(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の伝送路に複数のノードを接続して構成され、トークンパッシング方式による通信制御とＣＳＭＡ／ＣＤ方式による通信制御とを切り替えて実行するネットワークシステムにおいて、
送信権を論理リング上で一巡させた後に通信方式をトークンパッシング方式からＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える手段と、
このＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える切替権を論理リング上で巡回させる手段と、
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを送信する手段と、自ノードが論理リングに組み込まれることを抑止する手段とを有するノードと、
を備えたことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える切替権を論理リング上で巡回させる前記手段は、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替えのブロードキャストを行う権利を論理リング上で巡回させる手段からなり、
送信権を論理リング上で一巡させた後に通信方式をトークンパッシング方式からＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える前記手段は、送信権を論理リング上で一巡させた後になされる前記ブロードキャストに基づいて通信方式をトークンパッシング方式からＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える手段からなる、
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。
【請求項３】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替ってから予め定めた所定時間が経過すると通信方式をトークンパッシング方式に切り替える手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のネットワークシステム。
【請求項４】
前記複数のノードのうち論理リングを構成するノードは、送信権の送り元と送り先を指定するアドレス表に基づいて送信権の取入れと引渡しを行う手段と、切替権の送り元と送り先を指定するアドレス表に基づいて切替権の取入れと引渡しを行う手段と、を備え、
送信権の送り元と送り先を指定するアドレス表と切替権の送り元と送り先を指定するアドレス表とを兼用する構成からなる、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
【請求項５】
前記複数のノードのうち論理リングを構成する何れかのノードは、送信権の送り元または送り先を複数指定するアドレス表に基づいて送信権の取入れと引渡しを行う手段を備え、送信権が論理リング上を一巡する前に送信権を特定のノードに複数回引き渡す構成からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
【請求項６】
前記ノードは、送信権を取り入れた場合にデータを有していてもデータを送信することなく送信権の引渡しを行う手段と、この手段を作動または停止させる手段と、を備えたことを特徴とする請求項１〜５記載のネットワークシステム。
【請求項７】
論理リングに新しいノードを加入させる加入処理をＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中に行う手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
【請求項８】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを受信する手段と、自ノードが論理リングに組み込まれることを抑止する手段と、を有してデータの送信を行わないノードを備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
【請求項９】
同一ノード内に複数のタスクが存在する場合に、それぞれのタスク毎に通信方式を設定する手段を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
【請求項１０】
前記複数のノードは、
センサまたは他ノードからのデータに基づいてリアルタイム処理を行う手段を有する複数のノード（ｘ）と、
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを送信する手段と、自ノード（ｙ）が論理リングに組み込まれることを抑止する手段と、操作スイッチと、この操作スイッチに関する事象発生時に操作スイッチに基づいて予め決められたデータを生成する手段と、を有する複数のノード（ｙ）と、
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを受信する手段と、自ノード（ｚ）が論理リングに組み込まれることを抑止する手段と、一定電力を消費する負荷と、ノード（ｙ）からのデータに対応してオンまたはオフする負荷の駆動スイッチと、を有するノード（ｚ）と、を備え、
論理リングはノード（ｘ）のアドレスで定義される、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
【請求項１１】
前記伝送路はハーネスまたは光ファイバからなる請求項１〜１０のいずれか１項に記載のネットワークシステムを自動車等の車両に搭載して構成される車両用ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は共通の伝送路に複数のノードを接続して構成されるネットワークシステムに係り、特に、トークンパッシング方式による通信制御とＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection；衝突検出形キャリア検知多重アクセス）方式による通信制御とを切り替えて実行するネットワークシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式による通信制御では、各ノードは送信に際して、まず初めに伝送路上にキャリアが存在するか見に行く。伝送路上にキャリアが存在すると、送信せずに待ち状態となり、キャリアがなくなると送信を開始する。
更に、送信中に伝送路上でフレームが衝突することを監視しており、この衝突を検出した場合は、所定時間経過後に再度送信を試みる。
【０００３】
トークンパッシング方式による通信制御では、送信権（フリートークン）を論理リング上（またはノード間）で巡回させ、ノードが送信権を取り入れた時に、そのノードはデータを送信することができ、データ送信が終了すると送信権を後続ノードに引き渡す。
【０００４】
トークンパッシング方式では、衝突が起きないのでトラフィック量が増加しても再送に伴う遅延がなく、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に比べて負荷耐力が大きく、リアルタイム性が要求される通信に優れている。
一方、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式では、トラフィック量が小さい場合は効率が良く、遅延が小さいという利点がある。
【０００５】
これらの利点を活かすべく、トークンパッシング方式による通信制御とＣＳＭＡ／ＣＤ方式による通信制御とを切り替えて実行するネットワークシステムは、例えば、特開昭６２−６１４４１号、特開昭６２−６１４４２号、特開昭６２−６１４４３号、特開昭６０−１８９３４３号、特開昭６０−１８９３４４号、特開昭６２−９００５７号、特開昭６２−２１６５４３号、特開昭６３−２８５０３９号、特開昭６３−９５７５０号、特開平５−３０４５３０号、特開平５−３４８０号、特開平５−３３６１２０号等の公報に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
トークンパッシング方式による通信制御とＣＳＭＡ／ＣＤ方式による通信制御とを切り替えて実行する際に、特定のノードにより切替指示を行うことにすると、このノードが故障した場合に通信方式の切替えができなくなる、という課題がある。
【０００７】
また、自動車等の車両では、エンジン制御やブレーキ制御等に関するリアルタイム処理を行うマイクロコンピュータ（マイコン）と、ヘッドライトの点灯スイッチや窓の開閉スイッチ等の操作スイッチと、が混在しており、かつ、新しい機能を持つマイコンや操作スイッチや各種負荷を車両内に増設することがあり、オプション用品を増設することがある、という特有の事情がある。
そして、マイコンや操作スイッチや各種負荷等を接続してネットワークが構成されている場合にこれらの機器が増設されても、車内スペースが限定されているので、機器の増設に伴う配線を少なくする必要があるという特有の課題がある。また、車両は道路等を高速走行し、かつ、状態が刻々と変化するので、リアルタイム処理を行うマイコン間の高速通信を保証する必要があり、操作スイッチや各種負荷等が増設されても同様の必要がある、という特有の課題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１では、共通の伝送路に複数のノードを接続して構成され、トークンパッシング方式による通信制御とＣＳＭＡ／ＣＤ方式による通信制御とを切り替えて実行するネットワークシステムにおいて、送信権を論理リング上で一巡させた後に通信方式をトークンパッシング方式からＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える手段と、このＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える切替権を論理リング上で巡回させる手段と、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを送信するデータを送信する手段と自ノードが論理リングに組み込まれることを抑止する手段とを有するノードと、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
