JP2010056919A - ネットワークシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】1つのグループから成るネットワークシステムを構築した場合においても、正常に通信を開始できるネットワークシステムを得る。
【解決手段】エンジンノード1Xは、通信サイクルをN個に分割したスロットのうち、識別子に基き割り当てられたスロットで、通信線AX、Bを介してスタートアップフレームを送受信し、受信したスタートアップフレームを用いて互いに通信サイクルを同期し、リモコンノード2AXは、通信線AXを介して識別子を受信すると、受信した識別子に予め関連付けられている自身用のスロットを設定して情報の送受信を行い、スタートアップフレームの不足により共通の通信サイクルに同期できないことを検出するスタートアップフレーム不足検出部24と、スタートアップフレームの不足を検出した場合にスタートアップフレームを通信線AX及び内通信線Bを介して送信する予備スタートアップフレーム送信部25とを設けた。
【選択図】図1
【解決手段】エンジンノード1Xは、通信サイクルをN個に分割したスロットのうち、識別子に基き割り当てられたスロットで、通信線AX、Bを介してスタートアップフレームを送受信し、受信したスタートアップフレームを用いて互いに通信サイクルを同期し、リモコンノード2AXは、通信線AXを介して識別子を受信すると、受信した識別子に予め関連付けられている自身用のスロットを設定して情報の送受信を行い、スタートアップフレームの不足により共通の通信サイクルに同期できないことを検出するスタートアップフレーム不足検出部24と、スタートアップフレームの不足を検出した場合にスタートアップフレームを通信線AX及び内通信線Bを介して送信する予備スタートアップフレーム送信部25とを設けた。
【選択図】図1
Description
この発明は、ネットワークに接続された複数のノードが、互いに同期した通信サイクルのうち、ノード毎に所定の送受信領域(スロット)を持つ、船舶などのネットワークシステムに関するものである。
高度な制御の実現を目的として、複数のノードで制御対象の一部、乃至全体の制御を行うようなシステムがある。このようなシステムにおいては、システム全体の連携や、協調した動作を実現するために、各ノード内に通信装置を組み込み、これらを通信線で互いに接続したネットワークを用いることで、各ノードの持つ制御対象の状態やノードの実行機能等の情報(以下、情報)が共有される。
ネットワークでは、ノード間で共通の通信規格を基に情報の送受信が行われる。この通信規格の1つに、全ノードがネットワークの共通時間へ同期し、ネットワークで共通の通信サイクルを所定数に分割した領域のうち、各ノードがあらかじめ割り当てられた送受信領域で情報の送受信を行う時分割多重方式がある。
例えば、通信規格FlexRay(登録商標、参照www.flexray.com)では、1つの通信サイクルが複数のスロットで構成されており、情報を送信するノード毎に、情報が衝突しないよう異なるスロットが割り当てられていなければならない。また、情報の受信を行う場合にも、スロットの番号を指定しなければならない。
このような通信規格においては、1つのネットワークに対して同一種別のノードが複数接続される場合、なんらかの方法によってこれらのノードに異なるスロットを割り当てる必要がある。
1つのネットワークに同一種別のノードが複数接続されるシステムとして、船舶のネットワークシステムがある。図11は、従来の船舶のネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図11の船舶110に搭載されたネットワークシステムにおいては、2つの船外機11X、11Y用に夫々設けられたエンジンノード1X、1Yと、ユーザによる前後進用のレバー12X、12Yの操作情報を入力とし、エンジンノード1X、1Yへ送信するリモコンノード2X、2Yとが接続されている。
このように、船舶のネットワークシステムでは、エンジンノード及びリモコンノードを1つのグループとして、このグループを1つ以上設けている。なお、図11の例では、グループ数を2つとしているが、3つ以上であってもよい。このようなネットワークシステムの構成によって、1つのグループがなんらかの故障により停止した場合でも、他のグループによって操船することが可能となっている。
図11に示す例では、異なるグループのノード間で通信を行い、情報を共有し、高度な制御を可能にするために、グループXのエンジンノード1Xと、グループYのエンジンノード1Yのように、同一種別のノードを共通の通信線Bに接続している。ネットワークに時分割多重方式の通信規格を用いる場合、各グループの設置位置に応じて、これらの同一種別のノードに対して異なる情報送信用のスロットを割り当てなければならない。
