WO2023145479A1 - 通信装置および通信方法、並びにプログラム - Google Patents

通信装置および通信方法、並びにプログラム Download PDF

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WO2023145479A1
WO2023145479A1 PCT/JP2023/000720 JP2023000720W WO2023145479A1 WO 2023145479 A1 WO2023145479 A1 WO 2023145479A1 JP 2023000720 W JP2023000720 W JP 2023000720W WO 2023145479 A1 WO2023145479 A1 WO 2023145479A1
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packet
communication device
network
communication
header
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PCT/JP2023/000720
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English (en)
French (fr)
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孝廉 平間
誠 成谷
勇人 高橋
真一 渡辺
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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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]

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication device, a communication method, and a program, and more particularly to a communication device, a communication method, and a program that enable more reliable functional safety.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • ADAS Advanced Driver-Assistance Systems
  • ECU Electronic Control Unit
  • Patent Document 1 proposes an extension of the packet structure that can be used, for example, for connecting an in-vehicle camera while maintaining compatibility with the existing CSI (Camera Serial Interface)-2 standard.
  • a communication device includes a packet generation unit that generates a packet having a packet structure in which MIPI (Mobile Industry Processor Interface) standards are incorporated in a frame specified by communication standards over a network.
  • MIPI Mobile Industry Processor Interface
  • a communication method or program includes generating a packet having a packet structure that incorporates the MIPI (Mobile Industry Processor Interface) standard in a frame specified by a communication standard over a network.
  • MIPI Mobile Industry Processor Interface
  • a packet having a packet structure incorporating the MIPI (Mobile Industry Processor Interface) standard is generated in a frame stipulated by a network communication standard.
  • MIPI Mobile Industry Processor Interface
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an embodiment of a communication system to which the present technology is applied;
  • FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a method of incorporating the MIPI standard into an Ethernet frame;
  • FIG. 10 is a diagram showing a first structural example of a packet structure of 1722 packets;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining descriptions set in 1722 packets;
  • FIG. 12 is a diagram showing a second structural example of a packet structure of 1722 packets;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining descriptions set in 1722 packets;
  • 1 is a block diagram showing a configuration example of a communication system applied to a vehicle;
  • FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining a connection configuration with a network;
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of an ECU;
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of A-Packet Format;
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of A-Packet Format and Sub-Fields Description;
  • Fig. 10 is a flow chart illustrating processing performed in a gPTP timer;
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining processing performed in a 1722 packet generator;
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an embodiment of a computer to which the present technology is applied;
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an embodiment of a communication system to which the present technology is applied.
  • the communication system 11 includes a CIS 21 and an ECU 22, and is configured by connecting the ECU 22 and the user device 24 via a network 23.
  • the communication system 11 is configured such that image data acquired by the CIS 21 is transmitted to the ECU 22 according to the MIPI standard, and transmitted from the ECU 22 to the user device 24 via the network 23 .
  • the network 23 is constructed by Ethernet including, for example, the fifth generation mobile communication system, Wi-Fi, LAN (Local Area Network), etc. It is possible to perform communication on the Ethernet according to IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1722, which is a communication standard that defines the.
  • the CIS 21 comprises a CSE processing section 31, a transmission circuit 32, and a physical layer interface 33.
  • the CSE processing unit 31 stores image data output from an image sensor (not shown) provided in the CIS 21 in a packet-structured payload conforming to the CSE standard, and supplies it to the transmission circuit 32 .
  • the transmission circuit 32 performs transmission processing on the image data supplied from the CSE 31 in accordance with the PAL (Protocol Adaptation Layer)/CSI-2 standard, and for example, transmits the image data to a payload having a packet structure in accordance with the PAL/CSI-2 standard. It is stored and supplied to the physical layer interface 33 .
  • PAL Protocol Adaptation Layer
  • the physical layer interface 33 is an interface conforming to the MIPI A-PHY standard, and can transmit image data supplied from the transmission circuit 32 to the ECU 22 while ensuring MIPI functional safety.
  • the ECU 22 comprises a physical layer interface 41 , a receiving circuit 42 and a network communication processing section 43 .
  • a configuration in which the ECU 22 is provided between the CIS 21 and the network 23 will be described, but a configuration in which an ADAS is provided between the CIS 21 and the network 23 may be employed.
  • the physical layer interface 41 like the physical layer interface 33, is an interface conforming to the MIPI A-PHY standard, receives image data transmitted by the physical layer interface 33, and supplies it to the receiving circuit 42.
  • the physical layer interface 41 can be switched among A-PHY, C-PHY, and D-PHY as shown in FIG.
  • the receiving circuit 42 performs reception processing based on the packet structure of the image data received by the physical layer interface 41 according to the PAL/CSI-2 standard, and then supplies the image data to the network communication processing unit 43 .
  • the network communication processing unit 43 performs communication processing for communication on the Ethernet according to IEEE 1722, and transmits the image data supplied from the receiving circuit 42 via the network 23.
  • the network communication processing unit 43 for example, an Ethernet frame defined by IEEE 1722, a packet having a packet structure incorporating MIPI standards (PAL/CSI-2 & CSE) (hereinafter also referred to as a 1722 packet) can be generated and the image data can be stored and transmitted in the payload of the 1722 packet.
  • PAL/CSI-2 & CSE packet having a packet structure incorporating MIPI standards
  • the user device 24 is, for example, a communication terminal such as a smartphone or tablet, and is configured with a network communication processing unit 51.
  • the network communication processing unit 51 performs communication processing for performing Ethernet communication according to IEEE 1722, and acquires image data transmitted via the network 23 in 1722 packets.
  • the communication system 11 configured in this manner can ensure functional safety from the CIS 21 to the ECU 22 by, for example, CSI-2 packets that support ISO26262.
  • the communication system 11 can ensure the same functional safety as the CSI-2 packet corresponding to ISO26262. That is, the communication system 11 can extend the functional safety secured by the MIPI standard from the CIS 21 to the ECU 22 to the network 23 that is provided first from the ECU 22, thereby achieving more reliable functional safety.
  • the communication system 11 can build a network network that consistently ensures functional safety, for example, from a vehicle equipped with an automatic driving function via the network 23. Therefore, remote control of the vehicle can be realized from the user device 24 or the like while satisfying functional safety.
  • the network communication processing unit 43 is capable of band management of the network 23 by AVB/TSN, as will be described later with reference to FIG. can be avoided.
  • the 1722 packet will be described with reference to FIGS.
  • 0C to 77 are reserved in the Ethernet frame specified by IEEE 1722.
  • the MIPI standard is incorporated into the Ethernet frame defined by IEEE 1722 by providing the description MIPI message with the name ACF_MIPI in 0C, which was conventionally reserved. .
  • FIG. 3 shows a first structural example of a packet structure of 1722 packets.
  • ud indicates either uplink or downlink
  • ct indicates either controller or target.
  • Gear indicates any value from 1 to 5
  • lane indicates any value from 1 to 4.
  • pn indicates either PAM (Pulse Amplitude Modulation) or NRZ (Non Return to Zero) as a modulation scheme
  • port_id indicates any value from 0 to 31 as a port ID (Identification).
  • the 1722 packet also contains Adaptation Descriptor, Service Descriptor, Placement Descriptor, PHY2, Target Address, PHY3, Payload length, PHY Header CRC, MIPI Payload, and PHY Tail CRC-32, referring to A-PHY specifications. be done.
  • FIG. 5 shows a second structural example of the packet structure of 1722 packets.
  • port_id can indicate any value from 0 to 31, but it is considered necessary to further extend port_id.
