2 : G/W 하드 매크로 회로
10 : FlexRay 콘트롤러
12-1, 12-2, 12-3 : CAN 콘트롤러
21 : FlexRay 수신 저장 처리 회로
22 : CAN 수신 저장 처리 회로
23 : FlexRay 스케줄링 회로
24 : CAN 스케줄링 회로
26 : FlexRay 송신 버퍼
27 : CAN 송신 버퍼
28 : 상태(status) 검출 회로
29 : 라우팅(routing) 회로
본 발명은 다른 프로토콜 통신 네트워크 간의 메시지 변환을 행하는 통신 메시지 변환 장치 및 통신 메시지 변환 방법에 관한 것으로서, 특히 FlexRay (Daimler Chrysler AG의 등록상표) 네트워크와, CAN(Controller Area Network)과의 메시지 변환에 적합한 통신 메시지 변환 장치 및 통신 메시지 변환 방법에 관한 것이다.
차량에 탑재되는 기기의 전자화에 따라, 차량에도 통신 네트워크가 구축되고 있다. 이 차량 탑재 LAN(Local Area Network)으로서, 널리 CAN (Controller Area Network)이 이용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
한편, 데이터량의 증대나 복잡화에 따라, 보다 고속으로 신뢰성이 높은 네트워크가 요구되고 있다. 이 때문에, 고속 네트워크로서 FlexRay(등록상표)가 주목을 받고 있다. FlexRay는 최대 전송 속도가 10Mbps이며, CAN의 최대 전송 속도인 1Mbps의 10배이다.
이와 같이, FlexRay의 도입에 맞춰, 종래부터 사용되고 있는 CAN과의 사이의 통신을 고려할 필요가 있다. 이 때문에, FlexRay와 CAN의 통신 교환을 행하는 메시지 변환 장치가 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
이 제안된 메시지 변환 장치는 FlexRay 네트워크에 접속된 FlexRay 콘트롤러와, CAN 네트워크에 접속된 CAN 콘트롤러 사이에, CPU(Central Processor Unit)를 설치하고 있다. 이 CPU가 소프트웨어 처리에 의해, CAN 콘트롤러로부터의 메시지를 FlexRay의 프로토콜에 따른 FlexRay의 메시지로 변환하여 FlexRay 콘트롤러에 송신하고, FlexRay 콘트롤러로부터의 메시지를 CAN의 프로토콜에 따른 CAN의 메시지로 변환하여 CAN 콘트롤러에 송신한다.
[특허문헌 1]일본국 공개특허 2003-264576호 공보.
[특허문헌 2]일본국 공개특허 2005-328119호 공보.
그러나, 종래의 메시지 변환 장치는 소프트웨어에 의해 그 기능을 실현하는 것이었다. 이 때문에, 변환 처리나 라우팅 처리 이외의 처리 기능을 부여할 경우에는, CPU의 부하가 커지게 되고 변환 지연이 발생하여 고속의 전송 속도를 유효하게 이용하는 것이 어렵다. 특히, FlexRay와 CAN은 통신 프로토콜이 다르기 때문에, 동기(同期) 감시나 에러 감시, 에러 처리를 우선적으로 행할 필요가 있어, CPU 부하의 증대는 피할 수 없다.
또한, 변환 처리나 라우팅 처리에 대해서도, FlexRay, CAN의 채널수가 증가하면, 중계처의 채널 검색에 시간이 걸리고, 라우팅 처리에 시간이 걸린다. 또한, 변환 처리 대상의 프레임수도 증가하기 때문에, 변환 장치 내에서의 체류 시간이 증대하고, 스루풋의 악화를 초래하는 것 외에 대량의 버퍼 메모리를 필요로 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 다른 통신 프로토콜의 메시지를 고속으로 변환하여, 중계하는 메시지 변환 장치 및 메시지 변환 방법을 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 다른 통신 프로토콜의 메시지를 효율적으로 변환하여, 높은 스루풋으로 중계하는 메시지 변환 장치 및 메시지 변환 방법을 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 채널수가 증가하여도, 스루풋의 저하를 방지하기 위한 메시지 변환 장치 및 메시지 변환 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다른 통신 프로토콜의 통신로(路)에 접속되어, 일방의 통신 프로토콜의 메시지를 타방의 프로토콜의 메시지로 변환하여, 지정된 수신처에 통신하는 통신 메시지 변환 장치에 있어서, 제 1 통신로로부터의 상기 일방의 통신 프로토콜의 메시지를 수신하는 수신 회로와, 상기 타방의 통신 프로토콜의 메시지를 상기 타방의 통신 프로토콜의 스케줄로 제 2 통신로에 송신하는 송신 회로와, 상기 수신 회로의 상기 메시지에 포함되는 식별자로부터 상기 타방의 프로토콜의 통신로의 수신처 식별자를 탐색하고, 상기 수신 회로의 메시지를 상기 타방의 프로토콜의 포맷으로 변환하는 라우팅 회로를 갖는다.
또한, 본 발명은 이벤트 트리거형 통신 프로토콜의 메시지를 타임 트리거형 통신 프로토콜의 메시지로 변환하고, 지정된 수신처에 통신하는 통신 메시지 변환 장치에 있어서, 이벤트 트리거형 통신 프로토콜의 메시지를 수신하는 수신 수단과, 상기 타임 트리거형 메시지를 저장하는 송신 버퍼와, 상기 송신 버퍼의 메시지를 타임 트리거의 스케줄로 통신로에 송신하는 송신 수단과, 상기 이벤트 트리거형 메시지를 상기 송신 버퍼의 지정된 수신처의 저장 위치에 저장하고, 또한 갱신 이력을 저장하는 라우팅 수단을 갖고, 상기 이벤트 트리거형 메시지에 상기 갱신 이력을 부가하여 송신한다.
