中継接続ユニット
【課題】中継接続ユニットのネットワークマネジメント機能をハードウェア化した場合に仕様変更を可能にする。
【解決手段】電子制御ユニット３０を夫々接続しているバス３１間に介在させてネットワーク３２を形成し、異なるバス３１に属する前記電子制御ユニット３０間で送受信するメッセージを中継する車載用の中継接続ユニット１０であって、前記中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１と、前記ネットワークマネジメント処理回路１１に保有したネットワークマネジメント機能の仕様条件及び機能間の状態遷移条件のうちで変更可能性のある条件を、パラメータ化して記憶する記憶手段とを備え、前記ネットワークマネジメント処理回路１１は、前記中継接続ユニット１０の起動時に、前記記憶手段から前記パラメータを読み出し、該パラメータを用いてネットワークマネジメント機能を実行する。
【解決手段】電子制御ユニット３０を夫々接続しているバス３１間に介在させてネットワーク３２を形成し、異なるバス３１に属する前記電子制御ユニット３０間で送受信するメッセージを中継する車載用の中継接続ユニット１０であって、前記中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１と、前記ネットワークマネジメント処理回路１１に保有したネットワークマネジメント機能の仕様条件及び機能間の状態遷移条件のうちで変更可能性のある条件を、パラメータ化して記憶する記憶手段とを備え、前記ネットワークマネジメント処理回路１１は、前記中継接続ユニット１０の起動時に、前記記憶手段から前記パラメータを読み出し、該パラメータを用いてネットワークマネジメント機能を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継接続ユニットに関し、詳しくは、中継接続ユニットのネットワークマネジメント機能の仕様変更を可能にするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される機器を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）を多重通信用のバス同士を中継接続ユニット（ゲートウェイ）を介して接続してネットワークを構築し、異なるバスに属するＥＣＵ間で送受信されるメッセージを該中継接続ユニットで中継する車載用通信システムが採用されている。
近年では、車両の高機能化および高性能化に伴って車両に搭載される機器が増加しており、中継接続ユニットが中継するメッセージの数も急増している。中継接続ユニットに多数のメッセージが送信された場合には、全てのメッセージを即座に中継処理することができず、中継待ちのメッセージが中継接続ユニット内に滞留することになり、メッセージの中継に遅延が生じてしまう。このため、中継接続ユニットは中継処理を高速に行うことが望まれている。
【０００３】
そこで、特開２００６−３５２２３５号公報（特許文献１）では、中継接続ユニットの中継処理をＣＰＵのソフトウェアによらずにハードウェアにより行う構成が提案されている。中継接続ユニットは中継処理として、メッセージの中継先を特定する宛先検索処理と、メッセージの固定長セルのスイッチングを行うスイッチング処理を行っているが、特許文献１ではＣＰＵで宛先検索処理とスイッチング処理を行うのではなく、ハードウェア化されたサーチエンジンとセルフルーティングモジュールにおいて宛先検索処理とスイッチング処理を行っている。
このため、ＣＰＵの処理性能がメッセージの中継速度に影響しなくなり、ＣＰＵの処理性能が原因で生じるメッセージの中継遅延の発生を低減することができる。
【０００４】
一方、前述した車載用通信システムには、各ＥＣＵと中継接続ユニットにネットワークマネジメント機能を備えている場合がある。ネットワークマネジメント機能とは、バスに接続されたＥＣＵと中継接続ユニットが互いにリングメッセージを送受信して、ＥＣＵの初期化やネットワークの起動、ネットワーク設定、ＥＣＵやネットワークの動作状態の検知や処理及び信号送信、ＥＣＵ等のパラメータの読み込みや設定などの処理を行う機能であり、該ネットワークマネジメント機能によりＥＣＵと中継接続ユニットの間の通信の安全性と信頼性を確保している。
これらネットワークマネジメント機能の処理には、タイマ値、エラーカウンタ閾値等のパラメータの仕様を用いている。
【０００５】
しかし、該ネットワークマネジメント機能を特許文献１のようにハードウェアで構成した場合、各処理に用いるパラメータ等の仕様もハードウェア内に組み込まれる。このため、仕様を変更する場合には、ハードウェア構成そのものを変更しなければならず、仕様の変更が困難であるという問題がある。
また、これらの仕様は自動車の車種ごとに異なるため、車種毎にネットワークマネジメント機能をハードウェアで構成しなければならず、ハードウェア化されたネットワークマネジメント機能を共用化できないという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３５２２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、中継接続ユニットのネットワークマネジメント機能の仕様変更を可能にすると共に、ハードウェア化されたネットワークマネジメント機能を車種によらず共用化することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、電子制御ユニットを夫々接続しているバス間に介在させてネットワークを形成し、異なるバスに属する前記電子制御ユニット間で送受信するメッセージを中継する車載用の中継接続ユニットであって、
ネットワークマネジメント機能を実行するネットワークマネジメント処理回路と、
前記ネットワークマネジメント処理回路に保有したネットワークマネジメント機能の仕様条件及び機能間の状態遷移条件のうちで変更可能性のある条件を、パラメータ化して記憶する記憶手段を備え、
前記ネットワークマネジメント処理回路は、起動時に前記記憶手段から前記パラメータを読み出し、該パラメータを用いてネットワークマネジメント機能を実行するものであることを特徴とする車載用の中継接続ユニットを提供している。
【０００９】
ネットワークマネジメント処理回路は所定のパラメータ（仕様）を用いて処理を行っている。該パラメータはネットワークマネジメント処理回路内に設けるのではなく、ネットワークマネジメント処理回路とは別体として設けた記憶手段に予め記憶させており、中継接続ユニットの起動時にネットワークマネジメント処理回路が記憶手段からパラメータを読み出している。
このように、該パラメータは記憶手段に記憶されているので、パラメータを変更させたい場合には記憶手段のパラメータを書き直すだけでよく、容易にパラメータの変更を行うことができる。
【００１０】
前記ネットワークマネジメント処理回路は、集積回路で形成し、前記記憶手段は書き換え可能な不揮発性メモリで形成し、
前記記憶手段で記憶するパラメータは、遷移条件に対応した遷移先、自中継接続ユニットのＩＤ、タイマ値、エラーカウンタ閾値、スリープ制御のいずれかを含んでいることが好ましい。
【００１１】
ネットワークマネジメント処理回路は集積回路（ＩＣ）からなるハードウェアで形成する一方、自動車の車種毎に異なるパラメータ（仕様）は記憶手段から読み込んでいるので、ネットワークマネジメント処理回路は仕様によらずハードウェア化することができ、ハードウェア化されたネットワークマネジメント処理回路を自動車の車種によらず共用化することができる。
またネットワークマネジメント処理回路をＣＰＵのソフトウェアで形成せず、コントローラの回路からなるハードウェアで形成することで、ＣＰＵの処理性能によってメッセージの中継に遅延が生じることを防ぐことができる。また、ＣＰＵは同時に１つの処理しか行うことができないが、ネットワークマネジメント処理回路をハードウェアで構成することで同時に２以上の処理を並行して行うことが可能となり、中継接続ユニットの処理速度を上げることができる。
【００１２】
ネットワークマネジメント処理回路を形成する集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）は、ネットワークマネジメント機能のために設計製造されたＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であってもよい。また、内部の回路構成が変更可能な集積回路であるＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）であってもよい。
該ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡには、ネットワークマネジメント処理機能だけでなく、不揮発性メモリからパラメータを読み込む処理、中継処理、ダイアグ処理、メインループ処理等、中継接続ユニットの動作のための処理機能を備えていてもよい。
さらに、記憶手段を書き換え可能な不揮発性メモリとすることで、遷移先等のパラメータを仕様変更に応じて書き換えることができる。
【００１３】
前記ネットワークマネジメント処理回路は、前記バスを介して接続した電子制御ユニットにリングメッセージを送信し、通信エラー検出あるいは／および前記スリープ制御を行っていることが好ましい。
前記ネットワークマネジメント処理回路は、書き換え可能な不揮発性メモリから読み出したパラメータを用いてリングメッセージを送信することで、通信エラー検出を行うことができ、また、ウェイクアップモードから省電力モードに中継接続ユニットを遷移させるスリープ制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
前述したように、本発明の車載用の中継接続ユニットによれば、ネットワークマネジメント処理回路が用いるパラメータ（仕様）を、ネットワークマネジメント処理回路内に設けるのではなく、ネットワークマネジメント処理回路とは別体に設けた記憶手段に予め記憶させているので、パラメータを変更させたい場合には記憶手段のパラメータを書き直すだけでよく、容易にパラメータの変更を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３は本発明の第１実施形態を示す。
本発明の車載用の中継接続ユニット１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０を夫々接続しているバス３１間に介在させてネットワーク３２を形成し、異なるバス３１に属する前記ＥＣＵ３０間で送受信するメッセージを中継するものである。
本実施形態では、中継接続ユニット１０を２本のバス３１Ａ、３１Ｂの間に介在させてネットワーク３２を形成すると共に、２本のバス３１Ａ、３１Ｂに夫々２つのＥＣＵ３０−１、３０−２を接続している。通信プロトコルはＣＡＮである。
【００１６】
図１に示すように、中継接続ユニット１０は同一基板上に、中継接続ユニット用ＬＳＩ４０と、電源４１と、ＥＥＰＲＯＭ１２と、ドライバ４２と、コネクタ４３を備えている。
中継接続ユニット用ＬＳＩ４０（Ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）は集積回路（ＩＣ）であり、中継接続ユニット１０用に設計されたＡＳＩＣでハードウェアとして構成している。中継接続ユニット用ＬＳＩ４０は後述するネットワークマネジメント処理回路１１、中継処理等１５等を備えて中継接続ユニット１０を動作させるＬＳＩである。
電源４１は集積回路であるＬＳＩで構成し、中継接続ユニット用ＬＳＩ４０と接続して、中継接続ユニット用ＬＳＩ４０を駆動するための電力を供給している。
ドライバ４２Ａ、４２Ｂも集積回路であるＬＳＩで構成し、各バス３１毎に設けてコネクタ４３を介して各バス３１と接続している。また、中継接続ユニット用ＬＳＩ４０と接続しており、中継接続ユニット用ＬＳＩ４０が送受信するメッセージをバス３１へ送信またはバス３１から受信するために、メッセージを構成するデータ信号の電位を調節している。
【００１７】
記憶手段を構成する書き換え可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ１２は、中継接続ユニット用ＬＳＩ４０と接続しており、ネットワークマネジメント処理回路１１に保有したネットワークマネジメント機能の仕様条件及び機能間の状態遷移条件のうちで変更可能性のある条件をパラメータ化して記憶している。また中継処理回路１５、送受信回路１４で用いる条件もパラメータ化して記憶している。
【００１８】
図２はパラメータの例を示し、ネットワークマネジメント機能に関するデータとして、遷移条件に対応した遷移先、自中継接続ユニットのＩＤ、タイマ値、エラーカウンタ閾値、スリープ制御を記憶している。
例えば、タイマ値としてネットワークマネジメント処理回路１１が送信するリングメッセージＲの最大送信間隔Ｔｍａｘや標準送信間隔Ｔｔｙｐ等の時間を示すパラメータを記憶しており、例えばＴｔｙｐ＝７０ｍｓｅｃ、Ｔｍａｘ＝２２０ｍｓｅｃとしている。また、エラーカウンタ閾値はネットワークマネジメント処理回路１１が中継接続ユニット１０をエラー状態に遷移させるエラー検知数の閾値であり、ｒｘ＿ｌｉｍｉｔは４に、ｔｘ＿ｌｉｍｉｔは８に設定している。スリープ制御はオンオフで示されており、スリープ制御のパラメータは中継接続ユニットに接続されたバス３１の構成から必要性を判断し、必要な場合にのみＥＥＰＲＯＭ１２に記憶している。また、自中継接続ユニット１０のＩＤとして例えば１０を記憶している。
【００１９】
さらに、ＥＥＰＲＯＭ１２には、中継処理回路１５が用いるパラメータであるメッセージの中継先を記載したルーティングテーブルを記憶している。ルーティングテーブルは中継するメッセージのＩＤが１６３種類である。
また、送受信回路１４が用いるパラメータである通信速度も記憶しており、ＣＡＮの速度上限を１Ｍｂｐｓとしている。
なお、記憶手段を構成する書き換え可能な不揮発性メモリはＥＥＰＲＯＭ１２に限定されず、マスクＲＯＭやフラッシュメモリであってもよい。
【００２０】
中継接続ユニット用ＬＳＩ４０は、ネットワークマネジメント処理回路１１と、ＥＥＰＲＯＭ１２のパラメータを読み込むＥＥＰＲＯＭ処理回路１３と、送受信回路１４と、中継処理回路１５と、ダイアグ処理回路１６と、メインループ受信回路１７と、パラメタ処理回路１８とを備えている。
ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３はＥＥＰＲＯＭ１２と接続するためのインターフェースであり、ＥＥＰＲＯＭ１２に記憶されたパラメータを読み込んでいる。
パラメタ処理回路１８はＥＥＰＲＯＭ処理回路１３と接続すると共に、ネットワークマネジメント処理回路１１、中継処理回路１５、送受信回路１４と接続しており、ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３から読み込んだパラメータをネットワークマネジメント処理回路１１、中継処理回路１５、送受信回路１４に送信している。
【００２１】
ネットワークマネジメント処理回路１１はＥＥＰＲＯＭ処理回路１３がＥＥＰＲＯＭ１２から読み出したパラメータをパラメタ処理回路１８を介して受け取っている。また、中継処理回路１５と接続している。
ネットワークマネジメント処理回路１１は、各ＥＣＵ３０と中継接続ユニット１０の通信の安全性と信頼性を確保するものであり、具体的には、各ＥＣＵ３０とリングメッセージＲの送受信を行うことで、ＥＣＵ３０の初期化やネットワーク３２の起動、ネットワーク３２の設定、ＥＣＵ３０やネットワーク３２の動作状態の検知や処理及び信号送信、ＥＣＵ３０等のパラメータの読み込みや設定などの処理を行っている。ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３を介して読み込んだパラメータはこれらの処理に用いる。
なお、リングメッセージＲとは、中継接続ユニット１０の中継処理回路１５が送受信するメッセージのうち、特にネットワークマネジメント処理回路１１に送信され、ネットワークマネジメント処理回路１１が使用するメッセージをいう。
【００２２】
メインループ受信回路１７は電源４１と接続していると共に、ネットワークマネジメント処理回路１１、ダイアグ処理回路１６、中継処理回路１５、パラメタ処理回路１８、送受信回路１４と接続しており、中継接続ユニット１０に電源４１が投入された場合には、メインループ受信回路１７はネットワークマネジメント処理回路１１、ダイアグ処理回路１６、中継処理回路１５、パラメタ処理回路１８、送受信回路１４にウェイクアップ信号を出力して、各回路をウェイクアップさせている。
【００２３】
中継処理回路１５は各バス３１と接続された送受信回路１４と接続しており、ＥＥＰＲＯＭ１２に記憶したルーティングテーブルを用いてメッセージの中継処理を行っている。
ダイアグ処理回路１６は、中継接続ユニット１０に図示しないダイアグノーシスが接続された場合に、ダイアグノーシスとのデータの送受信を行っている。
送受信回路１４は各バス３１Ａ、３１Ｂ毎に設けており、ＥＥＰＲＯＭ１２に記憶した通信速度のパラメータを用いてバス３１とのメッセージの送受信を行っている。
【００２４】
図３は中継接続ユニット１０に電源４１を投入した場合にネットワークマネジメント処理回路１１がＥＥＰＲＯＭ１２からパラメータを読み込む動作を示すシーケンス図である。
