(57)【要約】分散型バスガーディアン(26)によって通信コントローラ(24)のタイミングエラーまたは障害を検出する装置及び方法を開示する。通信ネットワーク(38)上のノード(20)内で、通信コントローラ(24)、バスガーディアン(26)、及びバスドライバ(34)が、指定された通信タイムスロット内で、通信媒体(38)上の情報を受信及び送信するように動作する。バスガーディアンは、通信媒体上の動作を監視し、通信媒体上の他の特定ノードからの通信が、当該ノード用に指定された通信タイムスロット(54)内に、通信媒体上で情報を送受信しているように見えるか否かを判定する。他の特定ノードからの２つ以上の通信が指定されたタイムスロット外で動作している場合に、バスガーディアンは、自身に関係する通信コントローラがタイミング障害を有するものと判定する。
2009516410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークに接続されるように構成されたノードを具えた装置において、
前記ノードが、
前記通信ネットワークと電子通信するバスドライバと；
前記バスドライバにデータ送信を行わせる通信コントローラと；
前記通信コントローラ及び前記バスドライバと電子通信する分散型バスガーディアンとを具え、
前記分散型バスガーディアンが、
第１通信スロット及び第２通信スロットについてのスケジュール情報と；
前記通信ネットワーク上の前記第１通信スロット及び前記第２通信スロットを監視するチャンネル監視手段とを具え、
前記分散型バスガーディアンが、監視中の前記第１通信スロット及び前記第２通信スロットの他のノードからの到着時間を前記スケジュール情報と比較して、前記通信コントローラがタイミング障害を有するか否かを判定することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記通信ネットワークが、フレックスレイ（登録商標）通信ネットワーク及びＴＴＰ通信ネットワークの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記通信ネットワークが自動車内通信ネットワークであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記分散型バスガーディアンが、前記通信コントローラがタイミング障害を有することを判定した際に、前記通信コントローラから前記バスドライバへの送信を無効にすることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記分散型バスガーディアンが、前記通信コントローラがタイミング障害を有することを判定した際に、前記バスドライバから前記通信ネットワークへの送信を無効にすることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ノードがマルチチャンネル・ノードであり、前記分散型バスガーディアンが、前記通信コントローラがタイミング障害を有することを判定した際に、前記マルチチャンネル・ノードの複数のチャンネルへの送信を無効にすることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記監視中の前記第１通信スロット及び前記第２通信スロットのタイミングがそれぞれ、スケジュールされた第１スロット間ギャップ及び第２スロット間ギャップと一致することが判定された際に、前記分散型バスガーディアンが、前記通信コントローラがタイミング障害を有することを判定することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
通信コントローラのタイミング障害を検出する方法において、
通信媒体上の少なくとも２つの特定通信スロットの動作を監視するステップと；
監視中の前記少なくとも２つの特定通信スロットの動作を、前記少なくとも２つの特定通信スロットについてのスケジュールと比較するステップと；
監視中の前記少なくとも２つの特定通信スロットの動作が、前記少なくとも２つの特定通信スロットについてのスケジュール外で行われている場合に、前記通信コントローラがタイミング障害を有するものと判定するステップと
を具えていることを特徴とするタイミング障害の検出方法。
【請求項９】
タイムトリガ通信プロトコルにおいて前記方法を用いることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記通信コントローラからの送信を無効にするステップを具えていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
