JP2002044116A - データ中継装置および多重通信システム - Google Patents
データ中継装置および多重通信システムInfo
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Abstract
線のショートによるデータフレームの無限送信を簡易に
防止することである。 【解決手段】 データ中継装置4を、受信したデータフ
レームに中継フラグ設定部45が中継フラグをセットし
て中継先へ送信する構成とするとともに、受信したデー
タフレームに前記中継フラグがあるか否かを中継フラグ
判定部43が判定して前記中継フラグがなければ中継処
理部44が前記中継フラグの中継処理を禁止する構成と
することで、一度、中継されたデータフレームが再び中
継されるのを回避する。
Description
び多重通信システムに関し、特に通信障害の防止制御に
関する。
景として情報通信の高度化が進んでおり、例えば自動車
においても、搭載される電装品等を制御する制御部の間
でやり取りされる情報量は急速に増大している。そこで
情報を伝達するワイヤーハーネスの数を低減すべく多重
通信システムが採用されつつある。
に、データフレームの送受信を行う制御用ECU等のノ
ードが接続されたもので、ノード間で多重通信線を介し
てデータ通信を行う。制御の種類が多岐にわたる上記自
動車等の場合には、データ通信を効率よく行うために、
多数のノードを、通信速度の異なるノード群に分けて複
数のネットワークを形成し、属するネットワークが異な
るノード間の通信はデータ中継装置を介して行う。デー
タ中継装置は、通信線と接続する送受信手段をネットワ
ークごとに備えており、受信したデータフレームは受信
した送受信手段とは別の送受信手段から送信される。
装置で通信線が接続される端子や該端子からの通信信号
を受ける内部回路は、通常、複数のネットワークのもの
が1ヶ所に集められている。これらの端子や内部回路
は、近年の装置小型化の要請に応じた部品実装の高密度
化から、異なるネットワークのものが互いにきわめて近
接しており、異物や水分が介在してネットワーク間で通
信線がショートするおそれがある。かかる通信線のショ
ートが発生すると、データ中継装置からあるネットワー
クへ中継したデータフレームの信号が送信元のネットワ
ークの通信線上に現れ、これが再びデータ中継装置を中
継することになって、データフレームが無限に送信され
続けるおそれがあり、通信負荷が一気に高まる。
状に形成され、一部の通信線に障害が発生するとデータ
フレームの新たな伝送経路が設定されるシステムにおい
て、新たな伝送経路が設定されるまでの過渡期にデータ
フレームが到達する中継ポイントによってはデータフレ
ームが無限に巡回してしまうのを防止すべく、送信元の
ノードがデータフレームにフレーム寿命をセットして伝
送中に寿命が尽きるとそのデータフレームを廃棄するよ
うにしたものがある(特開平11−8653号公報
等)。この技術を応用して送信元のノードでフレーム寿
命をセットすることにより、前記通信線のショートによ
るデータフレームの無限送信を防止することが考えられ
る。
号公報等の技術は、各ノードがフレーム寿命をセットす
る手段を備えている必要があり、この技術を通信線が網
目状に形成されていない構成の多重通信システムに適用
するのは、フレーム寿命を本来の目的に活かせず、対費
用効果の点で実用的ではない。
簡易にデータフレームの無限送信を防止することのでき
るデータ中継装置および多重通信システムを提供するこ
とを目的とする。
は、データフレームの送受信を行う複数の送受信手段を
有し、受信したデータフレームを、受信した送受信手段
とは別の送受信手段から送信するデータ中継装置を、受
信したデータフレームを前記別の送受信手段に出力する
に先立ち、該データフレームの一部の領域に所定の識別
子をセットする識別子セット手段と、受信したデータフ
レームに前記識別子がセットされているか否かを判じ、
前記識別子がセットされていれば前記データフレームの
前記別の送受信手段への出力を禁止する送信禁止手段と
を具備する構成とする。
レームには前記識別子が付されているから、通信線のシ
ョート等でデータ中継装置から送信されたデータフレー
ムの信号が送信元のネットワークの通信線に回り込んで
