JP3750636B2

JP3750636B2 - データ中継装置および多重通信システム

Info

Publication number: JP3750636B2
Application number: JP2002202623A
Authority: JP
Inventors: 克彦古田; 伸一妹尾; 修一新田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2022-07-11
Also published as: JP2004048350A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデータ中継装置および多重通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特にコンピュータ技術の進歩を背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。多重通信システムは、共通の多重通信線に、データの送受信を行う制御用ＥＣＵ等の通信ノードが接続されたもので、通信ノード間で多重通信線を介してデータ通信を行う。データはデータ本体とともにその種類の情報等を含み構成されており、受信した通信ノードがデータの内容を理解できるようになっている。制御の種類が多岐にわたる前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、要求される通信速度の相違等に応じて、多重通信線とこれに接続されるノードとよりなる複数の通信系に分け、属する通信系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ようにしたものがある。
【０００３】
特開２０００−２４４５４８号公報には、データ中継装置に、中継するデータをデータ本体の種類ごとに一時保持するバッファからなるバッファ群を設けて、バッファのデータが同じ種類のデータによってのみ上書きされるようにし、中継データを一時保持する膨大なバッファを用意せずにデータ通信の信頼性の向上を図ったものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通信系間で通信速度が大きく異なると、通信速度が高速の通信系から低速の通信系に中継されるデータが爆発的に増えることが生じ得る。このため、低速の通信系において通信負荷がきわめて高いものとなり、通信が成立しづらくなる。このため、例えば、中継元である高速の通信系の多重通信線で受信されたデータを最初に一時保持する受信バッファから前記バッファ群へ転送するデータ転送処理において、転送処理を行う周期をある程度長くとる等により、データ転送完了後にデータ転送がなされない十分な時間を設けて、中継先の通信系の通信負荷が過剰に強まらないようにすることになる。
【０００５】
一方、前記受信バッファから前記バッファ群へのデータ転送処理の間隔を十分にとって、中継先の通信系の通信負荷が過剰に強まらないようにすると、受信バッファにおいて、バッファ群へのデータ転送がなされないうちに次の受信データによって受信バッファが上書きされ、元のデータが消失してしまうおそれが高くなる。
【０００６】
この問題を解消するには、ＦＩＦＯで順次、受信バッファからバッファ群に転送するようにして、受信バッファが新たなデータで上書きされるまでの時間を確保することが考えられるが、その十分な効果を得るには、結局、受信バッファを相当数用意する必要があり、必ずしも、十分にはバッファの規模を小さくする効果が得られない。
【０００７】
本発明は前記実情に鑑みなされたもので、データ通信の信頼性が十分でしかも簡単な構成の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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、データ本体とともにその種類の情報を含むデータを伝送する多重通信線の間に介設されて複数の種類のデータを中継するデータ中継装置であって、中継するデータをデータの種類ごとに一時保持するバッファからなるバッファ群を有するデータ中継装置において、
前記バッファ群を、中継元の多重通信線で受信したデータを一時保持する第１のバッファ群と、該第１のバッファ群からのデータが転送されて、中継先の多重通信線への送信に先立ってデータを一時保持する第２のバッファ群とにより構成し、各バッファ群において、バッファをデータの種類ごとに１対１に割り当てる。
【０００９】