  • FIG. 7 A usage example when the communication system 11 of FIG. 1 is applied to a vehicle 12 will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • FIG. 7 A usage example when the communication system 11 of FIG. 1 is applied to a vehicle 12 will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • FIG. 7 A usage example when the communication system 11 of FIG. 1 is applied to a vehicle 12 will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • FIG. 7 A usage example when the communication system 11 of FIG. 1 is applied to a vehicle 12 will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • CISs 21-1 to 21-5 are arranged in the vehicle 12 and connected to the network 23 via ECUs 22-1 to 22-5, respectively.
  • a server 25 is also connected to the network 23 .
  • the server 25 includes a network communication processing unit 61 and an image database 62.
  • the network communication processing unit 61 receives 1722 packets transmitted from the ECUs 22-1 to 22-5 via the network 23 and processes the image data. is acquired and stored in the image database 62 .
  • the image data stored in the image database 62 is transmitted to the user device 24, and the surrounding images of the vehicle 12 captured by the CISs 21-1 to 21-5 are displayed on the user device 24. Further, the image data stored in the image database 62 is transmitted to the map database 26, and map data is created using images (still images or moving images) captured by the CISs 21-1 to 21-5. .
  • the ECUs 22-1 to 22-5 (the network communication processing units 43 thereof) add time stamps to the image data acquired at the same timing by the CISs 21-1 to 21-5. and transmitted to the network 23.
  • the image data may be transmitted at different transmission times due to wiring restrictions in the vehicle 12 or the like, or may be transmitted at different transmission times due to variations in transmission time in the network 23 . Therefore, it is assumed that the server 25 may receive image data acquired at the same timing at different timings.
  • the image data acquired at the same timing in the server 25 can be identified without depending on the transmission time. can be synchronized. That is, in the image database 62 of the server 25, a database is constructed so that the image data acquired at the same timing in the five CISs 21-1 to 21-5 are synchronized, and an image (still image or moving image) is stored for a certain period of time. ) can be saved.
  • the user device 24 can display in real time the synchronized image data acquired by the five CISs 21-1 to 21-5. Further, the map database 26 is acquired by the five CISs 21-1 to 21-5, and high-precision map data can be created from synchronized image data.
  • FIG. 8 shows a configuration example in which N ECUs 22-1 to 22-N are provided in the vehicle 12. As shown in FIG. 8, various structures can be adopted for the connection configuration between the CIS 21 and the ECU 22 and the network 23.
  • FIG. 8 shows a configuration example in which N ECUs 22-1 to 22-N are provided in the vehicle 12. As shown in FIG.
  • the ECU 22-1, ECU 22-2, and ECU 22-3 are connected to the network 23 in a star structure, each of which is connected to the network 23 on a one-to-one basis.
  • the ECUs 22-4 and 22-5 are connected to the network 23 in a daisy chain structure in which the network communication processing unit 43-5 is connected to the network communication processing unit 43-4 and only the ECU 22-4 is connected to the network 23.
  • the ECU 22-6 and the ECU 22-7 have a ring structure in which the network communication processing unit 43-6 and the network communication processing unit 43-7 are connected, and both the ECU 22-6 and the ECU 22-7 are connected to the network 23. It is connected to network 23 .
  • a packet transmitted from the physical layer interface 33 of the CIS 21 to the physical layer interface 41 of the ECU 22 has a packet structure consisting of an A-PHY header, CSI-2 header, payload, CRC, and A-PHY footer. It has become.
  • a packet transmitted from the receiving circuit 42 to the network communication processing unit 43 inside the ECU 22 also has the same packet structure.
  • the network communication processing unit 43 can determine whether or not to leave A-PHY related information based on whether or not the A-PHY format is required prior to the network 23 . For example, when the network communication processing unit 43 requires the A-PHY format prior to the network 23, the network communication processing unit 43 uses the 1722 header, A-PHY header, CSI-2 header, payload, CRC, A-PHY footer, and 1722 footer. Generate a packet with a packet structure consisting of On the other hand, if the network communication processing unit 43 does not require the A-PHY format prior to the network 23, it generates a packet having a packet structure consisting of a 1722 header, CSI-2 header, payload, CRC, and 1722 footer.
  • the 1722 header is the header of the 1722 packet
  • the 1722 footer is the footer of the 1722 packet.
  • FIG. 10 is a diagram showing the packet structure of 1722 packets transmitted from ECU 22-4 in the daisy chain structure shown in FIG.
  • the network communication processing unit 43-4 of the ECU 22-4 receives image data obtained by the CIS 21-5 and supplied from the network communication processing unit 43-5 of the ECU 22-5 together with the image data obtained by the CIS 21-4. is also transmitted to the network 23.
  • FIG. 10A shows a packet structure in which Ether headers and Ether footers are individually provided for multiple image data.
  • the Ether header, 1722 header, A-PHY header, CSI-2 header, payload for example, CIS 21-4 image data
  • CRC for example, CIS 21-4 image data
  • the network communication processing unit 43-4 does not require the A-PHY format prior to the network 23, the Ether header, 1722 header, CSI-2 header, payload (for example, image data of CIS 21-4), A packet with a packet structure consisting of CRC, 1722 footer, Ether footer, Ether header, 1722 header, CSI-2 header, payload (for example, CIS21-5 image data), CRC, 1722 footer, and Ether footer is generated.
  • FIG. 10B shows a packet structure provided with an Ether header and an Ether footer so as to be shared by a plurality of image data.
  • the Ether header, 1722 header, A-PHY header, CSI-2 header payload (for example, CIS 21-4 image data), CRC, A-PHY footer, 1722 footer, 1722 header, A-PHY header, CSI-2 header, payload (e.g. CIS21-5 image data), CRC, A-PHY footer, 1722 footer, and Ether footer.
  • the network communication processing unit 43-4 does not require the A-PHY format prior to the network 23, the Ether header, 1722 header, CSI-2 header, payload (for example, image data of CIS 21-4), A packet with a packet structure consisting of CRC, 1722 footer, 1722 header, CSI-2 header, payload (for example, CIS21-5 image data), CRC, 1722 footer, and Ether footer is generated.
  • the image data having the earliest time stamp can be linked in order.
  • the time stamp of the first image data uses all information
  • the time stamp of the second image data uses only the difference value from the time stamp of the first image data
  • the time stamp of the third image data uses By using only the difference value from the time stamp of the second image data and doing the same, the number of bits can be reduced.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of the ECU 22. As shown in FIG. 11
  • the ECU 22 includes a physical layer interface 41, a receiving circuit 42, a network communication processing unit 43, an I2CorI3C master 44, a CCI (Camera Controller Interface) master 45, a register 46, a processor 47, and a RAM ( Random Access Memory) 48.
  • the receiver circuit 42 , network communication processor 43 , CCI master 45 , register 46 , processor 47 and RAM 48 are connected to each other via bus 49 .
  • the physical layer interface 41 can be switched to any of A-PHY, C-PHY, and D-PHY, and communicates with the physical layer interface 33 on the CIS 21 side in compliance with each standard.
  • the receiving circuit 42 comprises a packet header detector 71, an ID checker 72, an interpreter 73, a CRC calculator 74, and a lane merge processor 75.
  • the packet header detector 71 detects the packet header from the packet supplied via the physical layer interface 41, performs processing according to various setting information stored in the packet header, and checks the packet header for the ID checker. 72.
  • the ID check unit 72 checks the packet ID contained in the packet header supplied from the packet header detection unit 71 and manages the packet ID.
  • the interpretation unit 73 interprets the setting information stored in the extended payload header ePH, the optional extended payload header OePH, and the optional extended payload footer OePF included in the packet supplied via the physical layer interface 41, and Perform processing according to the setting information of
  • the CRC calculator 74 calculates the CRC of the packet supplied via the interpreter 73, and outputs a CRC error detection signal when a CRC error is detected.
