(57)【要約】【課題】下位ネットワークの端末同士が通信する下位ネットワークの通信プロトコルによるフレームを、そのままの内容で、上位ネットワークの非同期通信プロトコルによるフレームによって送信すること。【解決手段】上位ネットワーク３が非同期通信プロトコルを用いるＣＡＮである場合に、ＣＡＮのデータフレームのＩＤを利用して上位ネットワーク３の開放を定義し、また、同期通信プロトコルを用いる下位ネットワーク５ａ，５ｂのＬＩＮのヘッダのＩＤを利用して、上位ネットワーク３の開放と終了を下位ネットワーク５ａ，５ｂの各ノード４１，４２，５１，５２，５４，５５に通知する。これにより、各下位ネットワーク５ａ，５ｂの各ノード４１，４２，５１，５２，５４，５５に、上位ネットワーク３の開放期間（所定期間）を認識させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位端末同士が非同期通信プロトコルを用いて通信する上位ネットワークと、下位端末同士が非同期通信プロトコル又は同期通信プロトコルを用いて通信する複数の下位ネットワークとを有する通信ネットワークシステムにおいて、前記上位ネットワークと複数のうち一つの前記下位ネットワークとの双方に接続されて前記上位端末と前記下位端末とを兼ねる中継端末であって、
前記上位ネットワークから受信したフレームが、前記下位端末同士の通信に前記上位ネットワークを開放する開放識別子を含むときに、前記上位ネットワークから受信したフレーム中の前記開放識別子に続く領域で規定されたデータ長を有するデータ領域が送信される期間である所定期間、前記下位ネットワークを前記上位ネットワークに接続する接続手段と、
前記接続手段が前記下位ネットワークを前記上位ネットワークに接続したときに、前記下位端末同士の通信に対する前記上位ネットワークの開放を通知する開放通知識別子を含むリクエストやレスポンスを、前記下位ネットワークに送信する開放通知手段と、
前記接続手段が前記下位ネットワークを前記上位ネットワークに接続した後、前記所定期間が経過する前に、前記下位端末同士の通信に対する前記上位ネットワークの開放終了を前記各下位端末に通知する終了通知識別子を含むリクエストやレスポンスを、前記下位ネットワークに送信する終了通知手段と、
前記下位ネットワークの前記上位ネットワークへの接続中、前記下位ネットワークから受信したリクエストやレスポンスをパススルーして、前記上位ネットワークに、フレーム中のデータ領域における送信データとして送信すると共に、前記上位ネットワークから受信したレスポンス中のデータ領域における送信データをパススルーし、前記下位ネットワークにリクエストやレスポンスとして送信するパススルー手段と、
を備えることを特徴とする通信ネットワークシステム用中継端末。
【請求項２】
前記下位端末同士の通信に対して前記上位ネットワークを開放するときに、前記開放識別子を含むフレームを前記上位ネットワークに送信する開放リクエスト手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の通信ネットワークシステム用中継端末。
【請求項３】
前記上位ネットワークはＣＡＮ（Controller Area Network ）であり、
前記開放識別子を含むレスポンスは、前記ＣＡＮのデータフレームのＩＤフィールドにおいて前記上位ネットワークに送信され、
前記所定期間は、前記ＣＡＮの前記データフレームにおける前記ＩＤフィールドの後のデータフィールドの送信に確保する期間であり、
前記パススルー手段は、前記下位ネットワークから受信しパススルーしたリクエストやレスポンスを前記データフレームの前記データフィールドにおいて前記上位ネットワークに送信すると共に、前記データフレームの前記データフィールドにおいて前記上位ネットワークから受信したデータを前記下位ネットワークにリクエストやレスポンスとして送信する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の通信ネットワークシステム用中継端末。
【請求項４】
前記下位ネットワークはＬＩＮ（Local Interconnect Network）であり、
前記開放通知手段及び前記終了通知手段は、前記下位ネットワークに送信するＬＩＮフレームのヘッダ又はレスポンスの識別子により前記上位ネットワークの開放及び開放終了をそれぞれ通知し、
