JP6879789B2 - ゲートウェイ装置、車載ネットワークシステム、転送方法及びプログラム - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態として、車載ネットワークでデータの授受を行う複数の電子制御ユニット(ECU)とゲートウェイとを含む車載ネットワークシステム10について、図面を用いて説明する。
図1は、実施の形態1に係る車載ネットワークシステム10の全体構成を示す。
図2は、本実施の形態に係る車載ネットワークの概略構成を示す。
第1ネットワークでは、C−ECU500a〜500d等がCANプロトコルに従ってフレームの授受を行う。CANプロトコルにおけるフレームには、データフレーム、リモートフレーム、オーバーロードフレーム及びエラーフレームがあるが、ここでは、主にデータフレームに注目して説明する。図3は、第1ネットワークで送受信されるデータフレーム(CANフレーム)のフォーマットを示す。図3の(a)は標準フォーマットである。標準フォーマットにおいては、データフレームは、SOF(Start Of Frame)、ID(CAN−ID)、RTR(Remote Transmission Request)、IDE(Identifier Extension)、予約ビット「r」、サイズ、データ、CRC(Cyclic Redundancy Check)シーケンス、CRCデリミタ「DEL」、ACK(Acknowledgement)スロット、ACKデリミタ「DEL」、及び、EOF(End Of Frame)で構成される。ここで、IDフィールドの内容としてのID(CAN−ID)は、データの種類を示す識別子であり、メッセージIDとも称される。なお、CANでは、複数のノードが同時に送信を開始した場合、このCAN−IDが小さい値を持つフレームを優先する通信調停がなされる。サイズは、後続するデータフィールド(データ)の長さを示すDLC(Data Length Code)である。データ(データフィールドの内容)の仕様については、CANプロトコルで規定されておらず、車載ネットワークシステム10において定められる。従って、車両の車種、製造者(製造メーカ)等に依存した仕様となり得る。図3の(b)は拡張フォーマットである。本実施の形態では第1ネットワークで標準フォーマットが用いられることとして説明するが、第1ネットワークにおいて拡張フォーマットが用いられる場合には、11ビットのIDフィールドのベースID(CAN−IDの一部)と、18ビットの拡張ID(CAN−IDの残部)とを合わせた29ビットをCAN−IDと扱えば良い。
図6は、ゲートウェイ100の構成図である。ゲートウェイ100は、図6に示すように、C通信部110aと、C通信部110bと、E通信部120と、転送ルール保持部130と、転送制御部140とを含んで構成される。これらの各構成要素は、ゲートウェイ100における通信回路、メモリ、デジタル回路、メモリに格納されたプログラムを実行するプロセッサ等により実現される。
図10及び図11は、ゲートウェイ100におけるCANフレームの転送に係る転送処理シーケンスの具体例を示す。この図10及び図11の転送処理シーケンスは、ゲートウェイ100のC通信部110a、転送制御部140、C通信部110b、及び、E通信部120の連携による転送処理を表している。ここで、CANフレームの転送は、受信したCANフレームと同一のCANフレームのCANバスへの送信、或いは、受信した1つ又は複数のCANフレームのCANフレーム情報を包含したEフレームの送信である。以下、第1ネットワークのCANバス1(バス30a)から受信したCANフレームをCANバス2(バス30b)又は第2ネットワーク(Eネットワーク)へ転送する場合のゲートウェイ100における転送処理について、図10及び図11に即して説明する。この転送処理は、ゲートウェイ100が、CANバスからCANフレームを受信した場合に開始される。
実施の形態1に係る車載ネットワークシステム10では、互いに通信プロトコルの異なる第1ネットワークと第2ネットワークとを含む車載ネットワークにおいて、ゲートウェイ100が、C−ECUがCANバスに送信したCANフレームを受信した場合に、一定条件下でE−ECUを宛先としてそのCANフレームのデータ等の情報(CANフレーム情報)を送信することで、フレームの転送を行う。そしてゲートウェイ100は、転送に際して、同じE−ECUを宛先とする、受信した複数のCANフレームに係るCANフレーム情報を包含し、ONにしたCANフラグを含むEフレームを、そのE−ECUに送信する。これにより、伝送効率が高まり得る。また、ゲートウェイ100は、特定IDを有するCANフレームを受信した場合はそのCANフレームに係るCANフレーム情報を含むEフレームを即座に特定のE−ECUへと送信することで、フレームの転送を行う。これにより特定IDを有するCANフレーム等の内容を迅速にE−ECUに伝達することが可能となる。即ち、車載ネットワークシステム10では、情報の伝送効率を高めるためにフレームの情報の伝達に遅延が生じ得る転送方式を用いるが、例えば重要なCANフレームのCAN−IDを特定IDとして定めておくことにより、重要な情報はC−ECUからE−ECUへ迅速に伝達されるようになる。
以下、実施の形態1で示した車載ネットワークシステム10(図1参照)におけるゲートウェイ100を一部変形した例について説明する。