送信権を論理リング上で一巡させた後に通信方式をトークンパッシング方式からＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替えることで、送信権を巡回させて各ノードに高速通信を行う機会を与えた後でＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替えることができ、トラフィック量が増加してもノード間の高速通信を保証することができる。
【００１０】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える切替権を論理リング上で巡回させ、切替権を特定の単一ノードに固定しないようにすることで、特定のノードが故障しても他のノードにより通信方式の切替えを行うことができ、このネットワークシステムの信頼性を高めることができる。またＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを送信するノードについては、送信権を保持する必要がなく論理リングに組み込まないことで、ネットワークシステムの全ノード間で送信権を巡回させる場合に比べ、トークンパッシング方式の送信権の巡回時間（ Rotation Time）を短くすることができる。
【００１１】
請求項２では、請求項１記載のネットワークシステムにおいて、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える切替権を論理リング上で巡回させる前記手段は、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替えのブロードキャストを行う権利を論理リング上で巡回させる手段からなり、送信権を論理リング上で一巡させた後に通信方式をトークンパッシング方式からＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える前記手段は、送信権を論理リング上で一巡させた後になされる前記ブロードキャストに基づいて通信方式をトークンパッシング方式からＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える手段からなることを特徴とする。
【００１２】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替えのブロードキャストを行うことで、ネットワークシステムの全ノードにＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替えを同時に通報でき、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替えを速やかに行うことができる。
【００１３】
請求項３では、請求項１〜２記載のネットワークシステムにおいて、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替ってから予め定めた所定時間が経過すると通信方式をトークンパッシング方式に切り替える手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
予め定めた所定時間が経過すると通信方式をトークンパッシング方式に切り替えることで、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式における衝突による送信遅延がトークンパッシング方式への切替えを遅延させることを防止できる。
【００１５】
請求項４では、請求項１〜３記載のネットワークシステムにおいて、前記複数のノードのうち論理リングを構成するノードは、送信権の送り元と送り先を指定するアドレス表に基づいて送信権の取入れと引渡しを行う手段と、切替権の送り元と送り先を指定するアドレス表に基づいて切替権の取入れと引渡しを行う手段と、を備え、送信権の送り元と送り先を指定するアドレス表と切替権の送り元と送り先を指定するアドレス表とを兼用する構成からなることを特徴とする。
【００１６】
送信権の送り元と送り先を指定するアドレス表と、切替権の送り元と送り先を指定するアドレス表と、を兼用することで、アドレス表が１つで済む。
また、論理リングにノードを加入したり、論理リングからノードを切り離したり、論理リングを変更したりした場合に、ノードでは１つのアドレス表を書き換えることで、結果として送信権の送り元と送り先を指定するアドレス表と切替権の送り元と送り先を指定するアドレス表とを書き換えることができ、複数のアドレス表を書き換える手間を省くことができる。
更に、アドレス表に基づいて送信権が論理リング上を巡回することから、同様にして切替権が論理リング上を巡回することを保証することができる。
【００１７】
請求項５では、請求項１〜４記載のネットワークシステムにおいて、前記複数のノードのうち論理リングを構成する何れかのノードは、送信権の送り元または送り先を複数指定するアドレス表に基づいて送信権の取入れと引渡しを行う手段を備え、送信権が論理リング上を一巡する前に送信権を特定のノードに複数回引き渡す構成からなることを特徴とする。
【００１８】
送信権が一巡する前に送信権を特定のノードに複数回引き渡すことで、ノード間のデータ送受信順序を制御でき、特定のノードに送信の機会を多く与えることができる。
また、処理能力の高いノードまたは通信頻度の高いノードの処理を優先させることができ、処理能力の低いノードがあってもシステム全体の性能低下を防止することができる。
【００１９】
請求項６では、請求項１〜５記載のネットワークシステムにおいて、前記ノードは、送信権を取り入れた場合にデータを有していてもデータを送信することなく送信権の引渡しを行う手段と、この手段を作動または停止させる手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
送信権を取り入れた場合にデータを有していてもデータを送信することなく送信権の引渡しを行うことで、このノードが生成したデータが他ノードに影響を与えることがなくなり、いわば論理リングを維持しつつ前記ノードを仮想的に切り離すことができ、前記ノードの単体デバッグや、前記ノードがない場合のネットワークシステムのデバッグ等に役立てることができる。
【００２１】
請求項７では、請求項１〜６記載のネットワークシステムにおいて、論理リングに新しいノードを加入させる加入処理をＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中に行う手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
加入処理をＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中に行うことで、トークンパッシング方式の高速通信の期間が加入処理のために取られることを防止できる。
なお、ノードが故障した場合にそのノードを論理リングから切り離す切離し処理（離脱処理）とは異なり、前記加入処理の直前のトークンパッシング方式期間中においてもネットワークシステムは通信可能であり、トークンパッシング方式の通信期間を確保することができる。
【００２５】
請求項８では、上記のネットワークシステムにおいて、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを受信する手段と、自ノードが論理リングに組み込まれることを抑止する手段と、を有してデータの送信を行わないノードを備えたことを特徴とする。
【００２６】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを受信してデータの送信を行わないノードについては、送信権を保持する必要がなく論理リングに組み込まないことで、トークンパッシング方式の送信権の巡回時間を更に短くすることができる。
【００２７】
請求項９では、請求項１〜８記載のネットワークシステムにおいて、同一ノード内に複数のタスクが存在する場合に、それぞれのタスク毎に通信方式を設定する手段を備えたことを特徴とする。
【００２８】
タスク毎に通信方式を設定することで、各タスクの重要性や高速性に対応した通信方式を設定することができる。例えば論理リングを構成するノードについてかかる構成とし、高速性が要求されるタスクはトークンパッシング方式にし、高速性があまり要求されないタスクはＣＳＭＡ／ＣＤ方式にすることで、高速性が要求されるタスクの処理や通信を優先することができる。
【００２９】
請求項１０では、請求項１〜９記載のネットワークシステムにおいて、前記複数のノードは、センサまたは他ノードからのデータに基づいてリアルタイム処理を行う手段を有する複数のノード（ｘ）と、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを送信する手段と、自ノード（ｙ）が論理リングに組み込まれることを抑止する手段と、操作スイッチと、この操作スイッチに関する事象発生時に操作スイッチに基づいて予め決められたデータを生成する手段と、を有する複数のノード（ｙ）と、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを受信する手段と、自ノード（ｚ）が論理リングに組み込まれることを抑止する手段と、一定電力を消費する負荷と、ノード（ｙ）からのデータに対応してオンまたはオフする負荷の駆動スイッチと、を有するノード（ｚ）と、を備え、論理リングはノード（ｘ）のアドレスで定義されることを特徴とする。