  • the lane merge processing unit 75 merges the packets divided into 4 lanes supplied from the physical layer interface 41 and outputs them in 1 lane.
  • a packet output from the lane merge processing unit 75 is supplied to the network communication processing unit 43 via the bus 49 .
  • the network communication processing unit 43 comprises a gPTP timer 81, a transmission processing unit 82, a transmission physical layer 83, a reception physical layer 84, and a reception processing unit 85.
  • the transmission processing unit 82 has a 1722 packet generation unit 86 , an EtherAVB control unit 87 and an EtherTSN control unit 88
  • the reception processing unit 85 has a 1722 CSE packet extraction unit 89 .
  • the gPTP timer 81 adds a time stamp to the 1722 packet generated by the 1722 packet generation unit 86 in accordance with gPTP (generic Precision Time Protocol), which is a communication protocol used for synchronizing clocks throughout the communication system 11. Obtained and supplied to the 1722 packet generator 86 .
  • gPTP Generic Precision Time Protocol
  • the 1722 packet generation unit 86 In the transmission processing unit 82, the 1722 packet generation unit 86 generates 1722 packets from the packets supplied from the reception circuit 42 via the bus 49, and the EtherAVB control unit 87 and EtherTSN control unit 88 reserve the bandwidth of the network. . That is, the 1722 packet generator 86 generates a 1722 packet having a packet structure in which the MIPI standard is incorporated in the frame defined by IEEE1722. Then, the EtherAVB control unit 87 and the EtherTSN control unit 88 store setting information necessary for bandwidth reservation in the network 23 in the packet header of the 1722 packet.
  • the packet (A-Packet) conforming to the A-PHY standard supplied to the 1722 packet generator 86 has a packet structure as shown in FIG.
  • the transmission physical layer 83 transmits the 1722 packets supplied from the 1722 packet generator 86 to the network 23 .
  • the reception physical layer 84 receives packets transmitted from the network 23 and supplies them to the reception processing unit 85 .
  • the 1722CSE packet extraction unit 89 extracts the 1722CSE packet from the packet supplied from the reception physical layer 84 and outputs it to the bus 49 .
  • the I2CorI3C master 44 communicates with the I2CorI3C slave (not shown) on the CIS 21 side using the clock signal SCL and data signal SDA according to the I2C (Inter-Integrated Circuit) or I3C (Improved InterIntegrated Circuits) communication standard. take the lead.
  • the CCI master 45 leads communication with the CCI slave (not shown) on the CIS 21 side according to the CSI-2 standard.
  • the CCI master 45 comprises a write processor 91 , a read processor 92 , an MC generator 93 and a CRC generator 94 .
  • the write processor 91 has an MC error detector 95 and a CRC error detector 96
  • the read processor 92 has an MC error detector 97 and a CRC error detector 98 .
  • the MC error detection unit 95 detects an MC error on the CCI slave side (NACK detection when transmitting MC_M), it outputs Slave Side MC err(M), and the CRC error detection unit 96 outputs Outputs Slave Side CRC err(M) when a CRC error on the CCI slave side is detected (NACK is detected when MC_CRC is sent).
  • Slave Side MC err(M) is the CCI slave side MC error detected by the CCI master 45 side
  • Slave Side CRC err(M) is the CCI slave side MC error detected by the CCI master 45 side. CRC error.
  • the MC error detection unit 97 detects an MC error on the CCI master 45 side (an error based on comparison between the MC generated by the CCI master 45 and the MC received by the CCI master 45)
  • a Master Side MC err is output
  • the CRC error detector 98 detects an MC error on the CCI master 45 side (an error based on comparison between the CRC generated by the CCI master 45 and the CRC received by the CCI master 45).
  • Output Master Side CRC err if
  • the MC generator 93 generates MC for the CCI master 45 side and supplies it to the write processor 91 and read processor 92 .
  • the CRC generator 94 generates a CRC on the CCI master 45 side and supplies it to the write processor 91 and read processor 92 .
  • the register 46 stores various setting values to be set for the ECU 22 .
  • the processor 47 executes programs for controlling each part of the ECU 22 according to the setting values stored in the register 46 .
  • the RAM 48 stores data required when the processor 47 executes programs.
  • FIG. 14 is a flow chart explaining the processing performed by the gPTP timer 81.
  • step S11 the gPTP timer 81 determines whether or not the network communication processing unit 43 has received the packet supplied from the receiving circuit 42, and waits until it determines that the packet has been received.
  • step S11 when it is determined that a packet has been received in step S11, the process proceeds to step S12, and the gPTP timer 81 acquires a value according to gPTP at the timing of receiving the packet as a time stamp. After the gPTP timer 81 supplies the acquired time stamp to the 1722 packet generator 86, the process returns to step S11, and the same process is repeated thereafter.
  • FIG. 15 is a flow chart explaining the processing performed in the 1722 packet generator 86.
  • FIG. 15 is a flow chart explaining the processing performed in the 1722 packet generator 86.
  • step S22 the 1722 packet generation unit 86 determines whether or not the network communication processing unit 43 has received the packet supplied from the receiving circuit 42, and waits until it determines that the packet has been received.
  • step S22 determines uplink or downlink based on the Bus Address of the bus 49.
  • step S24 or S25 the process proceeds to step S26, and the 1722 packet generator 86 acquires the payload length and calculates the padding as described above with reference to FIGS. 12 and 13.
  • step S27 the 1722 packet generator 86 acquires the time stamp supplied from the gPTP timer 81 in step S12 of FIG.
  • step S28 the 1722 packet generator 86 generates a packet header of the 1722 packet that stores the time stamp acquired in step S27, and generates a 1722 packet that stores the image data of the received packet in the payload. After that, the process returns to step S22, and the same process is repeated thereafter.
  • 1722 packets can be generated.
  • bandwidth management of the network 23 by AVB/TSN becomes possible, and the time stamp is stored in the packet header of the 1722 packet.
  • synchronization of the image data can be achieved.
  • FIG. 16 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of a computer that executes the series of processes described above by a program.
  • a CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • EEPROM Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory
  • the CPU 101 loads, for example, programs stored in the ROM 102 and EEPROM 104 into the RAM 103 via the bus 105 and executes them, thereby performing the series of processes described above.
  • Programs to be executed by the computer (CPU 101) can be written in ROM 102 in advance, or can be externally installed in EEPROM 104 via input/output interface 106 or updated.
  • a communication device comprising a packet generation unit that generates a packet having a packet structure that incorporates the MIPI (Mobile Industry Processor Interface) standard into a frame specified by a communication standard via a network.
  • the communication device according to (1) above further comprising a timer that acquires a time stamp stored in a packet header of the packet generated by the packet generator.
  • the data are concatenated in order from the earliest time stamp, and the time stamp of the second and subsequent data is the immediately preceding data.
  • the communication device according to (2) above wherein a difference value from the time stamp of the data is used.
  • the communication device stores setting information necessary for bandwidth reservation in the network.
  • the communication device further comprising an AVB control unit that performs bandwidth management of the network by AVB (Audio Video Bridging) based on the setting information.
  • the communication device further comprising a TSN control unit that performs bandwidth management of the network by TSN (Time-Sensitive Networking) based on the setting information.
  • the packet header stores setting information indicating uplink or downlink.
  • the communication device stores setting information indicating a controller or a target.
  • the packet header stores setting information indicating a speed range in A-PHY of the MIPI.
  • the packet header stores setting information indicating the number of lanes in the MIPI A-PHY.