또한, 본 발명은 이벤트 트리거형 통신 프로토콜의 메시지를 타임 트리거형 통신 프로토콜의 메시지로 변환하고, 지정된 수신처에 통신하는 통신 메시지 변환 장치에 있어서, 이벤트 트리거형 통신 프로토콜의 메시지를 수신하는 수신 수단과, 상기 타임 트리거형 메시지를 저장하는 송신 버퍼와, 타임 트리거형 통신 프로토콜 의 네트워크 아이들 타임(network idle time) 정보에 따라, 상기 송신 버퍼의 메시지를 타임 트리거의 스케줄로 통신로에 송신하는 송신 수단과, 상기 이벤트 트리거형 메시지를 상기 송신 버퍼의 지정된 수신처의 저장 위치에 저장하는 라우팅 수단을 갖는다.
또한, 본 발명은 FlexRay 프레임 패턴을 CAN 프레임 패턴으로 변환하는 메시지 변환 방법에 있어서, CAN ID를 나타내는 식별자와, 데이터 길이와, CAN 데이터로 구성된 상기 FlexRay 프레임 패턴을 수신하는 단계와, 상기 수신한 FlexRay 프레임의 CAN ID를 나타내는 식별자와, 데이터 길이와, CAN 데이터에 의해 상기 CAN 프레임 패턴으로 변환하는 단계를 갖는다.
또한, 본 발명은 FlexRay 프레임 패턴을 CAN 프레임 패턴으로 변환하는 메시지 변환 방법에 있어서, FlexRay ID를 나타내는 식별자와, CAN 데이터로 구성된 상기 FlexRay 프레임 패턴을 수신하는 단계, 상기 수신한 FlexRay 프레임의 식별자를 CAN ID로 변환하고, 또한 데이터 길이를 부가한 CAN 데이터에 의해 상기 CAN 프레임 패턴으로 변환하는 단계를 갖는다.
이하, 본 발명의 실시예를 메시지 변환 장치, 라우팅 회로, 스케줄링 회로, FlexRay-CAN 교환용 프레임 처리, 다른 실시예의 순으로 설명하지만, 본 발명은 이 실시예에 한정되지 않는다.
[메시지 변환 장치]
도 1은 본 발명의 메시지 변환 장치의 일 실시예의 전체 블록도, 도 2 및 도 3은 도 1의 메시지 변환 장치의 라우팅 동작 설명도, 도 4는 도 1의 G/W 하드 매크 로 회로의 블록도, 도 5는 도 4의 하드 매크로 회로의 설명도, 도 6은 FlexRay 통신 포맷과 CAN 통신 포맷의 설명도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 메시지 변환 장치(1)는 FlexRay 콘트롤러(10)와, 복수(여기에서는 3개)의 CAN 콘트롤러(12-1, 12-2, 12-3)와, 타이머 회로(14)와, CPU(16)와, 인터럽트 제어 회로(18)과, DMA(Direct Memory Access) 회로(11)와, G/W(게이트웨이) 하드 매크로 회로(2)와, 플래시 메모리(13)와, 이들을 접속하는 내부 버스(15)로 구성된다.
FlexRay 콘트롤러(10)는 통신을 제어하는 커뮤니케이션 컨트롤러(CC)이며, 버스 드라이버(도시 생략)를 통하여 FlexRay 버스에 접속한다.
FlexRay는 타임 슬롯(time slot)에서 프레임의 송수신을 행하는 타임 트리거형 프로토콜을 채용한다. 즉, 각 노드가 사용하는 타이머 슬롯이 미리 정해진 주기적 데이터 전송 방식을 채용한다.
CAN 콘트롤러(12-1, 12-2, 12-3)는 CSMA/CA 전송 방식을 채용하고, 전송로가 비어 있을 때는 메시지를 송신할 수 있는 CAN 프로토콜을 채용한 것이다. 즉, 사상의 발생에 맞춰, 통신 요구를 발생하고, 송신권을 획득했을 경우에만 송신 가능한 이벤트 트리거형 프로토콜이다.
인터럽트 제어 회로(18)는 FlexRay 콘트롤러(10), CAN 콘트롤러(12-1, 12-2, 12-3), G/W 하드 매크로 회로(2)로부터의 인터럽트를 조정하고, 버스(15)의 전유권(專有權)을 부여한다. DMA 제어 회로(11)는 FlexRay 콘트롤러(10), CAN 콘트롤러(12-1, 12-2, 12-3), G/W 하드 매크로 회로(2)로부터의 DMA 요구를 받아, DMA 전송 한다.
G/W 하드 매크로 회로(2)는 도 4 이하에서 후술하는 바와 같이, FlexRay 프로토콜과 CAN 프로토콜의 변환을 행하고, 지정된 수신처에 전송한다. CPU(16)는 각 콘트롤러(10, 12-1, 12-2, 12-3) 등의 설정, 상태 감시, 에러 검출, 에러 처리 등을 행한다. 플래시 ROM(13)은 주로 CPU(16)가 실행하는 프로그램, 파라미터 등을 저장한다.
도 2 및 도 3은 도 1의 구성에서의 G/W 하드 매크로 회로(2)의 게이트웨이 동작의 설명도이며, 도 2는 FlexRay 콘트롤러(10)로부터 G/W 하드 매크로 회로(2)로의 송신 동작의 설명도, 도 3은 도 l의 구성에서의 G/W 하드 매크로 회로(2)로부터 CAN 콘트롤러(12-1)로의 송신 동작의 설명도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, FlexRay 콘트롤러(10)는 FlexRay 버스로부터 FlexRay 프레임 데이터(도 7에서 후술함)를 수신하면, 신호선을 통하여 DMA 제어 회로(11)에 DMA 요구의 처리 개시를 통지한다. DMA 제어 회로(11)는 FlexRay 콘트롤러(10)에 DMA전송을 허가하고, FlexRay 콘트롤러(10)는 버스(15)를 통하여 G/W 하드 매크로 회로(2)에 수신한 FlexRay 프레임 데이터를 송신한다.
