(57)【要約】【課題】本発明の目的は、通信バス上での情報漏えいを抑制できる通信装置を提供する。【解決手段】複数の通信バスに接続される通信装置であって、メッセージフレームを分割し、複数の通信バスに対応した通信データを生成し、その生成された通信データを対応する複数の通信バスの各々に送信する送信部としてのトランシーバ（Ｍ１、Ｍ２）１２、１３と、複数の通信バスを介して他の通信装置から受信した通信データをメッセージフレームに復元する受信部としてのトランシーバ（Ｍ１、Ｍ２）１２、１３と、を有して構成を構成する。複数の通信バスにより通信することで、通信バス上での情報漏えいを抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信バスに接続される通信装置であって、
メッセージフレームを分割し、前記複数の通信バスに対応した通信データを生成し、その生成された通信データを対応する前記複数の通信バスの各々に送信する送信部と、
前記複数の通信バスを介して他の通信装置から受信した通信データをメッセージフレームに復元する受信部と、
を有する通信装置。
【請求項２】
前記送信部は、前記通信装置内に前記複数の通信バスに対応した数備えられている、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記受信部は、前記通信装置内に前記複数の通信バスに対応した数備えられている、請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信データは、前記メッセージフレームを規定バイト毎に分割して生成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項５】
前記複数の通信バスは、２本の通信バスである、請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項６】
前記通信装置は、車両に搭載されるものであって、前記複数の通信バスと共に車載ネットワークを構成する、請求項１から５のいずれか１項に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、例えばＣＸＰＩ（Clock Extension Peripheral Interface）通信にてデータの送受信を実行する通信装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この先行技術に記載された通信装置において、マスタの通信装置は、１本の通信バスに常にクロック信号を供給し、このクロック信号をスレーブの通信装置へ送信している。そして、マスタの通信装置及びスレーブの通信装置は、データ信号を上記クロック信号に重畳して送信するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−４１６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の装置は、１本の通信バスにデータ信号が送信されるので、この通信バスにモニタを接続することにより、送受信データの内容を監視することができ、情報漏えいする可能性がある。通信データを暗号化する等の対策も可能であるが、制御部の処理負荷が大きくなるという課題があった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、通信バス上での情報漏えいを抑制できる通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、複数の通信バスに接続される通信装置であって、メッセージフレームを分割し、前記複数の通信バスに対応した通信データを生成し、その生成された通信データを対応する前記複数の通信バスの各々に送信する送信部と、前記複数の通信バスを介して他の通信装置から受信した通信データをメッセージフレームに復元する受信部と、を有する通信装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の通信装置によれば、通信バス上での情報漏えいを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る通信装置を含む通信システムのブロック図である。