中継元の通信系からデータが入ってくると、データは、第１のバッファ群の、そのデータの種類に対応するバッファに書き込まれる。このデータは、第１のバッファ群のバッファから第２のバッファ群のバッファに転送される。その転送処理の間隔を長くすることで、中継先での通信負荷を抑制することができる。ここで、データ中継装置に中継元の通信系から多量のデータが入ってきても、第１のバッファ群のバッファは、同じ種類の最新のデータによってのみ上書きされ、特定の種類のデータが消失してしまうことはない。したがって、前記転送処理間隔を長くとって中継先での通信負荷を軽減することと、受信データによる他の種類のデータの消失の防止とを両立することができる。また、バッファは、各バッファ群において、中継されるデータの種類の数だけ設ければよいから、構成簡単である。
【００１０】
請求項２記載の発明では、前記データ中継装置と、データを送受信する通信ノードが前記多重通信線に接続された複数の通信系とで、中継データの消失によってデータ通信の信頼性を損なわない多重通信システムを構築することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明では、前記複数の通信系は通信速度の異なる通信系により構成され、
前記第１のバッファ群を、通信速度が高速側の通信系を中継元とする受信データの一時保持用とする。
【００１２】
中継元の通信系が、通信速度が高速の通信系であれば、通信速度が低速の通信系への中継データが集中し易い状況が生じやすいため、前記第１のバッファ群を、通信速度が高速側の通信系を中継元とする受信データの一時保持用とすることで、特に効果的に、データ中継の信頼性と、通信速度が低速の通信系における通信負荷の軽減とを両立できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に本発明の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２）の通信系１１，１２とデータ中継装置４とにより構成される。各通信系１１，１２は、多重通信線２１，２２に通信ノード３１，３２が接続されたもので、各通信系１１，１２の通信ノード３１，３２間で所定のプロトコルにてデータを送受信するようになっている。ここで、第１の通信系１１はプロトコルがＣＡＮで通信速度は５００ｋｂｐｓであり、第２の通信系１２はプロトコルがＢＥＡＮで通信速度は第１の通信系１１の通信速度よりも十分に遅い１０ｋｂｐｓであるとする。第１の通信系（以下、適宜、高速通信系という）１１は、例えば、多重通信線２１に通信ノード３１としてエンジン制御用のＥＣＵやＡＢＳ制御用のＥＣＵが接続された通信系である。また、第２の通信系（以下、適宜、低速通信系という）１２は、例えば、多重通信線２２に通信ノード３２としてドア開閉等の制御用のＥＣＵや車室内の空調の制御用のＥＣＵが接続された通信系である。
【００１４】
各多重通信線２１，２２は、データ中継装置４と接続され、データ中継装置４が、通信ノード３１，３２から送信されたデータを別の通信系１１，１２に属する通信ノード３２，３１へと中継するようになっている。
【００１５】
データ中継装置４は、多重通信線２１，２２とのインターフェースをなす通信用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、図ではその機能ブロックで表してあり、受信バッファ４１１，４１２、送信バッファ４２１，４２２、バッファ部４３、データコントローラ４４等からなる。
【００１６】
受信バッファ４１１，４１２、送信バッファ４２１，４２２は各多重通信線２１，２２に１対１に対応して設けてある。受信バッファ４１１，４１２は多重通信線２１，２２で受信された通信ノード３１，３２からのデータが最初に書き込まれ、一時保持する。送信バッファ４２１，４２２は中継先の通信系１１，１２の通信ノード３１，３２に送信しようとするデータが送信の直前に書き込まれる。
【００１７】
バッファ部４３は複数のバッファ４３１からなるバッファ群であり、各バッファ４３１は、詳細は後述するように受信バッファ４１１，４１２に書き込まれたデータを送信バッファ４２１，４２２に転送する前に一時保持するようになっている。バッファ４３１は中継されるデータのデータ本体の種類（以下、適宜、データ種類という）の数だけあり、各バッファ４３１と、データのヘッダ部分の一部が割り当てられるデータ種類とが１対１に対応している。例えば転送されるデータ本体が５種類であればバッファ４３１を５つ用意し、各バッファ４３１に、これに書き込むデータ種類を対応させる。データ種類は、データ本体の数値等の情報が意味するところを特定するもので、例えば、データ本体がエンジン回転数を示すものであることが知られることになる。データ種類は、ＣＡＮプロトコルであれば「ＩＤ」が該当し、ＢＥＡＮプロトコルであれば「ＤＡＴＡＩＤ」が該当する。バッファ部４３のデータ領域は前記マイクロコンピュータを構成するＲＡＭ上に割り当てられる。