G/W 하드 매크로 회로(2)는 후술하는 바와 같이, FlexRay 프레임 데이터를 CAN 프레임 데이터로 변환하고, 지정된 수신처(이 예에서는, CAN 콘트롤러(12-1))에 송신한다. 즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, G/W 하드 매크로 회로(2)는 신호선을 통하여 DMA 제어 회로(11)에 DMA 요구의 처리 개시를 통지한다. DMA 제어 회로(11)는 G/W 하드 매크로 회로(2)에 DMA 전송을 허가하고, G/W 하드 매크로 회로(2) 는 버스(15)을 통하여 CAN 콘트롤러(12-1)에 변환한 CAN 프레임 데이터를 송신한다.
도 4는 G/W 하드 매크로 회로(2)의 블록도, 도 5는 도 4의 구성을 신호의 흐름에 따라 수정한 블록도, 도 6은 FlexRay 통신 포맷과 CAN 통신 포맷의 설명도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, G/W 하드 매크로 회로(2)는 내부 버스(15)에 접속되는 버스 인터페이스 회로(20)와, FlexRay 수신 데이터 처리 회로(21)와, CAN 수신 데이터 처리 회로(22)와, FlexRay 스케줄링 회로(23)와, CAN 스케줄링 회로(24)와, 레지스터 설정부(25)와, FlexRay 송신 버퍼(26)와, CAN 송신 버퍼(27)와, 상태(status) 검출 회로(28)와, 라우팅(routing) 회로(29)를 갖는다.
라우팅 회로(29)는 FlexRay ID와 CAN ID와의 대응 관계를 저장하는 맵 메모리(42)와, 맵 메모리(42)를 이용하여 FlexRay ID에 대응하는 CAN ID, CAN ID에 대응하는 Flex 프레임 버퍼 어드레스를 탐색하는 검색 데이터 처리 회로(40)와, 메모리 인터페이스 회로(41)를 갖는다.
버스 인터페이스 회로(20)는 FlexRay 수신 데이터 처리 회로(21)와, CAN 수신 데이터 처리 회로(22)와, FlexRay 스케줄링 회로(23)와, CAN 스케줄링 회로(24)와, 레지스터 설정부(25)와, 버스(30)에서 접속된다. 라우팅 회로(29)는 버스(31)에서 FlexRay 수신 데이터 처리 회로(21)와, 버스(32)에서 CAN 수신 데이터 처리 회로(22)와, 버스(33)에서 FlexRay 송신 버퍼(26)와 CAN 송신 버퍼(27)와 접속된다.
FlexRay 스케줄링 회로(23)는 버스(34)에서 FlexRay 송신 버퍼(26)와 접속되고, CAN 스케줄링 회로(24)는 버스(35)에서 CAN 송신 버퍼(27)와 접속된다. 레지스터 설정 회로(25)는 버스(36)에서 FlexRay 송신 버퍼(26), CAN 송신 버퍼(27), 라우팅 회로(29)의 메모리 인터페이스 회로(42)와 접속된다.
CPU(16)는 버스(15), 버스 인터페이스 회로(20)를 통하여 레지스터 설정 회로(25)로부터 FlexRay 송신 버퍼(26), CAN 송신 버퍼(27), 맵 메모리(42)의 값을 기입할 수 있다.
도 6을 참조하고 도 5를 이용하여, 각 회로를 설명한다. 수신 데이터(저장)처리 회로(21)는 FlexRay 프레임 데이터를 수신, 저장한다. 도 6에 나타낸 바와 같이, FlexRay의 규정에서는 Cycle 0에서 Cycle 63까지의 통신 사이클이 규정되어 있다. 각 사이클 Cycle 0∼63은 타임 슬롯 Slot 1에서 Slot m까지가, 각 노드에 할당되어 최후에 각 사이클을 분리하는 NIF(Network Idle Time)가 설치된다.
이 각 타임 슬롯의 FlexRay 프레임 포맷은 FlexRay ID(FlexRay 버스의 노드에 할당된 ID), 페이로드(payload)·세그먼트(segment)의 데이터 길이 등의 헤더 세그먼트에, data1, data2, ‥·,의 데이터부(페이로드·세그먼트)가 계속되고, 최후에 CRC(Cyclic Redundancy Code)로 이루어지는 트레일러 세그먼트에서 종료한다.
다음에, CAN 데이터(저장) 처리 회로(22)는 CAN 프레임 데이터를 수신, 저장한다. 도 6에 나타낸 바와 같이, CAN 프레임 포맷은 CAN ID(CAN 버스의 노드에 할당된 ID), 데이터 길이(DLC), 8byte 단위의 하나 또는 복수의 데이터로 구성된다.
라우팅 회로(29)는 FlexRay 수신 데이터로부터 송신처를 검색하고, 수신처가 FlexRay의 경우에는, FlexRay 송신 버퍼(26)에 데이터를 저장한다. 또한, 수신처가 CAN의 경우에는, 그 수신처의 CAN ID를 부여하고, CAN 송신 버퍼(FIFO)(27)에 데이터를 저장한다. 또한, 라우팅 회로(29)는 CAN 수신 데이터로부터 송신처를 검색하고, 수신처가 FlexRay의 경우에는 FlexRay ID를 부여하고, FlexRay 송신 버퍼(26)에 데이터를 저장한다. 또한, 수신처가 CAN의 경우에는 CAN 송신 버퍼(FIFO)(27)에 데이터를 저장한다.