【図２】図２は、本実施の形態の形態に係る通信装置を含む通信システムにおいて、マスタＥＣＵと複数のスレーブＥＣＵが接続されている状態を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係るマスタＥＣＵのマイコンが備える機能ブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係るスレーブＥＣＵのマイコンが備える機能ブロック図である。
【図５】図５（ａ）は、マスタＥＣＵにおける送信したいデータのフレーム構成例を示す図であり、図５（ｂ）は、マスタＥＣＵにおけるＴＸＤ１（ＢＵＳ１）から出力されるデータのフレーム構成例を示す図であり、図５（ｃ）は、マスタＥＣＵにおけるＴＸＤ２（ＢＵＳ２）から出力されるデータのフレーム構成例を示す図であり、図５（ｄ）は、スレーブＥＣＵにおけるＲＸＤで復元されたデータのフレーム構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本発明の実施の形態に係る通信装置）
本発明の実施の形態に係る通信装置としてのマスタＥＣＵ  １０は、図１に示すように、複数の通信バスに接続される通信装置であって、メッセージフレームを分割し、複数の通信バスに対応した通信データを生成し、その生成された通信データを対応する複数の通信バスの各々に送信する送信部としてのトランシーバ（Ｍ１、Ｍ２）１２、１３と、複数の通信バスを介して他の通信装置から受信した通信データをメッセージフレームに復元する受信部としてのトランシーバ（Ｍ１、Ｍ２）１２、１３と、を有して構成されている。
【００１１】
本発明の実施の形態に係る通信装置としてのスレーブＥＣＵ  ２０も、同様に、複数の通信バスに接続される通信装置であって、メッセージフレームを分割し、複数の通信バスに対応した通信データを生成し、その生成された通信データを対応する複数の通信バスの各々に送信する送信部としてのトランシーバ（Ｓ１、Ｓ２）２２、２３と、複数の通信バスを介して他の通信装置から受信した通信データをメッセージフレームに復元する受信部としてのトランシーバ（Ｓ１、Ｓ２）２２、２３と、を有して構成されている。
【００１２】
図２に示すように、マスタＥＣＵ  １０が、通信バスを介して、複数のスレーブＥＣＵ  ２０Ａ、２０Ｂ、・・・と接続されてもよい。また、通信バスには、他のマスタＥＣＵが接続されていてもよい。
【００１３】
本実施の形態では、図１に示すように、複数の通信バスを２本とし、マスタＥＣＵ  １０から送信し、スレーブＥＣＵ  ２０で受信するものとして説明する。なお、図１に示すように、マスタＥＣＵ  １０とスレーブＥＣＵ  ２０は同じ内部構成を有しており、マスタＥＣＵ  １０を受信側として機能させ、スレーブＥＣＵ  ２０を送信側として機能させることも可能である。
【００１４】
したがって、マスタＥＣＵ  １０は送信及び受信の機能を有し、本実施の形態に係る通信装置として機能する。同様に、スレーブＥＣＵ  ２０Ａ、２０Ｂ、・・・は、受信及び送信の機能を有し、本実施の形態に係る通信装置として機能する。
【００１５】
図１、図２に示すように、上記説明した通信装置としてのマスタＥＣＵ  １０、スレーブＥＣＵ  ２０を通信バスに接続して、通信システム１を構成することができる。
【００１６】
（マスタＥＣＵ  １０）
本実施の形態で送信する側のマスタＥＣＵ  １０は、図１に示すように、マスタＥＣＵ内の制御を行なう制御部としてのマイコン１１、第１トランシーバ（Ｍ１）１２、第２トランシーバ（Ｍ２）１３を有して構成されている。第１トランシーバ（Ｍ１）１２は、第１通信バス３０に接続され、第２トランシーバ（Ｍ２）１３は、第２通信バス３１に接続されている。
【００１７】
通信バスは、両端が終端され、複数の機器が接続される形態の通信線である。本実施の形態では、第１通信バス３０及び第２通信バス３１の２本を備えている。なお、第１通信バス３０と第２通信バス３１は、互いの配線間隔を離して設置することにより、セキュリティ性を高めることが可能となる。
【００１８】
マイコン１１は、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータを含むＥＣＵ（Ｅlectric Ｃontrol Ｕnit）である。
【００１９】
マイコン１１は、これらによる汎用の制御機能の他に、図３に示すように、切替制御部１１１、送信制御部１１２、分割制御部１１３、受信制御部１１４、及び、復元制御部１１５を備えている。これらの制御部は、マイコン１１内で動作するプログラム及びハードウエアにより形成されている。