異なる情報送信用のスロットの割り当て方法として、これまで、全てのノードに対して、製品出荷時にスロットを割り当てる方法や、ユーザが手動でスロットを割り当てる方法がある。また、グループ間をハブで接続し、同一スロットで複数のノードが情報を送信し、情報の衝突が発生した場合、ハブに備えられた衝突検出手段により、衝突した情報の送信元となるノードに対して、異なる識別子を設定して送信スロットを変更し、再度通信を試みる、といったネットワークシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記の衝突検出手段を備えたネットワークシステムでは、通信開始時に同一種別のノードが同じスロットで情報を送信し、衝突することが前提となっているため、衝突後に情報を送信するスロットを変更し、全ノードが異なるスロットで正常な通信を開始するまでに時間がかかるという欠点があった。
また、グループ数が増加し、同一種別ノード数が増加すると、情報を送信するスロットの変更回数も増加するため、正常な通信を開始するまでの時間が増加するという欠点があった。
さらに、衝突検出手段を備えたハブを用いるため、コストが増大するという欠点があった。
これらの欠点を解消するために、同一種別のノードに対するスロットの割り当てにかかる時間を減らし、システムの起動から短時間で、各ノードが異なるスロットで情報を送信できるネットワークシステムを、本出願人が提案している(平成19年11月2日出願:特願2007−285814号)。
図12は、先の出願で提案したネットワークシステムの構成を示すブロック図である。この図12を用いて先の出願のネットワークシステムについて説明する。
図12において、船舶120は、船体の船尾側に、エンジンである船外機11X、11Yと、船首側に、ユーザが前後進用に操作するレバー12X、12Yとが設けられている。
また、図12において、ネットワークシステムは、船外機11X、11Yの制御を夫々行うエンジンノード1X、1Yと、レバー12X、12Yの操作情報を夫々入力とするリモコンノード2X、2Yとが設けられている。
エンジンノード1Xとリモコンノード2Xは、通信線AXにより接続され、グループXを構成している。また、エンジンノード1Yとリモコンノード2Yは、通信線AYにより接続され、グループYを構成している。さらに、全ノードは、通信線AX、AYとは異なる通信線Bで接続されている。
エンジンノード1X、1Yは、夫々が属するグループの識別子X、Yが設定され、これらの識別子X、Yに基づいて送受信スロットを割り当てる。また、エンジンノード1X、1Yは、各通信線AX、AY、Bを介して同期取得用の情報を送信することで全ノードにおいて共通時間の同期を行い、通信線AX、AYを介してリモコンノード2X、2Yへ識別子X、Yを送信する。このようにして、リモコンノード2X、2Yは、受信した識別子X、Yを基に送受信スロットの割り当てを行うことにより、情報の衝突を起こすことなく通信が可能になり、全ノードが通信を開始するまでの時間を短くすることができる。
しかしながら、船舶においては、先の出願に示すような複数グループではなく、1つのグループでネットワークシステムが構築される場合がある。そのため、先の出願の方法に従って動作するノードを使用して、1つのグループから成るネットワークシステムを構築した場合においても、正常な通信を開始できる必要がある。しかし、例えばFlexRay(登録商標)のように、通信確立時に同期取得用の情報を送信するノードが複数必要な時分割多重方式の通信規格を用いて、1つのグループから成るネットワークシステムを構築した場合には、識別子を持ち且つ同期取得用の情報を送信するノードがグループ内に1つしか存在しないため、同期取得用の情報が不足し、正常に通信を開始できないという問題点があった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、複数のグループから成るネットワークシステムを構築した場合に加え、1つのグループから成るネットワークシステムを構築した場合においても、正常に通信を開始することができるネットワークシステムを得るものである。