FlexRay 스케줄링 회로(23)는 FlexRay의 타임 트리거 스케줄에 따라, FlexRay 송신 버퍼(26)로부터 데이터를 취득하고, FlexRay 콘트롤러(10)에 데이터를 세트한다. CAN 스케줄링 회로(24)는 CAN의 이벤트 트리거 스케줄에 따라, CAN 송신 버퍼(27)로부터 데이터를 취득하고, CAN 콘트롤러(12-1)에 데이터를 세트한다.
상태 검출 회로(28)는 FlexRay 및 CAN의 버스 상태(수신 미완료, 끊김, CAN 버스 부하 등)을 검출하여, 페일세이프(fail safe) 처리를 실행한다.
이와 같이, 다른 통신 프로토콜 간의 라우팅, 프로토콜 변환, 스케줄링을 하드웨어에서 실현하기 때문에, 변환 지연을 방지할 수 있고, 고속의 전송 속도를 유효하게 이용할 수 있다. 특히, FlexRay와 CAN이라는 통신 프로토콜의 차이에 의한 동기 감시나, 에러 감시, 에러 처리를 CPU(16)가 우선적으로 실행할 수 있다.
또한, 변환 처리나 라우팅 처리에 대해서도, FlexRay, CAN의 채널수가 증가하여도, 중계처의 채널 검색을 고속으로 할 수 있고 라우팅 처리의 시간 지연을 방지할 수 있다. 또한, 변환 처리 대상의 프레임 수가 증가하여도, 변환 장치내에서 의 체류 시간이 증대하지 않고 스루풋의 저하를 방지할 수 있어, 대량의 버퍼 메모리도 필요로 하지 않는다.
[라우팅 회로]
도 7은 도 4 및 도 5의 라우팅 회로의 구성도, 도 8은 도 7의 FlexRay용 수신처 맵 메모리의 설명도, 도 9는 도 7의 CAN용 수신처 맵 메모리의 설명도, 도 10은 CAN용 송신 제어 맵 메모리의 설명도, 도 11은 FlexRay 송신 버퍼의 설명도이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 라우팅 회로(29)는 FlexRay용 송신처 판정 회로(31)와, CAN 방향 데이터 가공 회로(32)와, CAN용 송신처 판정 회로(33)와, CAN용 수신처 검색 회로(34)를 갖는다.
FlexRay용 송신처 판정 회로(31)는 FlexRay 수신처 맵 메모리(31-1)를 참조하여, FlexRay 수신 데이터가 「FlexRay로」, 「동시보고」, 「CAN으로」중 어느 하나를 판정한다.
FlexRay용 송신처 판정 회로(31)는 FlexRay 수신처 맵 메모리(31-1)를 참조하여, FlexRay 수신 데이터가 「FlexRay로」, 「동시보고」의 경우에는, FlexRay 송신 버퍼(26)에 데이터를 저장하고, FlexRay 수신 데이터가 「CAN으로」, 「동시보고」의 경우에는, CAN 방향 데이터 가공 회로(32)에 데이터 전송한다.
이 때문에 FlexRay 수신처 맵 메모리(31-1)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 각 FlexRay ID(도 6 참조)에 대해, FlexRay 송신처 및 CAN 송신 유무의 데이터 그룹과, 미리 지정된 송신처 CAN ID(도 6 참조)를 저장한다. 송신처 CAN ID는 최대 256개까지 확장할 수 있고, 결국 지정에 따라 단수 또는 복수 지정할 수 있다.
또한, FlexRay 송신처 및 CAN 송신 유무의 데이터 그룹은 8비트로 구성되고, 선두 6비트에서 FlexRay 송신처(수신처)를, 나머지 2비트에서 「FlexRay로」, 「CAN으로」, 「동시보고」를 나타낸다. 여기에서는, FlexRay 송신처는 "00"이 「ID 무효」, "01"이 「FlexRay CH1」, "10"이 「FlexRay CH2」, "100"이 「FlexRay CH3」을 나타낸다. 또한, 나머지의 2비트는 "00"이 이 FlexRay ID란의 무효, "01"이 「FlexRay로」, "10"이 「CAN으로」, "11"이 「동시보고」를 지시한다.
따라서, FlexRay용 송신처 판정 회로(31)는 수신 데이터 저장 처리 회로(21)의 FlexRay 프레임 데이터(도 6 참조)의 FlexRay ID에서, FlexRay 수신처 맵 메모리(31-1)를 참조하여, FlexRay 송신처 및 CAN 송신 유무의 데이터 그룹의 나머지 2비트가 「FlexRay로」를 나타내는 경우는, FlexRay용 송신 버퍼(26)(후술함)의 FlexRay 수신처의 영역에 수신 FlexRay 프레임 데이터를 기입한다.
마찬가지로, FlexRay용 송신처 판정 회로(31)는 FlexRay ID에서 FlexRay 수신처 맵 메모리(31-1)를 참조하여, FlexRay 송신처 및 CAN 송신 유무의 데이터 그룹의 나머지 2비트가 「CAN으로」를 나타내는 경우는, CAN ID란의 CAN ID를 부가하고 수신 FlexRay 프레임 데이터를 CAN 데이터 가공 회로(32)에 전송한다.
마찬가지로, FlexRay용 송신처 판정 회로(31)는 FlexRay ID에서 FlexRay 수신처 맵 메모리(31-1)를 참조하여, FlexRay 송신처 및 CAN 송신 유무의 데이터 그룹의 나머지 2비트가 「동시보고」를 나타내는 경우는, FlexRay용 송신 버퍼(26)(후술함)의 FlexRay 수신처의 영역에, 수신 FlexRay 프레임 데이터를 기입하고, 또 한 CAN ID란의 CAN ID를 부가하여 수신 FlexRay 프레임 데이터를 CAN 데이터 가공 회로(32)에 전송한다.