前記パススルー手段は、前記下位ネットワークから受信した前記ＬＩＮフレームのヘッダやレスポンスをパススルーし前記データフレームの前記データフィールドにおいて前記上位ネットワークに送信すると共に、前記データフレームの前記データフィールドにおいて上位ネットワークから受信しパススルーしたデータを前記ＬＩＮフレームのヘッダやレスポンスとして前記下位ネットワークに送信する、
ことを特徴とする請求項３記載の通信ネットワークシステム用中継端末。
【請求項５】
上位端末同士が非同期通信プロトコルを用いて通信する上位ネットワークと、下位端末同士が非同期通信プロトコル又は同期通信プロトコルを用いて通信する複数の下位ネットワークとを有する通信ネットワークシステムにおいて、
前記上位ネットワークと複数のうち一つの前記下位ネットワークとの双方に接続されて前記上位端末と前記下位端末とを兼ねる複数の中継端末を備え、
前記各中継端末として、請求項１、２、３又は４記載の中継端末を用いた、
ことを特徴とする通信ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上位端末同士が通信する上位ネットワークと下位端末同士が通信する下位ネットワークとを有する通信ネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
端末間でのデータ通信を行うネットワークを複数の階層に分けて構成することは、従来から必要に応じて行われている。例えば、車両の内部でＥＣＵ（Electronic Control Unit ）同士がデータ通信を行うネットワークでも、高い通信速度や信頼性が求められるパワートレイン制御等と、それ程高い通信速度や信頼性が求められないセンサやアクチュエータ等の通信とに、通信プロトコルが異なるネットワークを採用することがある。
【０００３】
この場合、ネットワークを跨いだ通信を行う際にはプロトコル変換を行うことになる。このプロトコル変換を行うと、例えば、一方の通信プロトコルのフレーム上で定義した宛先等の識別情報がプロトコル変換後のフレームには反映されない場合がある。このようなプロトコル変換では、各ネットワークの通信プロトコルの利点を十分に生かすことができない。
【０００４】
そこで、データだけでなく識別情報もプロトコル変換後のフレームに反映させることが、従来から提案されている。この提案では、上位ネットワークにＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）を用い、下位ネットワークにＣＡＮ（Controller Area Network ）等を用いている。
【０００５】
そして、両ネットワークに接続される中継端末が、ＦｌｅｘＲａｙの静的セグメントの送信期間中に、ＣＡＮのデータフレーム（開始要求フレーム）を下位ネットワークの端末に送信し、続く同じサイクルの動的セグメントの送信期間中（パススルー期間）において、ＣＡＮのデータフレーム（通信フレーム）を送信する。
【０００６】
なお、ＣＡＮのデータフレーム（開始要求フレームや通信フレーム）は、ＦｌｅｘＲａｙの動的セグメントにおいて、ヘッダ部分を送信した後のペイロードの部分の期間中に送信される。
【０００７】
したがって、この提案では、ＣＡＮのデータフレームのアービトレーションフィールドに定義される優先順位等のデータを、データフィールドのデータと共に、ＦｌｅｘＲａｙの通信プロトコルで送信することができる。これにより、同時送信時の衝突回避というＣＡＮの通信プロトコル特有の効果を、ＦｌｅｘＲａｙを跨いだ通信時にもそのまま生かすことができる（以上、例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１９３２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した提案では、上位ネットワークとして同期時分割通信方式のＦｌｅｘＲａｙを用いている。このため、ＣＡＮ端末間の通信（データフレームの送信）に開放するＦｌｅｘＲａｙ（動的セグメントのペイロード期間）を、各中継端末や各下位端末が事前に共有していなければならない。そこで、上述した従来の提案では、各中継端末が各下位端末に事前にトリガ信号を出力して、開放期間の開始と終了を各下位端末に計算させるようにしている。
【００１０】
このような、上位ネットワークの開放期間を事前に各端末に割り当てて共有する運用は、上位ネットワークが同期時分割通信方式であるが故に必要となり、かつ、実現可能でもある。一方、上位ネットワークが例えばＣＡＮのような非同期時分割通信方式である場合は、ＣＡＮを下位ネットワークの端末間通信に開放するタイミングが特定されない。このため、ＣＡＮを開放する期間を事前に割り当てたり、割り当てたＣＡＮ開放期間を各中継端末や各下位端末に事前に共有させることができない（必要がない）。