も、同じデータフレームがデータ中継装置から再度送信
されることが禁止される。したがって、データフレーム
の無限送信を防止することができる。データ中継装置に
おいて識別子をセットするだけでよいから簡易である。
の構成において、前記識別子セット手段を、前記識別子
として、通信線上の送信権を規定する優先度の領域の予
め設定した所定のビットを優先度が上位の値にセットす
る構成とする。
的な意味内容に影響がないので、送信先のノードにおい
て前記識別子をデータの意味内容とは無関係なものとし
て認識している必要がない。したがって、既存の多重通
信システムのデータ中継装置を変えるだけで対応するこ
とができる。
が上位の値にセットされるので、送信を担当する送受信
手段から送信され易くなる。
ムを、請求項1または2の構成のデータ中継装置を有
し、前記データ中継装置の前記送受信手段のそれぞれに
通信線を接続するとともに、該通信線にデータフレーム
の送受信を行うノードを接続して通信線ごとにネットワ
ークを形成する構成とする。
送信を防止することのできる多重通信システムを構築す
ることができる。
の構成において、前記ノードのそれぞれを、受信したデ
ータフレームについて、送信元を特定可能な識別情報に
基づいて送信元のノードが自ノードと同じネットワーク
に属するものであるか否かを判じる第1の判定と、前記
識別子がセットされているか否かを判じる第2の判定と
を実行する判定手段と、前記第1、第2の判定とも肯定
された場合または否定された場合に、前記受信したデー
タフレームを無効とするデータ検査手段とを具備する構
成とする。
を通る中継データであるか否かが、第1の判定では、本
来、データ中継されるべきデータフレームであるか否か
の観点から、第2の判定では、実際に中継されたデータ
フレームであるか否かの観点からなされる。そして、両
判定が整合していなければ無効とされる。
から正規に送信されたデータフレームに加えて、通信線
のショート等でデータ中継装置を迂回して回り込んだデ
ータフレームを受信していても、データフレームに対応
した制御等が重複して行われることはない。
ら自己に宛てたデータフレームが、自己が属するネット
ワークとは別のネットワークのノードに中継されるもの
でもある場合に、正規に自己に送信されたデータフレー
ムに加えて、データ中継装置から送信されたデータフレ
ームの信号が自己の属するネットワークの通信線に回り
込んでこれを受信していても、データフレームに対応し
た制御等が重複して行われることはない。
発明の第1実施形態になるデータ中継装置および多重通
信システムを示す。多重通信システムは、複数(図例で
は3)のネットワーク11,12,13とデータ中継装
置4とにより構成される。各ネットワーク11〜13
は、通信線である多重通信線21,22,23にノード
311,312,313,314,315,321,3
22,323,324,325,331,332,33
3,334が接続されたもので、ノード311〜334
間でBEAN等の所定の通信プトコルにてデータフレー
ムを送受信するようになっている。
ータフレームの構造を示すもので、データフレームはデ
ータ本体となるデータ領域と、付帯情報で構成されるヘ
ッダ領域とを備えてなり、BEANプロトコル等では、
ヘッダ領域は図例のようにプライオリティ領域、送信先
ID領域、データIDとを含んでいる。
権を規定する優先度を表す領域で、同一の多重通信線上
に複数のノードからデータフレームが送信された場合
の、衝突調停をするために設けられる。通常、各ビット
は「1」が高い優先度を示す。各ノードは、自己のビッ
トが「0」で多重通信線上に「1」が出力されていれば
その時点で送信を中止する。そして最後に残ったノード
のみが残りの送信を続けデータフレームの送信を完遂で
きる。
宛て先ノードIDを表す領域であり、データID領域は
データの種類を表す領域である。データIDはデータ領
域の内容が表すデータの種類を特定し、通信でやりとり
されるデータの種類にはエンジン回転数、車速、ドアの
開閉状態等がある。
ので、第1のネットワーク11は、多重通信線21に、
ノードとして運転席ドア制御用のD席ドアECU31
1、助手席ドア制御用のP席ドアECU312、後部右
側座席ドア制御用のRR席ECU313、後部左側座席