ステップＳ１１では、中継接続ユニット１０のメインループ受信回路１７に電源４１を投入すると、メインループ受信回路１７がウェイクアップする。
ステップＳ１２では、メインループ受信回路１７が、ネットワークマネジメント処理回路１１及びパラメタ処理回路１８、送受信回路１４Ａ、１４Ｂ、中継処理回路１５、ダイアグ処理回路１６にウェイクアップ信号を送信する。ウェイクアップ信号を受信した各回路はウェイクアップし、初期化処理を行っている。
【００２５】
ステップＳ１３では、パラメタ処理回路１８はウェイクアップ後に、ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３にウェイクアップ信号を出して、ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３をウェイクアップさせている。
ステップＳ１４では、ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３はＥＥＰＲＯＭ１２のパラメータを読み出す。
ステップＳ１５では、ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３はパラメタ処理回路１８にパラメータを出力する。
【００２６】
ステップＳ１６では、パラメタ処理回路１８はネットワークマネジメント処理回路１１にパラメータを出力している。なお、ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３はＥＥＰＲＯＭ１２のパラメータを読み出してからネットワークマネジメント処理回路１１のパラメタ処理回路１８がパラメータを読み込む時間は、ネットワークマネジメント処理回路１１がウェイクアップ後初期化するまでの時間に比べて十分に短いため、パラメータの読み込みにかかる時間のために中継接続ユニット１０の動作が遅延することはない。
また、パラメタ処理回路１８は、読み出したパラメータのうち中継処理回路１５にルーティングテーブルを出力している。さらに、送受信回路１４Ａ、１４Ｂに通信速度を出力している。
ステップＳ１７では、パラメタ処理回路１８はメインループ受信回路１７にパラメータの読み取りの完了を通知する。
ステップＳ１８では、メインループ受信回路１７は、ネットワークマネジメント処理回路１１、送受信回路１４Ａ、１４Ｂ、中継処理回路１５、ダイアグ処理回路１６に起動信号を送信し、各回路を動作可能な起動状態にさせている。
【００２７】
前記構成とすることで、ネットワークマネジメント処理回路１１が用いるパラメータはＥＥＰＲＯＭ１２に記憶されているので、パラメータを変更させたい場合にはＥＥＰＲＯＭ１２のパラメータを書き直すだけでよく、容易にパラメータの変更を行うことができる。
また、ネットワークマネジメント処理回路１１は集積回路（ＩＣ）からなるハードウェアで形成する一方、自動車の車種毎に異なるパラメータ（仕様）はＥＥＰＲＯＭ１２から読み込んでいるので、ネットワークマネジメント処理回路１１は仕様によらずハードウェア化することができ、ハードウェア化されたネットワークマネジメント処理回路１１を自動車の車種によらず共用化することができる。
【００２８】
図４乃至図６は本発明の第２実施形態を示す。
第２実施形態は、ＥＥＰＲＯＭ１２からパラメータを読み込んだ第１実施形態の中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１の動作を示している。
中継接続ユニット１０に加え、バス３２と接続したＥＣＵ３０も、夫々ネットワークマネジメント処理回路（図示せず）を備えており、図４に示すように、中継接続ユニット１０とＥＣＵ３０Ａ−１、３０Ａ−２のネットワークマネジメント処理回路１１は、互いにリングメッセージＲを送受信している。
【００２９】
なお、該ＥＣＵ３０のネットワークマネジメント処理回路はＣＰＵとソフトウェアで構成されているが、ハードウェアで構成していてもよい。
また、中継接続ユニットとバス３２Ｂを介して接続されたＥＣＵ３０Ｂ−１、３０Ｂ−２ともＥＣＵ３０Ａ−１、３０Ａ−２と同様にリングメッセージＲを送受信している。
【００３０】
図５はリングメッセージＲのフレームの構成を示している。
ネットワークマネジメント処理回路１１が実行するネットワークマネジメント機能は、リングメッセージＲのフレームのうち、データフィールド４６の上位８ビットを、送信元の中継接続ユニット１０またはＥＣＵ３０のＩＤを格納する送信元格納部４３、続く８ビットを、送信先の中継接続ユニット１０またはＥＣＵ３０のＩＤを格納する送信先格納部４４と定めている。データフィールド４６の残りの下位ビットは、ネットワークマネジメント機能毎に所定のデータを格納するデータ部４５としている。
また、リングメッセージＲはネットワークマネジメント処理回路１１の機能ごとにメッセージのアービトレーションフィールド４１に記載する識別子が定められている。
コントロールフィールド４２にはデータフィールド４６のデータ長が格納されている。
【００３１】
中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１は、ＥＥＰＲＯＭ１２から自中継接続ユニット１０のＩＤを読み込んでいる。また、各ＥＣＵ３０及び中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１は、ネットワークマネジメント処理回路１１の機能の一つであるＩＤ検出の機能により、リングメッセージＲの送信先のＩＤを相互に保有する。
詳細には、中継接続ユニット１０の起動時において、各ＥＣＵ３０及び中継接続ユニット１０は前記リングメッセージＲの送信元格納部４３と送信先格納部４４の両方に自らのＩＤを格納してバス３１に送信する。各ＥＣＵ３０及び中継接続ユニット１０は他の各ＥＣＵ３０又は中継接続ユニット１０からリングメッセージＲを受信すると、該リングメッセージＲから自らのＩＤよりも大きい値を持つＩＤを読み出して記憶する。以後、各ＥＣＵ３０及び中継接続ユニット１０は、自分宛のリングメッセージＲを受信した場合に、自らのＩＤの次に値が大きいＩＤのＥＣＵ３０又は中継接続ユニット１０を送信先としてリングメッセージＲを送信する。
【００３２】
さらに、ネットワークマネジメント処理回路１１はＥＥＰＲＯＭ１２から通信速度のパラメータとスリープ制御のパラメータを読み出している。また、バス３１上に流れるリングメッセージＲの最大送信間隔Ｔｍａｘ、リングメッセージＲを受信してから他のＥＣＵ３０又は中継接続ユニット１０に送信するまでの標準送信間隔Ｔｔｙｐ、ネットワークマネジメント処理回路１１に備えたカウンタ（図示せず）の制限値であるｒｘ＿ｌｉｍｉｔ、ｔｘ＿ｌｉｍｉｔもＥＥＰＲＯＭ１２から読み出している。
【００３３】
本実施形態では、ネットワークマネジメント処理回路１１が行うネットワークマネジメント機能として、通信エラー検出機能及びスリープ制御である状態遷移監視機能について説明する。
まず、通信エラー検出機能について説明する。通信エラー検出機能はリングメッセージＲを互いに送受信することで、各ＥＣＵ３０及び中継接続ユニット１０がメッセージを送信できない、もしくはメッセージの送信に遅延が生じるなどの通信異常状態にあることを検知する機能である。
【００３４】
本実施形態では、中継接続ユニット１０は、ＥＥＰＲＯＭ１２からＩＤを読み出た自中継接続ユニット１０のＩＤを１０とすると共に、ＥＣＵ３０Ａ−１のＩＤを２０、ＥＣＵ３０Ａ−２のＩＤを３０としている。また、通信エラー検知機能のための識別子は２００ｈとする。
このとき、中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１は、図４のＲ１に示すように、リングメッセージＲのデータフィールド４６の送信元格納部４３にＩＤ１０を格納し、送信先としてＥＣＵ３０Ａ−１を示すＩＤ２０を送信先格納部４４に格納する。データ部４５には何も格納しない。また、アービトレーションフィールド４１に通信エラー検知のための識別子２００ｈを格納する。
【００３５】
中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１がリングメッセージＲＡ１をバス３１Ａに送信すると、ＥＣＵ３０Ａ−１、ＥＣＵ３０Ａ−２は該リングメッセージＲを受信する。ＥＣＵ３０Ａ−１、ＥＣＵ３０Ａ−２のネットワークマネジメント処理回路１１はリングメッセージＲＡ１のデータフィールド４６の送信先格納部４４に自身のＩＤが格納されているか否かを判定する。リングメッセージＲＡ１の送信先のＩＤは２０であるため、ＥＣＵ３０Ａ−１はリングメッセージＲＡ１が自分宛であると判断し、ＥＣＵ３０Ａ−１はリングメッセージＲＡ１を受信する。
【００３６】