다음에, CAN용 송신처 판정 회로(33)는 CAN 수신처 맵 메모리(33-1)를 참조하여, CAN 수신 데이터가 「FlexRay로」, 「동시보고」, 「CAN으로」중 어느 하나를 판정한다.
CAN용 송신처 판정 회로(33)는 CAN 수신처 맵 메모리(33-1)를 참조하여, CAN 수신 데이터가 「FlexRay로」, 「동시보고」의 경우에는, FlexRay 송신 버퍼(26)에 데이터를 저장하고, CAN 수신 데이터가 「CAN으로」, 「동시보고」의 경우에는, CAN용 수신처 검색 회로(34)에 데이터를 전송한다.
이 때문에 CAN 수신처 맵 메모리(33-1)는 도 9에 나타낸 바와 같이, 각 CAN ID(도 6 참조)에 대하여 FlexRay 송신, CAN 송신 유무 및 FlexRay 수신처의 데이터 그룹과 미리 지정된 FlexRay 송신 버퍼 어드레스를 저장한다.
도 11의 FlexRay 송신 버퍼(26)에 나타낸 바와 같이, FlexRay ID마다 CAN ID의 데이터를 저장하는 어드레스(위치)가 미리 지정되어 있다. 물론, FlexRay 동시보고 등을 위해, FlexRay ID 중에는 FlexRay의 수신 데이터를 저장하는 어드레스(위치)도 설치되어 있다. 또한, 그 데이터 위치의 데이터를 갱신했는지의 이력을 나타내는 갱신 이력을 설치한다. 갱신 이력은 데이터가 기입 시에 갱신되면 「on」, FlexRay 콘트롤러(10)에 송신 버퍼(26)의 데이터가 세트된 후에 「off」로 갱신된다. 전술한 CAN 수신처 맵 메모리(33-1)의 FlexRay 송신 버퍼 어드레스는 도 11의 CAN ID로 지정된 데이터 저장 위치이다.
또한, FlexRay 송신, CAN 송신 유무 및 FlexRay 수신처의 데이터 그룹은 8비트로 구성되고, 선두 6비트에서 FlexRay 송신처(수신처)를, 나머지의 2비트에서 「FlexRay로」, 「CAN으로」, 「동시보고」를 나타낸다. 여기에서는, FlexRay 송신처는 "00"이 「ID 무효」, "01"이 「FlexRay CH1」, "10"이 「FlexRay CH2」, "100"이 「FlexRay CH3」를 나타낸다. 또한, 나머지 2비트는 "00"이 이 FlexRay ID란의 무효, "01"이 「FlexRay로」, "10"이 「CAN으로」, "11"이 「동시보고」를 지시한다.
따라서, CAN용 송신처 판정 회로(33)는 수신 데이터 저장 처리 회로(22)의 CAN 프레임 데이터(도 6 참조)의 CAN ID에서 CAN 수신처 맵 메모리(33-1)를 참조하여, 송신처 및 송신 유무의 데이터 그룹의 나머지 2비트가 「FlexRay로」를 나타내는 경우는, FlexRay용 송신 버퍼(26)(도 11)의 FlexRay 송신 버퍼 어드레스의 영역에 수신 CAN 프레임 데이터를 기입하고, 갱신 이력을 갱신한다.
마찬가지로, CAN용 송신처 판정 회로(33)는 CAN ID에서 CAN 수신처 맵 메모리(33-1)를 참조하여, 송신처 및 송신 유무의 데이터 그룹의 나머지 2비트가 「CAN으로」를 나타내는 경우는, 수신 CAN 프레임 데이터를 CAN용 수신처 검색 회로(34)에 전송한다.
마찬가지로, CAN용 송신처 판정 회로(33)는 CAN ID에서 CAN 수신처 맵 메모리(33-1)를 참조하여, 송신처 및 송신 유무의 데이터 그룹의 나머지 2비트가 「동시보고」를 나타내는 경우는, FlexRay용 송신 버퍼(26)(도 11)의 FlexRay 송신 버퍼 어드레스의 영역에 수신 CAN 프레임 데이터를 기입하고, 또한 수신 CAN 프레임 데이터를 CAN용 수신처 검색 회로(34)에 전송한다.
CAN 데이터 가공 회로(32)는 FlexRay용 송신처 판정 회로(31)로부터 송신된 수신 FlexRay 프레임 데이터와 CAN ID로부터 CAN용에 분할이 필요한가를 판정하고, 분할이 필요한 경우에는 분할하여 CAN ID를 부가하고 CAN 데이터(도 6 참조)를 작성한다. 또한, 분할이 필요하지 않은 경우에는 수신 FlexRay 프레임 데이터와 CAN ID로부터 CAN ID를 부가한 CAN 데이터(도 6 참조)를 작성한다.
다음에, CAN용 수신처 검색 회로(34)는 송부된 CAN 데이터의 CAN ID에서 CAN 수신처 정보 맵 메모리(34-1)를 참조하여, 송신처 CAN 채널을 검색하고 맵 메모리(34-1)에서 지정된 송신 간격으로 CAN 데이터를 CAN용 송신 버퍼(FIFO)(27)에 전송한다.
이 때문에 CAN 수신처 정보 맵 메모리(34-1)는 도 10에 나타낸 바와 같이, 각 CAN ID(도 6 참조)에 대하여 정기 송신 간격, 솎아내기 송신의 유무, 솎아내기 횟수, 솎아내기 시간, 버스 부하에 의한 솎아내기 송신의 유무, CAN 채널 번호 및 CAN 송신 버퍼의 어드레스를 저장한다.