【００３０】
論理リングをノード（ｘ）のアドレスで定義し、ノード（ｘ）で構成される論理リング上で送信権を一巡させた後で通信方式をトークンパッシング方式からＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替えることで、送信権の巡回により各ノード（ｘ）に高速通信を行う機会を与えた後でＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替えることができる。また、論理リングはノード（ｘ）のアドレスで定義されるので、ノード（ｘ）及びノード（ｙ）の全ノードのアドレスで定義される場合や、ノード（ｘ）及びノード（ｙ）及びノード（ｚ）の全ノードのアドレスで定義される場合に比べ、トークンパッシング方式の送信権の巡回時間を短くすることができる。
【００３１】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える切替権をノード（ｘ）間で巡回させ、切替権を特定の単一ノードに固定しないようにすることで、特定のノード（ｘ）が故障しても他のノード（ｘ）により通信方式の切替えを行うことができ、このネットワークシステムの信頼性を高めることができる。
【００３２】
ノード（ｙ）はＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを送信することで、操作スイッチに関する事象発生時に生成したデータをＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にノード（ｘ）またはノード（ｚ）に送信することができる。
ノード（ｘ）はトークンパッシング方式の期間中にデータを送信することができ、ノード（ｘ）やノード（ｚ）が増設されてもノード（ｘ，ｘ）間の高速通信を保証することができる。
また、送信権および切替権を巡回させる手段をノード（ｙ）やノード（ｚ）に設ける必要がないので、ノード（ｙ）やノード（ｚ）の小型化を図ることができると共に、ノード（ｙ）やノード（ｚ）の増減設を簡易化することができる。
【００３３】
更に、ノード（ｙ）は操作スイッチに基づいて予め決められたデータを生成し、操作スイッチはオン／オフの一方の状態をとるので、ノード（ｙ）が生成するデータの長さは、例えば”１”／”０”の１ビット等という具合に短い。
従って、ノード（ｙ）の送信するデータは短くて済み、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式におけるトラフィック量を小さくすることができ、効率（スループット）を良くして遅延を小さくすることができる。
【００３４】
請求項１１の車両用ネットワークシステムでは、前記伝送路はハーネスまたは光ファイバからなる請求項１〜１０記載のネットワークシステムを自動車等の車両に搭載して構成したことを特徴とする。
【００３５】
請求項１〜１０記載のネットワークシステムを車両用ネットワークシステムに適用することで、共通の伝送路を用いて、マイコンや操作スイッチや各種負荷が増設されてもそれに伴う配線を少なくすることができ、配線重量の増加を少なくすることができる。
また、操作スイッチや各種負荷が増設されても、エンジン制御やブレーキ制御等のリアルタイム処理を行うマイコン間の高速通信を保証することができる。
更に、共通の伝送路にハーネスを用いることで、共通の伝送路を頑丈な構造とすることができる。光ファイバを用いることで、信頼性を高めると共に配線の軽量化を図ることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の車両用ネットワークシステムの構成図である。
【００３７】
このネットワークシステムは、共通の伝送路であるハーネス９に複数のノードＡ〜Ｇを接続して構成され、トークンパッシング方式による通信制御とＣＳＭＡ／ＣＤ方式による通信制御とを切り替えて実行する。
ノードＡ〜Ｄは、センサまたは他ノードからのデータに基づいてリアルタイム処理を行う。
【００３８】
例えば、ノードＡのマイコン４のタスク１は車輪の回転速度センサの出力から車速データを生成し、タスク２は他の処理を行う。
例えば、ノードＢは変速機のギヤの自動切替を制御し、このマイコン４のタスク１は、ノードＡからの車速データから最適なギヤ段数を算出し、タスク２はソレノイドバルブを制御して該ギヤ段数とする。
例えば、ノードＣはハンドルの操舵補助力を制御し、このマイコン４のタスク１は、ノードＡからの車速データとハンドルのトルクセンサから検出したハンドル操舵力とから最適な操舵補助力を算出し、タスク２はモータを制御して該操舵補助力を発生させる。
例えば、ノードＤは後方近接センサに関する制御を行い、このマイコン４のタスク１は車両後方の障害物までの距離を距離センサを用いて測定し、タスク２は所定距離以内になると警報を発生させる。
【００３９】
ノードＥ，Ｆは、操作スイッチ６に関する事象発生時に操作スイッチ６に基づいて予め決められたデータを生成する。ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを送信する手段と、自ノードが論理リングに組み込まれることを抑止する手段と、を有している。
例えば、ノードＥの操作スイッチ６は、そのオン／オフにより、ノードＤの後方近接センサ及びその制御を始動／停止させる。
例えば、ノードＦの操作スイッチ６は、そのオン／オフにより、ノードＧの駆動スイッチ７をオン／オフさせる。
【００４０】
ノードＧは、一定電力を消費する負荷８の駆動スイッチ７をノードＦからのデータに対応してオンまたはオフさせる。ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを受信する手段と、自ノードが論理リングに組み込まれることを抑止する手段と、を有し、ノードＧはデータの送信を行わない。
例えば、ノードＧの駆動スイッチ７は、そのオン／オフにより、負荷８であるヘッドライトをオン／オフさせる。
【００４１】
この車両用ネットワークシステムでは、論理リングはノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのアドレスで定義されており、送信権を論理リング上で一巡させた後に通信方式をトークンパッシング方式からＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える手段と、このＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える切替権を論理リング上で巡回させる手段と、を備えている。
【００４２】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える切替権を論理リング上で巡回させる前記手段は、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替えのブロードキャストを行う権利を論理リング上で巡回させる手段からなり、送信権を論理リング上で一巡させた後に通信方式をトークンパッシング方式からＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える前記手段は、送信権を論理リング上で一巡させた後になされる前記ブロードキャストに基づいて通信方式をトークンパッシング方式からＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える手段からなる。
【００４３】
ノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、送信権の送り元と送り先を指定するアドレス表に基づいて送信権の取入れと引渡しを行う手段と、切替権の送り元と送り先を指定するアドレス表に基づいて切替権の取入れと引渡しを行う手段と、を備え、送信権の送り元と送り先を指定するアドレス表と切替権の送り元と送り先を指定するアドレス表とを兼用している。もちろん、送信権の送り元と送り先は、ノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれかである。
【００４４】
車両用ネットワークシステムは、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替ってから予め定めた所定時間（例えば１０ｍｓまたは１００ｍｓ等）が経過すると、当該所定時間の経過後になされるトークンパッシング方式への切替えのブロードキャストに基づいて通信方式をトークンパッシング方式に切り替える手段を備えている。
また、論理リングに新しいノードを加入させる加入処理をＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中に行う手段を備えている。
【００４５】
ノードＡ〜Ｄは通信モジュール５とマイコン４とを備え、マイコン４は複数のタスク１，２を処理するリアルタイム・オペレーティングシステム３を備えている。
なお、通信モジュール５の構成はノードＡ〜Ｇにおいて同じであり、マイコン４の構成はノードＡ〜Ｄにおいて同じであり、操作スイッチ６の構成はノードＥ，Ｆにおいて同じである。
【００４６】
ノードＡ，Ｅ，Ｇの構成図を、各々図２，図３，図４に示す。
通信モジュール５は、ＭＡＣ（ Media Access Controll；媒体アクセス制御）層１１と物理層１６と局管理部１７とを備えている。