さらに、前記監視中の前記少なくとも２つの特定通信スロットの一方のみの動作が、前記少なくとも２つの特定通信スロットの前記一方についてのスケジュール外である場合に、特定ノードがタイミング障害を有することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
ノード内のバスガーディアンにおいて、
スケジュール情報と；
前記ノード内の通信コントローラがタイミング障害を有するか否かを判定する手段と
を具えていることを特徴とするバスガーディアン。
【請求項１３】
さらに、前記判定する手段が、前記通信コントローラがタイミング障害を有することを判定した場合に、前記通信コントローラからの送信を無効にする手段を具えていることを特徴とする請求項１２に記載のバスガーディアン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、自動車内通信ネットワーク上の電子通信に関するものである。より詳細には、本発明の好適例は、陸上輸送車両上に見られ、こうした通信ネットワークにおける通信コントローラのタイミング障害を検出する効率的な方法及びシステムを提供するデータ用通信ネットワークに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車、トラック、及び他の陸上輸送車両内に導入される電子機器の量は大幅に増加している。自動車会社が安全、信頼性、及び快適性にさらに先進性を取り入れると共に、この傾向は続くものと期待される。複数のセンサ、アクチュエータ、及び電子制御装置を組み合わせた先進の制御システムの導入は、既存の自動車に見られる通信及びデータバス技術に関する要求をもたらす。この新たな要求は、既存の通信プロトコルによって完全にはサポートされない。
【０００３】
将来の車内制御アプリケーションのための追加的要求は、より高いデータレート、決定論的な挙動、及びフォールト・トレランス（耐故障性、耐障害性）のサポート（支援）を含む。データ帯域幅及びシステム拡張の能力の両方のフレキシビリティ（柔軟性）は、車内データバス・プロトコル及びその関係装置の向上した機能性及びオンボード（基板上）診断に寄与する主要な特性である。
【０００４】
利用可能性（アベイラビリティ）、信頼性、及びデータ帯域幅は、パワートレーン（動力伝達機構）、シャーシ（車台）及び車体のような目標用途にとっての要所である。これらの用途は自動車内環境内でサポートしなければならない。
【０００５】
高度に進歩した安全システム、フォールト・トレラントな（耐故障性、耐障害性の）タイムトリガ通信プロトコルの信頼性を保証することが必須となる。現在、自動車内環境用に開発されているこうしたプロトコルは２つ存在する。一方がフレックスレイ（FlexRay）（登録商標）プロトコルであり、他方がタイムトリガ・プロトコル（ＴＴＰ：Time Triggered Protocol）である。各プロトコルはそれぞれの長所及び短所を有する。
【０００６】
フレックスレイ・プロトコル及びＴＴＰは共に、自動車内用途を念頭に置いた先進の通信システムに対する要求に合わせて開発されている。フレックスレイ・プロトコルは特に、車内制御用途を目標とする通信システムを規定するように開発されている。
【０００７】
フレックスレイ・プロトコルは、スケーラブルな静的（スタティック）メッセージと動的（ダイナミック）メッセージとを組み合わせることによって、そして同期及び非同期プロトコルの利点を取り入れることによってフレキシビリティを提供する。
【０００８】
フレックスレイ・プロトコル及びタイムトリガ・プロトコル（ＴＴＰ）は、ハードウェア的にリアルタイムでフォールト・トレラントな分散型システム用の統合型通信プロトコルである。これらのプロトコルは、ハードウェア的にリアルタイムのメッセージ伝送を最小のジッタで提供する。異なるフォールト・トレランス方策がサポートされている。各プロトコルは、通信システムのあらゆる部分の単一の障害が通信の途絶に至り得ないことを保証しようとする。これらのプロトコルの各々が、ある種の分散型のフォールト・トレラントなクロック同期を提供する。各プロトコルは、エラー検出、回復、及び通信ノードの再統合も組み入れている。これらのプロトコルは、最高のデータ効率及び最小のプロトコル・オーバーヘッドのために設計されている。
【０００９】
ＴＴＰ及びフレックスレイは時間に基づくものである、というのは、その基になる駆動力、即ちシステムのすべての動作が特定時点の経過に応答して実行されるからである。従って、システム内のすべてのノードが共通の時間の概念を有することが必要である。現在のＴＴＰシリコン・コントローラの実現は、１μsのチック（刻み）時間を有する同期クロックを提供する。従って、ＴＴＰが、全体的に同期した動作を実行すること、あるいは分散型制御ループを最小のジッタで実現することが可能である。