リングメッセージＲＡ１を受信したＥＣＵ３０Ａ−１は、データフィールド４６の送信元格納部４３に自身のＩＤ２０を格納すると共に、送信先格納部４４にＥＣＵ３０Ａ−２のＩＤである３０を格納してリングメッセージＲＡ２とし、ＥＥＰＲＯＭ１２から読み込んだ標準送信間隔Ｔｔｙｐの期間の経過後にリングメッセージＲＡ２をバス３１Ａに送信する。
ＥＣＵ３０Ａ−２はリングメッセージＲＡ２が自分宛であると判断してリングメッセージＲＡ２を受信する。
【００３７】
リングメッセージＲＡ２を受信したＥＣＵ３０Ａ−２は、データフィールド４６の送信元格納部４３に自身のＩＤ３０を格納し送信先格納部４４に中継接続ユニット１０のＩＤである１０を格納してリングメッセージＲＡ３とし、標準送信間隔Ｔｔｙｐの期間の経過後にバス３１Ａに送信する。
【００３８】
中継接続ユニット１０はリングメッセージＲＡ３を受信してリングメッセージＲＡ３が自分宛であると判断する。中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１は、リングメッセージＲＡ３を受信することで、通信エラー検出機能の識別子２００ｈを有するリングメッセージＲが各ＥＣＵ３０を１周して中継接続ユニット１０に戻ってきたことを検知する。
このように、リングメッセージＲＡは中継接続ユニット１０、ＥＣＵ３０Ａ−１及びＥＣＵ３０Ａ−２の間で送受信される。
【００３９】
通信エラー検出はリングメッセージＲＡを用いて行う。通信エラー検出では、自分宛のリングメッセージＲＡと自分宛でないリングメッセージＲＡを区別せず、自分宛または自分宛のいずれかのリングメッセージＲＡを受信してから次に受信するまでの時間間隔で通信エラーを検出する。
中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１がリングメッセージＲＡ３を受信してから次にリングメッセージＲＡを受信するまでに最大送信間隔Ｔｍａｘが経過すると、中継接続ユニット１０はリセット状態に遷移してネットワークマネジメント処理回路１１に備えたカウンタが＋１される。その後、ノーマル状態に遷移して、再びリングメッセージＲを送信する。再びリングメッセージＲＡが最大送信間隔Ｔｍａｘ以上受信できない場合は、リセット状態に遷移してカウンタが＋１される。これを繰り返してカウンタがｒｘ＿ｌｉｍｉｔの値より大きくなった場合には、中継接続ユニット１０がエラー状態にあると認識する。例えば、ｒｘ＿ｌｉｍｉｔは４としている。
また、中継接続ユニットのネットワークマネジメント処理回路１１がリングメッセージＲを送信できない場合も、リセット状態に遷移してカウンタが＋１された後、ノーマル状態に遷移する。これを繰り返してカウンタがｔｘ＿ｌｉｍｉｔの値より大きくなった場合は、中継接続ユニット１０がエラー状態にあると認識する。例えば、ｔｘ＿ｌｉｍｉｔは８としている。
なお、中継接続ユニット１０だけでなく、ＥＣＵ３０Ａ−１、ＥＣＵ３０Ａ−２においても同様の通信エラー検出を行っている。
【００４０】
次に、スリープ制御である状態遷移監視機能について説明する。
状態遷移とは、例えばＥＣＵ３０や中継接続ユニット１０をウェイクアップ状態（通常動作状態）の高電力消費状態からスリープ状態の低電力消費状態（省電力モード）へ遷移させることであり、状態遷移監視機能とは、ネットワークマネジメント処理回路１１がリングメッセージＲを用いてバス３１に接続されたＥＣＵ３０と中継接続ユニット１０のウェイクアップ状態とスリープ状態を切り替える機能である。
【００４１】
中継接続ユニット１０及びＥＣＵ３０がウェイクアップ状態からスリープ状態になる場合について説明する。
中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１は、ＥＥＰＲＯＭ１２のパラメータからスリープ制御がオンとなっていることを予め読み出しており、状態遷移監視機能を動作させることを認識している。
ネットワークマネジメント処理回路１１が中継接続ユニット１０自身がスリープ状態に移行可能であると判断した場合には、中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１は、図６に示すようにリングメッセージＲＢ１を送信する。リングメッセージＲＢ１のデータフィールド４６の送信元格納部４３にＩＤ１０を格納し、送信先格納部４４にＥＣＵ３０Ａ−１を示すＩＤ２０を格納する。データ部４５にはスリープｉｎｄ信号がオンであることを格納する。また、アービトレーションフィールド４１にスリープ制御のリングメッセージＲであることを示す識別子１２３ｈを格納する。
中継接続ユニット１０はリングメッセージＲＢ１の送信後、ウェイクアップ状態からスリープ可能状態に遷移する。なお、スリープ可能状態とは、ＥＣＵ３０または中継接続ユニット１０がウェイクアップ状態であるが、スリープ状態となることができる状態をいう。
【００４２】
通信エラー検知機能の場合と同様に、リングメッセージＲＢ１を受信したＥＣＵ３０Ａ−１はリングメッセージＲＢ２をＥＣＵ３０Ａ−２に向けて送信する。このとき、ＥＣＵ３０Ａ−１がスリープ状態に遷移可能である場合には、リングメッセージＲＢ２のデータ部４５にはスリープｉｎｄ信号のオンを格納する。リングメッセージＲＢ２の送信後、ＥＣＵ３０Ａ−１はウェイクアップ状態からスリープ可能状態に遷移する。
【００４３】
リングメッセージＲＢ２を受信したＥＣＵ３０Ａ−２はリングメッセージＲＢ３を中継接続ユニット１０に向けて送信する。このとき、ＥＣＵ３０Ａ−２がスリープ状態に遷移可能である場合には、リングメッセージＲＢ３のデータ部４５にはスリープｉｎｄ信号のオンを格納する。リングメッセージＲＢ３の送信後、ＥＣＵ３０Ａ−２はウェイクアップ状態からスリープ可能状態に遷移する。
【００４４】
中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１は、返ってきたリングメッセージＲＢによりネットワーク３２のＥＣＵ３０全てがスリープ可能状態であることを検知した場合には、スリープａｃｋ信号がオンであることをリングメッセージＲＣ１のデータ部４５に格納して送信する。送信後、所定時間経過後に中継接続ユニット１０はスリープ状態に遷移する。同様に、該リングメッセージＲＣ２、ＲＣ３を受信したＥＣＵ３０Ａ−１、３０Ａ−２も、スリープａｃｋ信号のオンを格納したリングメッセージＲの送信後、所定時間経過後にスリープ状態に遷移する。
【００４５】
このように、ＥＥＰＲＯＭ１２に記憶されたパラメータを用いることで、ネットワークマネジメント処理回路１１はネットワークマネジメント機能を実行することができる。
なお、他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明である中継接続ユニットの第１実施形態を示す構成図である。
【図２】ＥＥＰＲＯＭに記憶されたパラメータを示す図である。
【図３】中継接続ユニットの動作を示すシーケンス図である。
【図４】第２実施形態の通信エラー検出機能の実行時のリングメッセージの流れを示す説明図である。
【図５】リングメッセージの構成図である。
【図６】状態遷移監視機能の実行時のリングメッセージの流れを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 中継接続ユニット
１１ ネットワークマネジメント処理回路
１２ ＥＥＰＲＯＭ
１３ ＥＥＰＲＯＭ処理回路
１４ 送受信回路
１５ 中継処理回路
１６ ダイアグ処理回路
１７ メインループ受信回路
１８ パラメタ処理回路
３０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３１ バス
３２ ネットワーク
４１ アービトレーションフィールド
４３ 送信元格納部
４４ 送信先格納部
４５ データ部
４６ データフィールド
Ｒ、ＲＡ、ＲＢ リングメッセージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継接続ユニットに関し、詳しくは、中継接続ユニットのネットワークマネジメント機能の仕様変更を可能にするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される機器を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）を多重通信用のバス同士を中継接続ユニット（ゲートウェイ）を介して接続してネットワークを構築し、異なるバスに属するＥＣＵ間で送受信されるメッセージを該中継接続ユニットで中継する車載用通信システムが採用されている。