ＭＡＣ層１１は、Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１２とアクセス制御部１３と受信管理部１４と送信管理部１５とから構成されている。
【００４７】
Ｉ／Ｆ部１２はＩ／Ｆレジスタを備えており、ノード内タスク等からの送受信要求等はＩ／Ｆレジスタの状態に基づいて判定することができる。
扱う状態は、例えば、タイムアウトセット、データ送信、データ受信、タイムアウト付きデータ送信、タイムアウト付きデータ受信、共有メモリ書込み、共有メモリ読出し、送信モード選択（トークンパッシング方式またはＣＳＭＡ／ＣＤ方式）等である。データやノードアドレス等の受渡しも行う。
更に、局管理部１７との通信に関するパラメータの受渡しも行う。
【００４８】
アクセス制御部１３は、送出フレームの組立てとフレーム検査シーケンスの生成等を行う。フレーム組立てでは、フレームの各フィールド（フレーム検査シーケンスを除く）に、Ｉ／Ｆレジスタを経て提供される情報（宛先アドレス、送信元アドレス、データ（データユニット））を格納する。そして、フレーム検査シーケンスを生成し、データフィールドの次のフィールドに格納する。
また、受信フレームの境界の識別、アドレス識別、フレーム検査シーケンスの検証、および受信したフレームの各フィールド（フレーム検査シーケンスを除く）をＩ／Ｆレジスタへ送るためのフレーム分解等を行う。
アクセス制御部１３はアドレス表と送信バッファを備えている。
また、論理リング初期化、各種トークンの生成、データの受渡し、障害の検出と復旧等を行う。ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中に衝突検出の通知を受けると、送信管理部に対してジャムの送出を依頼する。
【００４９】
受信管理部１４は、衝突による破壊フレームの除去、破棄等を行う。所定長より短い受信フレームは衝突によって生じた破壊フレームであるとみなして除去する。受信した有効フレームのみがアクセス制御部１３に渡される。
【００５０】
送信管理部１５は、伝送路通過中のフレームの優先、フレーム間隔調整、衝突回避、衝突検出による衝突状態強化（ジャム送出）、衝突バックオフ処理（再送スケジューリング）等を行う。
また、アクセス制御部１３からのジャム送出の依頼があると、送信メッセージの送信を保留し、ジャムコードを物理層１６に渡す。保留された送信メッセージは、再送スケジューリングに基づいて再送される。タイムアウトの設定がある場合は、その期間を経過すると、保留された送信メッセージは破棄される。
【００５１】
物理層１６は、プリアンブルの生成と除去、アクセス制御部１２からのデータのビットエンコード／デコード（マンチェスタ符号処理）、ビット送受信、キャリア検知、衝突検出等を行う。
キャリア検知または衝突検出があると、そのことをアクセス制御部１３等に通知する。
【００５２】
局管理部１７はノードを監視制御するため、そのノード・レベルあるいはローカル・レベルで必要なサービスを提供する。
例えば、リングの構成管理、リングへのノードの加入・離脱の管理、ノードの障害の切分けと回復等を行う。
また、プロトコルの初期化、ノードアドレスの設定、スロット時間の設定等を行う。
【００５３】
図５（Ａ）は各種トークン等の制御フレームのフォーマットを示す説明図であり、図５（Ｂ）はデータフレームのフォーマットを示す説明図であり、図５（Ｃ）はＩ／Ｆレジスタのフォーマットの説明図である。
【００５４】
図５（Ａ）の符号ＳＯＭはメッセージ開始コードのフィールドを示し、例えば７ビットの長さとする。
図５（Ａ）の符号ＦＣはフレーム制御のフィールドを示し、例えば５ビットの長さとする。送信権（フリートークン）、切替権（プリビレッジトークン）、データフレーム、加入要求、及び、アドレス設定要求とこれらの確認応答、トークンパッシング方式への切替え、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替え等に対応したコードがある。
図５（Ａ）の符号ＤＡはフレームの宛先アドレスのフィールドを示し、例えば７ビットの長さとする。トークンパッシング方式への切替えやＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替え等のブロードキャスト（切替放送）の場合はこの７ビットの値を全部０とする。
図５（Ａ）の符号ＳＡはフレームの送信元アドレスのフィールドを示し、例えば７ビットの長さとする。
図５（Ａ）の符号ＦＣＳはフレーム検査シーケンスのフィールドを示し、例えば１６ビットの長さとする。
図５（Ａ）の符号ＥＯＭはメッセージ終端コードのフィールドを示し、例えば１ビットの長さとする。
【００５５】
図５（Ｂ）の符号ＳＯＭ，ＦＣ，ＤＡ，ＳＡ，ＦＣＳ，ＥＯＭについては、図５（Ａ）と同様である。
図５（Ｂ）の符号ＤＵはデータユニットのフィールドを示し、例えば１８〜２０６６ビットの長さとする。
【００５６】
図５（ｂ１）と図５（ｂ２）は、図５（Ｂ）のデータユニットのフォーマットを示す説明図である。
図５（ｂ１）の符号ＵＩＤはデータユニット識別子のフィールドを示し、例えば２ビットの長さとする。
図５（ｂ１）の符号ＤＩＤはデータ識別子（共有メモリ識別子）のフィールドを示し、例えば８ビットの長さとする。
図５（ｂ１）の符号ＤＬＮはデータ長のフィールドを示し、例えば８ビットの長さとする。
図５（ｂ１）の符号ＤＡＴＡはデータのフィールドを示し、例えば０〜２０４０ビットの長さとする。
【００５７】
図５（ｂ２）の符号ＵＩＤ，ＤＩＤ，ＤＬＮ，ＤＡＴＡについては、図５（ｂ１）と同様である。
図５（ｂ２）の符号ＴＩＤはタスク識別子のフィールドを示し、例えば８ビットの長さとする。例えばノードのマイコンがマルチタスク処理を行う場合に、データ（データユニット）を送受するタスクの識別に使用する。
【００５８】
図５（Ｃ）に示すＩ／Ｆレジスタは、ノード制御レジスタとコマンドレジスタとステータスレジスタとデータレジスタとを備えている。Ｉ／Ｆレジスタはマイコンのオペレーティングシステム、操作スイッチ、駆動スイッチ、または、ユーザ等とＭＡＣ層の間のインタフェースを受け持つ。
【００５９】
ノード制御レジスタは、リセット，割込等のノードの設定を行う。ＴＨＴビット、ＩＮＲビット、および、ＴＭＳビットを少なくとも備えており、例えば１６ビットの長さとする。
ノード制御レジスタのＴＨＴビットは通常のデータ送受信を行わずにトークンの制御を行う場合等に”１”をセットする。
例えば、送信権を取り入れた場合にデータを有していてもデータを送信することなく送信権の引渡しを行う場合に”１”をセットする。また、データを有していてもデータを送信しない場合に”１”をセットする。
【００６０】
ノード制御レジスタのＩＮＲビットは、ノードが論理リングに加入するとき”１”にセットされ、論理リングから離脱するとき”０”にリセットされる。
例えば、システム稼働中に”０”にすると、ノードの切離し処理がなされて、他ノードにより論理リングが維持される。
ノードＥ〜Ｇでは常に”０”であり、論理リングに組み込まれることを抑止している。
【００６１】
ノード制御レジスタのＴＭＳビットは、ノードがデータ（データフレーム）を送信するときのネットワークシステムの通信方式を、マイコンのオペレーティングシステムやユーザ等が指定するときに用いられる。
ＴＭＳビットは２ビットからなり、”００”の場合はトークンパッシング方式専用となり、”０１”の場合はＣＳＭＡ／ＣＤ方式専用となり、”１０”の場合は送信バッファ内のフラグ（ユーザがセット）に依存する。
ＴＭＳビットはノードＡ〜Ｄでは”００”であり、ノードＥ〜Ｇでは”０１”である。なお、ノードＡ〜Ｄでは”０１”としてＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間にのみデータを送信してもよいし、”１０”として送信バッファ内のフラグ（タスク毎に設定）に基づいた通信方式としてもよい。
【００６２】
コマンドレジスタは、初期値設定およびデータ書込みの操作等を行う。コードビットとデータ書込みビットとを少なくとも備えており、例えば８ビットの長さとする。
例えば、データレジスタに各種初期値を設定し、コードビットに設定対象コードを設定し、データ書込みビットを”１”にすることで、通信モジュールに各種初期値が設定される。
【００６３】
コードビットは４ビットからなり、設定対象コードは、例えば自ノードアドレス、スロット時間、フリートークン保持時間、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式期間、再送回数、送り元アドレス（先行ノードアドレス）、送り先アドレス（後続ノードアドレス）、プリビレッジノード、送信データ指示等に対応したコードからなる。
【００６４】
データ書込みビットは、”１”にセットすると、設定対象コードに従ってデータレジスタの値が通信モジュールの各種初期値として設定される。
設定対象コードが送信データ指示の場合は、データレジスタの値が送信バッファにコピーされ、即ちそのノードのマイコンや各種操作スイッチからのデータを送信バッファにコピーすることができる。
【００６５】
ステータスレジスタはノードの状態等を示す。ＴＭビットとＰＮビットとを少なくとも備えており、例えば１６ビットの長さとする。
【００６６】
ＴＭビットは、現在の通信方式を示している。”１”の場合はトークンパッシング方式であり、”０”の場合はＣＳＭＡ／ＣＤ方式である。
例えば、トークンパッシング方式への切替えのブロードキャストがあると”１”にセットされ、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替えのブロードキャストがあると”０”にリセットされる。
【００６７】