本実施の形態に係る車載ネットワークシステムは、実施の形態1で示した車載ネットワークシステム10におけるゲートウェイ100(図6参照)と同様の構成を有するゲートウェイ100aを備える。但し、ゲートウェイ100aにおける転送制御部140の機能は、ゲートウェイ100における転送制御部140の機能と部分的に異なる。なお、本実施の形態に係る車載ネットワークシステムにおいて、実施の形態1で示したものと同様の構成要素については、実施の形態1と同じ符号を用い、説明を適宜省略する。また、本実施の形態に係る車載ネットワークシステムは、ここで特に説明しない点については、実施の形態1で示した車載ネットワークシステム10と同様である。
実施の形態2に係る車載ネットワークシステムでは、ゲートウェイ100aが、第1ネットワークのバスから受信したCANフレームに基づいて宛先に拘わらず複数のCANフレームに係るCANフレーム情報を包含したEフレームを第2ネットワークに送信する。これにより、ある程度伝送効率が高まり得る。
以上のように、本発明に係る技術の例示として実施の形態1、2を説明した。しかしながら、本発明に係る技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態にも適用可能である。例えば、以下のような変形例も本発明の一実施態様に含まれる。
20a〜20d ケーブル
30a、30b バス(CANバス)
90 サーバ
91 外部ネットワーク
100、100a ゲートウェイ
110a、110b C通信部
111a、111b、121 受信部
112a、112b、122 送信部
120 E通信部
130 転送ルール保持部
140 転送制御部
141 判定部
142 フレーム構築部
200a〜200c 電子制御ユニット(E−ECU)
300a IVI
300b リアカメラ
300c レーダ
400 ネットワークハブ(E−HUB)
500a〜500d 電子制御ユニット(C−ECU)
600a エンジン
600b ブレーキ
600c ドア開閉センサ
600d ウィンドウ開閉センサ
Claims (13)
- 第1通信プロトコルに従ってバスで第1種フレームの伝送が行われる第1ネットワークの当該バスと、第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコルに従って第2種フレームの伝送が行われる第2ネットワークとに接続されるゲートウェイ装置であって、
前記バスから第1種フレームを逐次受信する受信部と、
前記受信部により受信された第1種フレームについて当該第1種フレームのデータが第2ネットワークに送信されるべきか否かを判定する判定部と、
前記判定部により第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれのデータを包含する第2種フレームを第2ネットワークに送信する送信部とを備え、
第1ネットワーク及び第2ネットワークは車載ネットワークであり、
前記ゲートウェイ装置は、第2ネットワークを構成するEthernet(登録商標)ケーブルと接続され、
第1通信プロトコルは、CAN(Controller Area Network)プロトコルであり、
第2通信プロトコルは、Ethernet(登録商標)プロトコルであり、
第1種フレームは、CAN−IDを含み、前記データをデータフィールドに含むデータフレームであり、
第2種フレームは、Ethernet(登録商標)ヘッダとペイロードとを含むEthernet(登録商標)フレームであり、
前記送信部は、第2種フレームの第2ネットワークへの前記送信を、前記ケーブルへの当該第2種フレームの送出により行い、
前記判定部は、前記受信部により受信された第1種フレームのCAN−IDに基づいて、当該第1種フレームの前記データが第2ネットワークに送信されるべきか否かを判定し、
複数の宛先のそれぞれとCAN−IDとを対応付けた基準情報を参照して、前記受信部により受信された第1種フレームのCAN−IDに基づいて、前記複数の宛先のうちいずれかを、第2ネットワークに送信されるべき当該第1種フレームの前記データの宛先として選定し、
前記送信部は、前記判定部により第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれの前記データと、前記判定部により選定された当該データの宛先を表す宛先情報とを前記ペイロードに含ませた第2種フレームを送信する
ゲートウェイ装置。 - 第1通信プロトコルに従ってバスで第1種フレームの伝送が行われる第1ネットワークの当該バスと、第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコルに従って第2種フレームの伝送が行われる第2ネットワークとに接続されるゲートウェイ装置であって、
前記バスから第1種フレームを逐次受信する受信部と、
前記受信部により受信された第1種フレームについて当該第1種フレームのデータが第2ネットワークに送信されるべきか否かを判定する判定部と、
前記判定部により第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれのデータを包含する第2種フレームを第2ネットワークに送信する送信部とを備え、
第1ネットワーク及び第2ネットワークは車載ネットワークであり、
前記ゲートウェイ装置は、第2ネットワークを構成するEthernet(登録商標)ケーブルと接続され、
第1通信プロトコルは、CAN(Controller Area Network)プロトコルであり、
第2通信プロトコルは、Ethernet(登録商標)プロトコルであり、
第1種フレームは、CAN−IDを含み、前記データをデータフィールドに含むデータフレームであり、