CAN 버스에 접속되는 디바이스는 여러가지이며, 디바이스 중에는 FlexRay와 같이 주기적인 데이터 전송 방식에서 데이터가 보내져도 필요없는 것도 있고, 또한 데이터를 반드시 보낼 필요가 있는 디바이스와, 소정 시간 기다려도 지장이 없는 디바이스도 있다. 이 때문에, CAN ID에서 지정한 디바이스마다 송신 간격(시간 간격), 솎아내기 송신의 유무, 솎아내기 간격(횟수), 솎아내기 시간을 지정할 수 있게 하고, 또한 디바이스의 중요도에 따라 버스 부하에 의한 솎아내기 송신의 유무 를 설정할 수 있게 하고 있다.
또한, CAN용 수신처 검색 회로(34)는 이 CAN ID에서 CAN 채널을 찾고, 대응하는 CAN 송신 버퍼 어드레스에 전술한 송신 간격이나 솎아내기 정보 등의 송신 제어 정보를 부가하여, CAN 데이터를 기입한다(데이터 전송한다).
이와 같이, 라우팅 회로(29)를 하드웨어로 구성했으므로, 고속의 라우팅이나 데이터 분할, 데이터 변환이 가능하게 되고, 또한 솎아내기 등의 미세한 처리도 용이하게 실현할 수 있다.
[스케줄링 회로]
다음에, 도 4 및 도 5의 스케줄링 회로(23, 24)를 도 12 및 도 13에서 설명한다. 도 12는 FlexRay용 스케줄링 회로(23)의 설명도이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, FlexRay용 스케줄링 회로(23)는 FlexRay 송신 버퍼(26)로부터 데이터를 판독하고, FlexRay의 스케줄에 따라 FlexRay 콘트롤러(10)에 데이터 전송한다.
즉, FlexRay 스케줄링 회로(23)는 FlexRay 콘트롤러(10)로부터의 NIT(도 6 참조)를 검출하여 내부에서 스케줄을 행하고, 각 슬롯에 대응한 FlexRay 송신 버퍼(26)의 FlexRay ID의 데이터 DATA1, DATA2, DATA3를 순차적으로 판독하여, FlexRay 콘트롤러(10)에 데이터 전송한다.
다음에, 도 13은 CAN용 스케줄링 회로(24)의 구성도이며, 데이터 송신 타이밍 판정 회로(24-1)와, 정기 송신 처리 회로(24-2)와, 솎아내기 송신 판정 회로(24-3)와, 송신 조정 처리 회로(24-4)를 갖는다.
데이터 송신 타이밍 판정 회로(24-1)는 CAN용 송신 버퍼(FIFO)(27)에 데이터 가 저장되어 있는지를 조사한다. 또한, CAN용 송신 버퍼(27)에는 채널마다 자동 송신의 유무, 이벤트/정기 송신을 지시하는 레지스터가 설치되어 있다.
데이터 송신 타이밍 판정 회로(24-1)는 CAN용 송신 버퍼(27)에 데이터가 저장되어 있고, 또한 자동 송신 있음으로 설정된 송신 FIFO(채널)의 데이터를 판독하여, 이벤트/정기의 설정에 따라 정기 송신 처리 회로(24-2) 또는 송신 조정 처리 회로(24-4)에 나누어 그 데이터 저장 버퍼(24-A, 24-B)에 저장한다.
정기 송신 처리 회로(24-2)는 데이터 저장 버퍼(24-A)의 저장 데이터(CAN 데이터)로부터 부가된 송신 간격(도 10 참조)으로 데이터 저장 버퍼(24-A)의 CAN 데이터를 솎아내기 송신 판정 회로(24-3)에 송신한다.
솎아내기 송신 판정 회로(24-3)는 CAN 데이터의 솎아내기 정보(도 10 참조)를 조사하고, 솎아내기 있음의 경우에는 솎아내기 횟수, 시간 등에 의거하여 솎아내기 처리를 행하고, 송신 조정 처리 회로(24-4)의 데이터 저장 버퍼(24-B)에 저장한다. 또한, 솎아내기 송신 판정 회로(24-3)는 CAN 데이터의 솎아내기 정보(도 10 참조)로부터 버스 부하 있음의 솎아내기의 경우에는 버스 부하가 설정치로 되었는지를 조사하고, 설정치로 되면 솎아내기 처리를 행하여 송신 조정 처리 회로(24-4)의 데이터 저장 버퍼(24-B)에 저장한다.
송신 조정 처리 회로(24-4)는 데이터 저장 버퍼(24-B)의 CAN 데이터를 CAN 콘트롤러(12-1)에 전송한다. 또한, 송신 조정 처리 회로(24-4)는 데이터 저장 버퍼(24-B)가 빈 경우에는 CAN 데이터가 저장된 타이밍에서 CAN 콘트롤러(12-1)에 전송하고, CAN 콘트롤러(12-1)의 메시지 박스(120)가 비어있지 않은 경우(가득찬 경 우)에는 CAN 콘트롤러(12-1)로부터의 CAN 송신 완료 인터럽트에서, 데이터 저장 버퍼(24-B)로부터 CAN 데이터를 판독하여 CAN 콘트롤러(12-1)에 전송한다.
이와 같이, 스케줄링 동작도 개별적으로 또한 프로토콜에 맞춰 실행할 수 있다.
[FlexRay-CAN 교환용 프레임 처리]
도 14 및 도 15는 FlexRay-CAN 교환용에 적합한 데이터 프레임의 설명도이다. 도 6에서 설명한 것과 같이, FlexRay에서는 슬롯이나 프레임의 포맷(flame format)은 규정되어 있지만, 교환용에 적합한 프레임 포맷은 제안되어 있지 않다.
여기에서는, 지금까지의 CAN 자산을 살리면서, CAN에의 게이트웨이가 효율적으로 행할 수 있도록 FlexRay 데이터 프레임을 설명한다.