ＰＮビットは、切替権を保持するノード（プリビレッジノード）が送信権の一巡を検知した場合等に”１”にセットされ、切替権を他ノードに引き渡すと”０”にリセットされる。
例えば、プリビレッジノードが送信権を取り入れると”１”にセットされる。送信権が一巡する前に該ノードに送信権を複数回引き渡す場合は、送信権を取り入れた回数をカウントして当該複数回だけ送信権を取り入れると”１”にセットされる。ノードＥ〜Ｇでは常に”０”である。
【００６８】
データレジスタは、他ノードから受信したデータフレームのデータユニットの値がコピーされ、または、マイコンや操作スイッチ等からの情報（データ等）がコピーされる。例えば、２０６６ビットの長さとする。
【００６９】
図６は、論理リングに新しいノードを加入させる加入処理の一例の説明図である。ノード間をつなぐ実線の矢印を用いて論理リングを示している。
ノードＡ，Ｂ，Ｃのアドレスで定義される論理リングにノードＤを加入する場合である。なお、ノードＡはプリビレッジノードである。ノードＥ〜Ｇは省略して描いている。
符号Ｑは送信権の送り元アドレス（先行ノードアドレス）を示し、符号Ｒは送信権の送り先アドレス（後続ノードアドレス）を示す。
【００７０】
ノードＤは、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中に、フレーム制御（ＦＣ）が加入要求を示す制御フレームをブロードキャストする。
ノードＡ〜Ｇは加入要求の制御フレームを受信する。
ノードＢ〜Ｇは、受信したこの制御フレームを破棄する。
【００７１】
プリビレッジノードＡは、この制御フレームの送信元アドレスＳＡに示されたノードＤのアドレス値を、ワークレジスタＷにコピーする。
そして、ノードＡは、アドレス設定要求の制御フレームを、後続ノードＢに送信する。このとき、データユニットの値はノードＤのアドレス値とする。
【００７２】
ノードＢは、アドレス設定要求の制御フレームを受信し、送り元アドレスＱをノードＤのアドレス値に書き換える。
そして、ノードＢは、アドレス設定要求の確認応答（ａｃｋ）の制御フレームを、ノードＡに送信する。
【００７３】
ノードＡは、アドレス設定要求の確認応答の制御フレームを受信する。
そして、ノードＡは、加入要求の確認応答の制御フレームを、ノードＤに送信する。このとき、データユニットＤＵの値はノードＢのアドレス値とする。
【００７４】
ノードＤは、加入要求の確認応答の制御フレームを受信し、送り元アドレスＱを送信元アドレスＳＡによりノードＡのアドレス値とし、送り先アドレスＲをデータユニットＤＵによりノードＢのアドレス値とする。
そして、アドレス設定要求の確認応答の制御フレームを、ノードＡに送信する。ノードＡは、送り先アドレスＲをワークレジスタＷ（またはフレームの送信元アドレスＳＡ）の値としてノードＤのアドレス値に書き換える。
【００７５】
図６に示す上記の処理がＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中に行われると、次のトークンパッシング方式の期間中にはＡ→Ｄ→Ｂ→Ｃの順に送信権が巡回することとなる。
【００７６】
図７は、通信方式の切替えの説明図である。ノードＦ，Ｇは省略して描いている。
トークンパッシング方式の期間中に、プリビレッジノードＡが送信権の一巡を検出すると、フレーム制御（ＦＣ）がＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替えを示す制御フレームをブロードキャストする（ＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替えのブロードキャストを行う）。
このブロードキャストに基づいて、通信方式はトークンパッシング方式からＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替る。
【００７７】
そして、例えばノードＥは、操作スイッチ６に基づいて生成されたデータをデータフィールドに格納し、データフレームをノードＤに送信する。
【００７８】
ノードＤは、受信したデータフレームの宛先アドレスＤＡがノードＤであることを識別して、データ（データユニット）をＩ／Ｆ部のデータレジスタにコピーする。
ノードＤのマイコンのオペレーティングシステムまたはアプリケーションプログラムは、データレジスタにアクセスして、ノードＥからのデータ（データユニット）を得る。
【００７９】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替ってから予め定めた所定時間が経過すると、プリビレッジノードＡはトークンパッシング方式への切替えのブロードキャストを行う。
このブロードキャストに基づいて、通信方式はＣＳＭＡ／ＣＤ方式からトークンパッシング方式に切り替る。
【００８０】
ノードＡは、送信すべきデータが送信バッファ内にある場合はそのデータを送信した後、プリビレッジトークン（Ｐトークン）を送り先アドレスＲが示す後続ノードＤに送信して切替権を後続ノードＤに引き渡す。
ノードＤではプリビレッジトークンを受信して切替権を取り入れることで、切替権を取得すると同時に送信権も取得したこととする。
【００８１】
図７に示す上記の処理により通信方式が切り替り、切替権と送信権が次ノードに引き渡される。
【００８２】
図８は、論理リングからノードを切り離す切離し処理の一例の説明図である。
ノード間をつなぐ実線の矢印を用いて論理リングを示している。
ノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのアドレスで定義される論理リングからノードＣを切り離す場合である。なお、ノードＢはプリビレッジノードである。ノードＥ〜Ｇは省略して描いている。
【００８３】
ノードＢは、後続ノードＣにフリートークンを送信した場合に、例えば後続ノードＣが送信するフレームが所定時間経過しても伝送路上に存在しなかったとき、後続ノード要求の制御フレームをブロードキャストする。このとき、データユニットＤＵはノードＣのアドレス値とする。
ノードＡ，Ｄ，Ｅ〜Ｇは後続ノード要求の制御フレームを受信する。
ノードＡ，Ｅ〜Ｇは、この制御フレームを破棄する。
【００８４】
ノードＤは、データユニットＤＵの値と送り元アドレスＱが一致することを識別して、送り元アドレスＱをこの制御フレームの送信元アドレスＳＡが示すノードＢのアドレス値に書き換える。
そして、後続ノード要求の確認応答の制御フレームを、ノードＢに送信する。
【００８５】
ノードＢは、後続ノード要求の確認応答の制御フレームを受信し、送り先アドレスＲをこの制御フレームの送信元アドレスＳＡが示すノードＤのアドレス値に書き換える。
そして、ノードＢは、フリートークンをノードＤに送信し、送信権をノードＤに引き渡す。
【００８６】
ノードＤは、フリートークンを受信して送信権を取り入れる。
図８に示す上記の処理により、論理リングからノードＣが切り離され、送信権がノードＤに引き渡される。
【００８７】
図９は、ノードのアドレス表と論理リングの一例の説明図である。
論理リングを構成するノードＡ〜ＤのうちノードＡは、送信権の送り元または送り先を複数指定するアドレス表に基づいて送信権の取入れと引渡しを行う手段を備え、送信権が論理リング上を一巡する前に送信権を特定のノードＡに複数回（２回）引き渡すものである。
【００８８】
ノードＡは、送信権の送り元アドレス（先行ノードアドレス）Ｑ１，Ｑ２と、送信権の送り先アドレス（後続ノードアドレス）Ｒ１，Ｒ２と、からなるアドレス表を備える。
送り元アドレスＱ１，Ｑ２は各々ノードＤ，Ｃのアドレス値を示し、送り先アドレスＲ１，Ｒ２は各々ノードＢ，Ｄのアドレス値を示している。
例えば、ノードＡはフリートークンを送信すると、または後続ノードによるフレーム送信を確認すると、直ちにＱ１，Ｒ１のペアのアドレス表からＱ２，Ｒ２のペアのアドレス表に切り替えてもよい。
または、ノードＡは後述する初期処理の段階からノードＡのフリートークンの送信回数を計数する計数器と割算器をアクセス管理部に備え、この計数値を２などの数（先行ノードアドレスと後続ノードアドレスのペア数）で割算した剰余に基づいて、先行ノードアドレスと後続ノードアドレスのペアを切り替えてもよい。プリビレッジトークンについても同様である。
【００８９】
ノードＢは、送信権の送り元アドレスＱと、送信権の送り先アドレスＲと、からなるアドレス表を備える。
送り元アドレスＱはノードＡのアドレス値を示し、送り先アドレスＲはノードＣのアドレス値を示している。
【００９０】
ノードＣは、送信権の送り元アドレスＱと、送信権の送り先アドレスＲと、からなるアドレス表を備える。
送り元アドレスＱはノードＢのアドレス値を示し、送り先アドレスＲはノードＡのアドレス値を示している。
【００９１】
ノードＤは、送信権の送り元アドレスＱと、送信権の送り先アドレスＲと、からなるアドレス表を備える。
送り元アドレスＱはノードＡのアドレス値を示し、送り先アドレスＲはノードＡのアドレス値を示している。
【００９２】
従って、送信権はＡ→Ｂ→Ｃ→Ａ→Ｄの順に巡回することとなり、送信権が論理リングを一巡する前に送信権をノードＡに２回引き渡すことができる。
【００９３】
図１０は、ノードのアドレス表と論理リングの一例の説明図である。
論理リングを構成するノードＡ〜ＤのうちノードＡ，Ｂは、送信権の送り元または送り先を複数指定するアドレス表に基づいて送信権の取入れと引渡しを行う手段を備え、送信権が論理リング上を一巡する前に送信権を特定のノードＡ，Ｂに複数回（２回）引き渡すものである。
【００９４】
ノードＡは、送信権の送り元アドレスＱ１，Ｑ２と、送信権の送り先アドレスＲ１，Ｒ２と、からなるアドレス表を備える。
送り元アドレスＱ１，Ｑ２は各々ノードＤ，Ｂのアドレス値を示し、送り先アドレスＲ１，Ｒ２は各々ノードＢ，Ｂのアドレス値を示している。