第2種フレームは、Ethernet(登録商標)ヘッダとペイロードとを含むEthernet(登録商標)フレームであり、
前記送信部は、第2種フレームの第2ネットワークへの前記送信を、前記ケーブルへの当該第2種フレームの送出により行い、
前記送信部は、前記判定部により第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれの前記データを、当該第1種フレームのCAN−IDに基づく、予め定められたCAN−ID毎の優先順位に従った順序で、第2種フレーム内に配置して、第2種フレームの前記送信を行う
ゲートウェイ装置。 - 前記判定部は、前記受信部により受信された第1種フレームのCAN−IDに基づいて、当該第1種フレームの前記データが第2ネットワークに送信されるべきか否かを判定する
請求項2記載のゲートウェイ装置。 - 前記ゲートウェイ装置は、第1ネットワークの複数のバスと接続され、
前記基準情報は、前記複数の宛先のそれぞれと、前記複数のバス及びCAN−IDとを対応付けており、
前記判定部は、前記基準情報を参照して、前記受信部により受信された第1種フレームのCAN−ID及び受信元のバスに基づいて、前記複数の宛先のうちいずれかを、第2ネットワークに送信されるべき当該第1種フレームの前記データの宛先として選定する
請求項1に記載のゲートウェイ装置。 - 前記送信部は、時刻の計時により時間に係る所定条件が成立した際に、第2種フレームの前記送信を行う
請求項1または2記載のゲートウェイ装置。 - 前記送信部は、前記受信部により受信された第1種フレームのCAN−IDが特定IDである場合には、前記所定条件が成立していないときでも、前記特定IDを有する当該第1種フレームの前記データを包含する第2種フレームを第2ネットワークに送信する
請求項5記載のゲートウェイ装置。 - 前記送信部は、前記特定IDを有する第1種フレームの前記データを包含する第2種フレームを送信する際に、
前記判定部により第2ネットワークに送信されるべきと判定されて未だ送信されていない、前記特定IDを有さない第1種フレームの前記データを、当該第2種フレーム内に包含して送信する、又は、前記判定部により第2ネットワークに送信されるべきと判定されて未だ送信されていない、前記特定IDを有さない第1種フレームの前記データを包含する、別の第2種フレームを送信する
請求項6記載のゲートウェイ装置。 - 第1通信プロトコルに従ってバスで第1種フレームの伝送が行われる第1ネットワークと、第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコルに従って第2種フレームの伝送が行われる第2ネットワークとを含む車載ネットワークシステムであって、
前記バスに接続された複数の第1種電子制御ユニットと、
第2ネットワークに接続された第2種電子制御ユニットと、
前記バスと第2ネットワークに接続されたゲートウェイ装置とを備え、
前記ゲートウェイ装置は、
前記バスから第1種フレームを逐次受信する受信部と、
前記受信部により受信された第1種フレームについて当該第1種フレームのデータが第2ネットワークに送信されるべきか否かを判定する判定部と、
前記判定部により第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれのデータを包含する第2種フレームを第2ネットワークに送信する送信部とを備え、
第1ネットワーク及び第2ネットワークは車載ネットワークであり、
前記ゲートウェイ装置は、第2ネットワークを構成するEthernet(登録商標)ケーブルと接続され、
第1通信プロトコルは、CAN(Controller Area Network)プロトコルであり、
第2通信プロトコルは、Ethernet(登録商標)プロトコルであり、
第1種フレームは、CAN−IDを含み、前記データをデータフィールドに含むデータフレームであり、
第2種フレームは、Ethernet(登録商標)ヘッダとペイロードとを含むEthernet(登録商標)フレームであり、
前記送信部は、第2種フレームの第2ネットワークへの前記送信を、前記ケーブルへの当該第2種フレームの送出により行い、
前記判定部は、前記受信部により受信された第1種フレームのCAN−IDに基づいて、当該第1種フレームの前記データが第2ネットワークに送信されるべきか否かを判定し、
複数の宛先のそれぞれとCAN−IDとを対応付けた基準情報を参照して、前記受信部により受信された第1種フレームのCAN−IDに基づいて、前記複数の宛先のうちいずれかを、第2ネットワークに送信されるべき当該第1種フレームの前記データの宛先として選定し、
前記送信部は、前記判定部により第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれの前記データと、前記判定部により選定された当該データの宛先を表す宛先情報とを前記ペイロードに含ませた第2種フレームを送信する
車載ネットワークシステム。 - 第1通信プロトコルに従ってバスで第1種フレームの伝送が行われる第1ネットワークと、第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコルに従って第2種フレームの伝送が行われる第2ネットワークとを含む車載ネットワークシステムであって、
前記バスに接続された複数の第1種電子制御ユニットと、
第2ネットワークに接続された第2種電子制御ユニットと、
前記バスと第2ネットワークに接続されたゲートウェイ装置とを備え、
前記ゲートウェイ装置は、
前記バスから第1種フレームを逐次受信する受信部と、