【００１０】
ＴＴＰ及びフレックスレイは共に、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多重接続）バスアクセス方策に基づくものである。ＴＤＭＡバスアクセス方策は、バス上の個々の通信コントローラが、１つだけの通信コントローラがバス上に情報を送信することを許可された時間に割り当てられたタイムスロットを有するという原理に基づくものである。従って、バス上のすべてのメッセージのレイテンシ（待ち時間）を予測することが可能である。さらに、これらのメッセージは「先見的」な所定の時点に送信されるので、レイテンシのジッタは最小化される。上述したように、フレックスレイのクロック同期はＴＤＭＡ原理に基づく。各ノードは、そのローカルクロックに基づき、他のノードによって送信されるメッセージを予期すべき時点を知る。特別にマークした定期的なメッセージの到着時間を予期された到着時間と比較することによって、ノードはそのクロックを全体的な時間に同期させる。従って、クロック同期は、オーバーヘッド・メッセージを送信することなしに達成される。
【００１１】
分散型通信コントローラＴＴＰまたはフレックスレイのスケジュールは、共通のグローバル（全体的な）クロックに依存する。このグローバル・クロックは、分散型クロックの同期アルゴリズムによって達成され、このアルゴリズムは、通信コントローラにおけるローカルクロックにクロック修正期間を適用して、マクロチック（ＭＴ：Macrotick）で表現される修正されたタイムベース（時間基準）を生じさせる。ＭＴは、クラスタ中のクロック同期アルゴリズムから導出された時間間隔として規定される。ＭＴは、全体的な時間の最小精度の単位を表わす。
【００１２】
ノード内にあるフレックスレイ・バスガーディアン（バス保護監視装置）は、当該ノードの送信時間の先験的知識を有し、当該ノードの通信コントローラによる送信の試みを、設定された送信時間（タイムスロット）のみに限定する。バスガーディアンが、ノードの通信コントローラ内に記憶されているスケジュールとバスガーディアン内に記憶されているスケジュールとの不整合（ミスマッチ）により不正な送信を検出した場合に、バスガーディアンはエラー状態をホストに信号通知して、ノードによるさらなる送信の試みを禁止する。バスガーディアンは不正な送信の試みも軽減する。
【００１３】
こうしたシステムでは、バスガーディアンのタイミングも仮想的な全体的時間に同期させなければならない。特に、フレックスレイ・システムについては、バスガーディアンによる同じノード内の通信コントローラのタイミングへの連続同期、及びウォッチドッグタイマーのような他の技術によるタイミング障害の検出に依存する方法が選択されてきた。この方法は、通信コントローラに関する大部分のタイミング障害の検出は提供するが、通信コントローラと分散型バスガーディアンとのタイミング関係が近いことにより、少数のタイミング障害を見落とし得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
現在、ＴＴＰ及びフレックスレイ装置の分散型バスガーディアンは、通信媒体における挙動を監視しないし、することができない（バスガーディアンの随意的なテスト中に、スケジュールの専用時間部分中にバスガーディアンが送信を無効（ディスエーブル）にしても通信コントローラが送信することのできる唯一の場合を除く）。バスガーディアンが、こうしたスケジュールの特別な時間部分中に動作を検出した場合には、バスガーディアンは、同じノード内のコントローラからの不正な送信を防止することができず（即ちノードの休止障害）、そして他のノードからの動作が自ノードのスケジュールまたはタイミングと不一致であるか否かを検出することができないことを、ホストに対して示す。こうしたバスガーディアンは、受信したメッセージを復号化することもできず、これらのメッセージは、通信コントローラと同じ方法でグローバル・クロックへのクロック同期の実行を可能にするものである。従って、分散型バスガーディアンは、その基本機能に加えて、選択した、あるいは所定の通信スロットを監視して、自動車内通信ネットワーク内の他のノードからの送信のタイミングが不一致であるか否か、あるいは同じノード内の通信コントローラにタイミング障害があるか否かを検出すべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（発明の概要）