  • setting information indicating a modulation scheme is stored in the packet header.
  • the communication device according to any one of (1) to (12) above, wherein the communication standard via the network is IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1722.
  • the communication device A communication method including generating a packet having a packet structure that incorporates the MIPI (Mobile Industry Processor Interface) standard in a frame specified by a communication standard via a network.
  • the computer of the communication device A program for executing communication processing including generating a packet with a packet structure that incorporates the MIPI (Mobile Industry Processor Interface) standard in the frame specified by the communication standard via the network.
  • 11 communication system 12 vehicle, 21 CIS, 22 ECU, 23 network, 24 user device, 25 server, 26 map database, 31 CSE processing unit, 32 transmission circuit, 33 physical layer interface, 41 physical layer interface, 42 receiving circuit, 43 network communication processing unit, 44 I2CorI3C master, 45 CCI master, 46 register, 47 processor, 48 RAM, 49 bus, 51 network communication processing unit, 61 network communication processing unit, 62 image database, 81 gPTP timer, 86 1722 packet generation part, 87 EtherAVB control part, 88 EtherTSN control part, 89 1722CSE packet extraction part

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本開示は、より確実な機能安全を図ることができるようにする通信装置および通信方法、並びにプログラムに関する。 通信装置は、ネットワークを介した通信規格であるIEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）1722で規定されているフレームに、MIPI（Mobile Industry Processor Interface）の規格を組み込んだパケット構造のパケットを生成するパケット生成部と、そのパケットのパケットヘッダに格納されるタイムスタンプを取得するタイマとを備える。本技術は、例えば、車載カメラが接続される通信システムに適用できる。

Description

通信装置および通信方法、並びにプログラム
　本開示は、通信装置および通信方法、並びにプログラムに関し、特に、より確実な機能安全を図ることができるようにした通信装置および通信方法、並びにプログラムに関する。
　従来、次世代の自動運転レベルとなるレベル４（高度自動運転）およびレベル５（完全自動運転）に向けて、機能安全規格であるISO（International Organization for Standardization）26262に対応したプロトコルの開発が行われている。そして、MIPI（Mobile Industry Processor Interface）アライアンスにおけるCamera Working Groupにおいて、自動運転などのアプリケーションで必要とされる機能安全およびセキュリティ能力を追加したCSE（Camera Service Extensions）規格の標準化が行われている。
　これにより、CIS（CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) Image Sensor）からADAS（Advanced Driver-Assistance Systems）またはECU（Electronic Control Unit）までの機能安全が、MIPI規格群によって図られるようになった。
　また、特許文献１には、既存のCSI（Camera Serial Interface）-2規格との互換性を維持しつつ、例えば、車載カメラの接続で利用することができるようなパケット構造の拡張が提案されている。
国際公開第２０２０／１２９６８５号
　ところで、上述したようにCISからADASまたはECUまでの機能安全が図られているものの、ADASまたはECUから先に設けられる異なる通信規格について、同様の機能安全を図る対応は実現されていなかった。例えば、ADASまたはECUから先に設けられるイーサネットでは、AVB/TSN（Audio Video Bridging / Time-Sensitive Networking）によって、ネットワークの帯域管理はなされているものの、一貫した機能安全については考慮されていない点が懸念されている。
　本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より確実な機能安全を図ることができるようにするものである。
　本開示の一側面の通信装置は、ネットワークを介した通信規格で規定されているフレームに、MIPI（Mobile Industry Processor Interface）の規格を組み込んだパケット構造のパケットを生成するパケット生成部を備える。
　本開示の一側面の通信方法またはプログラムは、ネットワークを介した通信規格で規定されているフレームに、MIPI（Mobile Industry Processor Interface）の規格を組み込んだパケット構造のパケットを生成することを含む。
　本開示の一側面においては、ネットワークを介した通信規格で規定されているフレームに、MIPI（Mobile Industry Processor Interface）の規格を組み込んだパケット構造のパケットが生成される。
本技術を適用した通信システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。 イーサネットフレームにMIPIの規格を組み込む方法の一例を説明する図である。 1722パケットのパケット構造の第１の構造例を示す図である。 1722パケットで設定されるディスクリプションについて説明する図である。 1722パケットのパケット構造の第２の構造例を示す図である。 1722パケットで設定されるディスクリプションについて説明する図である。 車両に適用された通信システムの構成例を示すブロック図である。 ネットワークとの接続構成について説明する図である。 パケット構造について説明する図である。 パケット構造について説明する図である。 ECUの構成例を示すブロック図である。 A-Packet Formatの一例を示す図である。 A-Packet FormatおよびSub-Fields Descriptionの一例を示す図である。 gPTPタイマにおいて行われる処理を説明するフローチャートである。 1722パケット生成部において行われる処理を説明するフローチャートである。 本技術を適用したコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
　以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
　＜通信システムの構成例＞
　図１は、本技術を適用した通信システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
