WO2020027181A1 - スイッチ、制御装置、通信システム、通信制御方法及びプログラム - Google Patents

スイッチ、制御装置、通信システム、通信制御方法及びプログラム Download PDF

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WO2020027181A1
WO2020027181A1 PCT/JP2019/029967 JP2019029967W WO2020027181A1 WO 2020027181 A1 WO2020027181 A1 WO 2020027181A1 JP 2019029967 W JP2019029967 W JP 2019029967W WO 2020027181 A1 WO2020027181 A1 WO 2020027181A1
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register
switch
value
control
control entry
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康博 水越
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日本電気株式会社
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    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Definitions

  • the present invention is based on the priority claim of Japanese Patent Application No. 2018-145036 (filed on Aug. 1, 2018), the entire contents of which are incorporated herein by reference. Shall be.
  • the present invention relates to a switch, a control device, a communication system, a communication control method, and a program.
  • Patent Document 1 discloses a video switching module for a vehicle that can display a required video on a monitor according to the driving state of a vehicle without an occupant operating a changeover switch. According to the document, this video switching module selects video signals from a plurality of receiving units simultaneously according to the priority order and outputs the video signals to a monitor.
  • Patent Document 2 discloses a vehicle periphery visual recognition device capable of automatically selecting a plurality of camera images installed in a vehicle according to a driving situation and displaying the image with good visibility. According to the document, the vehicle periphery recognition device selects a plurality of captured images from among the imaging units based on a driving situation determined by a driving situation determination unit connected to various sensors. It is described that the vehicle periphery recognition device performs predetermined image processing according to the driving situation on the selected captured video and then displays the selected video on the display unit.
  • Patent Document 3 discloses a configuration in which various on-vehicle modules are connected via a data communication bus (CAN) according to a use.
  • CAN used in Patent Literature 3 is an abbreviation of Controller ⁇ Area ⁇ Network
  • ECU is an abbreviation of Electronic ⁇ Control ⁇ Unit.
  • Non-Patent Document 1 is a specification of an OpenFlow switch used for constructing an SDN.
  • Patent Literatures 1 and 2 require a wire harness for accommodating a large number of camera images at the same time and a high-performance ECU capable of processing these images. Therefore, there is a problem that cost and power consumption increase. In the future, the number of cameras and their resolution will increase as the automatic driving technology progresses. Therefore, it is desired to reduce the wire harness length and the power consumption.
  • Non-Patent Document 1 By applying the SDN of Non-Patent Document 1 to an in-vehicle network exemplified in Patent Documents 1-3, a line having a large transmission path capacity can be shared by a plurality of ECUs, and cost and power consumption can be reduced. Expected to be reduced.
  • an SDN controller that controls an SDN switch needs to grasp the vehicle state and appropriately control the switch. There is. For that purpose, it is necessary to connect various sensors to the SDN controller or to adopt a configuration to increase information from the ECU, and as a result, it is expected that lack of responsiveness and rapid switching of images will not be possible. .
  • controller In addition, the problem of responsiveness of the SDN controller (hereinafter, also simply referred to as “controller” or “control device”) is a problem common to not only in-vehicle networks but also centralized control networks represented by SDN. I can say.
  • the object of the present invention is to provide a switch, a control device, a communication system, a communication control method, and a program that can contribute to improving the responsiveness of a network to which SDN is applied to an external environment.
  • a switch including a register and a control entry holding unit that holds a control entry set by a predetermined control device.
  • the switch further includes a packet processing unit that selects a control entry to be applied to a received packet by referring to a value of the register in addition to a match condition of the control entry.
  • the switch further includes a register changing unit that changes the value of the register when an instruction to change the value of the register is set in the selected control entry.
  • the switch uses a first control entry in which an instruction to change the value of a register held by the switch is set and the value of the register as a match condition, and provides the switch with a predetermined value.
  • a control device includes a switch control unit that sets a second control entry for executing a process.
  • a communication system including the above-described switch and the above-described control device.
  • the switch refers to the value of the register in addition to the matching condition of the control entry, and selects a control entry to be applied to a received packet; And a step of changing the value of the register when an instruction to change the value of the register is set.
  • the method is tied to a specific machine, a switch that selects a control entry to be applied to a received packet by referring to a register value in addition to a match condition of the control entry.
  • a computer program for realizing the functions of the switches and the control device described above can be recorded on a computer-readable (non-transitary) storage medium. That is, the present invention can be embodied as a computer program product.
  • the present invention it is possible to improve the responsiveness of a network to which SDN is applied. That is, the present invention converts a switch of a centralized control type network represented by the SDN shown in the background art into a drastically improved switch in terms of its responsiveness.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an operation of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a communication system (an in-vehicle network system) according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a configuration of a switch according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a correspondence relationship between a register value of a switch and vehicle state information according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a control entry held by the switch according to the first embodiment of this invention.
  • FIG. 4 is a sequence diagram illustrating an operation of the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a communication system (an in-vehicle network system) according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a configuration of a switch according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an operation of the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an operation of the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a sequence diagram illustrating an operation of a configuration illustrated as a comparative example.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a control entry for explaining the operation of the configuration shown as a comparative example. It is a figure showing the composition of the communications system (vehicles network system) of a 2nd embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a sequence diagram illustrating an operation of the second exemplary embodiment of the present invention. It is a figure showing the composition of the communications system (vehicles network system) of a 3rd embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a sequence diagram illustrating an operation of the third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a computer configuring a switch or a control device of the present invention.
  • connection lines between blocks in the drawings and the like referred to in the following description include both bidirectional and unidirectional.
  • the one-way arrow schematically indicates the flow of a main signal (data), and does not exclude bidirectionality.
  • Ports and interfaces are provided at input / output connection points of each block in the figure, but are not shown.
  • the program is executed via a computer device, and the computer device includes, for example, a processor, a storage device, an input device, a communication interface, and a display device as necessary.
  • the computer device is configured to be able to communicate with a device (including a computer) inside or outside the device via a communication interface regardless of whether it is wired or wireless.
  • a device including a computer
  • a and / or B is used to mean at least one of A and B.
  • the present invention can be realized by a switch including a register 21, a control entry holding unit 22, a packet processing unit 23, and a register changing unit 24, as shown in FIG.
  • control entry holding unit 22 holds a control entry set by a predetermined control device 10.
  • the control entry holding unit 22 corresponds to a flow table in the OpenFlow switch of Non-Patent Document 1.
  • the difference from the flow entry of Non-Patent Document 1 is that, as shown in a balloon in FIG. 2, a register value can be set as a match condition, and an instruction to change the register value can be set as an action. There is a point.
  • the packet processing unit 23 selects a control entry to be applied to a received packet by referring to the value of the register in addition to the matching condition of the control entry. For example, as shown in FIG. 2, when the packet from the ECU 30A and the value of the register are 1 (automatic operation mode), the packet processing unit 23 transfers the packet from the ECU 30A to the ECU 30C that performs the automatic operation control. Perform the operation. This makes it possible to send a camera image to the ECU 30C in the automatic driving mode.
  • the packet processing unit 23 does not perform an operation of transferring the packet from the ECU 30A to the ECU 30C. . Thereby, the line between the ECU 30A and the switch 20 and the line between the switch 20 and the ECU 30C can be released to other communication.
  • the register change unit 24 changes the value of the register when the instruction to change the value of the register is set in the control entry suitable for the received packet. For example, as shown in FIG. 2, when a packet is received from the ECU 30B, the register changing unit 24 performs an operation of rewriting the register to 0. Thereby, even if a packet from the ECU 30A is received thereafter, it is not transferred to the ECU 30C. For example, when the ECU 30B is an ECU that relays data from a camera or a sensor behind, reception of a packet from the ECU 30B indicates that the vehicle has left the automatic driving mode and the driver has performed a reverse operation. .