近年では、車両の高機能化および高性能化に伴って車両に搭載される機器が増加しており、中継接続ユニットが中継するメッセージの数も急増している。中継接続ユニットに多数のメッセージが送信された場合には、全てのメッセージを即座に中継処理することができず、中継待ちのメッセージが中継接続ユニット内に滞留することになり、メッセージの中継に遅延が生じてしまう。このため、中継接続ユニットは中継処理を高速に行うことが望まれている。
【０００３】
そこで、特開２００６−３５２２３５号公報（特許文献１）では、中継接続ユニットの中継処理をＣＰＵのソフトウェアによらずにハードウェアにより行う構成が提案されている。中継接続ユニットは中継処理として、メッセージの中継先を特定する宛先検索処理と、メッセージの固定長セルのスイッチングを行うスイッチング処理を行っているが、特許文献１ではＣＰＵで宛先検索処理とスイッチング処理を行うのではなく、ハードウェア化されたサーチエンジンとセルフルーティングモジュールにおいて宛先検索処理とスイッチング処理を行っている。
このため、ＣＰＵの処理性能がメッセージの中継速度に影響しなくなり、ＣＰＵの処理性能が原因で生じるメッセージの中継遅延の発生を低減することができる。
【０００４】
一方、前述した車載用通信システムには、各ＥＣＵと中継接続ユニットにネットワークマネジメント機能を備えている場合がある。ネットワークマネジメント機能とは、バスに接続されたＥＣＵと中継接続ユニットが互いにリングメッセージを送受信して、ＥＣＵの初期化やネットワークの起動、ネットワーク設定、ＥＣＵやネットワークの動作状態の検知や処理及び信号送信、ＥＣＵ等のパラメータの読み込みや設定などの処理を行う機能であり、該ネットワークマネジメント機能によりＥＣＵと中継接続ユニットの間の通信の安全性と信頼性を確保している。
これらネットワークマネジメント機能の処理には、タイマ値、エラーカウンタ閾値等のパラメータの仕様を用いている。
【０００５】
しかし、該ネットワークマネジメント機能を特許文献１のようにハードウェアで構成した場合、各処理に用いるパラメータ等の仕様もハードウェア内に組み込まれる。このため、仕様を変更する場合には、ハードウェア構成そのものを変更しなければならず、仕様の変更が困難であるという問題がある。
また、これらの仕様は自動車の車種ごとに異なるため、車種毎にネットワークマネジメント機能をハードウェアで構成しなければならず、ハードウェア化されたネットワークマネジメント機能を共用化できないという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３５２２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、中継接続ユニットのネットワークマネジメント機能の仕様変更を可能にすると共に、ハードウェア化されたネットワークマネジメント機能を車種によらず共用化することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、電子制御ユニットを夫々接続しているバス間に介在させてネットワークを形成し、異なるバスに属する前記電子制御ユニット間で送受信するメッセージを中継する車載用の中継接続ユニットであって、
ネットワークマネジメント機能を実行するネットワークマネジメント処理回路と、
前記ネットワークマネジメント処理回路に保有したネットワークマネジメント機能の仕様条件及び機能間の状態遷移条件のうちで変更可能性のある条件を、パラメータ化して記憶する記憶手段を備え、
前記ネットワークマネジメント処理回路は、起動時に前記記憶手段から前記パラメータを読み出し、該パラメータを用いてネットワークマネジメント機能を実行するものであることを特徴とする車載用の中継接続ユニットを提供している。
【０００９】
ネットワークマネジメント処理回路は所定のパラメータ（仕様）を用いて処理を行っている。該パラメータはネットワークマネジメント処理回路内に設けるのではなく、ネットワークマネジメント処理回路とは別体として設けた記憶手段に予め記憶させており、中継接続ユニットの起動時にネットワークマネジメント処理回路が記憶手段からパラメータを読み出している。
このように、該パラメータは記憶手段に記憶されているので、パラメータを変更させたい場合には記憶手段のパラメータを書き直すだけでよく、容易にパラメータの変更を行うことができる。
【００１０】
前記ネットワークマネジメント処理回路は、集積回路で形成し、前記記憶手段は書き換え可能な不揮発性メモリで形成し、
前記記憶手段で記憶するパラメータは、遷移条件に対応した遷移先、自中継接続ユニットのＩＤ、タイマ値、エラーカウンタ閾値、スリープ制御のいずれかを含んでいることが好ましい。
【００１１】
ネットワークマネジメント処理回路は集積回路（ＩＣ）からなるハードウェアで形成する一方、自動車の車種毎に異なるパラメータ（仕様）は記憶手段から読み込んでいるので、ネットワークマネジメント処理回路は仕様によらずハードウェア化することができ、ハードウェア化されたネットワークマネジメント処理回路を自動車の車種によらず共用化することができる。
またネットワークマネジメント処理回路をＣＰＵのソフトウェアで形成せず、コントローラの回路からなるハードウェアで形成することで、ＣＰＵの処理性能によってメッセージの中継に遅延が生じることを防ぐことができる。また、ＣＰＵは同時に１つの処理しか行うことができないが、ネットワークマネジメント処理回路をハードウェアで構成することで同時に２以上の処理を並行して行うことが可能となり、中継接続ユニットの処理速度を上げることができる。
【００１２】
ネットワークマネジメント処理回路を形成する集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）は、ネットワークマネジメント機能のために設計製造されたＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であってもよい。また、内部の回路構成が変更可能な集積回路であるＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）であってもよい。
該ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡには、ネットワークマネジメント処理機能だけでなく、不揮発性メモリからパラメータを読み込む処理、中継処理、ダイアグ処理、メインループ処理等、中継接続ユニットの動作のための処理機能を備えていてもよい。
さらに、記憶手段を書き換え可能な不揮発性メモリとすることで、遷移先等のパラメータを仕様変更に応じて書き換えることができる。
【００１３】
前記ネットワークマネジメント処理回路は、前記バスを介して接続した電子制御ユニットにリングメッセージを送信し、通信エラー検出あるいは／および前記スリープ制御を行っていることが好ましい。
前記ネットワークマネジメント処理回路は、書き換え可能な不揮発性メモリから読み出したパラメータを用いてリングメッセージを送信することで、通信エラー検出を行うことができ、また、ウェイクアップモードから省電力モードに中継接続ユニットを遷移させるスリープ制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
前述したように、本発明の車載用の中継接続ユニットによれば、ネットワークマネジメント処理回路が用いるパラメータ（仕様）を、ネットワークマネジメント処理回路内に設けるのではなく、ネットワークマネジメント処理回路とは別体に設けた記憶手段に予め記憶させているので、パラメータを変更させたい場合には記憶手段のパラメータを書き直すだけでよく、容易にパラメータの変更を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３は本発明の第１実施形態を示す。
本発明の車載用の中継接続ユニット１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０を夫々接続しているバス３１間に介在させてネットワーク３２を形成し、異なるバス３１に属する前記ＥＣＵ３０間で送受信するメッセージを中継するものである。
本実施形態では、中継接続ユニット１０を２本のバス３１Ａ、３１Ｂの間に介在させてネットワーク３２を形成すると共に、２本のバス３１Ａ、３１Ｂに夫々２つのＥＣＵ３０−１、３０−２を接続している。通信プロトコルはＣＡＮである。
【００１６】
図１に示すように、中継接続ユニット１０は同一基板上に、中継接続ユニット用ＬＳＩ４０と、電源４１と、ＥＥＰＲＯＭ１２と、ドライバ４２と、コネクタ４３を備えている。