　図１に示すように、通信システム１１は、CIS２１およびECU２２を備えて構成されており、ネットワーク２３を介してECU２２およびユーザデバイス２４が接続されて構成される。例えば、通信システム１１は、CIS２１により取得された画像データが、MIPIの規格に従ってECU２２に送信され、ECU２２からネットワーク２３を介してユーザデバイス２４へ送信されるように構成される。ネットワーク２３は、例えば、第５世代移動通信システムや、Wi-Fi，LAN（Local Area Network）などを含むイーサネットにより構築されており、ECU２２およびユーザデバイス２４は、映像データおよび音声データのパケットフォーマットなどを規程する通信規格であるIEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）1722に従ったイーサネット上の通信を行うことができる。
　CIS２１は、CSE処理部３１、送信回路３２、および物理層インタフェース３３を備えて構成される。
　CSE処理部３１は、CIS２１が備える画像センサ（図示せず）から出力される画像データを、CSE規格に従ったパケット構造のペイロードに格納して、送信回路３２に供給する。
　送信回路３２は、PAL（Protocol Adaptation Layer）/CSI-2規格に従って、CSE３１から供給された画像データに対する送信処理を行い、例えば、PAL/CSI-2規格に従ったパケット構造のペイロードに画像データを格納し、物理層インタフェース３３に供給する。
　物理層インタフェース３３は、MIPIのA-PHY規格に準拠したインタフェースであり、送信回路３２から供給された画像データを、MIPIによる機能安全が担保された状態で、ECU２２へ送信することができる。
　ECU２２は、物理層インタフェース４１、受信回路４２、およびネットワーク通信処理部４３を備えて構成される。なお、本実施の形態では、CIS２１とネットワーク２３との間にECU２２が設けられた構成として説明するが、CIS２１とネットワーク２３との間にADASが設けられた構成であってもよい。
　物理層インタフェース４１は、物理層インタフェース３３と同様に、MIPIのA-PHY規格に準拠したインタフェースであり、物理層インタフェース３３によって送信されてくる画像データを受信し、受信回路４２に供給する。なお、物理層インタフェース４１は、後述する図１１に示すように、A-PHY，C-PHY、およびD-PHYのいずれかに切り替えることができ、物理層インタフェース３３についても同様である。
　受信回路４２は、PAL/CSI-2規格に従って、物理層インタフェース４１が受信した画像データのパケット構造に基づいた受信処理を行った後、その画像データをネットワーク通信処理部４３に供給する。
　ネットワーク通信処理部４３は、IEEE 1722に従ったイーサネット上の通信を行うための通信処理を行い、受信回路４２から供給された画像データを、ネットワーク２３を介して送信する。このとき、ネットワーク通信処理部４３は、例えば、IEEE 1722で規定されているイーサネットフレームに、MIPIの規格（PAL/CSI-2 & CSE）を組み込んだパケット構造のパケット（以下、1722パケットとも称する）を生成し、その1722パケットのペイロードに画像データを格納して送信することができる。
　ユーザデバイス２４は、例えば、スマートフォンやタブレットなどの通信端末であり、ネットワーク通信処理部５１を備えて構成される。
　ネットワーク通信処理部５１は、ネットワーク通信処理部４３と同様に、IEEE 1722に従ってイーサネット上の通信を行うための通信処理を行い、ネットワーク２３を介して1722パケットにより送信されてくる画像データを取得する。
　このように構成される通信システム１１は、例えば、ISO26262に対応したCSI-2パケットにより、CIS２１からECU２２までの機能安全を担保することができる。そして、通信システム１１は、ネットワーク２３を経由した通信において1722パケットを用いることによって、ISO26262に対応したCSI-2パケットと同様の機能安全を担保することができる。即ち、通信システム１１は、CIS２１からECU２２までのMIPIの規格によって担保されていた機能安全を、ECU２２から先に設けられるネットワーク２３まで拡張し、より確実な機能安全を図ることができる。
　これにより、通信システム１１は、例えば、自動運転機能を備えた車両からネットワーク２３を経由して、一貫して機能安全を担保したネットワーク網を構築することができる。従って、ユーザデバイス２４などから車両の遠隔操作を、機能安全を満たしつつ実現することが可能となる。また、ネットワーク通信処理部４３は、図１１を参照して後述するように、AVB/TSNによるネットワーク２３の帯域管理が可能であり、例えば、重要な画像データが帯域によって欠落してしまうことなどを回避することができる。
　図２乃至図６を参照して、1722パケットについて説明する。
　従来、図２の上側に示すように、IEEE 1722で規定されているイーサネットフレームでは、0Cから77までがリザーブとされている。そして、図２の下側に示すように、従来ではリザーブとされていた0Cに、ネームACF_MIPIのディスクリプションMIPI messageを設けることによって、IEEE 1722で規定されているイーサネットフレームにMIPIの規格が組み込まれる。
　図３には、1722パケットのパケット構造の第１の構造例が示されている。
　図３に示すパケット構造において、太線の破線で囲われているud，ct，gear，lane，pn、およびport_idは、AVB/TSNでの帯域予約に必要な情報として、IEEE 1722フォーマットに追加されている。
　例えば、図４に示すように、udは、アップリンクおよびダウンリンクのいずれか一方を示し、ctは、コントローラおよびターゲットのいずれか一方を示す。Gearは、１～５のいずれかの値を示し、laneは、１～４のいずれかの値を示す。pnは、変調方式としてPAM（Pulse Amplitude Modulation）およびNRZ（Non Return to Zero)）のいずれか一方を示し、port_idは、ポートID（Identification）として０～３１のいずれかの値を示す。
　また、1722パケットには、A-PHYの仕様を参照し、Adaptation Descriptor，Service Descriptor，Placement Descriptor，PHY2，Target Address，PHY3，Payload length，PHY Header CRC，MIPI Payload、およびPHY Tail CRC-32が格納される。
　例えば、A-PHYのスピードレンジを表すGearが５を示し、CIS２１とECU２２との間のレーン数を表すlaneが２を示している場合、画像データを送信するための帯域を広く確保する必要があることを表している。
　図５には、1722パケットのパケット構造の第２の構造例が示されている。
　例えば、図３に示した1722パケットのパケット構造では、port_idは、０～３１のいずれかの値を示すことができるが、さらにport_idを拡張することが必要になると検討されている。
　そこで、図５に示すように、図３に示したパケット構造に加えて、ideが、IEEE 1722フォーマットに追加されている。例えば、図６に示すように、ide＝1の際にextended_port_idが有効になり、extended_port_idによって３２以上の値を示すことができる。また、extended_port_idに続いて設けられるreservedは、例えば、C-PHYまたはD-PHYが使用されたときの付加情報を格納するのに利用されることが想定される。
　＜通信システムの利用例＞
　図７および図８を参照して、図１の通信システム１１を車両１２に適用したときの利用例について説明する。
　図７に示す通信システム１１Ａでは、５個のCIS２１－１乃至２１－５が車両１２に配置されており、それぞれECU２２－１乃至２２－５を介してネットワーク２３に接続されている。また、ネットワーク２３にはサーバ２５が接続されている。
　サーバ２５は、ネットワーク通信処理部６１および画像データベース６２を備えており、ネットワーク通信処理部６１が、ECU２２－１乃至２２－５からネットワーク２３を介して送信されてくる1722パケットを受信して画像データを取得し、画像データベース６２に記憶させる。
　例えば、画像データベース６２に記憶されている画像データは、ユーザデバイス２４に送信されて、CIS２１－１乃至２１－５によって撮像された車両１２の周囲画像がユーザデバイス２４に表示される。また、画像データベース６２に記憶されている画像データは、地図データベース２６に送信されて、CIS２１－１乃至２１－５によって撮像された画像（静止画像または動画像）を用いて地図データが作成される。
　このとき、通信システム１１Ａでは、CIS２１－１乃至２１－５それぞれにおいて同一のタイミングで取得された画像データに対して、ECU２２－１乃至２２－５（のネットワーク通信処理部４３）においてタイムスタンプが付加され、ネットワーク２３へ送信される。例えば、それぞれの画像データについて、車両１２内の配線の制約などによって伝送時間が異なってしまうことや、ネットワーク２３における伝送時間のバラつきによって異なる伝送時刻で伝送されてしまうことなどがある。このため、サーバ２５は、同一のタイミングで取得された画像データを、それぞれ異なるタイミングで受信する場合があると想定される。