本発明の好適例は、通信コントローラ、分散型バスガーディアン、及びバスドライバを具えた、自動車内または他の通信ネットワーク上のノードを提供する。好適なノードは、自動車、トラック、産業機械、製造設備、あるいはその派生品内の通信媒体上にあるか、通信媒体に接続されている。バスドライバは通信媒体と双方向通信する。通信コントローラは、通信媒体上のノードによって適切な通信プロトコルを実現する役割をする。通信コントローラは、その所定の送信スケジュールに従い、バスドライバ経由で通信媒体上への送信を行う。ノード内の分散型バスガーディアンは、当該ノードが通信媒体上で使用することのできる、割り当てられた通信スロットに関するスケジュール情報を含む。バスガーディアンは、通信媒体（またはバス）上の他の２つ以上の所定または特定ノードについてのスケジュール情報も含む。他の所定または特定ノードについての情報は、当該ノードのタイミング、スケジューリング、及び／またはスロット割当てを含むことができる。バスガーディアンは、他の２つ以上の所定または特定ノードのタイミング、スケジューリング、及び／またはスロット使用状況を監視し、これらについての監視情報を取得するチャンネル監視回路及び／またはソフトウェアも有する。バスガーディアンは、上記２つ以上の特定ノードについて自分が有するスケジュール情報を、取得した監視情報と比較する。この比較に基づき、バスガーディアンは、同じノード内の通信コントローラにタイミング障害があるか否かを判定する。一般に、通信コントローラは、監視しているノードの２つ以上が、当該ノードの指定通信スロット内でない期間中に通信している（即ち、スロット間ギャップ中または指定通信スロット外で通信している）ものと見られる場合に、タイミング障害を有する。バスガーディアンは、通信コントローラにタイミング障害があることを判定した場合に、当該ノードからの送信を無効にする。
【００１６】
上述した本発明の概要は、本発明の各好適例またはすべての態様を表現することを意図したものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の方法及び装置のより完全な理解は、以下の図面を参照した実施例の詳細な説明を参照することによって得られる。
【００１８】
（本発明の好適な実施例の詳細な説明）
現在、信頼性のある自動車内通信ネットワークは一般に、タイムトリガ・プロトコルＴＴＰ／Ｃ（ＴＴＰ）またはフレックスレイ・プロトコルのようなタイムトリガ通信プロトコルに依存する。こうしたプロトコルは一般に、所定のＴＤＭＡ方式に従う広報メッセージに基づく。ネットワークの構成後に、ネットワーク内の各ノードは、通信スケジュール内の自ノードの送信時間の「先験的知識」のみを有し、指定された送信タイムスロットが到着した際のみに送信する。追加的なエラー検出なしでは、障害のあるノードはいつでも送信することができる。障害ノードは、その指定送信時間以外の時間に送信することによって、ネットワーク内の他の障害のないノードの通信を妨害し得る。この種の障害は「バブリング・イディオット（無駄話する愚か者）障害」として知られている。「バブリング・イディオット」型の障害を回避する周知の技術は、通信コントローラ回路と通信媒体との間にバスガーディアン回路を追加することである。ノード内のバスガーディアンの各々は、当該ノードの送信を管理し、当該ノードの所定の送信タイムスロットのみにおいて通信媒体（即ち通信バス）への送信アクセスを可能にする。
【００１９】
図１に、フレックスレイ・デュアルチャンネル（２チャンネル）ノード１０を示す。分散型バスガーディアンをノードの一部として使用するフレックス例の方法は、２つの独立した装置、即ち、メッセージの送信及び受信の役割をする通信コントローラ１２、及び通信コントローラ１２の送信を管理し、所定送信時間のみに通信媒体１６への送信アクセスを可能にするバスガーディアン１４ａ及び１４ｂで構成される。
【００２０】
通信コントローラ１２の、任意のタイミング障害に対する保護は、バスガーディアンのタイミングが、管理される通信コントローラ１２のタイミングから独立している場合のみに、バスガーディアン１４ａ、１４ｂによって提供することができる。完全なタイミングの独立性を達成することができない場合には、バスガーディアン１４ａ、１４ｂによって他の手段を設けて、管理される通信コントローラのタイミング障害を検出する。
【００２１】