例えば、ノードＡはフリートークンを送信すると、または後続ノードによるフレーム送信を確認すると、直ちにＱ１，Ｒ１のアドレス表からＱ２，Ｒ２のアドレス表に切り替える。
または、ノードＡは後述する初期処理の段階からノードＡのフリートークンの送信回数を計数する計数器と割算器をアクセス管理部に備え、この計数値を２などの数（先行ノードアドレスと後続ノードアドレスのペア数）で割算した剰余に基づいて、先行ノードアドレスと後続ノードアドレスのペアを切り替えてもよい。プリビレッジトークンについても同様である。
【００９５】
ノードＢは、送信権の送り元アドレスＱ１，Ｑ２と、送信権の送り先アドレスＲ１，Ｒ２と、からなるアドレス表を備える。
送り元アドレスＱ１，Ｑ２は各々ノードＡ，Ａのアドレス値を示し、送り先アドレスＲ１，Ｒ２は各々ノードＡ，Ｃのアドレス値を示している。
例えば、ノードＢはフリートークンを送信すると、または後続ノードによるフレーム送信を確認すると、直ちにＱ１，Ｒ１のアドレス表からＱ２，Ｒ２のアドレス表に切り替える。
または、ノードＢは後述する初期処理の段階からノードＢのフリートークンの送信回数を計数する計数器と割算器をアクセス管理部に備え、この計数値を２などの数（先行ノードアドレスと後続ノードアドレスのペア数）で割算した剰余に基づいて、先行ノードアドレスと後続ノードアドレスのペアを切り替えてもよい。プリビレッジトークンについても同様である。
【００９６】
ノードＣは、送信権の送り元アドレスＱと、送信権の送り先アドレスＲと、からなるアドレス表を備える。
送り元アドレスＱはノードＢのアドレス値を示し、送り先アドレスＲはノードＤのアドレス値を示している。
【００９７】
ノードＤは、送信権の送り元アドレスＱと、送信権の送り先アドレスＲと、からなるアドレス表を備える。
送り元アドレスＱはノードＣのアドレス値を示し、送り先アドレスＲはノードＡのアドレス値を示している。
【００９８】
従って、送信権はＡ→Ｂ→Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順に巡回することとなり、送信権が論理リングを一巡する前に送信権をノードＡに２回引き渡すことができ、ノードＢに２回引き渡すことができる。
【００９９】
図１１〜図１４は、本発明の車両用ネットワークシステムの簡易フローチャートである。
各ノードＡ〜Ｇの通信モジュールは、ＣＰＵ（中央処理装置）とＲＯＭとＲＡＭとを備えてプログラムを実行する。図１１〜図１４のフローチャートに対応するプログラムは前記ＲＯＭに格納されている。アドレス表（アドレステーブル）は、前記ＲＯＭに格納してもよいし、前記ＲＡＭに格納してもよい。
車両用ネットワークシステムでは、イグニッションキーをオンした場合やシステムリセットした場合等に、プリビレッジノードは初期処理を行うと共にその他のノードはフレーム受信を行う状態となり、続いて各ノードは繰返し処理を行う状態となる。
【０１００】
初期処理のフローチャートを図１１に示す。
ステップＦ１では、Ｉ／ＦレジスタのＴＭビットを１にセットして、現在の通信方式をトークンパッシング方式に初期設定する。
また、ノードＡ〜Ｄのうちで何れか１つのノード（例えばノードＡ）は、そのＩ／ＦレジスタのＰＮビットを１にセットし、このノードが送信権と切替権を保持することとする。
【０１０１】
ステップＦ２では、ＰＮビットの値を判定する。
ＰＮビットの値が１でない場合は、この初期処理を終了する。
ＰＮビットの値が１である場合は、ステップＦ３に進む。
【０１０２】
ステップＦ３では、ＴＨＴビットの値を判定する。
ＴＨＴビットの値が１である場合は、データ（データフレーム）の送信を行わず、ステップＦ７に進む。
ＴＨＴビットの値が１でない場合は、ステップＦ４に進む。
【０１０３】
ステップＦ４では、該ノードにおいて送信すべきデータが送信バッファにあるか否か判定する。
データがない場合は、ステップＦ７に進む。
データがある場合は、ステップＦ５に進む。
【０１０４】
ステップＦ５では、ＴＭＳビットの値とＴＭビットの値とが示す通信方式が一致するか否か判定する。
ＴＭＳビットの値がＣＳＭＡ／ＣＤ方式を示す場合は、ステップＦ７に進む。ＴＭＳビットの値がトークンパッシング方式を示す場合は、ステップＦ６に進み、トークンパッシング方式に基づいてデータフレームを宛先アドレスＤＡのノードに送信し、ステップＦ７に進む。
ステップＦ７では、フリートークンを送り先アドレスＲのノードに送信して送信権を引き渡し、初期処理を終了する。
【０１０５】
繰返し処理のフローチャートを、図１２〜図１６に示す。
ステップＦ１１では、該ノードが自分宛のエラーのない新しいフレームまたはブロードキャストフレームを受信したか否かを判定する。新しいフレームを受信していない場合や自ノード宛でない場合や破壊フレーム等のエラーの場合は、当該フレームを除去または破棄してステップＦ２０に進む。
自分宛のエラーのない新しいフレームを受信した場合は、ステップＦ１２に進む。なお、フレーム検査シーケンスの検証等によりエラーを識別することができる。
【０１０６】
ステップＦ１２では、受信フレームのフレーム制御（ＦＣ）の値を識別し、受信フレームはフリートークン（Ｆトークン）か否かを判定する。
フリートークンである場合は、図１３に示すステップＦ３１に進む。
フリートークンでない場合は、ステップＦ１３に進む。
【０１０７】
ステップＦ１３では、受信フレームはプリビレッジトークン（Ｐトークン）か否かを判定する。
プリビレッジトークンである場合は、図１４に示すステップＦ４１に進む。
プリビレッジトークンでない場合は、ステップＦ１４に進む。
【０１０８】
ステップＦ１４では、受信フレームはデータフレームか否かを判定する。
データフレームである場合は、ステップＦ１５に進んでデータフレームのデータユニットＤＵをＩ／Ｆレジスタ（のデータレジスタ）にコピーし、通信モジュールの外部から読出し可能とする。
データフレームでない場合は、ステップＦ１６に進む。
【０１０９】
ステップＦ１６では、受信フレームはＣＳＭＡ／ＣＤ方式（ＣＣ方式）への切替えのブロードキャストフレームか否かを判定する。
該ブロードキャストフレームである場合は、図１６に示すステップＦ６１に進む。
該ブロードキャストフレームでない場合は、ステップＦ１７に進む。
【０１１０】
ステップＦ１７では、受信フレームはトークンパッシング方式（ＴＰ方式）への切替えのブロードキャストフレームか否かを判定する。
該ブロードキャストフレームである場合は、ステップＦ１８に進んでＴＭビットを１にセットしてから図１４に示すステップＦ４１に進む。
該ブロードキャストフレームでない場合は、ステップＦ１９に進む。
【０１１１】
ステップＦ１９では、受信フレームのフレーム制御（ＦＣ）に基づくその他の処理を行う。
例えば、受信フレームがハロートークンの場合は、ハロートークンの確認応答を送信する。
受信フレームが加入要求の制御フレームである場合、かつ、プリビレッジノードがＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中に受信した場合は、この制御フレームの送信元アドレスＳＡが示すアドレス値をデータユニットＤＵに格納し、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の通信制御に基づいてアドレス設定要求の制御フレームを送り先アドレスＲのノードに送信する。
また、図６〜図８に示すその他の処理等を行う。
【０１１２】
ステップＦ２０では、自ノードがフリートークンを送信した場合に、後続ノードからフレーム送信がなされずに予め定めた所定時間内が経過したか否かを判定する。
該所定時間が経過していない場合は、ステップＦ１１に進む。
該所定時間が経過した場合、ステップＦ２１に進み、送り先アドレスＲの値をデータユニットＤＵに格納して後続ノード要求の制御フレームをブロードキャストし、ステップＦ１１に進む。
【０１１３】
ステップＦ３１では、ＴＨＴビットの値が１であるか否かを判定する。
ＴＨＴビットの値が１である場合は、データ（データフレーム）の送信を行わず、ステップＦ３５に進む。
ＴＨＴビットの値が１でない場合は、ステップＦ３２に進む。
【０１１４】
ステップＦ３２では、該ノードにおいて送信すべきデータが送信バッファにあるか否かを判定する。
データがない場合は、ステップＦ３５に進む。
データがある場合は、ステップＦ３３に進む。
【０１１５】
ステップＦ３３では、ＴＭＳビットの値とＴＭビットの値とが示す通信方式が一致するか否か判定する。
ＴＭＳビットの値がトークンパッシング方式を示す場合は、ステップＦ３４に進み、トークンパッシング方式の通信制御に基づいてデータフレームを宛先アドレスＤＡのノードに送信し、ステップＦ３５に進む。
ＴＭＳビットの値がＣＳＭＡ／ＣＤ方式を示す場合は、ステップＦ３５に進む。
【０１１６】
ステップＦ３５では、ＰＮビットの値が１か否かを判定する。
ＰＮビットの値が１でない場合は、ステップＦ３６に進み、フリートークンを送信して、図１５に示すステップＦ５１に進む。
ＰＮビットの値が１である場合は、ステップＦ３７に進む。
【０１１７】
ステップＦ３７では、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間を予め定めた期間設定タイマをセットし、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替えのブロードキャストを行う。また、ＴＭビットの値を０にし、図１５に示すステップＦ５１に進む。
【０１１８】
このＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間が経過した場合は、プリビレッジノードは割込み処理を開始する。