【００２０】
マイコン１１は、所定周波数のクロック信号Ｓｃを備え、図１に示すように、ＣＬＫ端子から、第１トランシーバ（Ｍ１）１２、第２トランシーバ（Ｍ２）１３に供給される。また、このクロック信号Ｓｃは、第１通信バス３０及び第２通信バス３１に出力され、スレーブＥＣＵ  ２０に供給されている。
【００２１】
切替制御部１１１は、第１トランシーバ（Ｍ１）１２、第２トランシーバ（Ｍ２）１３をそれぞれ送信部として機能させるか、受信部として機能させるかの切替え制御を行なう。マスタＥＣＵ  １０は、送信側として機能するので、切替制御部１１１は、第１トランシーバ（Ｍ１）１２、第２トランシーバ（Ｍ２）１３をそれぞれ送信部として機能させるように切替え制御する。
【００２２】
送信制御部１１２は、クロック信号Ｓｃに同期させて、図５に示すようなフレーム信号のうち、マイコンのＴＸＤ１端子から出力される分割信号ＴＸＤ１を第１通信バス３０へ出力する。
【００２３】
また、送信制御部１１２は、クロック信号Ｓｃに同期させて、図５に示すようなフレーム信号のうち、マイコンのＴＸＤ２端子から出力される分割信号ＴＸＤ２を第２通信バス３１へ出力する。
【００２４】
分割制御部１１３は、図５に示すように、送信したいデータを、分割信号ＴＸＤ１と分割信号ＴＸＤ２に分割する制御を行なう。分割制御部１１３は、図５に示すようなフレーム信号を、クロック信号Ｓｃに同期させて、例えば、１バイト（byte）毎に交互に信号が出力されるように、分割信号ＴＸＤ１と分割信号ＴＸＤ２に分割する。
【００２５】
図５に示すように、例えば、送信したいデータであるフレーム信号が、ヘッダ、フレーム情報と、３バイトの車速データ（車速情報１、車速情報２、車速情報３）で構成されているとする。この場合は、分割信号ＴＸＤ１は、クロック信号Ｓｃの１クロック間隔の時系列信号として、ヘッダ、車速情報１、車速情報３で構成される。
【００２６】
また、分割信号ＴＸＤ２は、クロック信号Ｓｃの１クロック間隔の時系列信号として、フレーム情報、車速情報２で構成される。なお、分割信号ＴＸＤ１及び分割信号ＴＸＤ２は、クロック信号Ｓｃに同期しているので、分割信号ＴＸＤ２のフレーム情報は、分割信号ＴＸＤ１のヘッダ信号の次のクロック位置の情報として認識可能である。
【００２７】
受信制御部１１４、復元制御部１１５は、後述するスレーブＥＣＵ  ２０の項で説明する。
【００２８】
（スレーブＥＣＵ  ２０）
本実施の形態で受信する側のスレーブＥＣＵ  ２０は、図１に示すように、スレーブＥＣＵ内の制御を行なう制御部としてのマイコン２１、第１トランシーバ（Ｓ１）２２、第２トランシーバ（Ｓ２）２３を有して構成されている。第１トランシーバ（Ｓ１）２２は、第１通信バス３０に接続され、第２トランシーバ（Ｓ２）２３は、第２通信バス３１に接続されている。
【００２９】
マイコン２１は、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータを含むＥＣＵ（Ｅlectric Ｃontrol Ｕnit）である。
【００３０】
マイコン２１は、これらによる汎用の制御機能の他に、図４に示すように、切替制御部２１１、送信制御部２１２、分割制御部２１３、受信制御部２１４、及び、復元制御部２１５を備えている。これらの制御部は、マイコン２１内で動作するプログラム及びハードウエアにより形成されている。
【００３１】
マイコン２１は、所定周波数のクロック信号Ｓｃを備え、図１に示すように、ＣＬＫ端子から、第１トランシーバ（Ｓ１）２２、第２トランシーバ（Ｓ２）２３に供給される。なお、マイコン２１のクロック信号Ｓｃは、マイコン１１のクロック信号Ｓｃの周波数と同一である。
【００３２】
切替制御部２１１は、第１トランシーバ（Ｓ１）２２、第２トランシーバ（Ｓ２）２３をそれぞれ送信部として機能させるか、受信部として機能させるかの切替え制御を行なう。スレーブＥＣＵ  ２０は、受信側として機能するので、切替制御部２１１は、第１トランシーバ（Ｓ１）２２、第２トランシーバ（Ｓ２）２３をそれぞれ受信部として機能させるように切替え制御する。
【００３３】
送信制御部２１２、分割制御部２１３は、前述したマスタＥＣＵ  １０と同様の動作が可能である。
【００３４】
受信制御部２１４は、第１通信バス３０上の分割信号ＴＸＤ１と第２通信バス３１上の分割信号ＴＸＤ２を、クロック信号Ｓｃに同期して受信する。