この発明に係るネットワークシステムは、ノードは通信線を介した通信機能と対象の機器を制御する制御機能を持ち、所定の制御を実現する複数のノードをまとめて1つのグループとし、グループ内の各ノードはグループ内通信線を介して接続され、前記グループにはグループを識別するための識別子を持つノードが1つ以上含まれ、前記識別子の異なるグループが1つ以上存在し、ネットワークシステム内の全てのノードはシステム内通信線を介して接続され、識別子を持つ第1のノードは、共通の通信サイクルを所定数に分割した送受信領域のうち、前記識別子に基づいて割り当てられた送受信領域を使用して、前記システム内通信線及び前記グループ内通信線を介して同期取得用情報を送受信し、受信した前記同期取得用情報を用いて互いに通信サイクルを同期し、識別子を持たない第2のノードは、前記グループ内通信線もしくは前記システム内通信線を介して前記第1のノードから送信される前記同期取得用情報を受信することにより、前記第1のノードと共通の通信サイクルに同期し、前記第1のノードは、前記識別子を、夫々前記グループ内通信線を介して夫々前記第2のノードに対して送信するとともに、前記第2のノードは、前記グループ内通信線を介して前記識別子を受信すると、受信した識別子にあらかじめ関連付けられている自身用の送受信領域を設定して情報の送受信を行うネットワークシステムにおいて、前記第2のノードの少なくとも1つは、前記同期取得用情報の不足により共通の通信サイクルに同期できないことを検出する同期取得用情報不足検出手段と、前記同期取得用情報不足検出手段が前記同期取得用情報の不足を検出した場合に前記同期取得用情報を前記グループ内通信線及び前記システム内通信線を介して送信する予備同期取得用情報送信手段とを設けたものである。
この発明に係るネットワークシステムは、複数のグループが存在する場合には、グループに夫々属する同一種別のノードが、同じスロットで情報を送信することが無いため、全ノードが通信を開始するまでの時間を短縮しながら、正常に通信を開始することができ、一方で、グループが1つだけ存在し、識別子を持つノードが送信する同期取得用の情報の不足により同期できない場合においても、同期取得用の情報の不足を解消し、正常に通信を開始することができるという効果を奏する。
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係るネットワークシステムについて図1から図5までを参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る船舶に搭載されるネットワークシステムの構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
この発明の実施の形態1に係るネットワークシステムについて図1から図5までを参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る船舶に搭載されるネットワークシステムの構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図1において、船舶10は、船体の船尾側に、エンジンである船外機11Xと、船首側に、ユーザが前後進用に操作するレバー12Xとが設けられている。
この発明の実施の形態1に係る船舶に搭載されるネットワークシステムは、図1に示す通り、1つのグループから構成される。これは、図12に示す2つのグループで構成されるネットワークシステムからグループYを取り外したものと同等のネットワーク構成である。
図1において、この発明の実施の形態1に係るネットワークシステムは、船外機11Xの制御を行うエンジンノード1Xと、レバー12Xの操作情報を入力するリモコンノード2AXとが設けられている。
エンジンノード1Xとリモコンノード2AXは、通信線AX(グループ内通信線)で接続されることにより、グループXを構成する。さらに、通信線B(システム内通信線)で接続され、1つのグループから成るシステムを構築している。また、システム内通信線である通信線Bは、ネットワークシステムが複数グループで構成される場合に全ノードを接続できるよう、他のグループのシステム内通信線とのインタフェース3を持つ。
また、エンジンノード1Xとリモコンノード2AXは、通信線AX及び通信線Bを介して、FlexRay(登録商標)通信規格に準拠した通信を行う。エンジンノード1Xには、グループの識別子Xが予め設定されている。
図2は、この発明の実施の形態1に係る船舶に搭載されるネットワークシステムのリモコンノードの構成を示すブロック図である。
図2において、本実施の形態1に係るリモコンノード2AXは、送信部21と、受信部22と、同期通信部23と、スタートアップ(Startup)フレーム不足検出部(同期取得用情報不足検出手段)24と、予備スタートアップ(Startup)フレーム送信部(予備同期取得用情報送信手段)25と、トランシーバ26とが設けられている。
ここで、リモコンノード2AXの各部の動作について説明する。
送信部21は、スタートアップ(Startup)フレームを除く、送信フレームを生成し、送信フレームの送信要求を行う。受信部22は、フレームの受信処理を行い、受信フレームを取り込む。同期通信部23は、受信したフレームを解析してネットワーク上の他のノードとの同期を取り、通信を行い、正常に同期している間は、送信部21が生成した送信フレームを設定されている送信スロットに従って送信し、また、設定されている受信スロットに従ってフレームを受信し、受信部22へ渡す。