  • the present invention it is possible to switch the behavior of the switch without waiting for the explicit update of the control entry.
  • the example of the ECU 30B is merely an example, and it is also possible to set a control entry for updating the register upon receiving a packet indicating that the automatic operation has been completed.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a communication system (vehicle-mounted network system) according to the first embodiment of this invention.
  • FIG. 3 shows a configuration in which ECUs 30A and 30B, switches 20A and 20B, and control device 10A are connected.
  • the symbols P1 and P2 in FIG. 3 represent the port numbers of the switches 20A and 20B, respectively.
  • the control device 10A is a device equivalent to an SDN controller that sets control entries in the switches 20A and 20B.
  • the control device 10A includes a switch control unit 11 that sets a control entry in the switches 20A and 20B.
  • the switch control unit 11 further uses the first control entry in which an instruction to change the value of the register held by the switches 20A and 20B is set and the value of the register as a match condition, and performs a predetermined process on the switch. And a function for setting a second control entry for executing
  • the ECU 30A is, for example, an ECU that is connected to the front camera and receives an image transmitted from the front camera.
  • the ECU 30B is, for example, an ECU that is connected to the rear camera and receives an image transmitted from the rear camera.
  • the description will be given on the assumption that the ECUs 30A and 30B transmit the images input from the cameras to the switches 20A and 20B, respectively.
  • the switches 20A and 20B are devices equivalent to SDN switches that transfer, discard, and rewrite packets using control entries that match received packets.
  • the switches 20A and 20B of the present embodiment have a function of selecting a control entry with reference to a register indicating the state of the vehicle, in addition to the function corresponding to the SDN switch. Further, the switch according to the present embodiment has a function of performing the update processing of the register when the update instruction of the register is set in the control entry conforming to the received packet.
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing the configuration of the switch 20A.
  • the switch 20A includes a register group 21A, a control entry holding unit 22A, and a packet processing unit 23A.
  • the register group A is composed of a plurality of registers, for example, as shown in FIG.
  • Each register can hold a value (state information) indicating the associated vehicle state.
  • the register A holds information indicating whether the shift position is the forward shift position.
  • the register B holds information on whether or not the key switch is at the ON / IG (IG power ON) position.
  • the register C holds information on whether the key switch is in the ACC (ACC power on) position (ACC is an abbreviation for accessory).
  • the register D holds a value input from the general-purpose input / output port 1 (GPIO1). These values are rewritten by switches based on information input from the corresponding ECU. Note that the state information of the vehicle is not limited to the example of FIG.
  • vehicle speed information obtained from VDC may be held in a register.
  • the state of the headlight, the state of the turn signal, the state of the switches of various accessories, the steering angle of the steering wheel, and the like can be stored in the register.
  • the steering angle of the steering wheel or the like is binarized, for example, the magnitude of the steering angle may be determined and held depending on whether or not the number of bits from the MSB (Most @ Significant @ Bit) of the bit information is "0". it can.
  • the control entry holding unit 22A holds a control entry in which a match condition is associated with an action.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the control entry held by the switch 20A.
  • a match condition is set that the source MAC address (MACSRC) is the MAC address of the ECU 30B and the data is in mode 1.
  • an action when a packet meeting the match condition is received, an action of rewriting the register A to 0 and then outputting the packet is set.
  • the transmission source MAC address (MACSRC) is the MAC address of the ECU 30B and the data is in mode 2
  • the register A is rewritten to 1 and the received packet is output. Is stipulated.
  • the third entry from the top in FIG. 6 defines the content of dropping (dropping) the received packet when the source MAC address (MACSRC) is the MAC address of the ECU 30A and the register A is 0. Have been.
  • the fourth entry from the top when the transmission source MAC address (MACSRC) is the MAC address of the ECU 30A and the register A is 1, the content to output the received packet is defined.
  • mode 1 is data to flow when the shift position is outside the forward range
  • mode 2 is data to flow when the shift position is in the forward range.
  • the packet processing unit 23A Upon receiving a packet from the ECU 30A or the switch 20B, the packet processing unit 23A searches the control entry holding unit 22A for a control entry that matches the received packet, and executes the processing set in the action field.
  • the packet processing unit 23A of this embodiment includes a register change unit 24A.
  • the packet processing unit 23A instructs the register change unit 24A to change the register when the action instructing the change of the register is set in the action field of the control entry suitable for the received packet.
  • the register change unit 24A changes the value of the designated register according to the instruction from the packet processing unit 23A.
  • the configuration of the switch 20B is the same as that of the switch 20A, except for the content of the control entry held in the control entry holding unit 22A.
  • FIG. 7 is a sequence diagram illustrating the operation of the first exemplary embodiment of the present invention.
  • the control device 10A sets a control entry for the switches 20A and 20B.
  • the description will be made on the assumption that the control device 10A sets the flow entry shown in FIG. 6 in the switch 20A (step S1).
  • the register A indicating the shift position is set to 0 (other than the forward range).
  • the ECU 30A transmits a packet storing the front camera image to the switch 20A.
  • the switch 20A that has received the packet discards the packet sent from the ECU 30A according to the third control entry from the top of the control entry in FIG. 6 (see FIG. 8).
  • the ECU 30B transmits a packet storing the rear camera image (mode 1) to the switches 20B and 20A (step S2).
  • the switch 20A which has received the packet, transmits a packet sent from the ECU 30B and including information indicating that the data is MODE1 data to a predetermined output destination (according to the first control entry from the top in FIG. 6). Output to the port P2) (see FIG. 8).
  • the action of rewriting the register A to 0 is set, so that the switch 20A keeps the value of the register A at 0 while receiving the same packet. I do. As a result, the value of the register A is maintained.
  • the ECU 30B transmits a packet storing data (mode 2) other than the rear camera image to the switches 20B and 20A (step S3).
  • the switch 20A which has received the packet, transmits the packet transmitted from the ECU 30B and including the information indicating that the data is MODE2 data in accordance with the second control entry from the top in FIG. (Step P3, see FIG. 8). Further, since the action of rewriting the register A to 1 is set in the corresponding control entry, the switches 20A and 20B rewrite the register A to 1 respectively (step S4). As a result, the switch 20A recognizes that the shift position has entered the forward range without receiving an instruction from the control device 10A. Note that whether or not the data is MODE2 data can be identified, for example, by the transmission source ECU setting a predetermined ID in the VLAN ID or the like in the packet header.
  • the ECU 30B further transmits a packet storing the rear camera image (mode 1) to the switches 20B and 20A (step S6).
  • the switches 20B and 20A that have received the packet rewrite the register A to 0 according to the first control entry from the top in FIG. 6 (step S7).
  • the switches 20B and 20A recognize that the shift position is out of the forward range without receiving an instruction from the control device 10A.
  • Whether or not the data is MODE1 data can be identified, for example, by the transmission source ECU setting a predetermined ID in VLAN # ID or the like in the packet header.
  • the switches 20A and 20B switch the processing of the received packet according to the change of the shift position without receiving an instruction each time from the control device 10A.
  • the switches 20A and 20B switch the processing of the received packet according to the change of the shift position without receiving an instruction each time from the control device 10A.
  • a match condition other than determining whether the value of the register in FIG. 6 is a specific value may be set.
  • match conditions for comparison with threshold values TH1 and TH2 such as Register @ C> TH1 and Register @ D ⁇ TH2 may be set as the match conditions.
  • the steering angle, the traveling speed, the engine speed, the remaining battery level, and the like can be stored in the register, and the switch can switch the operation by comparing the threshold value with the threshold value.
  • step S1 of FIG. 10 it is assumed that the combination of the control entries of mode 1 of FIG. 11 has been set.