【００１８】
また、高速通信系１１用の受信バッファ４１１は図１（Ｂ）に示すように、複数のバッファ４１１１からなるバッファ群であり、各バッファ４１１１はデータ種類ごとに１対１に対応して設けてある。バッファ部４３と類似の構成となっている。一方、バッファ部４３のバッファ４３１に格納されるデータのデータ種類が、通信系１１から通信系１２へ中継されるデータのデータ種類と、通信系１２から通信系１１へ中継されるデータのデータ種類とを併せたものであるのに対し、受信バッファ４１１のバッファ４１１１に格納されるデータのデータ種類が、通信系１１から通信系１２へ中継されるデータのデータ種類だけである点で相違する。
【００１９】
データコントローラ４４は、多重通信線２１，２２で受信されたデータをその中継先の通信系１１，１２用の送信バッファ４２１，４２２に転送するもので、マイクロコンピュータを構成するＣＰＵで実行されるソフトウェア上で実現される。
【００２０】
図２に、高速通信系１１の多重通信線２１で受信されたデータを低速通信系１２用の送信バッファ４２２に転送するデータ転送処理の内容を示す。ステップＳ１０１ではデータ受信処理を実行する。図３にデータ受信処理の内容を示す。ステップＳ２０１では高速通信系１１の多重通信線２１からのデータの取り込み処理を実行する。ステップＳ２０２で、取り込まれたデータの種類を判定する。
【００２１】
続くステップＳ２０３では、判定されたデータ種類に対応するバッファ４１１１に、取り込まれたデータをセットし、受信処理が終了となる。図３中、バッファｎ、バッファｍ、バッファｌは、それぞれデータ種類ｎ、データ種類ｍ、データ種類ｌに対応するバッファ４１１１を意味している。
【００２２】
データ受信処理は、このデータ転送処理内だけではなく、割り込みでも実行され、すべての中継すべきデータを受信バッファ４１１の対応するバッファ４１１１にセット可能である。処理速度は高速通信系１１の通信速度を考慮して設定される。
【００２３】
ステップＳ１０２では、受信バッファ４１１のバッファ４１１１に受信データがあるか否かを判定する。肯定判断されるとステップＳ１０３に進み、否定判断されるとステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０３ではバッファ４１１１からデータを取り込み、ステップＳ１０４で転送処理を実行する。転送処理では、データを、バッファ部４３の対応するデータの種類のバッファ４３１に書き込む。これは、データが書き込まれている受信バッファ４１１のすべてのバッファ４１１１について実行される。
【００２４】
これは例えば、すべてのバッファ４１１１についてデータの有無を順次、確認して、データがある場合にバッファ４３１への書き込みを実行してもよいし、高速通信系１１からのデータの受信があったときに、そのデータ種類をＲＡＭ上に設けたリストにリストアップしておき、リストアップされているデータ種類についてバッファ４３１への書き込みを行うようにしてもよい。バッファ４３１への書き込み完了後には、そのデータ種類のバッファ４１１１のデータおよびリスト上のデータ種類を消去する。
【００２５】
また、転送処理は所定間隔で起動するようにスケジュールが設定されている。この所定間隔が後述するように低速通信系１２での通信負荷を規定する。転送処理がなされるとステップＳ１０２に戻る。
【００２６】
また、低速通信系１２用の受信バッファ４２１は従来と同様の１段のバッファ若しくはＦＩＦＯ等で読み出される複数段のバッファであり、随時、受信データが書き込まれる。そして、そのデータ種類に対応するバッファ部４３のバッファ４３１に転送される。転送処理は、前記ステップＳ１０４において、高速通信系１１用の受信バッファ４１１からバッファ部４３への転送処理とともに実行し得る。
【００２７】
バッファ部４３のバッファ４３１に格納されたデータは、データコントローラ４４により、データ種類に応じて、そのデータ種類と１対１に対応する送信バッファ４２１，４２２に転送される。転送処理は、受信バッファ４１１からバッファ部４３への転送処理と同様に、すべてのバッファ４３１のデータの有無を確認することにより、あるいは、データが書き込まれたバッファ４３１のデータの種類がリストアップされたリストに基づいて実行される。転送先は、データ種類に対して転送先の送信バッファ４２１，４２２を対応させる転送先テーブルに基づいて特定する。