도 14는 FlexRay 프레임 패턴을 FlexRay ID, CAN ID, DLC(데이터 길이), CAN 데이터의 포맷으로 한 것이다. FlexRay 프레임 포맷(1)에서는 CAN ID를 FlexRay 프레임의 데이터 전에 부가했으므로, 데이터 분할하는 것만으로 송신 CAN 프레임을 작성할 수 있다. 즉, 도 7의 FlexRay 송신처 판정부(31)의 처리가 경감되어, 효율적으로 교환할 수 있다.
FlexRay 포맷(3)에서는 FlexRay ID를 CAN ID와 같게 하고, 또한 FlexRay DLC와 CAN DLC를 같게 함으로써, 그대로 전송할 수 있다. 즉, 도 7의 FlexRay 송신처 판정부(31), CAN 데이터 가공 회로(32)의 처리가 경감되어, 효율적으로 교환할 수 있다.
도 15는 FlexRay 프레임 패턴을 FlexRay ID, CAN 데이터(8바이트)의 포맷으 로 한 것이다. FlexRay 프레임 포맷(2)에서는 FlexRay ID를 CAN ID로 변환하고 또한 DLC를 부가하여, 데이터 분할하는 것만으로 송신 CAN 프레임을 작성할 수 있다. 즉, 도 7의 CAN 데이터 가공부(32)의 데이터 분할 처리가 경감되어, 효율적으로 교환할 수 있다.
FlexRay 프레임 포맷(4)에서도 FlexRay ID를 CAN ID로 변환하고, 또한 DLC을 부가하는 것만으로 송신 CAN 프레임을 작성할 수 있다. 즉, 도 7의 CAN 데이터 가공부(32)의 데이터 분할 처리가 경감되어, 효율적으로 교환할 수 있다.
도 16은 이들의 프레임 포맷에 대응하기 위한 구성이며, 본 발명에서는 FlexRay용 송신처 판정 회로(31)의 수신처 맵 메모리(31-1)의 내용을 변경하는 것만으로 실현할 수 있다. 즉, 도 7의 맵 메모리(31-1)의 구성에 DLC란과, 프레임 패턴의 란을 부가하고, 2 비트의 프레임 패턴에서 FlexRay ID의 프레임 패턴을 인식한다.
그리고, FlexRay 프레임 포맷 패턴(1)에서는, 데이터 가공 회로(32)는 데이터 분할만 행하면 되고, FlexRay 프레임 포맷 패턴(2), (4)에서는, 데이터 가공 회로(32)는 CAN ID, DLC의 접합만을 행하면 된다. FlexRay 프레임 포맷 패턴(3)에서는, 데이터 가공 회로(32)는 처리를 요하지 않는다.
이와 같이, 이 FlexRay 프레임 포맷 패턴(1)-(4)을 사용하면, 교환 처리가 더욱 용이하게 되어 게이트웨이의 체류를 방지할 수 있다.
[다른 실시예]
상술한 실시예에서는 게이트웨이 장치를 FlexRay와 CAN의 교환으로 설명했지 만, 다른 통신 프로토콜, 특히 이벤트 트리거형과, 타임 트리거형과 다른 통신 교환에 이용할 수 있다. G/W 하드 매크로부의 구성도, 예를 들면 스케줄링 회로는 다른 구성을 채용할 수 있다. 또한, 차 탑재용의 용도뿐만 아니라 다른 용도에도 이용할 수 있다.
본 발명에서는 다른 통신 프로토콜의 스케줄을 행하는 스케줄링 회로와, 라우팅 회로를 별도로 설치했으므로, 고속으로 체류 없이 메시지를 변환할 수 있다. 또한, 타임 트리거형 메시지에 갱신 이력을 부가하였으므로, 통신로로부터 수령한 디바이스가 타임 트리거형 메시지라도, 갱신된 것인가, 이전의 것인가를 용이하게 식별할 수 있다. 또한, 타임 트리거형 스케줄을 네트워크 아이들 타임을 트리거로 하여 실행하므로, 정확하고 용이하게 타임 트리거형 스케줄을 따라 변환 처리할 수 있다. 더구나, FlexRay 프레임 포맷을 변환 효율을 고려하여 구성하였으므로, FlexRay와 CAN의 메시지 변환을 효율적으로 실현할 수 있다.
다른 통신 프로토콜의 스케줄을 행하는 스케줄링 회로와, 라우팅 회로를 별도로 설치했으므로, 고속으로 체류 없이 메시지를 변환할 수 있다. 또한, 타임 트리거형 메시지에 갱신 이력을 부가하였으므로, 통신로로부터 수령한 디바이스가 타임 트리거형 메시지라도 갱신된 것인가, 이전의 것인가를 용이하게 식별할 수 있다. 또한, 타임 트리거형 스케줄을 네트워크 아이들 타임을 트리거로서 실행하므로, 정확하고 용이하게 타임 트리거형 스케줄을 따라 변환 처리할 수 있다. 더구나, FlexRay 프레임 포맷을 변환 효율을 고려하여 구성했으므로, FlexRay와 CAN의 메시지 변환을 효율적으로 실현할 수 있다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 이벤트 트리거형 통신 프로토콜의 메시지를 타임 트리거형 통신 프로토콜의 메시지로 변환하여, 지정된 수신처에 통신하는 통신 메시지 변환 장치에 있어서,
    이벤트 트리거형 통신 프로토콜의 메시지를 수신하는 수신 수단과,
    상기 타임 트리거형 통신 프로토콜의 메시지를 저장하는 송신 버퍼와,
    상기 송신 버퍼의 메시지를 타임 트리거의 스케줄로 통신로에 송신하는 송신 수단과,
    상기 이벤트 트리거형 통신 프로토콜의 메시지를 상기 송신 버퍼의 지정된 수신처의 저장 위치에 저장하고, 또한 갱신 이력을 저장하는 라우팅 수단을 갖고,
    상기 이벤트 트리거형 통신 프로토콜의 메시지에 상기 갱신 이력을 부가하여 송신하는 것을 특징으로 하는 통신 메시지 변환 장치.