ステップＦ３８では、トークンパッシング方式への切替えのブロードキャストを行い、ステップＦ３９に進んでプリビレッジトークンを後続ノードに送信し、ステップＦ４０に進んでＴＭビットを１にセットして、図１５に示すステップＦ５１に進む。
【０１１９】
ステップＦ４１では、ＰＮビットの値が１であるか否かを判定する。
ＰＮビットの値が１でない場合は、ステップＦ４４に進む。
ＰＮビットの値が１である場合は、ステップＦ４２に進み、送信元アドレスＳＡが自ノードアドレスより大きいか否かを判定する。
自ノードアドレスより大きくない場合は、ステップＦ４４に進む。
自ノードアドレスより大きい場合は、ステップＦ４３に進んでＰＮビットを０にリセットしてステップＦ４４に進む。
即ち、プリビレッジトークンの重複の場合は、ノードアドレスの大きい方をプリビレッジノードとする。
【０１２０】
ステップＦ４４では、ＴＨＴビットの値が１であるか否かを判定する。
ＴＨＴビットの値が１である場合は、データ（データフレーム）の送信を行わず、ステップＦ４８に進む。
ＴＨＴビットの値が１でない場合は、ステップＦ４５に進む。
【０１２１】
ステップＦ４５では、該ノードにおいて送信すべきデータが送信バッファにあるか否かを判定する。
データがない場合は、ステップＦ４８に進む。
データがある場合は、ステップＦ４６に進む。
【０１２２】
ステップＦ４６では、ＴＭＳビットの値とＴＭビットの値とが示す通信方式が一致するか否か判定する。
ＴＭＳビットの値がトークンパッシング方式を示す場合は、ステップＦ４７に進み、トークンパッシング方式の通信制御に基づいてデータフレームを宛先アドレスＤＡのノードに送信し、ステップＦ４８に進む。
ＴＭＳビットの値がＣＳＭＡ／ＣＤ方式を示す場合は、ステップＦ４８に進む。
ステップＦ４８では、フリートークンを送信して、図１５に示すステップＦ５１に進む。
【０１２３】
ステップＦ５１では、通信モジュール内の変数ＩｎＲｉｎｇの値を判定する。
変数ＩｎＲｉｎｇの値が０である場合は、ステップＦ１１に進む。
変数ＩｎＲｉｎｇの値が０でない場合は、ステップＦ５２に進む。
なお、変数ＩｎＲｉｎｇの値は、論理リングに組み込まれているノードでは１に設定されており、論理リングから切り離されているノードでは０に設定されている。
【０１２４】
ステップＦ５２では、Ｉ／ＦレジスタのＩＮＲビットの値を判定する。
ＩＮＲビットの値が０でない場合は、ステップＦ１１に進む。
ＩＮＲビットの値が０である場合は、論理リングから外れる要求があることを示しており、ステップＦ５３に進む。
【０１２５】
ステップＦ５３では、ＰＮビットの値を判定する。
ＰＮビットの値が１でない場合は、ステップＦ５５に進む。
ＰＮビットの値が１である場合は、ステップＦ５４に進む。
【０１２６】
ステップＦ５４では、プリビレッジトークンを後続ノードに送信し、ステップＦ５５に進む。これにより、プリビレッジノードの場合はプリビレッジトークンを持ったまま離脱することを防止することができる。
ステップＦ５５では、変数ＩｎＲｉｎｇの値を０にリセットして該ノードを論理リングから外れた状態とする。
【０１２７】
ステップＦ６１では、ＴＭビットの値を０にリセットして、現在ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中であることを該ノードに示す。
ステップＦ６２では、通信モジュール内の変数ＩｎＲｉｎｇの値を判定する。変数ＩｎＲｉｎｇの値が１である場合は、該ノードは論理リングにすでに入っており、ステップＦ６５に進む。
変数ＩｎＲｉｎｇの値が１でない場合は、該ノードは論理リングから既に外れており、ステップＦ６３に進む。
【０１２８】
ステップＦ６３では、Ｉ／ＦレジスタのＩＮＲビットの値を判定する。
ＩＮＲビットの値が１でない場合は、ステップＦ１１に進む。
ＩＮＲビットの値が１である場合は、論理リングへの加入要求があることを示し、ステップＦ６４に進み、該ノードはＣＳＭＡ／ＣＤ方式の通信制御に基づいて加入要求の制御フレームをブロードキャストする。
【０１２９】
ステップＦ６５では、ＴＨＴビットの値が１であるか否かを判定する。
ＴＨＴビットの値が１である場合は、データ（データフレーム）の送信を行わず、ステップＦ１１に進む。
ＴＨＴビットの値が１でない場合は、ステップＦ６６に進む。
【０１３０】
ステップＦ６６では、該ノードにおいて送信すべきデータが送信バッファにあるか否かを判定する。
データがない場合は、ステップＦ１１に進む。
データがある場合は、ステップＦ６７に進む。
【０１３１】
ステップＦ６７では、ＴＭＳビットの値とＴＭビットの値とが示す通信方式が一致するか否か判定する。
ＴＭＳビットの値がトークンパッシング方式を示す場合は、ステップＦ１１に進む。
ＴＭＳビットの値がＣＳＭＡ／ＣＤ方式を示す場合は、ステップＦ６８に進み、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の通信制御に基づいてデータフレームを宛先アドレスＤＡのノードに送信し、ステップＦ１１に進む。
【０１３２】
トークンパッシング方式への切替えのブロードキャスト（一斉同報）では、ブロードキャストフレームにプリアンブルを付加して、このフレームの優先度を高めてもよい。加入要求の制御フレームにプリアンブルを付加してもよい。
【０１３３】
また、図７では、プリビレッジトークンの送受信によりフリートークンの送受信を兼用しているが、プリビレッジトークンの送信とその確認応答の受信を行う構成としてもよく、プリビレッジトークンの送信とその確認応答の受信後に、フリートークンの送信とその確認応答の受信を行う構成としてもよい。
【０１３４】
図１〜図４において、通信モジュール５とマイコン４との間、または、通信モジュール５と操作スイッチ６或いは駆動スイッチ７との間にレジスタを介在させてもよい。通信モジュール５と操作スイッチ６との間にレベル変換器（Ａ／Ｄ変換器）を介在させてもよい。
ハーネス９に代えて光ファイバを用い、各ノードに発光素子と受光素子を備え、または更にハーフミラーを備えて車両用ネットワークシステムを構成してもよい。図１２ではステップＦ１８の後、ステップＦ１１に進む構成としてもよい。なお、上記実施形態は本発明の一例であり、本発明は上記実施形態に限定されない。
【０１３５】
【発明の効果】
請求項１に係るネットワークシステムによれば、送信権を巡回させて各ノードに高速通信を行う機会を与えた後でＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替えることができ、トラフィック量が増加してもノード間の高速通信を保証することができる。
また、処理能力の高いノードはトークンパッシング方式の期間中にデータを通信し、処理能力の低いノードはＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にデータを通信することで、処理能力の高いノードの通信の高速化を図ることができる。
【０１３６】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える切替権を論理リング上で巡回させ、切替権を特定の単一ノードに固定しないようにすることで、特定のノードが故障しても他のノードにより通信方式の切替えを行うことができ、このネットワークシステムの信頼性を高めることができる。
またＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを送信するノードについては、送信権を保持する必要がなく論理リングに組み込まないことで、ネットワークシステムの全ノード間で送信権を巡回させる場合に比べ、トークンパッシング方式の送信権の巡回時間を短くすることができる。
【０１３７】
請求項２に係るネットワークシステムによれば、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替えのブロードキャストを行うことで、ネットワークシステムの全ノードにＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替えを同時に通報でき、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切替えを速やかに行うことができる。
【０１３８】
請求項３に係るネットワークシステムによれば、予め定めた所定時間が経過すると通信方式をトークンパッシング方式に切り替えることで、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式における衝突による送信遅延がトークンパッシング方式への切替えを遅延させることを防止できる。
【０１３９】
請求項４に係るネットワークシステムによれば、送信権の送り元と送り先を指定するアドレス表と、切替権の送り元と送り先を指定するアドレス表と、を兼用することで、アドレス表が１つで済む。
また、論理リングにノードを加入したり、論理リングからノードを切り離したり、論理リングを変更したりした場合に、ノードでは１つのアドレス表を書き換えることで、結果として送信権の送り元と送り先を指定するアドレス表と切替権の送り元と送り先を指定するアドレス表とを書き換えることができ、複数のアドレス表を書き換える手間を省くことができる。
更に、アドレス表に基づいて送信権が論理リング上を巡回することから、同様にして切替権が論理リング上を巡回することを保証することができる。
【０１４０】
請求項５に係るネットワークシステムによれば、送信権が一巡する前に送信権を特定のノードに複数回引き渡すことで、ノード間のデータ送受信順序を制御でき、特定のノードに送信の機会を多く与えることができる。
また、処理能力の高いノードまたは通信頻度の高いノードの処理を優先させることができ、処理能力の低いノードがあってもシステム全体の性能低下を防止することができる。