  • the operation in step S2 is the same as in FIG.
  • the switch 20A requests the control device 10 to set a control entry because there is no control entry having a matching condition matching the packet (step S11). Packet-In).
  • the control device 10 that has received the control entry setting request sets the combination of the mode 2 control entries in FIG. 11 (step S12). However, as compared with FIG. 7, it takes a longer time to set the control entry, so that the packet P1 sent from the ECU 30A is discarded. Thereafter, when the switch 20A further receives a mode 1 packet from the ECU 30B, the switch 20A requests the control device 10 to set the control entry because there is no control entry having a matching condition matching the packet (step S21; Packet-In). Here, too, it takes more time to set the control entry than in FIG. 7, so that the packet P2 sent from the ECU 30A, which should be discarded in mode 1 (other than the forward range), is passed.
  • the switching operation of the switch is performed without waiting for the control device 10 to operate the control entry. Therefore, the responsiveness of the in-vehicle network system using the SDN is improved.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a communication system (vehicle-mounted network) according to the second embodiment of this invention.
  • FIG. 12 shows a configuration in which ECUs 30A and 30B, switches 120A, 120B and 120C, and control device 110A are connected.
  • the difference from the first embodiment shown in FIG. 3 is that a switch 120C is added, and a function of notifying the control device 110A when a register is changed is added to each of the switches 120A, 120B, and 120C. It is a point.
  • a function of setting a control entry based on a notification at the time of register change is added to the control device 110A side.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment, and therefore, the following description will focus on the differences.
  • a function of notifying the control device 110A when a register is changed is added to each of the switches 120A, 120B, and 120C.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing the operation of the second exemplary embodiment of the present invention.
  • the control device 110A sets a control entry for the switches 120A to 120C.
  • the description will be made assuming that the control device 110A sets the flow entry shown in FIG. 6 in the switch 120A (step S1).
  • the register A indicating the shift position is set to 0 (other than the forward range).
  • the ECU 30A transmits a packet storing the front camera image to the switch 120A.
  • the switch 120A receiving the packet discards the packet sent from the ECU 30A according to the third control entry from the top of the control entry in FIG.
  • the ECU 30B transmits a packet storing the rear camera video (mode 1) to the switches 120B and 120A (step S2).
  • the switch 120A which has received the packet, transmits the packet sent from the ECU 30B and including the information indicating that the data is MODE1 data in accordance with the first control entry from the top in FIG. Output to port P2).
  • the switch 120A keeps the value of the register A at 0 while receiving the same packet. I do.
  • Whether the data is MODE1 data or MODE2 data can be identified, for example, by the transmission source ECU setting a predetermined ID in a VLAN ID or the like in the packet header.
  • ECU 30B transmits a packet storing data (mode 2) other than the rear camera video to switches 120B and 120A (step S3).
  • the switches 120B and 120A that have received the packet rewrite the register A to 1 since the action of rewriting the register A to 1 is set in the corresponding control entry (step S4).
  • the switches 120B and 120A recognize that the shift position has entered the forward range without receiving an instruction from the control device 110A. The operation up to this point is the same as in the first embodiment.
  • the switch 120B that has rewritten the register A notifies the control device 110A that the register has been changed (step S21; register change notification).
  • the control device 110A that has received the register change notification outputs a packet that changes the value of the register A to the switch 120C that is not on the transfer path of the packet that triggers the change of the register (Step S22; Packet-Out). ).
  • the switch 120C can also change the register A to 1.
  • the control device 110A may directly rewrite the register of the switch 120C, or a method of setting a control entry according to the vehicle state may be adopted.
  • a method in which the switch 120B transfers a packet that triggers the change of the register to the switch 120C at the same time as the switch 120B rewrites the register can be adopted.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a communication system (vehicle-mounted network) according to the third embodiment of the present invention.
  • the control device 110B has a built-in switch (hereinafter also referred to as a switch 110B) and that the switch 110B and the switches 120A to 120C are connected in a ring shape. It is a point. That is, the switches 120A to 120C of the present embodiment form a control channel having a ring topology and are connected to the control device 110B.
  • clockwise (primary (Pri)) and counterclockwise (secondary (Sec)) control channels are formed between the switches.
  • This not only replaces the control channel between the switch and the control device of the first and second embodiments, but also improves the availability. Operations such as register rewriting are the same as those in the first and second embodiments, and therefore, the following description will focus on operations when this control channel fails.
  • FIG. 16 is a sequence diagram showing a packet transfer operation between the switch and the control device using a clockwise (primary (Pri)) control channel and a counterclockwise (secondary (Sec)) control channel. Note that such a configuration can be realized by operating each switch as if there are two control devices. Such redundancy of the control device can be realized by operating the control device using OFOPCR_ROLE_EQUAL of Non-Patent Document 1.
  • the switch 120B downstream of the switch 120C of the secondary control channel can maintain the communication with the control device 110B by switching the control channel from the primary control to the secondary control channel. it can.
  • a primary and secondary transfer table is provided as a jump destination table of the multi-table, and a configuration in which the jump destination table is switched according to occurrence of a failure or the like can be used.
  • the presence or absence of the control channel failure can be determined by sending a predetermined message from the control device 110B and receiving answerback. Further, a method may be employed in which the control device 110B causes an arbitrary switch to transmit a packet from the control channel port and confirms whether or not the packet has been correctly received on the receiving side. Alternatively, the control device may make the switch respond to the value of the register at predetermined time intervals, and confirm whether or not the change in the value is correct.
  • the physical wiring between the control device and the switch can be shared, and the wire harness length can be reduced.
  • the switches are described as including the registers 21 and 21A.
  • the registers are not limited to registers in a narrow sense.
  • a device that can hold state information of the vehicle and can store information that can be used as a match condition by a switch can be used as a register.
  • the procedures described in the first to third embodiments can be realized by a program that causes a computer (9000 in FIG. 19) that functions as a switch or a control device to realize the functions of these devices.
  • a computer is exemplified by a configuration including a CPU (Central Processing Unit) 9010, a communication interface 9020, a memory 9030, and an auxiliary storage device 9040 in FIG. That is, the CPU 9010 in FIG. 19 may execute a packet program or a register update program, and update the calculation parameters stored in the auxiliary storage device 9040 or the like.
  • a CPU Central Processing Unit
  • each unit (processing means, function) of the switch or the control device shown in the above-described first to third embodiments performs the above-described processing by using the hardware mounted on the processor mounted on these devices.
  • the above-mentioned switch is preferably arranged between ECUs mounted on the vehicle.
  • the above-described switch may have a configuration in which a plurality of the registers are arranged, and a value of each register indicates a state of the vehicle.
  • at least one of the above vehicle states represents a shift position.
  • at least one of the states of the vehicle described above indicates a state of a key switch.
  • the register change unit of the switch described above can adopt a configuration in which the predetermined control device is notified that the value of the register has been changed.
  • the switch described above further Configure a control channel having a ring topology with other switches, connect to the predetermined control device, A function of switching the control channel when a failure occurs in the ring topology may be provided.