【００１１】
つまり、上位ネットワークがＣＡＮ等の非同期時分割通信方式である場合に、上述した従来の提案の方式では、下位ネットワークの通信プロトコルによるフレームを、上位ネットワークの通信プロトコルによるフレームによってそのままの内容で送信することができない。
【００１２】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、下位ネットワークの端末同士が通信する下位ネットワークの通信プロトコルによるフレームを、そのままの内容で、上位ネットワークの非同期通信プロトコルによるフレームによって送信することができる通信ネットワークシステムと、このシステムに用いて好適な中継端末とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の通信ネットワークシステム用中継端末は、
上位端末同士が非同期通信プロトコルを用いて通信する上位ネットワークと、下位端末同士が非同期通信プロトコル又は同期通信プロトコルを用いて通信する複数の下位ネットワークとを有する通信ネットワークシステムにおいて、前記上位ネットワークと複数のうち一つの前記下位ネットワークとの双方に接続されて前記上位端末と前記下位端末とを兼ねる中継端末であって、
前記上位ネットワークから受信したフレームが、前記下位端末同士の通信に前記上位ネットワークを開放する開放識別子を含むときに、前記上位ネットワーク３から受信したフレーム中の前記開放識別子に続く領域で規定されたデータ長を有するデータ領域が送信される期間である所定期間、前記下位ネットワークを前記上位ネットワークに接続する接続手段と、
前記接続手段が前記下位ネットワークを前記上位ネットワークに接続したときに、前記下位端末同士の通信に対する前記上位ネットワークの開放を通知する開放通知識別子を含むリクエストやレスポンスを、前記下位ネットワークに送信する開放通知手段と、
前記接続手段が前記下位ネットワークを前記上位ネットワークに接続した後、前記所定期間が経過する前に、前記下位端末同士の通信に対する前記上位ネットワークの開放終了を前記各下位端末に通知する終了通知識別子を含むリクエストやレスポンスを、前記下位ネットワークに送信する終了通知手段と、
前記下位ネットワークの前記上位ネットワークへの接続中、前記下位ネットワークから受信したリクエストやレスポンスをパススルーして、前記上位ネットワークに、フレーム中のデータ領域における送信データとして送信すると共に、前記上位ネットワークから受信したフレーム中のデータ領域における送信データをパススルーし、前記下位ネットワークにリクエストやレスポンスとして送信するパススルー手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、請求項５に記載した本発明の通信ネットワークシステムは、
上位端末同士が非同期通信プロトコルを用いて通信する上位ネットワークと、下位端末同士が非同期通信プロトコル又は同期通信プロトコルを用いて通信する複数の下位ネットワークとを有する通信ネットワークシステムにおいて、
前記上位ネットワークと複数のうち一つの前記下位ネットワークとの双方に接続されて前記上位端末と前記下位端末とを兼ねる複数の中継端末を備え、
前記各中継端末として、請求項１、２、３又は４記載の中継端末を用いた、
ことを特徴とする。
【００１５】
請求項１に記載した本発明の通信ネットワークシステム用中継端末と、請求項５に記載した本発明の通信ネットワークシステムとによれば、上位ネットワークから受信したフレームが開放識別子を含んでいると、下位ネットワークを上位ネットワークに接続する。そして、開放通知識別子を含むレスポンスを下位ネットワークに送信して、接続の開始を下位端末に通知する。
【００１６】
ここで、開放識別子を含むフレームを上位ネットワークから受信した中継端末は、下位ネットワークにおいて、リクエストやレスポンスに開放通知識別子を含めて送信することができる。リクエストに開放通知識別子を含めて送信する場合は、そのまま送信すればよいが、レスポンスに開放通知識別子を含めて送信する場合は、そのレスポンスを発生させるトリガとなるリクエストを、開放識別子を含むフレームを上位ネットワークから受信した中継端末が下位ネットワーク上で受信する必要がある。