分散型バスガーディアン１４ａ、１４ｂ用の既存の解決法は、例えば独立した水晶発振器１８ａ、１８ｂを、通信バス１２用、及び分散型バスガーディアン１４ａ、１４ｂのそれぞれ用に用いることによって、タイミングの独立性を達成している。この種の解決法は、費用効果的なノードの実現を可能にせず、そして通信コントローラ１２が分散型クロック同期アルゴリズムに依存する場合に適用可能ではない。さらに、他の今日存在するメカニズムは、独立した水晶発振器１８ａ、１８ｂを使用する場合でも、時間領域内の独立性を侵し得る。時間領域の独立性を侵すメカニズムの一例は、いわゆるＡＲＭトリガ信号によってバスガーディアンのスケジュールが通信コントローラのスケジュールに同期することである。ＡＲＭトリガ信号は、通信コントローラ１２によって供給され、サイクルの始点をバスガーディアン１４ａ、１４ｂに対して示す。しかし、通信コントローラ１２がタイミング障害を有する場合には、ＡＲＭトリガ信号のタイミングは全体的なスケジュールに対して最も不一致になりやすい。その結果、バスガーディアン１４ａ、１４ｂは障害を検出することができず、これらのバスガーディアンがあるノード１０の上記不一致を伴う送信からネットワークを保護することができない。
【００２２】
フレックスレイ通信コントローラは、分散型同期アルゴリズムによって、そのローカル（自機）タイミングを仮想的なグローバル・クロックに同期させる。フレックスレイ・ノード用の分散型バスガーディアン１４ａ、１４ｂは、バスガーディアンのタイミングを通信コントローラのタイミングに連続同期させること、及びウォッチドッグタイマー及びクロック障害検出器による通信コントローラ１２のクロック信号の管理に依存する。この解決法は、管理される通信コントローラ１２の、全部ではないが大部分のタイミング障害を検出する。
【００２３】
従って、このフレックスレイの方法は、通信コントローラにおけるあらゆる種類の任意のタイミング障害に対するバスガーディアンの保護に依存する信頼性のある通信ネットワークにとって不十分である。
【００２４】
本発明の実施例は、通信コントローラのタイミングとバスガーディアンのタイミングとの十分な独立性も提供することができる、分散型バスガーディアンで通信コントローラのタイミング障害を検出する費用効果的な方法及び装置を提供する。
【００２５】
さらに、本発明の実施例は、バスガーディアンが通信媒体上の動作を監視し、検出した他のノードからのメッセージの受信時間をバスガーディアン自身の通信スケジュールと比較することを可能にする能力をバスガーディアンに加える。本発明の実施例は、動作中の通信システム内に常に存在しなければならない特定メッセージの受信時間を比較することができる。好適なバスガーディアンは、他のノードからの特定メッセージが送信される通信スロットについての先験的知識を有するように事前構成することができる。本発明の実施例による好適なバスガーディアンは、これらのフレックスレイ起動メッセージを再使用して、これらのメッセージの受信時間を既知の通信スケジュールと比較することができる。既知の通信スケジュールまたはその部分集合は好適なバスガーディアン内に記憶することができる。
【００２６】
図２に、本発明の実施例による好適なノード２０のブロック図を示す。好適なノード２０は、通信コントローラ２４、分散型バスガーディアン２６、及びバスドライバ３４を具えている。単一チャンネルのノードを示しているが、本発明の実施例を用いて、デュアル（２）チャンネルまたはマルチ（多）チャンネルのノードを作製することもできることは明らかである。ノードは、フレームを送信及び／または受信することのできるネットワークに接続された論理的実体である。フレームは、通信システムがシステム内で情報を交換するために使用する構造である。好適なフレームは、ヘッダ・セグメント、ペイロード（有効データ）セグメント、及びトレーラ（後書き）セグメントで構成することができる。ペイロード・セグメントは通常、アプリケーション・データを搬送するために使用される。ホスト２２はスケジュール情報２３を含む。ホスト２２は一般に、アプリケーション・ソフトウェアを実行する電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）の一部分である。ホスト２２は構成情報を、通信コントローラ２４及びバスガーディアン２６の両方に提供する。通信コントローラ２４に提供される構成情報とバスガーディアン２６に提供される構成情報とは、同じ通信スケジュールの表現であるが、異なるスケジュール要素で構成することができる。
【００２７】
通信コントローラ２４は、スケジュール情報２８を記憶し、分配されたクロックと同期するためのクロック同期回路３０を有する。通信コントローラ２４は、信号のうちとりわけ、TxEnable（送信可能）信号３２をバスドライバ３４に供給し、この信号は通信コントローラが送信する意志を表す。
【００２８】
好適なバスガーディアン２６は、スケジュール情報４０を記憶し、送信管理回路４２及びチャンネル監視回路４４を含む。なお、送信管理回路４２及び／またはチャンネル監視回路４４は、好適なバスガーディアン２６またはノード２０内のソフトウェアによって実行することができる。