　このような場合であっても、通信システム１１Ａでは、画像データに付加されたタイムスタンプを参照することによって、伝送時刻に依存せず、サーバ２５において、同一のタイミングで取得された画像データどうしを同期させることができる。つまり、サーバ２５の画像データベース６２では、５個のCIS２１－１乃至２１－５において同一のタイミングで取得された画像データが同期するようにデータベースを構築し、一定期間、画像（静止画像または動画像）を保存することができる。
　これにより、ユーザデバイス２４は、５個のCIS２１－１乃至２１－５で取得され、それぞれ同期した画像データをリアルタイム表示することが可能となる。また、地図データベース２６は、５個のCIS２１－１乃至２１－５で取得され、それぞれ同期した画像データにより高精度な地図データを作成することができる。
　また、図８に示すように、CIS２１およびECU２２と、ネットワーク２３との接続構成について、様々な構造を採用することができる。図８には、Ｎ個のECU２２－１乃至２２－Ｎが車両１２に設けられた構成例が示されている。
　例えば、ECU２２－１、ECU２２－２、およびECU２２－３は、それぞれ１対１でネットワーク２３に接続されるスター構造で、ネットワーク２３と接続されている。また、ECU２２－４およびECU２２－５は、ネットワーク通信処理部４３－５がネットワーク通信処理部４３－４に接続され、ECU２２－４のみがネットワーク２３に接続されるデイジーチェーン構造で、ネットワーク２３と接続されている。また、ECU２２－６およびECU２２－７は、ネットワーク通信処理部４３－６とネットワーク通信処理部４３－７とが接続され、ECU２２－６およびECU２２－７がともにネットワーク２３に接続されるリング構造で、ネットワーク２３と接続されている。
　＜パケット構造＞
　図９および図１０を参照して、通信システム１１で使用されるパケットのパケット構造について説明する。
　図９に示すように、CIS２１の物理層インタフェース３３からECU２２の物理層インタフェース４１へ送信されるパケットは、A-PHYヘッダ、CSI-2ヘッダ、ペイロード、CRC、およびA-PHYフッタからなるパケット構造となっている。また、ECU２２の内部で、受信回路４２からネットワーク通信処理部４３へ送信されるパケットも、同様のパケット構造となっている。
　ネットワーク通信処理部４３は、ネットワーク２３よりも先でA-PHYフォーマットを必要としているか否かで、A-PHY関連の情報を残すか否かを判断することができる。例えば、ネットワーク通信処理部４３は、ネットワーク２３よりも先でA-PHYフォーマットを必要としている場合、1722ヘッダ、A-PHYヘッダ、CSI-2ヘッダ、ペイロード、CRC、A-PHYフッタ、および1722フッタからなるパケット構造のパケットを生成する。一方、ネットワーク通信処理部４３は、ネットワーク２３よりも先でA-PHYフォーマットを必要としていない場合、1722ヘッダ、CSI-2ヘッダ、ペイロード、CRC、および1722フッタからなるパケット構造のパケットを生成する。ここで、1722ヘッダは1722パケットのヘッダであり、1722フッタは1722パケットのフッタである。
　図１０は、図８に示したデイジーチェーン構造でECU２２－４から送信される1722パケットのパケット構造を示す図である。例えば、ECU２２－４のネットワーク通信処理部４３－４は、CIS２１－４により取得された画像データとともに、CIS２１－５により取得されてECU２２－５のネットワーク通信処理部４３－５から供給される画像データもネットワーク２３へ送信する。
　図１０のＡには、複数の画像データに対して、それぞれ個別にEtherヘッダおよびEtherフッタが設けられるパケット構造が示されている。
　例えば、ネットワーク通信処理部４３－４は、ネットワーク２３よりも先でA-PHYフォーマットを必要としている場合、Etherヘッダ、1722ヘッダ、A-PHYヘッダ、CSI-2ヘッダ、ペイロード（例えば、CIS２１－４の画像データ）、CRC、A-PHYフッタ、1722フッタ、Etherフッタ、Etherヘッダ、1722ヘッダ、A-PHYヘッダ、CSI-2ヘッダ、ペイロード（例えば、CIS２１－５の画像データ）、CRC、A-PHYフッタ、1722フッタ、およびEtherフッタからなるパケット構造のパケットを生成する。一方、ネットワーク通信処理部４３－４は、ネットワーク２３よりも先でA-PHYフォーマットを必要としていない場合、Etherヘッダ、1722ヘッダ、CSI-2ヘッダ、ペイロード（例えば、CIS２１－４の画像データ）、CRC、1722フッタ、Etherフッタ、Etherヘッダ、1722ヘッダ、CSI-2ヘッダ、ペイロード（例えば、CIS２１－５の画像データ）、CRC、1722フッタ、およびEtherフッタからなるパケット構造のパケットを生成する。
　図１０のＢには、複数の画像データによって共有するようにEtherヘッダおよびEtherフッタが設けられるパケット構造が示されている。
　例えば、ネットワーク通信処理部４３－４は、ネットワーク２３よりも先でA-PHYフォーマットを必要としている場合、Etherヘッダ、1722ヘッダ、A-PHYヘッダ、CSI-2ヘッダ、ペイロード（例えば、CIS２１－４の画像データ）、CRC、A-PHYフッタ、1722フッタ、1722ヘッダ、A-PHYヘッダ、CSI-2ヘッダ、ペイロード（例えば、CIS２１－５の画像データ）、CRC、A-PHYフッタ、1722フッタ、およびEtherフッタからなるパケット構造のパケットを生成する。一方、ネットワーク通信処理部４３－４は、ネットワーク２３よりも先でA-PHYフォーマットを必要としていない場合、Etherヘッダ、1722ヘッダ、CSI-2ヘッダ、ペイロード（例えば、CIS２１－４の画像データ）、CRC、1722フッタ、1722ヘッダ、CSI-2ヘッダ、ペイロード（例えば、CIS２１－５の画像データ）、CRC、1722フッタ、およびEtherフッタからなるパケット構造のパケットを生成する。
　このように、複数の画像データを連結させる場合、それぞれの画像データに付加されるタイムスタンプを完全に同一のタイミングとすることは現実的に不可である。それに対して、それらのタイミングがほぼ同じという点に着目し、ECU２２で連結される複数の画像データのうち、タイムスタンプが早い時間である画像データから順番に連結させることができる。例えば、１番目の画像データのタイムスタンプは全情報を用い、２番目の画像データのタイムスタンプとして１番目の画像データのタイムスタンプからの差分値のみを用い、３番目の画像データのタイムスタンプとして２番目の画像データのタイムスタンプからの差分値のみを用い、以下同様にすることで、ビット数の削減を図ることができる。
　＜ECUの構成例＞
　図１１は、ECU２２の構成例を示すブロック図である。
　図１１に示すように、ECU２２は、物理層インタフェース４１、受信回路４２、およびネットワーク通信処理部４３の他、I2CorI3Cマスタ４４、CCI（Camera Controller Interface）マスタ４５、レジスタ４６、プロセッサ４７、およびRAM（Random Access Memory）４８を備えて構成される。また、受信回路４２、ネットワーク通信処理部４３、CCIマスタ４５、レジスタ４６、プロセッサ４７、およびRAM４８は、バス４９を介して、互いに接続されている。
　物理層インタフェース４１は、A-PHY、C-PHY、およびD-PHYのいずれに切り替えることができ、それぞれの規格に準拠して、CIS２１側の物理層インタフェース３３との間で通信を行う。
　受信回路４２は、パケットヘッダ検出部７１、IDチェック部７２、解釈部７３、CRC演算部７４、およびレーンマージ処理部７５を備えて構成される。
　パケットヘッダ検出部７１は、物理層インタフェース４１を介して供給されるパケットからパケットヘッダを検出し、パケットヘッダに格納されている各種の設定情報に従った処理を行うとともに、パケットヘッダをIDチェック部７２に供給する。
　IDチェック部７２は、パケットヘッダ検出部７１から供給されたパケットヘッダに含まれているパケットIDをチェックし、パケットIDの管理を行う。
　解釈部７３は、物理層インタフェース４１を介して供給されるパケットに含まれている拡張ペイロードヘッダePH、オプショナル拡張ペイロードヘッダOePH、およびオプショナル拡張ペイロードフッタOePFに格納されている設定情報を解釈し、それぞれの設定情報に従った処理を行う。
　CRC演算部７４は、解釈部７３を介して供給されるパケットのCRCを演算し、CRCエラーが検出された場合にはCRCエラー検出信号を出力する。
　レーンマージ処理部７５は、物理層インタフェース４１から供給される４レーンに分割されたパケットを併合して、１レーンで出力する。そして、レーンマージ処理部７５から出力されたパケットは、バス４９を介して、ネットワーク通信処理部４３に供給される。
　ネットワーク通信処理部４３は、gPTPタイマ８１、送信処理部８２、送信物理層８３、受信物理層８４、および受信処理部８５を備えて構成されている。また、送信処理部８２は、1722パケット生成部８６、EtherAVB制御部８７、EtherTSN制御部８８を有しており、受信処理部８５は、1722CSEパケット抽出部８９を有している。