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Abstract

ＳＤＮを適用したネットワークの即応性を向上させる。スイッチは、レジスタと、所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する制御エントリ保持部と、前記制御エントリのマッチ条件に加えて、前記レジスタの値を参照して、受信パケットに適用する制御エントリを選択するパケット処理部と、前記選択した制御エントリに、前記レジスタの値の変更指示が設定されている場合、前記レジスタの値を変更するレジスタ変更部と、を備える。

Description

スイッチ、制御装置、通信システム、通信制御方法及びプログラム
　［関連出願についての記載］
　本発明は、日本国特許出願：特願２０１８－１４５０３６号（２０１８年８月１日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
　本発明は、スイッチ、制御装置、通信システム、通信制御方法及びプログラムに関する。
　特許文献１に、乗員が切替スイッチを操作することなく、車両の運転状態に応じて必要な映像をモニタに表示することができるという自動車用の映像切替モジュールが開示されている。同文献によると、この映像切替モジュールは、優先順位に従い、複数の受信部から同時に映像信号を選択し、モニタへ出力する。
　特許文献２に、車両に設置されている複数のカメラ映像を運転状況に応じ自動的に選択して視認性良く表示することができるという車両周辺視認装置が開示されている。同文献によると、この車両周辺視認装置は、各種センサと接続された運転状況判断部によって判断された運転状況に基づいて各撮像部のうちの複数の撮像映像を選択する。そして、この車両周辺視認装置は、選択された撮像映像に対して運転状況に応じた所定の画像処理を施した後に表示部に表示する、と記載されている。
　特許文献３には、各種の車載モジュールを、用途に応じたデータ通信バス（ＣＡＮ）を介して接続した構成が開示されている。ここで、特許文献３で用いられているＣＡＮは、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋの略であり、ＥＣＵは、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔの略である。
　また、近年、ソフトウェアを用いてネットワークの仮想化を実現するＳＤＮ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｄｅｆｉｎｅｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）という技術が知られている。非特許文献１は、ＳＤＮを構築するにあたり用いられるオープンフロースイッチの仕様書である。
国際公開第２００８／１４３０７９号 特開２００７－２２１７６号公報 特表２０１６－５２９１５１号公報
ＯｐｅｎＦｌｏｗ　Ｓｗｉｔｃｈ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｖｅｒｓｉｏｎ　１．５．１　（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｖｅｒｓｉｏｎ　０ｘ０６）、ＯＮＦ、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成３０（２０１８）年７月１８日検索］、インターネット〈URL: https://3vf60mmveq1g8vzn48q2o71a-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2014/10/openflow-switch-v1.5.1.pdf〉
　以下の分析は、本発明によって与えられたものである。特許文献１、２の構成では、多数のカメラ映像を同時に収容するためのワイヤハーネスと、これらの映像を処理しうる高性能のＥＣＵが必要になる。このため、コストや消費電力が高くなるという問題点がある。今後は、自動運転技術が進展していくに従い、カメラの台数やその解像度も大きくなるため、ワイヤハーネス長の低減や消費電力の低減が望まれている。
　特許文献１－３に例示される車載ネットワークに、非特許文献１のＳＤＮを適用することで、伝送路容量の大きい回線を複数のＥＣＵで共有するといったことが可能になり、コストや消費電力を削減できると見込まれている。しかしながら、特許文献１、２に記載されているような車両状態に応じた映像の切替出力を行う場合、ＳＤＮスイッチを制御するＳＤＮコントローラが、車両状態を把握して、スイッチを適切に制御する必要がある。そのためには、ＳＤＮコントローラに各種センサを接続したり、ＥＣＵからの情報を上げさせる構成を採る必要があり、結果として即応性に欠け、迅速な映像の切替が出来なくなってしまうことが予想される。
　また、上記ＳＤＮコントローラ（以下、単に「コントローラ」、「制御装置」とも称する。）の即応性の問題は、車載ネットワークに限らず、ＳＤＮに代表される集中制御型ネットワークに共通する課題であるといえる。
　本発明は、ＳＤＮを適用したネットワークの外部環境への即応性の向上に貢献できるスイッチ、制御装置、通信システム、通信制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。
　第１の視点によれば、レジスタと、所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する制御エントリ保持部とを備えるスイッチが提供される。このスイッチは、さらに、前記制御エントリのマッチ条件に加えて、前記レジスタの値を参照して、受信パケットに適用する制御エントリを選択するパケット処理部を備える。このスイッチは、さらに、前記選択した制御エントリに、前記レジスタの値の変更指示が設定されている場合、前記レジスタの値を変更するレジスタ変更部を備える。
　第２の視点によれば、スイッチに対し、前記スイッチが保持するレジスタの値の変更指示を設定した第１の制御エントリと、前記レジスタの値をマッチ条件として使用して、前記スイッチに所定の処理を実行させる第２の制御エントリと、を設定するスイッチ制御部を備える制御装置が提供される。
　第３の視点によれば、上記したスイッチと、上記した制御装置とを含む通信システムが提供される。
　第４の視点によれば、上記したスイッチが、前記制御エントリのマッチ条件に加えて、前記レジスタの値を参照して、受信パケットに適用する制御エントリを選択するステップと、前記選択した制御エントリに、前記レジスタの値の変更指示が設定されている場合、前記レジスタの値を変更するステップと、を含む通信制御方法が提供される。本方法は、制御エントリのマッチ条件に加えて、レジスタの値を参照して、受信パケットに適用する制御エントリを選択するスイッチという、特定の機械に結びつけられている。
　第５の視点によれば、上記したスイッチや制御装置の機能を実現するためのコンピュータプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な（非トランジトリーな）記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
　本発明によれば、ＳＤＮを適用したネットワークの即応性を向上させることが可能となる。即ち、本発明は、背景技術に示したＳＤＮに代表される集中制御型ネットワークのスイッチを、その即応性の面で、飛躍的に改善させたものへと変換するものとなっている。
本発明の一実施形態の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の通信システム（車載ネットワークシステム）の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態のスイッチの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態のスイッチのレジスタの値と、車両の状態情報との対応関係を示す図である。 本発明の第１の実施形態のスイッチが保持する制御エントリの一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の動作を表したシーケンス図である。 本発明の第１の実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の動作を説明するための図である。 比較例として示す構成の動作を表したシーケンス図である。 比較例として示す構成の動作を説明するための制御エントリの例を示す図である。 本発明の第２の実施形態の通信システム（車載ネットワークシステム）の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態の動作を表したシーケンス図である。 本発明の第３の実施形態の通信システム（車載ネットワークシステム）の構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態の通信システム（車載ネットワークシステム）において設定される制御チャネルを示す図である。 本発明の第３の実施形態のスイッチから制御装置への制御情報の流れを示すシーケンス図である。 本発明の第３の実施形態の通信システム（車載ネットワークシステム）の動作を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態の動作を表したシーケンス図である。 本発明のスイッチ又は制御装置を構成するコンピュータの構成を示す図である。
　はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号（データ）の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。また、図中の各ブロックの入出力の接続点には、ポート乃至インタフェースがあるが図示省略する。プログラムはコンピュータ装置を介して実行され、コンピュータ装置は、例えば、プロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インタフェース、及び必要に応じ表示装置を備える。また、コンピュータ装置は、通信インタフェースを介して装置内又は外部の機器（コンピュータを含む）と、有線、無線を問わず、交信可能に構成される。また、以下の説明において、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａ及びＢの少なくともいずれかという意味で用いる。
　本発明は、その一実施形態において、図１に示すように、レジスタ２１と、制御エントリ保持部２２と、パケット処理部２３と、レジスタ変更部２４と、を備えるスイッチにて実現できる。
　より具体的には、制御エントリ保持部２２は、所定の制御装置１０により設定された制御エントリを保持する。この制御エントリ保持部２２は、非特許文献１のオープンフロースイッチにおけるフローテーブルに相当する。非特許文献１のフローエントリと異なるのは、図２の吹き出し内に示すように、マッチ条件にレジスタの値を設定可能である点と、アクションとして、レジスタの値を変更する指示を設定可能である点である。
　パケット処理部２３は、前記制御エントリのマッチ条件に加えて、前記レジスタの値を参照して、受信パケットに適用する制御エントリを選択する。例えば、図２に示すように、ＥＣＵ３０Ａからのパケットかつレジスタの値が１（自動運転モード）である場合に、パケット処理部２３は、ＥＣＵ３０Ａからのパケットを、自動運転制御を担うＥＣＵ３０Ｃに転送する動作を行う。これにより、自動運転モードにおいて、ＥＣＵ３０Ｃにカメラ画像を送ることが可能となる。一方、ＥＣＵ３０Ａからのパケットを受信した場合であっても、レジスタの値が１以外（自動運転モード以外）である場合、パケット処理部２３は、ＥＣＵ３０ＡからのパケットをＥＣＵ３０Ｃに転送する動作は行わない。これにより、ＥＣＵ３０Ａとスイッチ２０及びスイッチ２０とＥＣＵ３０Ｃ間の回線を他の通信に解放することができる。
　レジスタ変更部２４は、受信パケットに適合する制御エントリに、前記レジスタの値の変更指示が設定されている場合、前記レジスタの値を変更する。例えば、図２に示すように、ＥＣＵ３０Ｂからのパケットを受信した場合、レジスタ変更部２４は、レジスタを０に書き換える動作を行う。これにより、以降、ＥＣＵ３０Ａからのパケットを受信しても、ＥＣＵ３０Ｃに転送されることはない。例えば、ＥＣＵ３０Ｂが、後方のカメラやセンサからのデータを中継するＥＣＵである場合、ＥＣＵ３０Ｂからのパケットの受信は、車両が自動運転モードから脱し、ドライバによって後進操作が行われたことを示している。このように、本発明によれば、明示的な制御エントリの更新を待たずに、スイッチの挙動を切り替えることが可能となる。もちろん、上記ＥＣＵ３０Ｂの例は、あくまで一例であり、その他自動運転が終わったことを示すパケットの受信を契機にレジスタを更新する制御エントリを設定することも可能である。
［第１の実施形態］
　続いて、本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図３は、本発明の第１の実施形態の通信システム（車載ネットワークシステム）の構成を示す図である。図３を参照すると、ＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂと、スイッチ２０Ａ、２０Ｂと、制御装置１０Ａとが接続された構成が示されている。なお、図３中の符号Ｐ１、Ｐ２はそれぞれスイッチ２０Ａ、２０Ｂのポート番号を表している。
　制御装置１０Ａは、スイッチ２０Ａ、２０Ｂに制御エントリ設定するＳＤＮコントローラ相当の装置である。制御装置１０Ａは、スイッチ２０Ａ、２０Ｂに制御エントリを設定するスイッチ制御部１１を備える。このスイッチ制御部１１は、さらに、スイッチ２０Ａ、２０Ｂが保持するレジスタの値の変更指示を設定した第１の制御エントリと、前記レジスタの値をマッチ条件として使用して、前記スイッチに所定の処理を実行させる第２の制御エントリと、を設定する機能を備えている。
　ＥＣＵ３０Ａは、例えば、フロントカメラと接続され、フロントカメラから送信された映像が入力されるＥＣＵである。ＥＣＵ３０Ｂは、例えば、リアカメラと接続され、リアカメラから送信された映像が入力されるＥＣＵである。本実施形態ではＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂは、それぞれカメラから入力された映像をスイッチ２０Ａ、２０Ｂ側に送信するものとして説明する。
　スイッチ２０Ａ、２０Ｂは、受信パケットに適合する制御エントリを用いて、パケットの転送、破棄、書き換え等を行うＳＤＮスイッチ相当の装置である。
　本実施形態のスイッチ２０Ａ、２０Ｂは、上記ＳＤＮスイッチ相当の機能に加え、車両の状態を表すレジスタを参照して、制御エントリを選択する機能を備えている。また、本実施形態のスイッチは、受信パケットに適合する制御エントリに、前記レジスタの更新指示が設定されている場合、該当レジスタの更新処理を行う機能を備えている。
　図４は、スイッチ２０Ａの構成を示す機能ブロック図である。図４を参照すると、スイッチ２０Ａは、レジスタ群２１Ａと、制御エントリ保持部２２Ａと、パケット処理部２３Ａとを備えている。
　レジスタ群Ａは、例えば、図５に示すように、複数のレジスタによって構成される。それぞれのレジスタが、対応付けられた車両状態を表す値（状態情報）を保持可能となっている。図５の例では、レジスタＡは、シフトポジションが前進シフト位置である否かの情報を保持する。レジスタＢは、キースイッチがＯＮ／ＩＧ（ＩＧ電源オン）位置にあるか否かの情報を保持する。同様に、レジスタＣは、キースイッチがＡＣＣ（ＡＣＣ電源オン）位置にあるか否かの情報を保持する（なお、ＡＣＣはアクセサリの略である。）。同様に、レジスタＤは、汎用入出力ポート１（ＧＰＩＯ１）から入力される値を保持する。これらの値は、該当するＥＣＵから入力された情報に基づいてスイッチにより書き換えられる。なお、車両の状態情報は、図５の例に限られない。例えば、ＶＤＣ（Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｄｙｎａｍｉｃｓ　Ｃｏｎｔｏｒｏｌ）から得られる車速情報をレジスタに保持させてもよい。その他、ヘッドライトの状態、ウインカーの状態、各種のアクセサリ類のスイッチの状態、ハンドルの舵角などをレジスタに保持させることができる。また、ハンドルの舵角などを２値化する場合、例えば、ビット情報のＭＳＢ（Ｍｏｓｔ　Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　Ｂｉｔ）から何ビットまでが“０”かどうかにより、舵角の大小状態を決定し、保持させることができる。