スタートアップフレーム不足検出部24は、ネットワークシステムの特徴的な部分であり、規定時間が経過してもネットワーク上の他のノードとの同期を確保するために必要なスタートアップフレームを受信することができなければ、スタートアップフレームが不足していると判断する。なお、同期取得用情報(スタートアップフレーム)の不足を検出する方法はこれに限らず、ネットワーク上の信号を監視して不足を検知する等の方法であってもよい。
予備スタートアップフレーム送信部25は、ネットワークシステムの特徴的な部分であり、スタートアップフレームの生成及び送信要求を行う。
トランシーバ26は、同期通信部23が通信線AX及び通信線Bでフレームを送受信するために、ノードと通信線のインタフェースとして存在し、電気信号の変換を行う。
図3は、この発明の実施の形態1に係るネットワークシステムの通信サイクルの構成を示す図である。
FlexRay通信規格に準拠した通信を行う場合、全ノードが共通の時間を持ち、図3に示すような予め定められた構成の通信サイクルを持つ。通信サイクルは、スロットN個と、ネットワークアイドルタイム(NIT)を含む。この「スロット」とは、ノードが情報を送受信する時間領域であり、1つのスロットでは1つのノードのみが情報を送信することができる。1つのスロットにおいて、2つ以上のノードが情報の送信を行った場合には、情報の衝突が起こり、ノードはこれらの情報を受信できなくなる。また、「ネットワークアイドルタイム」とは、各ノードが同期をとるための調整を行う時間である。通信中は、この通信サイクルを繰り返すことによって、通信が行われる。
このような通信サイクルにおいて、エンジンノード1Xには、自身が持つ識別子Xに応じて、エンジンの情報送信用にスロット1が割り当てられる。識別子Xに応じてスロットを割り当てる理由は、2つ以上のグループによりシステムが構成され、他の識別子を持つエンジンノードが複数存在した場合に、夫々が衝突しない送信スロットを割り当てるためである。一方、リモコンノード2AXには、ノード起動時には情報送受信用のスロットは割り当てられていないが、予め設定された、識別子と情報送受信用のスロットの対応関係を示すスロット割当テーブルを保持している。
図4は、この発明の実施の形態1に係るネットワークシステムのリモコンノードが保持するスロット割当テーブルの構成を示す図である。
この実施の形態1に係るネットワークシステムでは、グループはXのみであるが、リモコンノード2AXは、グループYが存在する構成である場合にも対応できるよう、識別子Yに対応する送受信用スロットもスロット割当テーブルで保持する。
リモコンノード2AXは、識別子Xを受信した場合、図4に示すスロット割当テーブルに従って、情報送信用のスロットを「5」、情報受信用のスロットを「1」と「2」に設定する。また、当該スロット割当テーブルにより、スロット1で受信する情報は自身の属するグループXのエンジンノード1Xからの情報であり、スロット2で受信する情報はグループYのエンジンノードからの情報であると分かる。
また、リモコンノード2AXが識別子を受信できない場合には、図4の「受信無し」で示すスロットを送受信スロットとして設定する。
続いて、FlexRay通信規格におけるノードの共通時間への同期開始方法について説明する。
当該通信規格では、全ノードが通信サイクル及びスロットの開始時間を一致させるため、共通時間を持つ方法が定められている。この方法では、同期取得用情報(スタートアップフレーム)を送信するノードであるコールドスタート(Coldstart)ノードが1つのネットワークシステムに2つ以上存在し、各コールドスタートノードが夫々1つのスロットでスタートアップフレームを送信する必要がある。このスタートアップフレームは、毎通信サイクル送信されなければならない。
2つ以上のコールドスタートノードがスタートアップフレームの送信を開始すると、スタートアップフレームを受信したコールドスタートノードは時間の調整を行い、全コールドスタートノードが共通時間を持つ。コールドスタートノードでない他のノード(非コールドスタートノード)は、共通時間を持ったコールドスタートノードから送信されるスタートアップフレームを受信し、コールドスタートノードの共通時間に同期することにより、通常のフレーム送信を開始する。このようにして、通信サイクル及びスロットの開始時間を全ノードで一致させることができる。
スタートアップフレームは、同期取得用情報であると同時に、通常のフレームと同様に制御情報等の情報を含むことができる。本実施の形態1では、予め識別子を持つエンジンノード1Xがコールドスタートノードであり、識別子Xという情報を保持したスタートアップフレームをスロット1で送信する。