ドア制御用のRLドアECU314、ルーフ制御用のル
ーフECU315が接続されている。第2のネットワー
ク12は、多重通信線22に、ノードとしてエンジン制
御用のエンジンECU321、メータ制御用のメータE
CU322、エアコン制御用のエアコンECU323、
ライト制御用のライトECU324、エアバッグ制御用
のエアバッグECU325が接続されている。第3のネ
ットワーク13は、多重通信線23に、ノードとしてコ
ンビネーションスイッチ制御用のコンビネーションスイ
ッチECU331、ステアリングスイッチ制御用のステ
アリングスイッチECU332、ソナー制御用のソナー
ECU333、リアスイッチ制御用のリアスイッチEC
U334が接続されている。
は、データ中継装置4と接続され、データ中継装置4
が、ノード311〜334から送信されたデータを別の
ネットワーク11〜13に属するノード311〜334
へと中継するようになっている。
て、データ中継装置4は、通信用のICや制御用のマイ
クロコンピュータ等で構成されたもので、図はその機能
ブロックで表してある。データ中継装置4は3つのフレ
ーム送受信部411,412,413を備えており、フ
レーム送受信部411〜413は多重通信線21〜23
と1対1に接続されている。
たデータフレームは受信フレーム格納バッファ42に一
時、格納される。受信フレーム格納バッファ42はRA
Mの所定領域が割り当てられる。格納されたデータフレ
ームは中継フラグ判定部43に入力し、中継フラグ判定
部43は、プライオリティ領域の所定のビットを抽出
し、このビットの値から、受信したデータフレームが既
にデータ中継装置4を中継したものか否かを判定する。
すなわち、前記ビットが「1」であれば、中継済みを示
す識別子である中継フラグがセットされている、すなわ
ちそのデータフレームはデータ中継装置4で一度中継さ
れたものであると判じ、「0」であれば中継フラグがセ
ットされていない、すなわちそのデータフレームがデー
タ中継装置4において初めて受信されたものであると判
ずる。このビットは、例えば、プライオリティ領域のう
ち、ノード311〜334から最初に多重通信線21〜
23上に出力される先頭ビットとする。なお、中継フラ
グをセットする前記ビットは、送信元のノード311〜
334が送信する際には「0」に設定されていることが
必要である。
3における判定結果に基づいてデータフレームを中継中
止にするか否かを判断し、中継中止にしないものについ
ては、さらに、データIDを抽出して予め記憶した、デ
ータIDと中継先を対応づける中継先テーブルに基づい
てデータ中継の必要の有無とともに送信を担当するフレ
ーム送受信部411〜413を特定する。中継されるデ
ータフレームは、後述する中継フラグ設定部45におい
て前記中継フラグがセットされてから、送信を担当する
フレーム送受信部411〜413に出力され、所定のタ
イミングで送信される。
ラグとして、フレーム送受信部411〜413に出力す
るデータフレームの前記プライオリティ領域の前記ビッ
トを「1」にセットする。
中継すべきデータフレームを受信した時のデータ中継装
置4の作動を示すもので、先ず、受信フレーム格納部4
2に格納されたデータフレームについて中継フラグ判定
部43が前記中継フラグが未セットか否かを判定する
(ステップS101)。中継フラグが未セットすなわち
前記所定ビットが「0」であれば(ステップS10
2)、中継フラグ設定部45が中継フラグとして前記ビ
ットを「1」にセットする(ステップS103)。
したがって中継先を特定し(ステップS104)、中継
フラグ設定後のデータフレームをその中継先を担当する
フレーム送受信部411〜413に出力し、フレーム送
受信部411〜413が所定のタイミングで送信する
(ステップS105)。
プS102)は中継処理部44は中継処理を中止する
(ステップS106)。
るので、他のネットワーク11〜13に属するノード3
11〜334にデータフレームを送信する場合、送信先
のノード311〜334は、データ中継装置4で中継フ
ラグがセットされてから前記他のネットワーク11〜1
3に送信されることになる。したがって、多重通信線2
1〜23のショート等で、送信先のネットワーク11〜