  3. 이벤트 트리거형 통신 프로토콜의 메시지를 타임 트리거형 통신 프로토콜의 메시지로 변환하여, 지정된 수신처에 통신하는 통신 메시지 변환 장치에 있어서,
    이벤트 트리거형 통신 프로토콜의 메시지를 수신하는 수신 수단과,
    상기 타임 트리거형 통신 프로토콜의 메시지를 저장하는 송신 버퍼와,
    타임 트리거형 통신 프로토콜의 네트워크 아이들 타임(network idle time) 정보에 따라, 상기 송신 버퍼의 메시지를 타임 트리거의 스케줄로 통신로에 송신하는 송신 수단과,
    상기 이벤트 트리거형 통신 프로토콜의 메시지를 상기 송신 버퍼의 지정된 수신처의 저장 위치에 저장하는 라우팅 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 통신 메시지 변환 장치.
  4. FlexRay 프레임 패턴을 CAN 프레임 패턴으로 변환하는 메시지 변환 방법에 있어서,
    CAN ID를 나타내는 식별자와, 데이터 길이와, CAN 데이터로 구성된 상기 FlexRay 프레임 패턴을 수신하는 단계와,
    상기 수신한 FlexRay 프레임의 CAN ID를 나타내는 식별자와, 데이터 길이와, CAN 데이터에 의해 상기 CAN 프레임 패턴으로 변환하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 메시지 변환 방법.
  5. FlexRay 프레임 패턴을 CAN 프레임 패턴으로 변환하는 메시지 변환 방법에 있어서,
    FlexRay ID를 나타내는 식별자와, CAN 데이터로 구성된 상기 FlexRay 프레임 패턴을 수신하는 단계와,
    상기 수신한 FlexRay 프레임의 식별자를 CAN ID로 변환하고, 또한 데이터 길이를 부가한 CAN 데이터에 의해 상기 CAN 프레임 패턴으로 변환하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 메시지 변환 방법.
  6. 다른 통신 프로토콜의 통신로에 접속되어, 일방의 통신 프로토콜의 메시지를 타방의 프로토콜의 메시지로 변환하여, 지정된 수신처에 통신하는 통신 메시지 변환 장치에 있어서,
    제 1 통신로로부터의 상기 일방의 통신 프로토콜의 메시지를 수신하는 수신 회로와,
    상기 타방의 통신 프로토콜의 메시지를 제 2 통신로에 송신하는 송신 회로와,
    상기 수신 회로의 상기 일방의 통신 프로토콜의 메시지에 포함되는 식별자로부터 상기 타방의 프로토콜의 통신로의 수신처 식별자를 탐색하여, 상기 수신 회로의 상기 일방의 통신 프로토콜의 메시지를 상기 타방의 프로토콜의 포맷으로 변환하는 라우팅 회로와,
    상기 라우팅 회로로부터의 메시지가 상기 타방의 통신 프로토콜의 스케줄로 상기 송신 회로로부터 송신되도록 제어하는 스케줄링 회로를 갖고,
    상기 라우팅 회로와 상기 스케줄링 회로는 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 통신 메시지 변환 장치.
  7. 다른 통신 프로토콜의 통신로에 접속되어, 일방의 통신 프로토콜의 메시지를 타방의 프로토콜의 메시지로 변환하여, 지정된 수신처에 통신하는 통신 메시지 변환 장치에 있어서,
    제 1 통신로로부터 상기 일방의 통신 프로토콜의 메시지를 수신하는 수신 회로와,
    상기 타방의 통신 프로토콜의 메시지를 상기 타방의 통신 프로토콜의 스케줄로 제 2 통신로에 송신하는 송신 회로와,
    상기 수신 회로의 상기 일방의 통신 프로토콜의 메시지에 포함되는 식별자로부터 상기 타방의 프로토콜의 통신로의 수신처 식별자를 탐색하여, 상기 수신 회로의 상기 일방의 통신 프로토콜의 메시지를 상기 타방의 프로토콜의 포맷으로 변환하는 라우팅 회로와,
    상기 수신 회로와 상기 라우팅 회로 사이의 통신 및 상기 라우팅 회로와 상기 송신 회로 사이의 통신을 제어하는 통신 제어 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 통신 메시지 변환 장치.
  8. 다른 통신 프로토콜의 통신로에 접속되어, 일방의 통신 프로토콜의 메시지를 타방의 프로토콜의 메시지로 변환하여, 지정된 수신처에 통신하는 통신 메시지 변환 장치에 있어서,
    제 1 통신로로부터의 상기 일방의 통신 프로토콜의 메시지를 수신하는 수신 회로와,
    상기 타방의 통신 프로토콜의 메시지를 제 2 통신로에 송신하는 송신 회로와,
    상기 수신 회로의 상기 일방의 통신 프로토콜의 메시지에 포함되는 식별자로부터 상기 타방의 프로토콜의 통신로의 수신처 식별자를 탐색하여, 상기 수신 회로의 상기 일방의 통신 프로토콜의 메시지를 상기 타방의 프로토콜의 포맷으로 변환하는 동시에, 상기 타방의 프로토콜로 변환한 후의 메시지를 상기 타방의 통신 프로토콜의 스케줄로 상기 송신 회로로부터 송신되도록 제어하는 게이트웨이 회로와,
    상기 수신 회로와 상기 게이트웨이 회로 사이의 통신 및 상기 게이트웨이 회로와 상기 송신 회로 사이의 통신을 제어하는 통신 제어 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 통신 메시지 변환 장치.
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