ここで、リモコンノード2AXのスタートアップフレーム不足検出部24が備える規定時間について説明する。
この規定時間は、コールドスタートノードが同期を確立するために十分な数存在するネットワークシステムが起動した場合に、リモコンノード2AXが起動後に時間の計測を開始してから同期を確立することができるまでの時間を設定する。つまり、この規定時間が経過したならば、ネットワークシステムは同期の確立に失敗したということであり、スタートアップフレームが不足していると判断することができる。ただし、実際にはノード毎の起動時間及び初期化時間のばらつき等により同期が確立される時間は変動するため、誤ってスタートアップフレームの不足を検出しないよう、余裕を持たせて規定時間を設定する。
つぎに、この実施の形態1に係るネットワークシステムの動作について図面を参照しながら説明する。
図5は、この発明の実施の形態1に係るネットワークシステムの動作を示すフローチャートである。
まず、ステップ101において、起動後、初期化が行われる。ここで、エンジンノード1Xはコールドスタートノードであり、リモコンノード2AXは非コールドスタートノードである。
次に、ステップ102において、リモコンノード2AXのスタートアップフレーム不足検出部24が、時間の計測を開始する。
次に、ステップ103において、エンジンノード1Xは、自身の持つ識別子Xに従って送受信スロットを設定し、各ノード間で同期を取るためにスタートアップを開始する。このとき、エンジンノード1Xは、通信線AX及び通信線Bを介し、スロット1でスタートアップフレームを送信する。
次に、ステップ104において、リモコンノード2AXは、通信線AX、通信線Bで送信されているスタートアップフレームが不足しているか否かの判定を行う。スタートアップフレーム不足検出部24が規定時間の経過を確認したとき、同期を確保するために十分な数のスタートアップフレームを受信できていなければ、スタートアップフレームが不足していると判定する。
ここで、ネットワークシステムのグループが2つであり、エンジンノードが2つ存在する場合には、スタートアップフレームの不足を検出せず、ステップ105へ進む。しかし、本実施の形態1に係るネットワークシステムでは、スタートアップフレームを送信するコールドスタートノードはエンジンノード1Xだけであるため、リモコンノード2AXのスタートアップフレーム不足検出部24はスタートアップフレームが不足していると判定し、ステップ110へ進む。
まず、従来と同様に問題なく通信が確立された場合を説明する。
ステップ105において、エンジンノードの間でスタートアップフレームが通信され、互いに共通時間を取得し、同期した通信サイクルを開始する。
次に、ステップ106において、エンジンノードは、夫々グループ内通信線を介して識別子を含むスタートアップフレームを送信し、システム内通信線で識別子を含まないスタートアップフレームを送信する。
次に、ステップ107において、リモコンノードは、エンジンノードが送信するスタートアップフレームを受信し、共通の通信サイクルへ同期する。
次に、ステップ108において、リモコンノードは、グループ内通信線を介して受信したスタートアップフレームから、夫々が対応するグループの識別子を得る。
次に、ステップ109において、リモコンノードは、受信した識別子を基に、図4に示すスロット割当テーブルに従って、送受信スロットを設定する。
そして、ステップ112において、全ノードが、同期を確立し、情報を送受信する通常の通信状態となる。
続いて、同期確立のためのスタートアップフレームが不足している場合の動作について説明する。ステップ101〜103は同じ処理のため、説明は省略する。
ステップ104において、スタートアップフレームの不足を検出し、ステップ110へ進む。
ステップ110において、リモコンノード2AXの予備スタートアップフレーム送信部25は、スタートアップフレーム不足検出部24からのスタートアップフレーム不足の判定を受け、スタートアップフレームを生成し、同期通信部23に対してスタートアップフレーム送信要求を出す。このとき、リモコンノード2AXは識別子を受信していないため、図4に示すスロット割当テーブルのうち、「受信無し」で示す送信スロットであるスロット5を使用してスタートアップフレームを送信する。
次に、ステップ111において、エンジンノード1X及びリモコンノード2AXからスタートアップフレームが送信されるため、互いに共通時間を取得し、同期した通信サイクルを開始する。そして、ステップ112へ進み、全ノードが同期を確立し、情報を送受信する通常の通信状態となる。