【００３５】
復元制御部２１５は、クロック信号Ｓｃに同期した分割信号ＴＸＤ１及び分割信号ＴＸＤ２を合成して、時系列信号として復元する。すなわち、図５に示すように、分割信号ＴＸＤ１のヘッダ信号の次に、分割信号ＴＸＤ２のフレーム情報がくるように復元する。同様に、分割信号ＴＸＤ２のフレーム情報の次に、分割信号ＴＸＤ１の車速情報１、分割信号ＴＸＤ２の車速情報２、分割信号ＴＸＤ１の車速情報３がくるように復元する。これにより、図５に示すフレーム信号が復元され、復元されたフレーム信号がマイコン２１のＲＸＤ端子に入力される。
【００３６】
スレーブＥＣＵ  ２０は、マスタＥＣＵ  １０からメッセージフレームの受信が可能となる。
【００３７】
上記説明した構成は、クロック信号Ｓｃに同期して動作するマスタＥＣＵ、スレーブＥＣＵを有して構成される通信装置、通信システムに適用可能である、例えば、ＣＸＰＩ通信に適用することができる。
【００３８】
ＣＸＰＩ通信は、マスタＥＣＵが通信バスへクロックを提供する事によって、システム内の通信クロックを同期する方式で、通信バスは１線である。変調方式はＰＷＭを採用し、ビットごとの同期合わせが可能である。車載ネットワークとしては、従来、ＣＡＮやＬＩＮが使用されてきたが、ＣＡＮでは技術的コスト的に適用が難しく、また、ＬＩＮでは応答性が低く、ＨＭＩ（Human Machine Interface）関連の多重通信化において技術的コスト的に適用が難しいという問題があった。
【００３９】
ＣＸＰＩ通信は、ＣＡＮよりもコスト的に有利である。また、通信速度は最大２０KbpsでありＬＩＮに比べて応答性が高く、ワイパーやライトなどの瞬時に応答が必要な領域での利用が可能という利点がある。本実施の形態をＣＸＰＩ通信に適用することにより、従来の車載ネットワークに比べて技術的コスト的に有利であり、かつ、複数の通信バスを使う方式であるので、セキュリティ性を大幅に向上させることができる。
【００４０】
（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、以下のような効果を有する。
（１）本発明の実施の形態に係る通信装置としてのマスタＥＣＵは、複数の通信バスに接続される通信装置であって、メッセージフレームを分割し、複数の通信バスに対応した通信データを生成し、その生成された通信データを対応する複数の通信バスの各々に送信する送信部としてのトランシーバ（Ｍ１、Ｍ２）１２、１３と、複数の通信バスを介して他の通信装置から受信した通信データをメッセージフレームに復元する受信部としてのトランシーバ（Ｍ１、Ｍ２）１２、１３と、を有して構成され、送信側として機能する。スレーブＥＣＵも同様の構成を有し、受信側として機能する。複数の通信バスを介して、マスタＥＣＵとスレーブＥＣＵの間で通信するので、１本の通信バスをモニタしただけでは情報漏えいすることがない。これにより、通信バス上での情報漏えいを抑制できる通信装置が可能となる。
（２）複数の通信バスの配策を工夫することによりセキュリティ性を向上させることができる。例えば、２本の通信バスであれば、互いの通信バス線の間隔を離すことにより、セキュリティ性向上が可能になる。
（３）マスタＥＣＵとスレーブＥＣＵは、共通のクロック信号Ｓｃに同期して、送信、受信、フレーム信号の分割、復元を行なう。これにより、例えば、スレーブＥＣＵは、受信した順に並べるだけで復元可能であり、安価なＥＣＵを通信装置として機能させることが可能となる。
【００４１】
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
１…通信システム、１０…マスタＥＣＵ、１１…マイコン、１２…トランシーバ（Ｍ１）、１３…トランシーバ（Ｍ２）、２０…スレーブＥＣＵ、２１…マイコン、２２…トランシーバ（Ｓ１）、２３…トランシーバ（Ｓ２）、３０…通信バス、３１…通信バス、１１１…切替制御部、１１２…送信制御部、１１３…分割制御部、１１３…受信制御部、１１４…受信制御部、１１５…復元制御部、２１１…切替制御部、２１２…送信制御部、２１３…分割制御部、２１４…受信制御部、２１５…復元制御部、Ｓｃ…クロック信号、ＴＸＤ１…分割信号、ＴＸＤ２…分割信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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