【００２９】
バスガーディアン・スケジュール４０は、メッセージの送信に使用することのできる通信スロットの時間に関する情報を含む。バスガーディアン・スケジュール４０は、いわゆる「スロット間ギャップ」に関する情報も含み、スロット間ギャップは通信スロット間に存在して通信スロットを分離する。適切な構成によって、スロット間ギャップ時間は、スケジュールにおいて送信に使用してはならない部分を規定する。スロット（通信スロット）は、当該スロットに対応するフレームＩＤを有するフレームの送信のための通信チャンネルへのアクセスが排他的に特定ノードに許可される期間の時間間隔である。これに加えて、システム内の通信媒体３８に接続されたすべてのノードの通信スロット及び送信時間は、適正なタイミングで送信されるすべてのメッセージが、通信媒体３８に接続された受信ノード２０の通信スロット内で受信されるように設定される。すべてのノードが全体的なスケジュールに同期している場合には、どのノードもスロット間ギャップの期間中に、即ちスロット間ギャップ内にメッセージを受信すべきではなく、通信媒体はアイドル（休止）状態であるべきである。
【００３０】
通信媒体３８における動作を監視する回路４４を内蔵する好適なバスガーディアン２６は、他のノード（具体的に図示せず）からのメッセージの受信を検出することができる。チャンネル監視回路４４は、検出した受信スロットの時間を自身の通信スケジュール情報４０と比較する。こうしたものとして、バスガーディアン２６は、受信したメッセージがスケジュール情報４０と不一致であるか否かを検出することができる。バスガーディアン２６は、RxEN４６と称する動作信号を受信して監視する。RxENはバスドライバ３４によって供給され、通信媒体３８において動作が検出されたか否か、あるいは通信媒体３８がアイドル状態であるか否かを示す。一部の実施例では、バスドライバからのRxEN信号は監視目的のみに用いることができる。好適なバスガーディアンのチャンネル監視機能は、通信媒体上のメッセージの、自身のスケジュール及びタイミング情報に対するタイミングを観測し、通信媒体上の情報の不一致またはタイミングを検出することにある。この情報により、バスガーディアンは、タイミング不一致または障害が、バスガーディアンが関係し管理している通信コントローラ２４によって生じたものであるか、通信媒体３８上の他のノードからのタイミング障害によって生じたものであるかを検出する。
【００３１】
図３に、バスガーディアン・スケジュール５０及び好適なバスガーディアン２６によって観測した動作５２の例を示す。通信スロット（スロット１、スロット２、スロット３、スロット４）５４はスロット間ギャップ５６によって分離されている。自動車の通信バス上の各ノードは、所定の通信スロット５４の期間中に通信媒体３８上にメッセージを供給するようにスケジュールされている。
【００３２】
観測される動作５２は、他のノードからの送信によって生じる。メッセージ１と２とはバスガーディアン・スケジュール内で時間が一致し、メッセージ４は、スロット３とスロット４との間に見出されるスロット間ギャップ５８中に動作を生じさせる。スロット間ギャップ５８中の動作はバスガーディアン２６によって解釈され、バスガーディアン自身のスケジュール４０と他のノード（具体的に図示せず）のスケジュールとの不整合が存在するものとされる。
【００３３】
従来技術のバスガーディアン１４ａ、１４ｂは、通信媒体１６における動作を監視し、監視した動作を自身が記憶しているスケジュール情報と比較することによってスケジュールの不整合を検出することができるが、自分自身が含まれるノード１０内の通信コントローラ１２のタイミング障害と他のノード（具体的に図示せず）におけるタイミング障害とを区別することができない。通信コントローラ２４のタイミング障害と他のノードのタイミング障害との区別を行う能力は、好適なノード２０、さらには好適なバスガーディアン２６が、通信媒体３８上の他のノード用に設定された送信スロットについての先験的知識を有する場合に達成される。本発明の一部の実施例では、ノードまたはバスガーディアンが、通信媒体に接続されたノードのすべての送信スロットのスケジュールまたは設定の先験的知識を有する。種々の自動車内通信ネットワークでは、ノード用の送信スロットのタイミング及び設定は、各ノードまたはバスガーディアン内への記憶用に直ちに入手可能ではない。
【００３４】