なお、図5で示したフローチャートでは、識別子を含んだスタートアップフレームの送信は同期を確立した後としているが、これに限らず、スタートアップフレーム送信時に識別子を付加して送信するものであってもよい。例えば、ステップ106において、エンジンノードは識別子を含んだスタートアップフレームを送信しているが、ステップ103の時点で識別子を含んだスタートアップフレームを送信するものであってよい。
本実施の形態1によれば、複数のグループが存在する場合には、グループに夫々属する同一種別のノードが、同じスロットで情報を送信することのないよう送信スロットを設定することで、短い時間で全ノードが通信を開始し、さらに、グループが1つだけ存在する場合には、識別子を持つノードが送信する同期取得用情報が不足して同期できないとしても、同期取得用情報の不足を解消し、正常に通信を開始することができる。
また、本実施の形態1によれば、識別子を持たないノードが通常の通信で使用するスロットを用いて同期取得用情報を送信することにより、他の情報の送信に利用可能なスロットを多く残すことができる。
本実施の形態1においては、各ノードは情報の送信用に夫々1つのスロットを割り当てる設定となっているが、他のノードと重複しなければ、複数のスロットを情報の送信に用いるよう、設定してもよい。
また、本実施の形態1では、エンジンノードが識別子を持つとしているが、これに限らず、グループ内で1つ以上のノードが識別子を保持しているならば、同期取得用情報が不足している場合に、正常に通信を開始することができる。
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係るネットワークシステムについて図6から図10までを参照しながら説明する。図6は、この発明の実施の形態2に係る船舶に搭載されるネットワークシステムの構成を示す図である。
この発明の実施の形態2に係るネットワークシステムについて図6から図10までを参照しながら説明する。図6は、この発明の実施の形態2に係る船舶に搭載されるネットワークシステムの構成を示す図である。
図6において、図12及び図1と符合が同じものは、同じ構成であるため説明は省略する。また、リモコンノード2AXとリモコンノード2AYは同じ構成であるが、夫々グループX及びグループYに属している。
図6に示すネットワークシステムは、図12に示すネットワークシステムの通信線Bに障害が発生し、通信線Bを介した通信が不可能になっている状態を示す。
図7は、この発明の実施の形態2に係るネットワークシステムのリモコンノードが保持するスロット割当テーブルの構成を示す図である。
リモコンノード2AX、2AYは、図7に示すスロット割当テーブルを保持し、受信する識別子に対応する情報送受信用スロットを設定する。リモコンノード2AX、2AYは、識別子Xを受信した場合、図7に示すスロット割当テーブルに従い、通常の通信での情報送信用のスロットを「5」、ダイアグ情報送信用のスロットを「7」、情報受信用のスロットを「1」と「2」に設定する。また、当該スロット割当テーブルにより、スロット1で受信する情報は自身の属するグループXのエンジンノード1Xからの情報であり、スロット2で受信する情報はグループYのエンジンノード1Yからの情報であると分かる。
また、リモコンノード2AX、2AYは、識別子を受信できない場合には、図7の「受信無し」で示すスロットを送受信スロットとして設定し、ダイアグ情報を送信するスロットを用いてスタートアップフレームを送信する。
つぎに、この実施の形態2に係るネットワークシステムの動作について図面を参照しながら説明する。
図8は、この発明の実施の形態2に係るネットワークシステムの動作を示すフローチャートである。
まず、ステップ201において、起動後、初期化が行われる。ここで、エンジンノード1X、1Yはコールドスタートノード、リモコンノード2AX、2AYは非コールドスタートノードと予め設定しておく。
次に、ステップ202において、リモコンノード2AX、2AYのスタートアップフレーム不足検出部24が、時間の計測を開始する。
次に、ステップ203において、エンジンノード1X、1Yは自身の持つ識別子X、Yに従って送受信スロットを設定し、各ノード間で同期を取るためにスタートアップを開始する。このとき、エンジンノード1Xは、通信線AX及び通信線Bを介し、スロット1でスタートアップフレームを送信する。また、エンジンノード1Yは、通信線AY及び通信線Bを介し、スロット2でスタートアップフレームを送信する。ここで、通信線Bへのフレーム送信を行っているが、本実施の形態2において通信線Bを介した通信は不可能であるため、いかなるノードもフレームを受信することはできない。
次に、ステップ204において、リモコンノード2AX、2AYは、夫々が接続されている通信線から受信するスタートアップフレームが不足しているか否かの判定を行う。スタートアップフレーム不足検出部24が規定時間の経過を確認したとき、同期を確保するために十分な数のスタートアップフレームを受信できていなければ、スタートアップフレームが不足していると判定する。