13の通信線21〜23上の信号が送信元のネットワー
ク11〜13の通信線21〜23に回り込み、データ中
継装置4が再びこのデータフレームを受信すれば、中継
フラグから、一度データ中継装置4で中継されたもので
あることが知られ、送信は中止される。これにより、デ
ータフレームが無限に送信され続けることが防止され
る。
セットされ、データ中継装置4でその有無が判定される
から、簡易に低コストで実現できる。
トはデータフレームのプライオリティ領域の一部を
「1」にするものであり、中継フラグがセットされてい
るか否かでデータフレームの実体的な意味内容は変わら
ないので、送信先のノードにおいて前記中継フラグをデ
ータの意味内容とは無関係なものとして認識している必
要がない。したがって、既存の多重通信システムにおい
てノード311〜334の制御プログラムに手を加える
ことなく、データ中継装置を変更するだけで対応するこ
とができる。
きの優先度が高くなり、送信先のネットワーク11〜1
3において他のデータフレームと衝突した時に送信され
やすくなる。
形態になるデータ中継装置および多重通信システムを示
す。第1実施形態において、データ中継装置の中継フラ
グ判定部、中継フラグ設定部を、また各ノードを別の構
成に代えたもので、図中、同じ番号を付した部分は実質
的に第1実施形態と同じ作動をするので、第1実施形態
との相違点を中心に説明する。
してプライオリティ領域ではなくデータ領域の所定ビッ
トを割り当てている。
態のデータ中継装置4と同じ構成を有しているが、中継
フラグ判定部43Aは、前記ビットが「1」であればそ
のデータフレームが中継済みのものと判じ、「0」であ
ればそのデータフレームは未中継のものと判じる。ま
た、中継フラグ設定部45Aは、未中継のデータフレー
ムの前記ビットを「1」に設定する。
4,345,351,352,353,354,35
5,361,362,363,364はそれぞれ基本的
に第1実施形態のノード311〜334のそれぞれと同
じ構成を有しているが、データ領域の当該ビットをデー
タIDに係るデータ内容とは無関係なものとして、デー
タ領域のデータ内容を認識するようになっている。例え
ばデータIDが車速を示すものの場合、データ領域の前
記ビットは無視して車速を定量するものとして扱わな
い。
防止を簡易に実現できる。
オリティ領域やデータ領域に限られるものではなく、本
発明の趣旨に反しない限り任意であり、宛て先ノードI
DやデータIDでもよい。但し、その場合には、前記第
2実施形態においてデータ領域に中継フラグを設定した
場合のように、当該データフレームを受信するノード
を、中継フラグが「1」か「0」かによってデータの意
味内容が変化しないように、また、中継フラグが宛て先
ノードID領域であれば送信先を間違わないように、当
該ビットを実質的に無視するように設定しておく。
なる多重通信システムを示す。第1実施形態において、
各ノードを別の構成に代えたもので、図中、同じ番号を
付した部分は実質的に第1実施形態と同じ作動をするの
で、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
4,375,381,382,383,384,38
5,391,392,393,394はそれぞれ基本的
に第1実施形態のノード311〜334のそれぞれと同
じ構成のものである。図8は、これらノード371〜3
94の、全ノード371〜374に共通で、第1実施形
態のノード311〜334と相違する点を中心にした構
成を示すもので、説明の便宜上、ノード371〜394
を代表してノード5と、ノード371〜394がそれぞ
れ接続される通信線21〜23を通信線6と表してい
る。
ム送受信部51を有し、データフレームの送受信を実行
する。フレーム送受信部51が受信したデータフレーム
は受信フレーム格納バッファ52に一時格納され、自通
信線/他通信線判定部53に出力される。
れたデータフレームの送信元が自己と同じ通信線に接続
されたものであるか否かの第1の判定を実行するもので
ある。自通信線/他通信線判定部53は、データフレー
ムのデータIDに対してその送信元が自己と同じ通信線
6に接続されたものであるか否かを対応づけるテーブル
を備えており、前記判定はこのテーブルに基づいて行わ