　制御エントリ保持部２２Ａは、マッチ条件と、アクションとを対応付けた制御エントリを保持する。図６は、スイッチ２０Ａが保持する制御エントリの一例を示す図である。図６の上から１番目のエントリは、送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣＳＲＣ）がＥＣＵ３０ＢのＭＡＣアドレスであり、かつ、データがモード１であるとのマッチ条件が設定されている。そして、このマッチ条件に適合するパケットを受信した場合のアクションとして、レジスタＡを０に書き換えてから当該パケットを出力するアクションが設定されている。同様に、２番目のエントリには、送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣＳＲＣ）がＥＣＵ３０ＢのＭＡＣアドレスであり、かつ、データがモード２である場合に、レジスタＡを１に書き換えてから受信パケットを出力する内容が定められている。また、図６の上から３番目のエントリは、送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣＳＲＣ）がＥＣＵ３０ＡのＭＡＣアドレスであり、かつ、レジスタＡが０である場合に、受信パケットを破棄（Ｄｒｏｐ）する内容が定められている。同様に、上から４番目のエントリには、送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣＳＲＣ）がＥＣＵ３０ＡのＭＡＣアドレスであり、かつ、レジスタＡが１である場合に、受信パケットを出力する内容が定められている。以下の説明では、モード１がシフトポジションが前進レンジ以外にある場合に流れるべきデータであり、モード２がシフトポジションが前進レンジのレンジにある場合に流れるべきデータであるものとして説明する。
　パケット処理部２３Ａは、ＥＣＵ３０Ａ又はスイッチ２０Ｂからパケットを受信すると、制御エントリ保持部２２Ａから受信パケットに適合する制御エントリを検索し、そのアクションフィールドに設定された処理を実行する。
　また、本実施形態のパケット処理部２３Ａは、レジスタ変更部２４Ａを備えている。パケット処理部２３Ａは、受信パケットに適合する制御エントリのアクションフィールドにレジスタの変更を指示するアクションが設定されている場合、レジスタ変更部２４Ａにレジスタの変更を指示する。
　レジスタ変更部２４Ａは、パケット処理部２３Ａからの指示に従って、指定されたレジスタの値を変更する。
　なお、スイッチ２０Ｂの構成は、制御エントリ保持部２２Ａに保持されている制御エントリの内容が異なるのみで、その他はスイッチ２０Ａと同様であるので説明を省略する。
　続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図７は、本発明の第１の実施形態の動作を表したシーケンス図である。図７に示すように、まず制御装置１０Ａが、スイッチ２０Ａ、２０Ｂに対して制御エントリを設定する。ここでは、制御装置１０Ａは、スイッチ２０Ａに、図６に示すフローエントリを設定したものとして説明する（ステップＳ１）。また、以下の例では、シフトポジションを表すレジスタＡが０（前進レンジ以外）に設定されているものとして説明する。
　その後、図７の例では、ＥＣＵ３０Ａがスイッチ２０Ａに向けてフロントカメラ映像を格納したパケットを送信する。前記パケットを受信したスイッチ２０Ａは、図６の制御エントリの上から３番目の制御エントリに従い、ＥＣＵ３０Ａから送られたパケットを破棄する（図８参照）。
　一方、ＥＣＵ３０Ｂがスイッチ２０Ｂ、２０Ａに向けてリアカメラ映像（モード１）を格納したパケットを送信する（ステップＳ２）。前記パケットを受信したスイッチ２０Ａは、図６の上から１番目の制御エントリに従い、ＥＣＵ３０Ｂから送られ、かつ、データがＭＯＤＥ１のデータであることを示す情報が含まれたパケットを所定の出力先（ポートＰ２）に出力する（図８参照）。なお、図６の上から１番目の制御エントリでは、レジスタＡを０に書き換えるアクションが設定されているため、スイッチ２０Ａは、同様のパケットを受信している間、レジスタＡの値を０に維持する。これにより、レジスタＡの値が維持される。
　一方、ドライバにより走行レンジが前進レンジに切り替えられるなどすると、ＥＣＵ３０Ｂがスイッチ２０Ｂ、２０Ａに向けてリアカメラ映像以外のデータ（モード２）を格納したパケットを送信する（ステップＳ３）。前記パケットを受信したスイッチ２０Ａは、図６の上から２番目の制御エントリに従い、ＥＣＵ３０Ｂから送られ、かつ、データがＭＯＤＥ２のデータであることを示す情報が含まれたパケットを所定の出力先（ポートＰ２）に出力する（ステップＳ３、図８参照）。さらに、該当する制御エントリにレジスタＡを１に書き換えるアクションが設定されているため、スイッチ２０Ａ、２０Ｂは、それぞれレジスタＡを１に書き換える（ステップＳ４）。これにより、スイッチ２０Ａは、制御装置１０Ａからの指示を受けることなく、シフトポジションが前進レンジになったものと認識することになる。なお、データがＭＯＤＥ２のデータであるか否かは、例えば、送信元のＥＣＵがパケットヘッダ中のＶＬＡＮ　ＩＤなどに予め決められたＩＤを設定することで識別できる。
　以降、スイッチ２０Ａは、制御エントリを選択する際に、レジスタＡ＝１をマッチ条件として用いて、制御エントリを選択する。例えば、ＥＣＵ３０Ａがスイッチ２０Ａに向けてフロントカメラ映像を格納したパケットを送信したとする。この場合、スイッチ２０Ａは、図６の制御エントリの上から４番目の制御エントリに従い、ＥＣＵ３０Ａから送られたパケットをスイッチ２０Ｂ側（ポートＰ１）に出力する（ステップＳ５；図９参照）。
　その後さらに、ＥＣＵ３０Ｂがスイッチ２０Ｂ、２０Ａに向けてリアカメラ映像（モード１）を格納したパケットを送信する（ステップＳ６）。前記パケットを受信したスイッチ２０Ｂ、２０Ａは、図６の上から１番目の制御エントリに従い、レジスタＡを０に書き換える（ステップＳ７）。これにより、スイッチ２０Ｂ、２０Ａは、制御装置１０Ａからの指示を受けることなく、シフトポジションが前進レンジ以外になったものと認識することになる。なお、データがＭＯＤＥ１のデータであるか否かは、例えば、送信元のＥＣＵがパケットヘッダ中のＶＬＡＮ　ＩＤなどに予め決められたＩＤを設定することで識別できる。
　以降、スイッチ２０Ａは、制御エントリを選択する際に、レジスタＡ＝０をマッチ条件として用いて、制御エントリを選択する。例えば、ＥＣＵ３０Ａがスイッチ２０Ａに向けてフロントカメラ映像を格納したパケットを送信すると、スイッチ２０Ａは、図６の制御エントリの上から３番目の制御エントリに従い、ＥＣＵ３０Ａから送られたパケットの破棄を再開する（図８参照）。
　以上説明したように、本実施形態によれば、制御装置１０Ａから、その都度、指示を受けることなく、スイッチ２０Ａ、２０Ｂがシフトポジションの変更に応じて受信パケットの処理を切り替える。同様の受信パケットの切替を実現する制御エントリをセットすることで、キースイッチの位置、汎用入出力ポート１（ＧＰＩＯ１）の入力値、これらの組み合わせによる受信パケットの処理を切り替えることが可能となる。
　また、制御エントリのマッチ条件としては、図６のレジスタの値が特定の値であるか否かを判定する以外のマッチ条件を設定できるようにしてもよい。例えば、マッチ条件として、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ　Ｃ＞ＴＨ１、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ　Ｄ＜ＴＨ２といった閾値ＴＨ１、ＴＨ２との比較を行うマッチ条件を設定できるようにしてもよい。このようにすることで、操舵角、走行速度、エンジン回転数、バッテリ残量等をレジスタに保持させて、閾値との比較によりスイッチに自ら動作を切り替えさせることが可能となる。
　ここで、比較例として、図１０のシーケンス図を用いて、制御装置１０による制御エントリの操作が行われる場合の動作について説明する。この比較例では、制御装置１０は、スイッチから制御エントリの問い合わせによりシフトポジションの変更を検知し、図１１に示す制御エントリの切替を行うことになる。図１０のステップＳ１では、図１１のモード１の制御エントリの組み合わせが設定されたものとする。ステップＳ２の動作は図７と同様となる。しかし、ステップＳ３でモード２のパケットが入力されると、スイッチ２０Ａは、当該パケットに適合するマッチ条件を持つ制御エントリが存在しないため、制御装置１０に、制御エントリの設定を要求する（ステップＳ１１；Ｐａｃｋｅｔ－Ｉｎ）。　
　前記制御エントリの設定要求を受けた制御装置１０は、図１１のモード２の制御エントリの組み合わせを設定することになる（ステップＳ１２）。しかし、図７と比較して、制御エントリの設定に時間を要するために、ＥＣＵ３０Ａから送られたパケットＰ１を破棄してしまうことになる。その後、さらに、ＥＣＵ３０Ｂからモード１のパケットを受信すると、スイッチ２０Ａは、当該パケットに適合するマッチ条件を持つ制御エントリが存在しないため、制御装置１０に、制御エントリの設定を要求する（ステップＳ２１；Ｐａｃｋｅｔ－Ｉｎ）。ここでもまた、図７と比較して、制御エントリの設定に時間を要するために、本来モード１（前進レンジ以外）では破棄すべき、ＥＣＵ３０Ａから送られたパケットＰ２を通してしまうことになる。