ここで、通信線Bが通信可能であったならば、通信線Bを介してエンジンノード1X、1Yからのスタートアップフレームが送信されるため、スタートアップフレームの不足を検出せず、ステップ205へ進む。しかし、本実施の形態2に係るネットワークシステムでは、リモコンノード2AX、2AYは、夫々通信線AX、AYを介して1つのスタートアップフレームしか受信できず、リモコンノード2AX、2AYのスタートアップフレーム不足検出部24はスタートアップフレームが不足していると判定し、ステップ210へ進む。
従来と同様に問題なく通信が確立された場合には、ステップ205〜209、及び217は、上記の実施の形態1の図5のステップ105〜109、及び112と同じ処理のため説明は省略する。
同期確立のためのスタートアップフレームが不足している場合での動作について説明する。
ステップ210において、リモコンノード2AX、2AYの予備スタートアップフレーム送信部25は、スタートアップフレーム不足検出部24からのスタートアップフレーム不足の判定を受け、スタートアップフレームを生成し、同期通信部23に対してスタートアップフレーム送信要求を出す。このとき、リモコンノード2AX、2AYはいずれも識別子を受信していないため、図7に示すスロット割当テーブルのうち、「受信無し」で示すダイアグ情報送信用スロットであるスロット7を使用してスタートアップフレームを送信する。
次に、ステップ211において、エンジンノード1Xとリモコンノード2AXは通信線AXを介してスタートアップフレームを送信するため、互いに共通時間を取得し、同期した通信サイクルを開始することができる。また、エンジンノード1Yとリモコンノード2AYは通信線AYを介してスタートアップフレームを送信し、同期した通信サイクルを開始する。このとき、通信線AX、AYの通信サイクルの構成を図9に示す。
図9に示すように、通信線AX、AYの夫々で2つのスタートアップフレームが送信されており、同期を確立することができる。ただし、このときリモコンノード2AX、2AYは識別子を受信していないため、いずれも識別子を受信していない場合に設定するスロットを用いてスタートアップフレームを送信している。
次に、ステップ212において、エンジンノード1X、1Yは、夫々通信線AX、AYを介して識別子X、Yを含むスタートアップフレームを送信し、通信線Bで識別子を含まないスタートアップフレームを送信する。
次に、ステップ213において、リモコンノード2AX、2AYは、通信線Bを介した通信が不能である等のダイアグ情報をスタートアップフレームに含めて送信する。このように、通常の通信で使用されていないスロットを使用し、障害の内容を含めたフレームを送信することにより、エンジンノード1X、1Yはリモコンノード2AX、2AYで起こっている障害に関する情報を得ることができる。
次に、ステップ214において、リモコンノード2AX、2AYは夫々通信線AX、AYを介して、エンジンノード1X、1Yからの識別子X、Yを含むスタートアップフレームを受信し、夫々が対応するグループの識別子を得る。
次に、ステップ215において、リモコンノード2AX、2AYは、受信した識別子を基に、図7に示すスロット割当テーブルに従って、送受信スロットを設定する。このとき、リモコンノード2AX、2AYは、識別子に基づいたスロットへ再設定するため、各ノードで確立された同期は解除される。
次に、ステップ216において、リモコンノード2AX、2AYは夫々識別子X、Yに基づいて設定したスロットのうち、ダイアグ情報送信用のスロットを用いてスタートアップフレームを送信し、再びエンジンノード1X、1Yとの同期を確立する。
次に、ステップ217において、情報を送受信する通常の通信状態となる。このときの通信線AX、AYの通信サイクルの構成を、図10に示す。
図10の通信サイクルでは、通信線AX、AYの夫々において、図7のスロット割当テーブルに示したスロットで通信が行われている。このように、通信線Bが障害により通信不可能であったとしても、グループ内で同期を確立し、船外機を動作させるために最低限必要であるリモコンノードとエンジンノードの通信を確保している。
なお、図8に示したフローチャートでは、何らかの情報を含んだスタートアップフレームの送信は同期を確立した後としているが、これに限らず、スタートアップフレーム送信時に情報を付加して送信するものであってもよい。例えば、ステップ213においてリモコンノードはダイアグ情報を含んだスタートアップフレームを送信しているが、ステップ210の時点でダイアグ情報を含んだスタートアップフレームを送信するものであってよい。