れる。なお、テーブルは、データIDに限らず、送信元
を特定可能で送信元が自己と同じ通信線6に接続された
ものであるか否かを対応づけられる識別情報であればよ
く、例えば、データフレームが送信元のノードIDを示
す情報を含むものであれば、ノードIDに対して送信元
が自己と同じ通信線6に接続されたものであるか否かを
対応づけるテーブルに基づいて前記判定を行うのでもよ
い。
もに中継処理有/無判定部54に出力され、中継処理有
/無判定部54は受信されたデータフレームに前記中継
フラグがセットされているか否かの第2の判定を実行す
る。自通信線/他通信線判定部53および中継処理有/
無判定部54は判定手段501を構成する。
ームとともに検査部55に出力される。検査部55は、
データフレームの内容に対応して制御を実行する制御処
理部56の前段に設けられ、入力したデータフレームを
制御処理部56に出力するか否か、すなわち入力したデ
ータフレームを有効なものとするか無効とするかを、第
1、第2の判定結果に基づいて検査する。
で、データが受信されると、自通信線/他通信線判定部
53が第1の判定を実行し(ステップS201)、中継
処理有/無判定部54が第2の判定を実行する(ステッ
プS202,S205)。第1の判定が肯定され、かつ
第2の判定が肯定されると(ステップS201,S20
2)、検査部55は、当該データフレームについての制
御処理部56における制御を取り止めとする(ステップ
S203)。
判定が否定されると(ステップS201,S202)、
検査部55は、当該データフレームについての制御処理
部56における制御を実施とする(ステップS20
4)。
判定が肯定されると(ステップS201,S205)、
検査部55は、当該データフレームについての制御処理
部56における制御を実施とする(ステップS20
6)。
判定が否定されると(ステップS201,S205)、
検査部55は、当該データフレームについての制御処理
部56における制御を取り止めとする(ステップS20
7)。
信したデータフレームがデータ中継装置4を通る中継デ
ータであるか否かを判じるものであるが、第1の判定で
は、受信したデータフレームがデータ中継装置により中
継されるべきデータフレームであるか否かの観点からな
される。一方、第2の判定では、実際に中継されたデー
タフレームであるか否かの観点からなされる。
タフレームが自ノードと同じ通信線6に接続された他の
ノード5が送信したものと判定された場合、すなわち、
本来、中継データではないはずの場合、もし第2の判定
において中継フラグがセットされていれば、両判定は整
合していないことになる。また、第1の判定において、
受信したデータフレームが自ノードと同じ通信線6に接
続された他のノード5が送信したものではないと判定さ
れた場合、すなわち、本来、中継データであるはずの場
合、もし第2の判定において中継フラグがセットされて
いなければ、両判定は整合していないことになる。そし
て、前記のごとく両判定が整合していなければ検査部5
5はデータフレームについての制御処理部56における
制御を取り止めとする(ステップS203,S20
7)。
てたデータフレームが自己が属するネットワークとは別
のネットワークのノードにもデータ中継により送信され
るものであって、かつ、自己が接続された通信線6と前
記別のネットワークの通信線とがショートしており、前
記別のネットワークへデータ中継装置4から送信された
データフレームの信号が自己が接続された通信線6に回
り込んだものと認められる。
てたデータフレームが、自己が属するネットワークとは
別のネットワークのノードからデータ中継により送信さ
れるものであって、かつ、自己が接続された通信線6と
前記別のネットワークの通信線とがショートしており、
前記別のネットワークの通信線上に送信されて未だ中継
前のデータフレームの信号が自己が接続された通信線6
に回り込んだものと認められる。
ムについて制御を実施するのに加えて、回り込みによる
データフレームについて制御を実施したとすれば、同じ
内容の制御が重複することになって不都合であるが、本
実施形態によれば、かかる不都合が解消される。
置は第2実施形態のようにデータ領域に中継フラグを付
す構成でもよく、この場合、各ノード5の中継処理有/