【００２８】
バッファ部４３のバッファ４３１から送信バッファ４２１，４２２へデータが転送される実際の間隔は、受信バッファ４１１，４１２からバッファ４３１への転送処理の間隔よりも短くなることはないから、バッファ４３１から低速通信系１２用の送信バッファ４２２へのデータ転送処理の間隔は、高速通信系１１用の受信バッファ４１１からバッファ４３１への転送処理の間隔である前記所定間隔に依存する。前記所定間隔が長いほど長くなって、低速通信系１２の通信負荷が軽減される。
【００２９】
一方、高速通信系１１の通信ノード３１から低速通信系１２へ中継すべきデータが送信されるごとに、該データが受信バッファ４１１に書き込まれていくが、受信バッファ４１１では、各バッファ４１１１は同じ種類のデータによってのみ上書きされる。したがって、受信バッファ４１１からバッファ４３１への転送の間隔が前記のごとく長く設定されても、高速通信系１１からデータが多量に送信されたときに、特定のデータ種類のデータを消失することはない。
【００３０】
バッファ４３１に格納されたデータは、低速通信系１２用の送信バッファ４２２に所定周期で転送されるが、受信バッファ４１１からバッファ部４３への転送処理がその処理間隔が抑制されているから、低速通信系における通信負荷を増大しない。
【００３１】
なお、高速通信系用の受信バッファをＦＩＦＯで使う場合、大規模なバッファ構成とすれば、受信バッファでのデータの消失を相当防ぐことができるが、データは、転送先であるバッファ部のバッファにおいて、同じ種類のデータにより上書きされて消失することになる。したがって、本データ中継装置のように、受信バッファを同じ種類のデータにより上書きされるのを許容する構成をとっても、なんらＦＩＦＯ方式の受信バッファに比して不利になることはない。むしろ、受信バッファをＦＩＦＯで使う構成のものが、受信バッファの規模が高速通信系の通信速度に応じて受信バッファの段数を増やさなければならないのに対し、高速通信系の通信速度によらず、確実にデータ種類の異なるデータにより上書きされるのを回避できる点で、受信バッファをＦＩＦＯ方式とするものに比して優れた構成ということができる。
【００３２】
また、低速通信系１２用の受信バッファ４１２を、高速通信系１１用の受信バッファ４１１のごとく、低速通信系１２から高速通信系１１に中継されるデータ種類と１対１に対応した複数のバッファからなるバッファ群としてもよい。受信データの消失による制御不成立等の不具合を確実に防止することができる。
【００３３】
また、通信系が２つの多重通信システムについて説明したが、本発明は、通信系が３つ以上のものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明のデータ中継装置および多重通信システムの構成図であり、（Ｂ）は前記データ中継装置の要部である。
【図２】前記データ中継装置のデータコントローラにおいて実行される制御を示す第１のフローチャートである。
【図３】前記データ中継装置のデータコントローラにおいて実行される制御を示す第２のフローチャートである。
【符号の説明】
１１，１２通信系
２１，２２多重通信線
３１，３２通信ノード
４データ中継装置
４１１，４１２受信バッファ（第１のバッファ群）
４１１１バッファ
４２１，４２２送信バッファ
４３バッファ部（第２のバッファ群）
４３１バッファ
４４データコントローラ

Claims

データ本体とともにその種類の情報を含むデータを伝送する多重通信線の間に介設されて複数の種類のデータを中継するデータ中継装置であって、中継するデータをデータの種類ごとに一時保持するバッファからなるバッファ群を有するデータ中継装置において、
前記バッファ群を、中継元の多重通信線で受信したデータを一時保持する第１のバッファ群と、該第１のバッファ群からのデータが転送されて、中継先の多重通信線への送信に先立ってデータを一時保持する第２のバッファ群とにより構成し、各バッファ群において、バッファをデータの種類ごとに１対１に割り当てたことを特徴とするデータ中継装置。
請求項１記載のデータ中継装置と、データを送受信する通信ノードが上記多重通信線に接続された複数の通信系とを具備することを特徴とする多重通信システム。
請求項２記載の多重通信システムにおいて、前記複数の通信系は通信速度の異なる通信系により構成され、
前記第１のバッファ群を、通信速度が高速側の通信系を中継元とする受信データの一時保持用とした多重通信システム。