中継接続ユニット用ＬＳＩ４０（Ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）は集積回路（ＩＣ）であり、中継接続ユニット１０用に設計されたＡＳＩＣでハードウェアとして構成している。中継接続ユニット用ＬＳＩ４０は後述するネットワークマネジメント処理回路１１、中継処理等１５等を備えて中継接続ユニット１０を動作させるＬＳＩである。
電源４１は集積回路であるＬＳＩで構成し、中継接続ユニット用ＬＳＩ４０と接続して、中継接続ユニット用ＬＳＩ４０を駆動するための電力を供給している。
ドライバ４２Ａ、４２Ｂも集積回路であるＬＳＩで構成し、各バス３１毎に設けてコネクタ４３を介して各バス３１と接続している。また、中継接続ユニット用ＬＳＩ４０と接続しており、中継接続ユニット用ＬＳＩ４０が送受信するメッセージをバス３１へ送信またはバス３１から受信するために、メッセージを構成するデータ信号の電位を調節している。
【００１７】
記憶手段を構成する書き換え可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ１２は、中継接続ユニット用ＬＳＩ４０と接続しており、ネットワークマネジメント処理回路１１に保有したネットワークマネジメント機能の仕様条件及び機能間の状態遷移条件のうちで変更可能性のある条件をパラメータ化して記憶している。また中継処理回路１５、送受信回路１４で用いる条件もパラメータ化して記憶している。
【００１８】
図２はパラメータの例を示し、ネットワークマネジメント機能に関するデータとして、遷移条件に対応した遷移先、自中継接続ユニットのＩＤ、タイマ値、エラーカウンタ閾値、スリープ制御を記憶している。
例えば、タイマ値としてネットワークマネジメント処理回路１１が送信するリングメッセージＲの最大送信間隔Ｔｍａｘや標準送信間隔Ｔｔｙｐ等の時間を示すパラメータを記憶しており、例えばＴｔｙｐ＝７０ｍｓｅｃ、Ｔｍａｘ＝２２０ｍｓｅｃとしている。また、エラーカウンタ閾値はネットワークマネジメント処理回路１１が中継接続ユニット１０をエラー状態に遷移させるエラー検知数の閾値であり、ｒｘ＿ｌｉｍｉｔは４に、ｔｘ＿ｌｉｍｉｔは８に設定している。スリープ制御はオンオフで示されており、スリープ制御のパラメータは中継接続ユニットに接続されたバス３１の構成から必要性を判断し、必要な場合にのみＥＥＰＲＯＭ１２に記憶している。また、自中継接続ユニット１０のＩＤとして例えば１０を記憶している。
【００１９】
さらに、ＥＥＰＲＯＭ１２には、中継処理回路１５が用いるパラメータであるメッセージの中継先を記載したルーティングテーブルを記憶している。ルーティングテーブルは中継するメッセージのＩＤが１６３種類である。
また、送受信回路１４が用いるパラメータである通信速度も記憶しており、ＣＡＮの速度上限を１Ｍｂｐｓとしている。
なお、記憶手段を構成する書き換え可能な不揮発性メモリはＥＥＰＲＯＭ１２に限定されず、マスクＲＯＭやフラッシュメモリであってもよい。
【００２０】
中継接続ユニット用ＬＳＩ４０は、ネットワークマネジメント処理回路１１と、ＥＥＰＲＯＭ１２のパラメータを読み込むＥＥＰＲＯＭ処理回路１３と、送受信回路１４と、中継処理回路１５と、ダイアグ処理回路１６と、メインループ受信回路１７と、パラメタ処理回路１８とを備えている。
ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３はＥＥＰＲＯＭ１２と接続するためのインターフェースであり、ＥＥＰＲＯＭ１２に記憶されたパラメータを読み込んでいる。
パラメタ処理回路１８はＥＥＰＲＯＭ処理回路１３と接続すると共に、ネットワークマネジメント処理回路１１、中継処理回路１５、送受信回路１４と接続しており、ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３から読み込んだパラメータをネットワークマネジメント処理回路１１、中継処理回路１５、送受信回路１４に送信している。
【００２１】
ネットワークマネジメント処理回路１１はＥＥＰＲＯＭ処理回路１３がＥＥＰＲＯＭ１２から読み出したパラメータをパラメタ処理回路１８を介して受け取っている。また、中継処理回路１５と接続している。
ネットワークマネジメント処理回路１１は、各ＥＣＵ３０と中継接続ユニット１０の通信の安全性と信頼性を確保するものであり、具体的には、各ＥＣＵ３０とリングメッセージＲの送受信を行うことで、ＥＣＵ３０の初期化やネットワーク３２の起動、ネットワーク３２の設定、ＥＣＵ３０やネットワーク３２の動作状態の検知や処理及び信号送信、ＥＣＵ３０等のパラメータの読み込みや設定などの処理を行っている。ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３を介して読み込んだパラメータはこれらの処理に用いる。
なお、リングメッセージＲとは、中継接続ユニット１０の中継処理回路１５が送受信するメッセージのうち、特にネットワークマネジメント処理回路１１に送信され、ネットワークマネジメント処理回路１１が使用するメッセージをいう。
【００２２】
メインループ受信回路１７は電源４１と接続していると共に、ネットワークマネジメント処理回路１１、ダイアグ処理回路１６、中継処理回路１５、パラメタ処理回路１８、送受信回路１４と接続しており、中継接続ユニット１０に電源４１が投入された場合には、メインループ受信回路１７はネットワークマネジメント処理回路１１、ダイアグ処理回路１６、中継処理回路１５、パラメタ処理回路１８、送受信回路１４にウェイクアップ信号を出力して、各回路をウェイクアップさせている。
【００２３】
中継処理回路１５は各バス３１と接続された送受信回路１４と接続しており、ＥＥＰＲＯＭ１２に記憶したルーティングテーブルを用いてメッセージの中継処理を行っている。
ダイアグ処理回路１６は、中継接続ユニット１０に図示しないダイアグノーシスが接続された場合に、ダイアグノーシスとのデータの送受信を行っている。
送受信回路１４は各バス３１Ａ、３１Ｂ毎に設けており、ＥＥＰＲＯＭ１２に記憶した通信速度のパラメータを用いてバス３１とのメッセージの送受信を行っている。
【００２４】
図３は中継接続ユニット１０に電源４１を投入した場合にネットワークマネジメント処理回路１１がＥＥＰＲＯＭ１２からパラメータを読み込む動作を示すシーケンス図である。
ステップＳ１１では、中継接続ユニット１０のメインループ受信回路１７に電源４１を投入すると、メインループ受信回路１７がウェイクアップする。
ステップＳ１２では、メインループ受信回路１７が、ネットワークマネジメント処理回路１１及びパラメタ処理回路１８、送受信回路１４Ａ、１４Ｂ、中継処理回路１５、ダイアグ処理回路１６にウェイクアップ信号を送信する。ウェイクアップ信号を受信した各回路はウェイクアップし、初期化処理を行っている。
【００２５】
ステップＳ１３では、パラメタ処理回路１８はウェイクアップ後に、ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３にウェイクアップ信号を出して、ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３をウェイクアップさせている。
ステップＳ１４では、ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３はＥＥＰＲＯＭ１２のパラメータを読み出す。
ステップＳ１５では、ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３はパラメタ処理回路１８にパラメータを出力する。
【００２６】
ステップＳ１６では、パラメタ処理回路１８はネットワークマネジメント処理回路１１にパラメータを出力している。なお、ＥＥＰＲＯＭ処理回路１３はＥＥＰＲＯＭ１２のパラメータを読み出してからネットワークマネジメント処理回路１１のパラメタ処理回路１８がパラメータを読み込む時間は、ネットワークマネジメント処理回路１１がウェイクアップ後初期化するまでの時間に比べて十分に短いため、パラメータの読み込みにかかる時間のために中継接続ユニット１０の動作が遅延することはない。
また、パラメタ処理回路１８は、読み出したパラメータのうち中継処理回路１５にルーティングテーブルを出力している。さらに、送受信回路１４Ａ、１４Ｂに通信速度を出力している。
ステップＳ１７では、パラメタ処理回路１８はメインループ受信回路１７にパラメータの読み取りの完了を通知する。
ステップＳ１８では、メインループ受信回路１７は、ネットワークマネジメント処理回路１１、送受信回路１４Ａ、１４Ｂ、中継処理回路１５、ダイアグ処理回路１６に起動信号を送信し、各回路を動作可能な起動状態にさせている。
【００２７】
前記構成とすることで、ネットワークマネジメント処理回路１１が用いるパラメータはＥＥＰＲＯＭ１２に記憶されているので、パラメータを変更させたい場合にはＥＥＰＲＯＭ１２のパラメータを書き直すだけでよく、容易にパラメータの変更を行うことができる。