無判定部54は、データ領域から中継フラグを抽出する
構成とする。
ず、また、通信プロトコルの種類によらず適用すること
ができるのは勿論である。
システムの構成図である。
示すフローチャートである。
システムの構成図である。
る。
るノードの構成図である。
ーチャートである。
9 ネットワーク 21,22,23,6 多重通信線 311,312,313,314,315,321,3
22,323,324,325,331,332,33
3,334,341,342,343,344,34
5,351,352,353,354,355,36
1,362,363,364,371,372,37
3,374,375,381,382,383,38
4,385,391,392,393,394,5 ノ
ード 4,4A データ中継装置 411,412,413 フレーム送受信部(送受信手
段) 42 受信フレーム格納バッファ 43,43A 中継フラグ判定部(送信禁止手段) 44 中継処理部(送信禁止手段) 45,45A 中継フラグ設定部(識別子セット手段) 51 フレーム送受信部 52 受信フレーム格納バッファ 53 自通信線/他通信線判定部 54 中継処理有/無判定部 55 検査部(検査手段) 56 制御処理部 501 判定手段
Claims (4)
- 【請求項1】 データフレームの送受信を行う複数の送
受信手段を有し、受信したデータフレームを、受信した
送受信手段とは別の送受信手段から送信するデータ中継
装置であって、 受信したデータフレームを前記別の送受信手段に出力す
るに先立ち、該データフレームの一部の領域に所定の識
別子をセットする識別子セット手段と、 受信したデータフレームに前記識別子がセットされてい
るか否かを判じ、前記識別子がセットされていれば前記
データフレームの前記別の送受信手段への出力を禁止す
る送信禁止手段を具備することを特徴とするデータ中継
装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のデータ中継装置におい
て、前記識別子セット手段を、前記識別子として、通信
線上の送信権を規定する優先度の領域の予め設定した所
定のビットを優先度が上位の値にセットする構成とした
データ中継装置。 - 【請求項3】 請求項1または2いずれか記載のデータ
中継装置を有し、 前記データ中継装置の前記送受信手段のそれぞれに通信
線を接続するとともに、該通信線にデータフレームの送
受信を行うノードを接続して通信線ごとにネットワーク
を形成したことを特徴とする多重通信システム。 - 【請求項4】 請求項3記載の多重通信システムにおい
て、 前記ノードのそれぞれを、 受信したデータフレームについて、送信元を特定可能な
識別情報に基づいて送信元のノードが自ノードと同じネ
ットワークに属するものであるか否かを判じる第1の判
定と、前記識別子がセットされているか否かを判じる第
2の判定とを実行する判定手段と、 前記第1、第2の判定とも肯定された場合または否定さ
れた場合に、前記受信したデータフレームを無効とする
データ検査手段とを具備する構成とした多重通信システ
ム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000224811A JP3541787B2 (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | 多重通信システム |
US09/897,015 US6996113B2 (en) | 2000-07-26 | 2001-07-03 | Data relay unit and multiplex communication system capable of inhibiting data relay in response to failure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000224811A JP3541787B2 (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | 多重通信システム |
Publications (2)
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