【０１４１】
請求項６に係るネットワークシステムによれば、送信権を取り入れた場合にデータを有していてもデータを送信することなく送信権の引渡しを行うことで、このノードが生成したデータが他ノードに影響を与えることがなくなり、いわば論理リングを維持しつつ前記ノードを仮想的に切り離すことができ、前記ノードの単体デバッグや、前記ノードがない場合のネットワークシステムのデバッグ等に役立てることができる。
【０１４２】
請求項７に係るネットワークシステムによれば、加入処理をＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中に行うことで、トークンパッシング方式の高速通信の期間が加入処理のために取られることを防止できる。
なお、ノードが故障した場合にそのノードを論理リングから切り離す切離し処理（離脱処理）とは異なり、前記加入処理の直前のトークンパッシング方式期間中においてもネットワークシステムは通信可能であり、トークンパッシング方式の高速通信期間を確保することができる。
【０１４４】
請求項８に係るネットワークシステムによれば、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを受信してデータの送信を行わないノードについては、送信権を保持する必要がなく論理リングに組み込まないことで、トークンパッシング方式の送信権の巡回時間を更に短くすることができる。
【０１４５】
請求項９に係るネットワークシステムによれば、タスク毎に通信方式を設定することで、各タスクの重要性や高速性に対応した通信方式を設定することができる。例えば論理リングを構成するノードについてかかる構成とし、高速性が要求されるタスクはトークンパッシング方式にし、高速性があまり要求されないタスクはＣＳＭＡ／ＣＤ方式にすることで、高速性が要求されるタスクの処理や通信を優先することができる。
【０１４６】
請求項１０に係るネットワークシステムによれば、送信権を巡回させて各ノード（ｘ）に高速通信を行う機会を与えた後でＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替えることができる。
また、論理リングはノード（ｘ）のアドレスで定義されるので、ノード（ｘ）及びノード（ｙ）の全ノードのアドレスで定義される場合や、ノード（ｘ）及びノード（ｙ）及びノード（ｚ）の全ノードのアドレスで定義される場合に比べ、トークンパッシング方式の送信権の巡回時間を短くすることができる。
【０１４７】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り替える切替権をノード（ｘ）間で巡回させ、切替権を特定の単一ノードに固定しないようにすることで、特定のノード（ｘ）が故障しても他のノード（ｘ）により通信方式の切替えを行うことができ、このネットワークシステムの信頼性を高めることができる。
【０１４８】
ノード（ｙ）はＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にのみデータを送信することで、操作スイッチに関する事象発生時に生成したデータをＣＳＭＡ／ＣＤ方式の期間中にノード（ｘ）またはノード（ｚ）に送信することができる。
ノード（ｘ）はトークンパッシング方式の期間中にデータを送信することができ、ノード（ｘ）やノード（ｚ）が増設されてもノード（ｘ，ｘ）間の高速通信を保証することができる。
また、送信権および切替権を巡回させる手段をノード（ｙ）やノード（ｚ）に設ける必要がないので、ノード（ｙ）やノード（ｚ）の小型化を図ることができると共に、ノード（ｙ）やノード（ｚ）の増減設を簡易化することができる。
【０１４９】
更に、ノード（ｙ）は操作スイッチに基づいて予め決められたデータを生成し、操作スイッチはオン／オフの一方の状態をとるので、ノード（ｙ）が生成するデータの長さは、例えば”１”／”０”の１ビット等という具合に短い。
従って、ノード（ｙ）の送信するデータは短くて済み、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式におけるトラフィック量を小さくすることができ、効率（スループット）を良くして遅延を小さくすることができる。
【０１５０】
請求項１１に係る車両用ネットワークシステムによれば、共通の伝送路を用いて、マイコンや操作スイッチや各種負荷が増設されてもそれに伴う配線を少なくすることができ、配線重量の増加を少なくすることができる。
また、操作スイッチや各種負荷が増設されても、エンジン制御やブレーキ制御等のリアルタイム処理を行うマイコン間の高速通信を保証することができる。
更に、共通の伝送路にハーネスを用いることで、共通の伝送路を頑丈な構造とすることができる。光ファイバを用いることで、信頼性を高めると共に配線の軽量化を図ることができ、燃費の向上を図ることができる。
【０１５１】
自動車等の車両においては、エンジン制御やブレーキ制御等のように高速通信を必要とするものと、スイッチなどのように低速通信で済むものが混在する。
本発明に係る車両用ネットワークシステムによれば、車両におけるデータ通信を殆ど１つのネットワークシステムで賄うことができ、ハーネスを蜘蛛の巣のようにはりめぐらすことを不要とすることができる。
また、機能毎のシステムをユニット化したモジュールで組み立てたり取り外したりする場合に、コネクタの挿抜で行うことができ、簡易に行うことができる。また、エンジン、トランスミッション、ブレーキ、サスペンション等でデータを相互に利用することで、車両の統合制御を実現することができる。
【０１５２】
以上に述べたように、本発明のネットワークシステムによれば、ネットワークによって結合されたノードから構成されるリアルタイムシステムに、スイッチなど事象が発生した時だけに通信を必要とする非リアルタイム性のノードを追加しても、所定期間内での通信を保証することができる。
【０１５３】
また、リアルタイム性のノードと非リアルタイム性のノードを混在させることができるので、装置のより高度な制御、統合的制御を実現できる。
また、ノード間のデータ送受信順序を制御でき、処理能力の高いノード、あるいは通信頻度の高いノードの処理を優先することができ、処理能力の低いノードがあってもシステム全体の性能低下を防ぐことができる。
また、自動車等に搭載する高信頼性を必要とするシステムの構築を容易化することができる。
また、システムをノード単位で作成し、かつノード内に複数のタスクを構築でき、更にトークンパッシング方式とＣＳＭＡ／ＣＤ方式の選択を行うことができ、機能最適なシステムを構築することができる。
また、ノードの異常等が発生しても、ネットワーク動作中にノードを交換することができる。すなわち、従来のトークンリングバス方式では論理リング維持機能が働いてしまうが、本発明によればノード（ｘ，ｙ）（ノードＥ〜Ｇ）の取付けと取外しを通信中に行うことができる。
また、配線の削減による組付工数の低減を図ることができ、メンテナンスの容易化と簡易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用ネットワークシステムの説明的全体構成図
【図２】図１のノードＡの簡易構成図
【図３】図１のノードＥの簡易構成図
【図４】図１のノードＧの簡易構成図
【図５】制御フレームとデータフレームのフォーマットとＩ／Ｆレジスタのフォーマットの説明図
【図６】論理リングにノードＤを加入させる加入処理の説明図
【図７】通信方式の切替えの説明図
【図８】論理リングからノードＣを切り離す切離し処理の説明図
【図９】ノードＡ〜Ｄのアドレス表と論理リングの一例の説明図
【図１０】ノードＡ〜Ｄのアドレス表と論理リングの一例の説明図
【図１１】初期処理のフローチャート
【図１２】繰返し処理のフローチャート
【図１３】繰返し処理のフローチャート
【図１４】繰返し処理のフローチャート
【図１５】繰返し処理のフローチャート
【図１６】繰返し処理のフローチャート
【符号の説明】
１，２…タスク（Ｔ）、３…リアルタイム・オペレーティングシステム（ＯＳ）、４…マイクロコンピュータ（マイコン）、５…通信モジュール（ＣＭ）、６…操作スイッチ（ＳＳ）、７…駆動スイッチ（ＳＷ）、８…負荷（ヘッドライト等）、９…ハーネス（伝送路）、１１…ＭＡＣ層（媒体アクセス制御層）、１２…Ｉ／Ｆ部（インタフェース部）、１３…アクセス制御部、１４…受信管理部、１５…送信管理部、１６…物理層、１７…局管理部（ＳＭＴ層）、２１，２２…ターミナル（終端抵抗）、Ａ〜Ｇ…ノード、Ｑ，Ｑ１，Ｑ２…送り元アドレス（先行ノードアドレス）、Ｒ，Ｒ１，Ｒ２…送り先アドレス（後続ノードアドレス）、Ｗ…ワークレジスタ、ＤＡ…宛先アドレス、ＤＵ…データユニット、ＦＣ…フレーム制御、ＳＡ…送信元アドレス、ａｃｋ…確認応答。
【図１】
0003675996.tif 000002
【図２】
0003675996.tif 000003
【図３】
0003675996.tif 000004
【図４】
0003675996.tif 000005
【図５】
0003675996.tif 000006
【図６】
0003675996.tif 000007
【図７】
0003675996.tif 000008
【図８】
0003675996.tif 000009
【図９】
0003675996.tif 000010
【図１０】
0003675996.tif 000011
【図１１】
0003675996.tif 000012
【図１２】
0003675996.tif 000013
【図１３】
0003675996.tif 000014
【図１４】
0003675996.tif 000015
【図１５】
0003675996.tif 000016
【図１６】
0003675996.tif 000017