また、ネットワークマネジメント処理回路１１は集積回路（ＩＣ）からなるハードウェアで形成する一方、自動車の車種毎に異なるパラメータ（仕様）はＥＥＰＲＯＭ１２から読み込んでいるので、ネットワークマネジメント処理回路１１は仕様によらずハードウェア化することができ、ハードウェア化されたネットワークマネジメント処理回路１１を自動車の車種によらず共用化することができる。
【００２８】
図４乃至図６は本発明の第２実施形態を示す。
第２実施形態は、ＥＥＰＲＯＭ１２からパラメータを読み込んだ第１実施形態の中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１の動作を示している。
中継接続ユニット１０に加え、バス３２と接続したＥＣＵ３０も、夫々ネットワークマネジメント処理回路（図示せず）を備えており、図４に示すように、中継接続ユニット１０とＥＣＵ３０Ａ−１、３０Ａ−２のネットワークマネジメント処理回路１１は、互いにリングメッセージＲを送受信している。
【００２９】
なお、該ＥＣＵ３０のネットワークマネジメント処理回路はＣＰＵとソフトウェアで構成されているが、ハードウェアで構成していてもよい。
また、中継接続ユニットとバス３２Ｂを介して接続されたＥＣＵ３０Ｂ−１、３０Ｂ−２ともＥＣＵ３０Ａ−１、３０Ａ−２と同様にリングメッセージＲを送受信している。
【００３０】
図５はリングメッセージＲのフレームの構成を示している。
ネットワークマネジメント処理回路１１が実行するネットワークマネジメント機能は、リングメッセージＲのフレームのうち、データフィールド４６の上位８ビットを、送信元の中継接続ユニット１０またはＥＣＵ３０のＩＤを格納する送信元格納部４３、続く８ビットを、送信先の中継接続ユニット１０またはＥＣＵ３０のＩＤを格納する送信先格納部４４と定めている。データフィールド４６の残りの下位ビットは、ネットワークマネジメント機能毎に所定のデータを格納するデータ部４５としている。
また、リングメッセージＲはネットワークマネジメント処理回路１１の機能ごとにメッセージのアービトレーションフィールド４１に記載する識別子が定められている。
コントロールフィールド４２にはデータフィールド４６のデータ長が格納されている。
【００３１】
中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１は、ＥＥＰＲＯＭ１２から自中継接続ユニット１０のＩＤを読み込んでいる。また、各ＥＣＵ３０及び中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１は、ネットワークマネジメント処理回路１１の機能の一つであるＩＤ検出の機能により、リングメッセージＲの送信先のＩＤを相互に保有する。
詳細には、中継接続ユニット１０の起動時において、各ＥＣＵ３０及び中継接続ユニット１０は前記リングメッセージＲの送信元格納部４３と送信先格納部４４の両方に自らのＩＤを格納してバス３１に送信する。各ＥＣＵ３０及び中継接続ユニット１０は他の各ＥＣＵ３０又は中継接続ユニット１０からリングメッセージＲを受信すると、該リングメッセージＲから自らのＩＤよりも大きい値を持つＩＤを読み出して記憶する。以後、各ＥＣＵ３０及び中継接続ユニット１０は、自分宛のリングメッセージＲを受信した場合に、自らのＩＤの次に値が大きいＩＤのＥＣＵ３０又は中継接続ユニット１０を送信先としてリングメッセージＲを送信する。
【００３２】
さらに、ネットワークマネジメント処理回路１１はＥＥＰＲＯＭ１２から通信速度のパラメータとスリープ制御のパラメータを読み出している。また、バス３１上に流れるリングメッセージＲの最大送信間隔Ｔｍａｘ、リングメッセージＲを受信してから他のＥＣＵ３０又は中継接続ユニット１０に送信するまでの標準送信間隔Ｔｔｙｐ、ネットワークマネジメント処理回路１１に備えたカウンタ（図示せず）の制限値であるｒｘ＿ｌｉｍｉｔ、ｔｘ＿ｌｉｍｉｔもＥＥＰＲＯＭ１２から読み出している。
【００３３】
本実施形態では、ネットワークマネジメント処理回路１１が行うネットワークマネジメント機能として、通信エラー検出機能及びスリープ制御である状態遷移監視機能について説明する。
まず、通信エラー検出機能について説明する。通信エラー検出機能はリングメッセージＲを互いに送受信することで、各ＥＣＵ３０及び中継接続ユニット１０がメッセージを送信できない、もしくはメッセージの送信に遅延が生じるなどの通信異常状態にあることを検知する機能である。
【００３４】
本実施形態では、中継接続ユニット１０は、ＥＥＰＲＯＭ１２からＩＤを読み出た自中継接続ユニット１０のＩＤを１０とすると共に、ＥＣＵ３０Ａ−１のＩＤを２０、ＥＣＵ３０Ａ−２のＩＤを３０としている。また、通信エラー検知機能のための識別子は２００ｈとする。
このとき、中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１は、図４のＲ１に示すように、リングメッセージＲのデータフィールド４６の送信元格納部４３にＩＤ１０を格納し、送信先としてＥＣＵ３０Ａ−１を示すＩＤ２０を送信先格納部４４に格納する。データ部４５には何も格納しない。また、アービトレーションフィールド４１に通信エラー検知のための識別子２００ｈを格納する。
【００３５】
中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１がリングメッセージＲＡ１をバス３１Ａに送信すると、ＥＣＵ３０Ａ−１、ＥＣＵ３０Ａ−２は該リングメッセージＲを受信する。ＥＣＵ３０Ａ−１、ＥＣＵ３０Ａ−２のネットワークマネジメント処理回路１１はリングメッセージＲＡ１のデータフィールド４６の送信先格納部４４に自身のＩＤが格納されているか否かを判定する。リングメッセージＲＡ１の送信先のＩＤは２０であるため、ＥＣＵ３０Ａ−１はリングメッセージＲＡ１が自分宛であると判断し、ＥＣＵ３０Ａ−１はリングメッセージＲＡ１を受信する。
【００３６】
リングメッセージＲＡ１を受信したＥＣＵ３０Ａ−１は、データフィールド４６の送信元格納部４３に自身のＩＤ２０を格納すると共に、送信先格納部４４にＥＣＵ３０Ａ−２のＩＤである３０を格納してリングメッセージＲＡ２とし、ＥＥＰＲＯＭ１２から読み込んだ標準送信間隔Ｔｔｙｐの期間の経過後にリングメッセージＲＡ２をバス３１Ａに送信する。
ＥＣＵ３０Ａ−２はリングメッセージＲＡ２が自分宛であると判断してリングメッセージＲＡ２を受信する。
【００３７】
リングメッセージＲＡ２を受信したＥＣＵ３０Ａ−２は、データフィールド４６の送信元格納部４３に自身のＩＤ３０を格納し送信先格納部４４に中継接続ユニット１０のＩＤである１０を格納してリングメッセージＲＡ３とし、標準送信間隔Ｔｔｙｐの期間の経過後にバス３１Ａに送信する。
【００３８】
中継接続ユニット１０はリングメッセージＲＡ３を受信してリングメッセージＲＡ３が自分宛であると判断する。中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１は、リングメッセージＲＡ３を受信することで、通信エラー検出機能の識別子２００ｈを有するリングメッセージＲが各ＥＣＵ３０を１周して中継接続ユニット１０に戻ってきたことを検知する。
このように、リングメッセージＲＡは中継接続ユニット１０、ＥＣＵ３０Ａ−１及びＥＣＵ３０Ａ−２の間で送受信される。
【００３９】
通信エラー検出はリングメッセージＲＡを用いて行う。通信エラー検出では、自分宛のリングメッセージＲＡと自分宛でないリングメッセージＲＡを区別せず、自分宛または自分宛のいずれかのリングメッセージＲＡを受信してから次に受信するまでの時間間隔で通信エラーを検出する。
中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１がリングメッセージＲＡ３を受信してから次にリングメッセージＲＡを受信するまでに最大送信間隔Ｔｍａｘが経過すると、中継接続ユニット１０はリセット状態に遷移してネットワークマネジメント処理回路１１に備えたカウンタが＋１される。その後、ノーマル状態に遷移して、再びリングメッセージＲを送信する。再びリングメッセージＲＡが最大送信間隔Ｔｍａｘ以上受信できない場合は、リセット状態に遷移してカウンタが＋１される。これを繰り返してカウンタがｒｘ＿ｌｉｍｉｔの値より大きくなった場合には、中継接続ユニット１０がエラー状態にあると認識する。例えば、ｒｘ＿ｌｉｍｉｔは４としている。
また、中継接続ユニットのネットワークマネジメント処理回路１１がリングメッセージＲを送信できない場合も、リセット状態に遷移してカウンタが＋１された後、ノーマル状態に遷移する。これを繰り返してカウンタがｔｘ＿ｌｉｍｉｔの値より大きくなった場合は、中継接続ユニット１０がエラー状態にあると認識する。例えば、ｔｘ＿ｌｉｍｉｔは８としている。