本実施の形態2によれば、識別子を持たないノードが同期取得用情報を送信する場合に、通常の通信で使用しないスロットを用いることにより、コールドスタートノードの不足といったネットワークの状態を他のノードへ知らせることが可能になる。
また、本実施の形態2によれば、障害が発生し、あるグループが他のグループと通信不可能になったとしても、孤立したグループ内で同期を確立し、通常の通信のために定められているスロットを使用して通信を行うことができる。さらに、障害から回復して他のノードがネットワークに参加する場合、識別子で定められている送信領域を用いて情報を送信しているので、他のノードの送信領域と衝突することなく、通信が可能である。
本実施の形態2においては、エンジンノードが識別子を持つとしているが、これに限らず、一方のグループではエンジンノードが識別子を持ち、他方のグループではリモコンノードが識別子を持つ、というように、グループ内で1つ以上のノードが識別子を保持していればよい。
本実施の形態1及び2で示したネットワークシステムでは、FlexRay(登録商標)通信規格に従って通信を行うものであったが、これに限らず、同期を確立するために同期取得用情報を送信するノードが複数必要な時分割多重方式の通信規格であればよい。
1X エンジンノード、1Y エンジンノード、2AX リモコンノード、2AY リモコンノード、3 インタフェース、11X 船外機、12X レバー、21 送信部、22 受信部、23 同期通信部、24 スタートアップフレーム不足検出部、25 予備スタートアップフレーム送信部、26 トランシーバ、AX 通信線、AY 通信線、B 通信線。
Claims (4)
- ノードは通信線を介した通信機能と対象の機器を制御する制御機能を持ち、所定の制御を実現する複数のノードをまとめて1つのグループとし、グループ内の各ノードはグループ内通信線を介して接続され、前記グループにはグループを識別するための識別子を持つノードが1つ以上含まれ、前記識別子の異なるグループが1つ以上存在し、ネットワークシステム内の全てのノードはシステム内通信線を介して接続され、
識別子を持つ第1のノードは、共通の通信サイクルを所定数に分割した送受信領域のうち、前記識別子に基づいて割り当てられた送受信領域を使用して、前記システム内通信線及び前記グループ内通信線を介して同期取得用情報を送受信し、受信した前記同期取得用情報を用いて互いに通信サイクルを同期し、
識別子を持たない第2のノードは、前記グループ内通信線もしくは前記システム内通信線を介して前記第1のノードから送信される前記同期取得用情報を受信することにより、前記第1のノードと共通の通信サイクルに同期し、
前記第1のノードは、前記識別子を、夫々前記グループ内通信線を介して夫々前記第2のノードに対して送信するとともに、前記第2のノードは、前記グループ内通信線を介して前記識別子を受信すると、受信した識別子にあらかじめ関連付けられている自身用の送受信領域を設定して情報の送受信を行うネットワークシステムにおいて、
前記第2のノードの少なくとも1つは、
前記同期取得用情報の不足により共通の通信サイクルに同期できないことを検出する同期取得用情報不足検出手段と、
前記同期取得用情報不足検出手段が前記同期取得用情報の不足を検出した場合に前記同期取得用情報を前記グループ内通信線及び前記システム内通信線を介して送信する予備同期取得用情報送信手段とを備える
ことを特徴とするネットワークシステム。 - 前記同期取得用情報不足検出手段及び前記予備同期取得用情報送信手段を備えた第2のノードは、全てのグループの識別子の夫々に関連付けられている自身用の送信領域のうち、通常の通信を行う送信領域を使用して、前記予備同期取得用情報送信手段から前記同期取得用情報を送信する
ことを特徴とする請求項1記載のネットワークシステム。 - 前記同期取得用情報不足検出手段及び前記予備同期取得用情報送信手段を備えた第2のノードは、全てのグループの識別子の夫々に関連付けられている自身用の送信領域のうち、通常の通信を行わない送信領域を使用して、前記予備同期取得用情報送信手段から前記同期取得用情報を送信する
ことを特徴とする請求項1記載のネットワークシステム。 - 前記同期取得用情報不足検出手段及び前記予備同期取得用情報送信手段を備えた第2のノードは、前記予備同期取得用情報送信手段から前記同期取得用情報を送信し、通信サイクルに同期した後、前記グループ内通信線を介して識別子を受信すると、受信した識別子にあらかじめ関連付けられている自身用の送受信領域を設定して情報の送受信を行う
ことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載のネットワークシステム。
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