前記受信部により受信された第1種フレームについて当該第1種フレームのデータが第2ネットワークに送信されるべきか否かを判定する判定部と、
前記判定部により第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれのデータを包含する第2種フレームを第2ネットワークに送信する送信部とを備え、
第1ネットワーク及び第2ネットワークは車載ネットワークであり、
前記ゲートウェイ装置は、第2ネットワークを構成するEthernet(登録商標)ケーブルと接続され、
第1通信プロトコルは、CAN(Controller Area Network)プロトコルであり、
第2通信プロトコルは、Ethernet(登録商標)プロトコルであり、
第1種フレームは、CAN−IDを含み、前記データをデータフィールドに含むデータフレームであり、
第2種フレームは、Ethernet(登録商標)ヘッダとペイロードとを含むEthernet(登録商標)フレームであり、
前記送信部は、第2種フレームの第2ネットワークへの前記送信を、前記ケーブルへの当該第2種フレームの送出により行い、
前記送信部は、前記判定部により第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれの前記データを、当該第1種フレームのCAN−IDに基づく、予め定められたCAN−ID毎の優先順位に従った順序で、第2種フレーム内に配置して、第2種フレームの前記送信を行う
車載ネットワークシステム。 - 第1通信プロトコルに従ってバスで第1種フレームの伝送が行われる第1ネットワークの当該バスと、第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコルに従って第2種フレームの伝送が行われる第2ネットワークとに接続されたゲートウェイ装置で用いられる転送方法であって、
前記バスから第1種フレームを逐次受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信された第1種フレームについて当該第1種フレームのデータが第2ネットワークに送信されるべきか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップで第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれのデータを包含する第2種フレームを第2ネットワークに送信する送信ステップとを含み、
第1ネットワーク及び第2ネットワークは車載ネットワークであり、
前記ゲートウェイ装置は、第2ネットワークを構成するEthernet(登録商標)ケーブルと接続され、
第1通信プロトコルは、CAN(Controller Area Network)プロトコルであり、
第2通信プロトコルは、Ethernet(登録商標)プロトコルであり、
第1種フレームは、CAN−IDを含み、前記データをデータフィールドに含むデータフレームであり、
第2種フレームは、Ethernet(登録商標)ヘッダとペイロードとを含むEthernet(登録商標)フレームであり、
前記送信ステップは、第2種フレームの第2ネットワークへの前記送信を、前記ケーブルへの当該第2種フレームの送出により行い、
前記判定ステップは、前記受信ステップにより受信された第1種フレームのCAN−IDに基づいて、当該第1種フレームの前記データが第2ネットワークに送信されるべきか否かを判定し、
複数の宛先のそれぞれとCAN−IDとを対応付けた基準情報を参照して、前記受信ステップにより受信された第1種フレームのCAN−IDに基づいて、前記複数の宛先のうちいずれかを、第2ネットワークに送信されるべき当該第1種フレームの前記データの宛先として選定し、
前記送信ステップは、前記判定ステップにより第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれの前記データと、前記判定ステップにより選定された当該データの宛先を表す宛先情報とを前記ペイロードに含ませた第2種フレームを送信する
転送方法。 - 第1通信プロトコルに従ってバスで第1種フレームの伝送が行われる第1ネットワークの当該バスと、第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコルに従って第2種フレームの伝送が行われる第2ネットワークとに接続されたゲートウェイ装置で用いられる転送方法であって、
前記バスから第1種フレームを逐次受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信された第1種フレームについて当該第1種フレームのデータが第2ネットワークに送信されるべきか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップで第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれのデータを包含する第2種フレームを第2ネットワークに送信する送信ステップとを含み、
第1ネットワーク及び第2ネットワークは車載ネットワークであり、
前記ゲートウェイ装置は、第2ネットワークを構成するEthernet(登録商標)ケーブルと接続され、
第1通信プロトコルは、CAN(Controller Area Network)プロトコルであり、
第2通信プロトコルは、Ethernet(登録商標)プロトコルであり、
第1種フレームは、CAN−IDを含み、前記データをデータフィールドに含むデータフレームであり、
第2種フレームは、Ethernet(登録商標)ヘッダとペイロードとを含むEthernet(登録商標)フレームであり、