　gPTPタイマ８１は、通信システム１１の全体でクロックを同期させるために使用される通信プロトコルであるgPTP（generic Precision Time Protocol）に従って、1722パケット生成部８６が生成する1722パケットに付加されるタイムスタンプを取得し、1722パケット生成部８６に供給する。
　送信処理部８２では、1722パケット生成部８６が、バス４９を介して受信回路４２より供給されるパケットから1722パケットを生成し、EtherAVB制御部８７およびEtherTSN制御部８８が、ネットワークの帯域予約を行う。即ち、1722パケット生成部８６は、IEEE1722で規定されているフレームに、MIPIの規格を組み込んだパケット構造の1722パケットを生成する。そして、その1722パケットのパケットヘッダに、EtherAVB制御部８７およびEtherTSN制御部８８が、ネットワーク２３での帯域予約に必要な設定情報を格納する。
　ここで、1722パケット生成部８６に供給されるA-PHY規格に従ったパケット（A-Packet）は、図１２に示すようなパケット構造となっている。このA-Packetのヘッダに格納されている８ビットのPayload Length(N)は、図１３に示すようなディスクリプションとなっており、このPayload Length(N)に従って、1722パケット生成部８６は、1722ヘッダのacf_msg_length（＝0~511bytes）を設定し、その端数計算によりpad（＝0-2bytes）を設定することができる。
　また、1722パケット生成部８６は、acf_msg_type＝ACF_MIPI(0C)およびmtv＝message_timestamp validに対する初期設定を行い、message_timestampに対してgPTPタイマ８１から供給されるタイムスタンプを設定する。さらに、1722パケット生成部８６は、udに対して、バス４９のBus Addressに基づいてアップリンク（＝0）またはダウンリンク（＝1）を設定することができる。また、1722パケット生成部８６は、ct（0＝Controller / 1＝Target），gear（＝1～5），lane（＝1～4），pn（0＝PAM / 1＝NRZ）に対し、A-Packetの受信時に情報を取得して設定することができる。
　送信物理層８３は、1722パケット生成部８６から供給される1722パケットを、ネットワーク２３へ送信する。
　受信物理層８４は、ネットワーク２３から送信されてくるパケットを受信して、受信処理部８５に供給する。
　受信処理部８５では、1722CSEパケット抽出部８９が、受信物理層８４から供給されたパケットから1722CSEパケットを抽出し、バス４９へ出力する。
　I2CorI3Cマスタ４４は、I2C（Inter-Integrated Circuit）またはI3C（Improved Inter Integrated Circuits）の通信規格に従って、CIS２１側のI2CorI3Cスレーブ（図示せず）との間でクロック信号SCLおよびデータ信号SDAを用いた通信を主導して行う。
　CCIマスタ４５は、CSI-2規格に従って、CIS２１側のCCIスレーブ（図示せず）との通信を主導して行う。CCIマスタ４５は、書き込み処理部９１、読み出し処理部９２、MC生成部９３、およびCRC生成部９４を備えて構成される。また、書き込み処理部９１は、MCエラー検出部９５およびCRCエラー検出部９６を有しており、読み出し処理部９２は、MCエラー検出部９７およびCRCエラー検出部９８を有している。
　書き込み処理部９１では、MCエラー検出部９５が、CCIスレーブ側のMCエラーを検出（MC_M送信時のNACK検出）した場合、Slave Side MC err(M)を出力し、CRCエラー検出部９６が、CCIスレーブ側のCRCエラーを検出（MC_CRC送信時のNACK検出）した場合、Slave Side CRC err(M)を出力する。ここで、Slave Side MC err(M)は、CCIマスタ４５側で検出されたCCIスレーブ側のMCエラーであり、Slave Side CRC err(M)は、CCIマスタ４５側で検出されたCCIスレーブ側のCRCエラーである。
　読み出し処理部９２では、MCエラー検出部９７が、CCIマスタ４５側のMCエラー（CCIマスタ４５で生成されたMCとCCIマスタ４５が受信したMCとの比較に基づいたエラー）を検出した場合、Master Side MC errを出力し、CRCエラー検出部９８が、CCIマスタ４５側のMCエラー（CCIマスタ４５で生成されたCRCとCCIマスタ４５が受信したCRCとの比較に基づいたエラー）を検出した場合、Master Side CRC errを出力する。
　MC生成部９３は、CCIマスタ４５側のMCを生成して書き込み処理部９１および読み出し処理部９２に供給する。
　CRC生成部９４は、CCIマスタ４５側のCRCを生成して書き込み処理部９１および読み出し処理部９２に供給する。
　レジスタ４６は、ECU２２に対して設定される各種の設定値などを記憶する。プロセッサ４７は、レジスタ４６に記憶されている設定値に従って、ECU２２の各部を制御するためのプログラムを実行する。RAM４８は、プロセッサ４７がプログラムを実行する際に必要となるデータを記憶する。
　図１４および図１５を参照して、1722パケットを生成するパケット生成処理について説明する。
　図１４は、gPTPタイマ８１において行われる処理を説明するフローチャートである。
　ステップＳ１１において、gPTPタイマ８１は、受信回路４２から供給されるパケットをネットワーク通信処理部４３が受信したか否かを判定し、パケットを受信したと判定するまで処理を待機する。
　そして、ステップＳ１１においてパケットを受信したと判定されると、処理はステップＳ１２に進み、gPTPタイマ８１は、そのパケットを受信したタイミングにおけるgPTPに従った値をタイムスタンプとして取得する。そして、gPTPタイマ８１が、取得したタイムスタンプを1722パケット生成部８６に供給した後、処理はステップＳ１１に戻って、以下、同様の処理が繰り返して行われる。
　図１５は、1722パケット生成部８６において行われる処理を説明するフローチャートである。
　ステップＳ２１において、1722パケット生成部８６は、1722パケットを生成する際の初期設定（例えば、acf_msg_type ＝ 16’h0C，mtv ＝ 1’b1，ct ＝ 1’b1）を行う。
　ステップＳ２２において、1722パケット生成部８６は、受信回路４２から供給されるパケットをネットワーク通信処理部４３が受信したか否かを判定し、パケットを受信したと判定するまで処理を待機する。
　そして、ステップＳ２２においてパケットを受信したと判定されると、処理はステップＳ２３に進み、1722パケット生成部８６は、バス４９のBus Addressに基づいて、アップリンクまたはダウンリンクの判定を行う。
　ステップＳ２３において、アップリンクであると判定された場合、処理はステップＳ２４に進み、1722パケット生成部８６は、1722パケットのパケットヘッダに対し、アップリンク時の情報設定（例えば、ud ＝ 1’b0，gear ＝ 3’h1，lane ＝ 2’h1，pn ＝ 1’b1）を行う。
　一方、ステップＳ２３において、ダウンリンクであると判定された場合、処理はステップＳ２５に進み、1722パケット生成部８６は、1722パケットのパケットヘッダに対し、ダウンリンク時の情報設定（例えば、ud ＝ 1’b1，gear ＝ 3’h3，lane ＝ 2’h2，pn ＝ 1’b0）を行う。
　ステップＳ２４またはＳ２５の処理後、処理はステップＳ２６に進み、1722パケット生成部８６は、図１２および図１３を参照して上述したように、ペイロード長を取得し、パディングを計算する。
　ステップＳ２７において、1722パケット生成部８６は、図１４のステップＳ１２でgPTPタイマ８１から供給されるタイムスタンプを取得する。
　ステップＳ２８において、1722パケット生成部８６は、ステップＳ２７で取得したタイムスタンプを格納した1722パケットのパケットヘッダを生成し、受信したパケットの画像データをペイロードに格納した1722パケットを生成する。その後、処理はステップＳ２２に戻って、以下、同様の処理が繰り返して行われる。
　以上のような処理によって1722パケットを生成することができ、1722パケットのパケットヘッダに情報設定を行うことでAVB/TSNによるネットワーク２３の帯域管理が可能となり、1722パケットのパケットヘッダにタイムスタンプを格納することで、画像データの同期を図ることができる。
　＜コンピュータの構成例＞
　図１６は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
　コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）１０１，ROM（Read Only Memory）１０２，RAM（Random Access Memory）１０３、およびEEPROM（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）１０４は、バス１０５により相互に接続されている。バス１０５には、さらに、入出力インタフェース１０６が接続されており、入出力インタフェース１０６が外部に接続される。