　以上の比較例との対比からも明らかなように、本実施形態によれば、制御装置１０による制御エントリの操作を待つことなく、スイッチの切替動作が行われる。従って、ＳＤＮを利用した車載ネットワークシステムの即応性が向上したことになる。
［第２の実施形態］
　続いて、本発明の第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１２は、本発明の第２の実施形態の通信システム（車載ネットワーク）の構成を示す図である。図１２を参照すると、ＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂと、スイッチ１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃと、制御装置１１０Ａとが接続された構成が示されている。図３に示した第１の実施形態との相違点は、スイッチ１２０Ｃが追加されている点と、スイッチ１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃのそれぞれにレジスタ変更時の制御装置１１０Ａへの通知機能が追加されている点である。また、制御装置１１０Ａ側には、レジスタ変更時の通知に基づく制御エントリの設定機能が追加されている。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので、以下、その相違点を中心に説明する。
　第１の実施形態では、ＥＣＵ３０ＡとＥＣＵ３０Ｂ間のパケットがすべてのスイッチ２０Ａ、２０Ｂを通過するためレジスタを変更すべきパケットを受信した場合に、すべてのスイッチ２０Ａ、２０Ｂがレジスタを変更することができた。しかしながら、図１２の構成では、ＥＣＵ３０ＡとＥＣＵ３０Ｂ間のパケット転送経路は、スイッチ１２０Ａ、１２０Ｂを経由する経路と、スイッチ１２０Ａ、１２０Ｃ、１２０Ｂを経由する経路の２つある。パケット転送経路にスイッチ１２０Ｃが含まれない場合、スイッチ１２０でレジスタを変更できない状況が生じうる。
　そこで、本実施形態では、スイッチ１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃのそれぞれにレジスタ変更時の制御装置１１０Ａへの通知機能を追加している。
　図１３は、本発明の第２の実施形態の動作を表したシーケンス図である。図１３に示すように、まず制御装置１１０Ａが、スイッチ１２０Ａ～１２０Ｃに対して制御エントリを設定する。ここでは、制御装置１１０Ａは、スイッチ１２０Ａに、図６に示すフローエントリを設定したものとして説明する（ステップＳ１）。また、以下の例では、シフトポジションを表すレジスタＡが０（前進レンジ以外）に設定されているものとして説明する。
　その後、図１３の例では、ＥＣＵ３０Ａがスイッチ１２０Ａに向けてフロントカメラ映像を格納したパケットを送信する。前記パケットを受信したスイッチ１２０Ａは、図６の制御エントリの上から３番目の制御エントリに従い、ＥＣＵ３０Ａから送られたパケットを破棄する。
　一方、ＥＣＵ３０Ｂがスイッチ１２０Ｂ、１２０Ａに向けてリアカメラ映像（モード１）を格納したパケットを送信する（ステップＳ２）。前記パケットを受信したスイッチ１２０Ａは、図６の上から１番目の制御エントリに従い、ＥＣＵ３０Ｂから送られ、かつ、データがＭＯＤＥ１のデータであることを示す情報が含まれたパケットを所定の出力先（ポートＰ２）に出力する。なお、図６の上から１番目の制御エントリでは、レジスタＡを０に書き換えるアクションが設定されているため、スイッチ１２０Ａは、同様のパケットを受信している間、レジスタＡの値を０に維持する。なお、データがＭＯＤＥ１のデータであるか、ＭＯＤＥ２のデータであるかは、例えば、送信元のＥＣＵがパケットヘッダ中のＶＬＡＮ　ＩＤなどに予め決められたＩＤを設定することで識別できる。
　一方、ドライバにより走行レンジが前進レンジに切り替えられると、ＥＣＵ３０Ｂがスイッチ１２０Ｂ、１２０Ａに向けてリアカメラ映像以外のデータ（モード２）を格納したパケットを送信する（ステップＳ３）。前記パケットを受信したスイッチ１２０Ｂ、１２０Ａは、該当する制御エントリにレジスタＡを１に書き換えるアクションが設定されているため、それぞれレジスタＡを１に書き換える（ステップＳ４）。これにより、スイッチ１２０Ｂ、１２０Ａは、制御装置１１０Ａからの指示を受けることなく、シフトポジションが前進レンジになったものと認識することになる。ここまでの動作は第１の実施形態と同様である。
　さらに、本実施形態では、前記レジスタＡの書き換えを行ったスイッチ１２０Ｂが、制御装置１１０Ａに対して、レジスタを変更したことを通知する（ステップＳ２１；レジスタ変更通知）。前記レジスタ変更通知を受信した制御装置１１０Ａは、レジスタの変更の契機となるパケットの転送経路上にないスイッチ１２０Ｃに対して、レジスタＡの値を変更させるパケットを出力する（ステップＳ２２；Ｐａｃｋｅｔ－Ｏｕｔ）。これにより、スイッチ１２０ＣもレジスタＡを１に変更することができる。なお、レジスタＡの値を変更させるパケットの送出に代えて、制御装置１１０Ａがスイッチ１２０Ｃのレジスタを直接書き換えてもよいし、また、車両状態に応じた制御エントリを設定する方法も採用可能である。また、前記制御装置１１０Ａを介した方法に代えて、スイッチ１２０Ｂがレジスタを書き換えるのと同時に、スイッチ１２０Ｂがスイッチ１２０Ｃに、前記レジスタの変更の契機となるパケットを転送する方法も採用可能である。
　以降、スイッチ１２０Ａ～１２０Ｃは、制御エントリを選択する際に、レジスタＡ＝１をマッチ条件として用いて、制御エントリを選択する。例えば、ＥＣＵ３０Ａがスイッチ１２０Ａに向けてフロントカメラ映像を格納したパケットを送信したとする。この場合、スイッチ１２０Ａは、図６の制御エントリの上から４番目の制御エントリに従い、ＥＣＵ３０Ａから送られたパケットをスイッチ１２０Ｂ側に出力する（ステップＳ５）。
　以上説明したように、制御装置が間接的に関与することで、レジスタの変更の契機となるパケットを受信できないスイッチに、該当するレジスタの変更を指示することが可能となる。
［第３の実施形態］
　続いて、上記した第１、第２の実施形態のスイッチと制御装置間の制御チャネルの構成に変更を加えた第３の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１４は、本発明の第３の実施形態の通信システム（車載ネットワーク）の構成を示す図である。図３や図１２に示した構成との相違点は、制御装置１１０Ｂにスイッチ（以下、スイッチ１１０Ｂとも記す）が内蔵されている点と、スイッチ１１０Ｂ、スイッチ１２０Ａ～１２０Ｃがリング状に接続されている点である。即ち、本実施形態のスイッチ１２０Ａ～１２０Ｃは、リング状のトポロジを持つ制御チャネルを構成して、制御装置１１０Ｂに接続している。　
　本実施形態では、図１５に示すように、それぞれのスイッチ間に時計回り（プライマリ（Ｐｒｉ））と反時計回り（セカンダリ（Ｓｅｃ））の制御チャネル（Ｃ－Ｐｌａｎｅ）が構成されている。これにより、第１、第２の実施形態のスイッチと制御装置間の制御チャネルを置換するだけでなく、可用性を高めることに成功している。レジスタの書き換え等の動作は第１、第２の実施形態と同様であるので、以下、この制御チャネルの障害時の動作を中心に説明する。
　図１６は、時計回り（プライマリ（Ｐｒｉ））の制御チャネルと反時計回り（セカンダリ（Ｓｅｃ））の制御チャネルを用いたスイッチ－制御装置間のパケット転送動作を示すシーケンス図である。なお、このような構成は、それぞれのスイッチを、制御装置が２つ存在するものとして動作させることで実現できる。このような制御装置の冗長化は、非特許文献１のＯＦＯＰＣＲ＿ＲＯＬＥ＿ＥＱＵＡＬで制御装置を動作させることで実現できる。
　ここで、例えば、図１７、図１８に示すように、スイッチ１１０Ｂ、１２０Ａ～１２０Ｃに制御エントリの設定後、通信システム（車載ネットワーク）では、ＥＣＵ間のパケットが頻繁に発生する（例えば、ミリ秒のオーダーでの通信）。その後、なんらかの理由でスイッチ１２０Ｂ、１２０Ｃ間のプライマリ制御チャネルに障害が発生したとする。その場合、図１８に示すように、スイッチ１２０Ｂで、スイッチ１２０Ｃからのパケットの途絶が発生する。このパケットの途絶を検出したスイッチ１２０Ｂは、制御チャネルの切替動作を行う。例えば、図１８の下段に示すように、セカンダリ制御チャネルのスイッチ１２０Ｃよりも下流にあるスイッチ１２０Ｂは、制御チャネルをプライマリからセカンダリ制御チャネルに切り替えることで、制御装置１１０Ｂとの通信を維持することができる。スイッチ１２０Ｂにおける制御チャネルの切替は、マルチテーブルのジャンプ先のテーブルとして、プライマリ、セカンダリ用の転送テーブルを設けておき、障害等の発生に応じて、ジャンプ先のテーブルを切り替える構成を用いることできる。