前記送信ステップは、第2種フレームの第2ネットワークへの前記送信を、前記ケーブルへの当該第2種フレームの送出により行い、
前記送信ステップは、前記判定ステップにより第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれの前記データを、当該第1種フレームのCAN−IDに基づく、予め定められたCAN−ID毎の優先順位に従った順序で、第2種フレーム内に配置して、第2種フレームの前記送信を行う
転送方法。 - 第1通信プロトコルに従ってバスで第1種フレームの伝送が行われる第1ネットワークの当該バスと、第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコルに従って第2種フレームの伝送が行われる第2ネットワークとに接続される、マイクロプロセッサを含むゲートウェイ装置に所定転送処理を実行させるためのプログラムであって、
前記所定転送処理は、
前記バスから第1種フレームを逐次受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信された第1種フレームについて当該第1種フレームのデータが
第2ネットワークに送信されるべきか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップで第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれのデータを包含する第2種フレームを第2ネットワークに送信する送信ステップとを含み、
第1ネットワーク及び第2ネットワークは車載ネットワークであり、
前記ゲートウェイ装置は、第2ネットワークを構成するEthernet(登録商標)ケーブルと接続され、
第1通信プロトコルは、CAN(Controller Area Network)プロトコルであり、
第2通信プロトコルは、Ethernet(登録商標)プロトコルであり、
第1種フレームは、CAN−IDを含み、前記データをデータフィールドに含むデータフレームであり、
第2種フレームは、Ethernet(登録商標)ヘッダとペイロードとを含むEthernet(登録商標)フレームであり、
前記送信ステップは、第2種フレームの第2ネットワークへの前記送信を、前記ケーブルへの当該第2種フレームの送出により行い、
前記判定ステップは、前記受信ステップにより受信された第1種フレームのCAN−IDに基づいて、当該第1種フレームの前記データが第2ネットワークに送信されるべきか否かを判定し、
複数の宛先のそれぞれとCAN−IDとを対応付けた基準情報を参照して、前記受信ステップにより受信された第1種フレームのCAN−IDに基づいて、前記複数の宛先のうちいずれかを、第2ネットワークに送信されるべき当該第1種フレームの前記データの宛先として選定し、
前記送信ステップは、前記判定ステップにより第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれの前記データと、前記判定ステップにより選定された当該データの宛先を表す宛先情報とを前記ペイロードに含ませた第2種フレームを送信する
プログラム。 - 第1通信プロトコルに従ってバスで第1種フレームの伝送が行われる第1ネットワークの当該バスと、第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコルに従って第2種フレームの伝送が行われる第2ネットワークとに接続される、マイクロプロセッサを含むゲートウェイ装置に所定転送処理を実行させるためのプログラムであって、
前記所定転送処理は、
前記バスから第1種フレームを逐次受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信された第1種フレームについて当該第1種フレームのデータが
第2ネットワークに送信されるべきか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップで第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれのデータを包含する第2種フレームを第2ネットワークに送信する送信ステップとを含み、
第1ネットワーク及び第2ネットワークは車載ネットワークであり、
前記ゲートウェイ装置は、第2ネットワークを構成するEthernet(登録商標)ケーブルと接続され、
第1通信プロトコルは、CAN(Controller Area Network)プロトコルであり、
第2通信プロトコルは、Ethernet(登録商標)プロトコルであり、
第1種フレームは、CAN−IDを含み、前記データをデータフィールドに含むデータフレームであり、
第2種フレームは、Ethernet(登録商標)ヘッダとペイロードとを含むEthernet(登録商標)フレームであり、
前記送信ステップは、第2種フレームの第2ネットワークへの前記送信を、前記ケーブルへの当該第2種フレームの送出により行い、
前記送信ステップは、前記判定ステップにより第2ネットワークに送信されるべきと判定された複数の第1種フレームそれぞれの前記データを、当該第1種フレームのCAN−IDに基づく、予め定められたCAN−ID毎の優先順位に従った順序で、第2種フレーム内に配置して、第2種フレームの前記送信を行う
プログラム。
Priority Applications (8)
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