従って、本発明の他の実施例は、特定の通信スロットの先験的知識（特定の通信スロットのタイミング及び／または設定の記憶）を有するノード２０またはバスガーディアン２６を提供する。特定の通信スロットの先験的知識は、バスガーディアン２６がタイミング障害を監視して検出するために用いられる。特定通信スロットの先験的知識は、常に所定量の時間によって離間されている（複数の）通信スロットか、他のノードに割り当てられた通信スロットの部分集合である特定または所定の通信スロットとすることができ、上記他のノードは常に、これらの特定通信スロット内で送信しなければならない。他のノードの部分集合は、動作可能な通信システム内に常に存在するノードで構成することができる。例えば、こうしたノードの部分集合は、通信開始に使用するメッセージ、あるいは恐らくはシステム内に分配されるクロックの同期に使用するメッセージを含む特定の通信スロット上のみで送信することができる。
【００３５】
本発明の実施例を利用するか内蔵する改良型フレックスレイ通信システムの場合には、いわゆるコールドスタート（完全停止状態からの起動）ノードが特定メッセージを送信して通信開始を実行する。代表的なフレックスレイ・クラスタでは、３つのノードがコールドスタート・ノードとして設定され、これらのノードの各々が、事前設定された通信スロットまたは開始スロットと称される特定通信スロット内で開始メッセージを送信する。フレックスレイ・クラスタが起動するために、少なくとも２つの障害のないコールドスタート・ノードが必要である。好適なバスガーディアン２６は、フレックスレイ通信システム内で、これらの開始スロットの先験的知識によって構成することができる。バスガーディアン２６は、特定開始スロット、及びこれらの特定開始スロットに隣接したスロット間ギャップ内で受信したメッセージのタイミングを監視して管理する。
【００３６】
バスガーディアン２６は、これらの特定通信スロットのうち少なくとも２つの異なるスロット内でメッセージが受信され、これらの特定通信スロットの各々に隣接するスロット間ギャップのうち少なくとも１つのスロット間ギャップ中にバスドライバ３４が動作を示すことを検出し、そしてバスガーディアンのチャンネルモニター４４は、バスガーディアンが含まれるノード２０の通信コントローラ２４がタイミング障害を有することを判定することができる、というのは、他の２つのノードが同時にタイミング障害を有することは統計的に生じにくいからである。バスガーディアン２６は、同じノード内の通信コントローラ２４がタイミング障害を有することを判定した後に、バスガーディアン２６に関係する通信コントローラ２４からの送信を無効にして、ホスト２２にエラーを報告する。上記開始スロット（あるいは特定または所定スロット）のうち１つのみに隣接するスロット間ギャップ中の動作を検出した場合に、このことは、開始ノード（あるいは他の特定または所定スロットが割り当てられたノード）のタイミング障害であり得る。この開始ノードは、上記開始スロット中に開始メッセージ（あるいは上記スロット割当て用の他の特定または所定メッセージ）を送信するように構成されている。この状況では、ノード２０内のバスガーディアンは、当該ノードからの送信を無効にしないが、その代わりに、タイミング不整合が検出されたことを示す警告信号をホスト２２に通信することができる。
【００３７】
提案する好適な実施例は、送信スロットのノードへの割当てに関する設定上の制約を暗に意味し得る。即ち、複数の送信スロットを単一ノードに割り当てる場合に、検出すべきタイミングエラーの種類次第で、これら複数のスロットの１つだけを、開始スロット（あるいは他の特定スロット）の１つに隣接するように設定することができるか、あるいはどのスロットもそのように設定することはできない。
【００３８】
上述した発明及び方法の多数の変形及び実施例が可能である。発明及び方法の特定実施例のみを図面に例示し以上の詳細な説明に記載してきたが、本発明は開示した実施例に限定されず、以上で説明し請求項に規定する本発明から逸脱することなしに、追加的な再構成、変更、及び代替が可能であることは明らかである。従って、本発明の範囲はこうした構成のすべてを包含し、請求項のみによって限定される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】フレックスレイ・デュアルチャンネル・ノードのブロック図である。
【図２】本発明の実施例による好適なノードのブロック図である。
【図３】バスガーディアン・スケジュールの例である。
【図１】
2009516410.tif 000003
【図２】
2009516410.tif 000004
【図３】
2009516410.tif 000005
【国際調査報告】
2009516410.tif 000006
2009516410.tif 000007
2009516410.tif 000008