　以上のように構成されるコンピュータでは、CPU１０１が、例えば、ROM１０２およびEEPROM１０４に記憶されているプログラムを、バス１０５を介してRAM１０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。また、コンピュータ（CPU１０１）が実行するプログラムは、ROM１０２に予め書き込んでおく他、入出力インタフェース１０６を介して外部からEEPROM１０４にインストールしたり、更新したりすることができる。
　＜構成の組み合わせ例＞
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　ネットワークを介した通信規格で規定されているフレームに、MIPI（Mobile Industry Processor Interface）の規格を組み込んだパケット構造のパケットを生成するパケット生成部
　を備える通信装置。
（２）
　前記パケット生成部において生成される前記パケットのパケットヘッダに格納されるタイムスタンプを取得するタイマ
　をさらに備える上記（１）に記載の通信装置。
（３）
　前記パケットのパケットヘッダからパケットフッタまでの間に複数のデータが格納される場合、前記タイムスタンプが早い時間から順番に前記データを連結し、２番目以降の前記データの前記タイムスタンプとして、直前の前記データの前記タイムスタンプからの差分値が用いられる
　上記（２）に記載の通信装置。
（４）
　前記パケットヘッダには、前記ネットワークでの帯域予約に必要な設定情報が格納される
　上記（１）から（３）までのいずれかに記載の通信装置。
（５）
　前記設定情報に基づいてAVB（Audio Video Bridging）による前記ネットワークの帯域管理を行うAVB制御部
　をさらに備える上記（４）に記載の通信装置。
（６）
　前記設定情報に基づいてTSN（Time-Sensitive Networking）による前記ネットワークの帯域管理を行うTSN制御部
　をさらに備える（４）または（５）に記載の通信装置。
（７）
　前記パケットヘッダには、アップリンクまたはダウンリンクを示す設定情報が格納される
　上記（１）から（６）までのいずれかに記載の通信装置。
（８）
　前記パケットヘッダには、コントローラまたはターゲットを示す設定情報が格納される
　上記（１）から（７）までのいずれかに記載の通信装置。
（９）
　前記パケットヘッダには、前記MIPIのA-PHYにおけるスピードレンジを示す設定情報が格納される
　上記（１）から（８）までのいずれかに記載の通信装置。
（１０）
　前記パケットヘッダには、前記MIPIのA-PHYにおけるレーン数を示す設定情報が格納される
　上記（１）から（９）までのいずれかに記載の通信装置。
（１１）
　前記パケットヘッダには、変調方式を示す設定情報が格納される
　上記（１）から（１０）までのいずれかに記載の通信装置。
（１２）
　前記パケットヘッダには、ポートID（Identification）を示す設定情報が格納される
　上記（１）から（１１）までのいずれかに記載の通信装置。
（１３）
　前記ネットワークを介した通信規格は、IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）1722である
　上記（１）から（１２）までのいずれかに記載の通信装置。
（１４）
　通信装置が、
　ネットワークを介した通信規格で規定されているフレームに、MIPI（Mobile Industry Processor Interface）の規格を組み込んだパケット構造のパケットを生成することを含む
　を含む通信方法。
（１５）
　通信装置のコンピュータに、
　ネットワークを介した通信規格で規定されているフレームに、MIPI（Mobile Industry Processor Interface）の規格を組み込んだパケット構造のパケットを生成することを含む
　を含む通信処理を実行させるためのプログラム。
　なお、本実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
　１１　通信システム，　１２　車両，　２１　CIS，　２２　ECU，　２３　ネットワーク，　２４　ユーザデバイス，　２５　サーバ，　２６　地図データベース，　３１　CSE処理部，　３２　送信回路，　３３　物理層インタフェース，　４１　物理層インタフェース，　４２　受信回路，　４３　ネットワーク通信処理部，　４４　I2CorI3Cマスタ，　４５　CCIマスタ，　４６　レジスタ，　４７　プロセッサ，　４８　RAM，　４９　バス，　５１　ネットワーク通信処理部，　６１　ネットワーク通信処理部，　６２　画像データベース，　８１　gPTPタイマ，　８６　1722パケット生成部，　８７　EtherAVB制御部，　８８　EtherTSN制御部，　８９　1722CSEパケット抽出部

Claims (15)

  1. 　ネットワークを介した通信規格で規定されているフレームに、MIPI（Mobile Industry Processor Interface）の規格を組み込んだパケット構造のパケットを生成するパケット生成部
    　を備える通信装置。
  2. 　前記パケット生成部において生成される前記パケットのパケットヘッダに格納されるタイムスタンプを取得するタイマ
    　をさらに備える請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記パケットのパケットヘッダからパケットフッタまでの間に複数のデータが格納される場合、前記タイムスタンプが早い時間から順番に前記データを連結し、２番目以降の前記データの前記タイムスタンプとして、直前の前記データの前記タイムスタンプからの差分値が用いられる
    　請求項２に記載の通信装置。
  4. 　前記パケットのパケットヘッダには、前記ネットワークでの帯域予約に必要な設定情報が格納される
    　請求項１に記載の通信装置。
  5. 　前記設定情報に基づいてAVB（Audio Video Bridging）による前記ネットワークの帯域管理を行うAVB制御部
    　をさらに備える請求項４に記載の通信装置。
  6. 　前記設定情報に基づいてTSN（Time-Sensitive Networking）による前記ネットワークの帯域管理を行うTSN制御部
    　をさらに備える請求項４に記載の通信装置。
  7. 　前記パケットのパケットヘッダには、アップリンクまたはダウンリンクを示す設定情報が格納される
    　請求項１に記載の通信装置。
  8. 　前記パケットのパケットヘッダには、コントローラまたはターゲットを示す設定情報が格納される
    　請求項１に記載の通信装置。
  9. 　前記パケットのパケットヘッダには、前記MIPIのA-PHYにおけるスピードレンジを示す設定情報が格納される
    　請求項１に記載の通信装置。
  10. 　前記パケットのパケットヘッダには、前記MIPIのA-PHYにおけるレーン数を示す設定情報が格納される
    　請求項１に記載の通信装置。
  11. 　前記パケットのパケットヘッダには、変調方式を示す設定情報が格納される
    　請求項１に記載の通信装置。
  12. 　前記パケットのパケットヘッダには、ポートID（Identification）を示す設定情報が格納される
    　請求項１に記載の通信装置。
  13. 　前記ネットワークを介した通信規格は、IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）1722である
    　請求項１に記載の通信装置。
  14. 　通信装置が、
    　ネットワークを介した通信規格で規定されているフレームに、MIPI（Mobile Industry Processor Interface）の規格を組み込んだパケット構造のパケットを生成することを含む
    　を含む通信方法。
  15. 　通信装置のコンピュータに、
    　ネットワークを介した通信規格で規定されているフレームに、MIPI（Mobile Industry Processor Interface）の規格を組み込んだパケット構造のパケットを生成することを含む
    　を含む通信処理を実行させるためのプログラム。
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JP2021517368A (ja) * 2018-03-29 2021-07-15 マーベル ワールド トレード リミテッド メディア−イーサネット（登録商標）フレームパッケージングのための低レイテンシパイプライン
US11102445B1 (en) * 2019-03-12 2021-08-24 Ethernovia Inc. Extending support of Audio Video Transport Protocol by data encapsulation

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