　なお、上記制御チャネルの障害の発生有無は、制御装置１１０Ｂから所定のメッセージを送出してアンサーバックを受ける方法などを採ることができる。また、制御装置１１０Ｂが任意のスイッチに制御チャネル用のポートからパケットを送出させて受信側で正しく受信できたか否かを確認する方法などを採ることもできる。その他、制御装置が所定の時間間隔で、スイッチにレジスタの値を応答させ、その値の変化が正しいか否かを確認してもよい。
　以上説明したように、本実施形態によれば、第１、第２の実施形態の効果に加えて、制御装置とスイッチ間の物理配線を共通化し、ワイヤハーネス長を削減することができる。
　以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成、各要素の構成、メッセージの表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。
　また、上記した第１～第３の実施形態では、スイッチがレジスタ２１、２１Ａを備えているものとして説明したが、このレジスタは狭義のレジスタに限られない。その他、車両の状態情報を保持可能であり、かつ、スイッチがマッチ条件として用いることができる情報を記憶可能な装置をレジスタとして使用することができる。
　また、上記した第１～第３の実施形態に示した手順は、スイッチないし制御装置として機能するコンピュータ（図１９の９０００）に、これらの装置としての機能を実現させるプログラムにより実現可能である。このようなコンピュータは、図１９のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）９０１０、通信インタフェース９０２０、メモリ９０３０、補助記憶装置９０４０を備える構成に例示される。すなわち、図１９のＣＰＵ９０１０にて、パケットプログラムやレジスタ更新プログラムを実行し、その補助記憶装置９０４０等に保持された各計算パラメーターの更新処理を実施させればよい。
　即ち、上記した第１～第３の実施形態に示したスイッチないし制御装置の各部（処理手段、機能）は、これらの装置に搭載されたプロセッサに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することができる。
　最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［第１の形態］
　（上記第１の視点によるスイッチ参照）
［第２の形態］
　上記したスイッチは、車両に搭載されたＥＣＵ間に配置されていることが好ましい。
［第３の形態］
　上記したスイッチには、前記レジスタが複数配置され、それぞれのレジスタの値が車両の状態を表している構成を採ることができる。
［第４の形態］
　上記した車両の状態の少なくとも１つはシフトポジションを表していることが好ましい。
［第５の形態］
　上記した車両の状態の少なくとも１つはキースイッチの状態を表していることが好ましい。
［第６の形態］
　上記したスイッチの前記レジスタ変更部は、前記レジスタの値を変更した場合、前記所定の制御装置に対して、前記レジスタの値を変更したことを通知する構成を採ることができる。
［第７の形態］
　上記したスイッチは、さらに、
　他のスイッチとともにリング状のトポロジを持つ制御チャネルを構成して、前記所定の制御装置に接続し、
　前記リング状のトポロジの障害発生時に、前記制御チャネルの切替を実施する機能を備えることができる。
［第８の形態］
　（上記第２の視点による制御装置参照）
［第９の形態］
　（上記第３の視点による通信システム参照）
［第１０の形態］
　（上記第４の視点による通信制御方法参照）
［第１１の形態］
　（上記第５の視点によるプログラム参照）
　なお、上記第８～第１１の形態は、第１の形態と同様に、第２～第７の形態に展開することが可能である。
　なお、上記の特許文献および非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択（部分的削除を含む）が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
　１０、１０Ａ、１１０Ａ　制御装置
　１１　スイッチ制御部
　２０、２０Ａ、２０Ｂ、１２０Ａ～１２０Ｃ　スイッチ
　２１　レジスタ
　２１Ａ　レジスタ群
　２２、２２Ａ　制御エントリ保持部
　２３、２３Ａ　パケット処理部
　２４、２４Ａ　レジスタ変更部
　３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ　ＥＣＵ
　１１０Ｂ　制御装置／スイッチ
　９０００　コンピュータ
　９０１０　ＣＰＵ
　９０２０　通信インタフェース
　９０３０　メモリ
　９０４０　補助記憶装置

Claims (12)

  1. 　レジスタと、
    　所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する制御エントリ保持部と、
    　前記制御エントリのマッチ条件に加えて、前記レジスタの値を参照して、受信パケットに適用する制御エントリを選択するパケット処理部と、
    　前記選択した制御エントリに、前記レジスタの値の変更指示が設定されている場合、前記レジスタの値を変更するレジスタ変更部と、
    　を備えるスイッチ。
  2. 　車両に搭載されたＥＣＵ間に配置されている請求項１のスイッチ。
  3. 　前記レジスタが複数配置され、それぞれのレジスタの値が車両の状態を表している請求項１又は２のスイッチ。
  4. 　前記車両の状態の少なくとも１つはシフトポジションを表している請求項３のスイッチ。
  5. 　前記車両の状態の少なくとも１つはキースイッチの状態を表している請求項３のスイッチ。
  6. 　前記レジスタ変更部は、前記レジスタの値を変更した場合、前記所定の制御装置に対して、前記レジスタの値を変更したことを通知する請求項１から５いずれか一のスイッチ。
  7. 　他のスイッチとともにリング状のトポロジを持つ制御チャネルを構成して、前記所定の制御装置に接続し、
    　前記リング状のトポロジの障害発生時に、前記制御チャネルの切替を実施する請求項１から６いずれか一のスイッチ。
  8. 　スイッチに対し、
    　前記スイッチが保持するレジスタの値の変更指示を設定する第１の制御エントリと、
    　前記レジスタの値をマッチ条件として使用して、前記スイッチに所定の処理を実行させる第２の制御エントリと、を設定するスイッチ制御部を備える制御装置。
  9. 　前記スイッチからの前記レジスタの値を変更したことの通知に基づいて、前記スイッチ以外のスイッチに前記レジスタの値の変更を実施させる請求項８の制御装置。
  10. 　所定の制御装置と、
    　レジスタと、
    　前記所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する制御エントリ保持部と、
    　前記制御エントリのマッチ条件に加えて、前記レジスタの値を参照して、受信パケットに適用する制御エントリを選択するパケット処理部と、
    　前記選択した制御エントリに、前記レジスタの値の変更指示が設定されている場合、前記レジスタの値を変更するレジスタ変更部と、
    　を備えるスイッチと、
    　を含む通信システム。
  11. 　レジスタと、所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する制御エントリ保持部と、パケット処理部と、を備えたスイッチが、
    　前記制御エントリのマッチ条件に加えて、前記レジスタの値を参照して、受信パケットに適用する制御エントリを選択するステップと、
    　前記選択した制御エントリに、前記レジスタの値の変更指示が設定されている場合、前記レジスタの値を変更するステップと、
    　を含む通信制御方法。
  12. 　レジスタと、所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する制御エントリ保持部と、パケット処理部と、を備えたスイッチに搭載されたコンピュータに、
    　前記制御エントリのマッチ条件に加えて、前記レジスタの値を参照して、受信パケットに適用する制御エントリを選択する処理と、
    　前記選択した制御エントリに、前記レジスタの値の変更指示が設定されている場合、前記レジスタの値を変更する処理と、
    　を実行させるプログラム。
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