なお、中継接続ユニット１０だけでなく、ＥＣＵ３０Ａ−１、ＥＣＵ３０Ａ−２においても同様の通信エラー検出を行っている。
【００４０】
次に、スリープ制御である状態遷移監視機能について説明する。
状態遷移とは、例えばＥＣＵ３０や中継接続ユニット１０をウェイクアップ状態（通常動作状態）の高電力消費状態からスリープ状態の低電力消費状態（省電力モード）へ遷移させることであり、状態遷移監視機能とは、ネットワークマネジメント処理回路１１がリングメッセージＲを用いてバス３１に接続されたＥＣＵ３０と中継接続ユニット１０のウェイクアップ状態とスリープ状態を切り替える機能である。
【００４１】
中継接続ユニット１０及びＥＣＵ３０がウェイクアップ状態からスリープ状態になる場合について説明する。
中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１は、ＥＥＰＲＯＭ１２のパラメータからスリープ制御がオンとなっていることを予め読み出しており、状態遷移監視機能を動作させることを認識している。
ネットワークマネジメント処理回路１１が中継接続ユニット１０自身がスリープ状態に移行可能であると判断した場合には、中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１は、図６に示すようにリングメッセージＲＢ１を送信する。リングメッセージＲＢ１のデータフィールド４６の送信元格納部４３にＩＤ１０を格納し、送信先格納部４４にＥＣＵ３０Ａ−１を示すＩＤ２０を格納する。データ部４５にはスリープｉｎｄ信号がオンであることを格納する。また、アービトレーションフィールド４１にスリープ制御のリングメッセージＲであることを示す識別子１２３ｈを格納する。
中継接続ユニット１０はリングメッセージＲＢ１の送信後、ウェイクアップ状態からスリープ可能状態に遷移する。なお、スリープ可能状態とは、ＥＣＵ３０または中継接続ユニット１０がウェイクアップ状態であるが、スリープ状態となることができる状態をいう。
【００４２】
通信エラー検知機能の場合と同様に、リングメッセージＲＢ１を受信したＥＣＵ３０Ａ−１はリングメッセージＲＢ２をＥＣＵ３０Ａ−２に向けて送信する。このとき、ＥＣＵ３０Ａ−１がスリープ状態に遷移可能である場合には、リングメッセージＲＢ２のデータ部４５にはスリープｉｎｄ信号のオンを格納する。リングメッセージＲＢ２の送信後、ＥＣＵ３０Ａ−１はウェイクアップ状態からスリープ可能状態に遷移する。
【００４３】
リングメッセージＲＢ２を受信したＥＣＵ３０Ａ−２はリングメッセージＲＢ３を中継接続ユニット１０に向けて送信する。このとき、ＥＣＵ３０Ａ−２がスリープ状態に遷移可能である場合には、リングメッセージＲＢ３のデータ部４５にはスリープｉｎｄ信号のオンを格納する。リングメッセージＲＢ３の送信後、ＥＣＵ３０Ａ−２はウェイクアップ状態からスリープ可能状態に遷移する。
【００４４】
中継接続ユニット１０のネットワークマネジメント処理回路１１は、返ってきたリングメッセージＲＢによりネットワーク３２のＥＣＵ３０全てがスリープ可能状態であることを検知した場合には、スリープａｃｋ信号がオンであることをリングメッセージＲＣ１のデータ部４５に格納して送信する。送信後、所定時間経過後に中継接続ユニット１０はスリープ状態に遷移する。同様に、該リングメッセージＲＣ２、ＲＣ３を受信したＥＣＵ３０Ａ−１、３０Ａ−２も、スリープａｃｋ信号のオンを格納したリングメッセージＲの送信後、所定時間経過後にスリープ状態に遷移する。
【００４５】
このように、ＥＥＰＲＯＭ１２に記憶されたパラメータを用いることで、ネットワークマネジメント処理回路１１はネットワークマネジメント機能を実行することができる。
なお、他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明である中継接続ユニットの第１実施形態を示す構成図である。
【図２】ＥＥＰＲＯＭに記憶されたパラメータを示す図である。
【図３】中継接続ユニットの動作を示すシーケンス図である。
【図４】第２実施形態の通信エラー検出機能の実行時のリングメッセージの流れを示す説明図である。
【図５】リングメッセージの構成図である。
【図６】状態遷移監視機能の実行時のリングメッセージの流れを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 中継接続ユニット
１１ ネットワークマネジメント処理回路
１２ ＥＥＰＲＯＭ
１３ ＥＥＰＲＯＭ処理回路
１４ 送受信回路
１５ 中継処理回路
１６ ダイアグ処理回路
１７ メインループ受信回路
１８ パラメタ処理回路
３０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３１ バス
３２ ネットワーク
４１ アービトレーションフィールド
４３ 送信元格納部
４４ 送信先格納部
４５ データ部
４６ データフィールド
Ｒ、ＲＡ、ＲＢ リングメッセージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子制御ユニットを夫々接続しているバス間に介在させてネットワークを形成し、異なるバスに属する前記電子制御ユニット間で送受信するメッセージを中継する車載用の中継接続ユニットであって、
ネットワークマネジメント機能を実行するネットワークマネジメント処理回路と、
前記ネットワークマネジメント処理回路に保有したネットワークマネジメント機能の仕様条件及び機能間の状態遷移条件のうちで変更可能性のある条件を、パラメータ化して記憶する記憶手段を備え、
前記ネットワークマネジメント処理回路は、起動時に前記記憶手段から前記パラメータを読み出し、該パラメータを用いてネットワークマネジメント機能を実行するものであることを特徴とする車載用の中継接続ユニット。
【請求項２】
前記ネットワークマネジメント処理回路は、集積回路で形成し、前記記憶手段は書き換え可能な不揮発性メモリで形成し、
前記記憶手段で記憶するパラメータは、遷移条件に対応した遷移先、自中継接続ユニットのＩＤ、タイマ値、エラーカウンタ閾値、スリープ制御のいずれかを含んでいる請求項１に記載の車載用中継接続ユニット。
【請求項３】
前記ネットワークマネジメント処理回路は、前記バスを介して接続した電子制御ユニットにリングメッセージを送信し、通信エラー検出あるいは／および前記スリープ制御を行っている請求項１または請求項２に記載の車載用中継接続ユニット。
【請求項１】
電子制御ユニットを夫々接続しているバス間に介在させてネットワークを形成し、異なるバスに属する前記電子制御ユニット間で送受信するメッセージを中継する車載用の中継接続ユニットであって、
ネットワークマネジメント機能を実行するネットワークマネジメント処理回路と、
前記ネットワークマネジメント処理回路に保有したネットワークマネジメント機能の仕様条件及び機能間の状態遷移条件のうちで変更可能性のある条件を、パラメータ化して記憶する記憶手段を備え、
前記ネットワークマネジメント処理回路は、起動時に前記記憶手段から前記パラメータを読み出し、該パラメータを用いてネットワークマネジメント機能を実行するものであることを特徴とする車載用の中継接続ユニット。
【請求項２】
前記ネットワークマネジメント処理回路は、集積回路で形成し、前記記憶手段は書き換え可能な不揮発性メモリで形成し、
前記記憶手段で記憶するパラメータは、遷移条件に対応した遷移先、自中継接続ユニットのＩＤ、タイマ値、エラーカウンタ閾値、スリープ制御のいずれかを含んでいる請求項１に記載の車載用中継接続ユニット。
【請求項３】
前記ネットワークマネジメント処理回路は、前記バスを介して接続した電子制御ユニットにリングメッセージを送信し、通信エラー検出あるいは／および前記スリープ制御を行っている請求項１または請求項２に記載の車載用中継接続ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−３１２０２４（Ｐ２００８−３１２０２４Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５９０９４（Ｐ２００７−１５９０９４）
【出願日】平成１９年６月１５日（２００７．６．１５）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１５日（２００７．６．１５）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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