【００１７】
そこで、レスポンスに開放通知識別子を含めて送信する場合に、開放識別子を含むフレームを上位ネットワークから受信した中継端末は、下位端末として振る舞って、開放通知識別子を要求するためのリクエストを自ら下位ネットワークに送信する。このリクエストは、自らが兼ねている下位端末を指定する識別子を含んでいる。したがって、このリクエストを受信した同じ中継端末は、下位端末として振る舞って、開放通知識別子を含むレスポンスを下位ネットワークに送信することができる。
【００１８】
開放識別子を含むフレームを上位ネットワークから受信した中継端末は、リクエストやレスポンスに開放通知識別子を含めて下位ネットワークに送信した後、さらに、各下位端末を指定する識別子を含むリクエスト、または、送信するデータを有している下位端末を指定する識別子を含むリクエストを、下位ネットワークに順次送信する。
【００１９】
また、開放識別子を含むフレームを上位ネットワークから受信した中継端末は、下位ネットワークの上位ネットワークへの接続から所定期間が経過する前に、下位ネットワークにおいて、リクエストやレスポンスに終了通知識別子を含めて送信することができる。リクエストに終了通知識別子を含めて送信する場合は、リクエストに開放識別子を含めて送信する場合と同じく、そのまま送信すればよい。
【００２０】
一方、レスポンスに終了通知識別子を含めて送信する場合は、レスポンスに開放識別子を含めて送信する場合と同じく、開放識別子を含むフレームを上位ネットワークから受信した中継端末が、終了通知識別子を要求するためのリクエストを自ら下位ネットワークに送信する。このリクエストは、自らが兼ねている下位端末を指定する識別子を含んでいる。したがって、このリクエストを受信した同じ中継端末は、下位端末として振る舞って、終了通知識別子を含むレスポンスを下位ネットワークに送信することができる。
【００２１】
各下位端末は、下位ネットワークにおいて開放通知識別子を含むリクエストやレスポンスを受信することで、下位ネットワークが上位ネットワークに接続されたことを認識する。また、各下位端末は、下位ネットワークにおいて終了通知識別子を含むリクエストやレスポンスを受信することで、下位ネットワークが上位ネットワークから切り離されることを認識する。
【００２２】
そして、下位ネットワークにおける、開放通知識別子を含むリクエストやレスポンスの受信から、終了通知識別子を含むリクエストやレスポンスの受信までの間、送信するデータを有している下位端末が、自らの下位端末を指定する識別子を含む中継端末からのリクエストに対応して、送信するデータをレスポンスとして下位ネットワークに送信する。なお、下位端末を兼ねる中継端末が自身で下位端末に送信するデータを有している場合は、自らレスポンスを下位ネットワークに送信する場合もある。
【００２３】
下位端末が下位ネットワークに送信したレスポンスは、同じ下位ネットワークの他の下位端末により受信される。また、このレスポンスは、上位ネットワークを介して接続された他の下位ネットワークの下位端末に送信するために、レスポンスを送信した下位端末と同じ下位ネットワークの中継端末によりパススルーされ、その中継端末が接続された上位ネットワークに、フレーム中のデータ領域における送信データとして送信される。
【００２４】
そして、中継端末が上位ネットワークに、フレーム中のデータ領域における送信データとしてパススルー送信したレスポンスは、上位ネットワークの他の中継端末によりパススルーされ、他の中継端末に接続された下位ネットワークにレスポンスとして送信されて、下位ネットワークの各下位端末によって受信される。したがって、各下位端末は、元の下位端末が送信したレスポンスのままの内容で、上位ネットワークを跨いでレスポンスを受信する。
【００２５】
また、下位ネットワークの上位ネットワークへの接続中は、以後も、下位端末がリクエストやレスポンスを下位ネットワークに送信する度に、そのリクエストやレスポンスが、同じ下位ネットワークの中継端末によりパススルーされ、その中継端末が接続された上位ネットワークに、フレーム中のデータ領域における送信データとして送信される。
【００２６】
そして、中継端末が上位ネットワークに、フレーム中のデータ領域における送信データとしてパススルー送信したレスポンスは、上位ネットワークの他の中継端末によりパススルーされ、他の中継端末に接続された下位ネットワークにリクエストやレスポンスとして送信されて、下位ネットワークの各下位端末によって受信される。したがって、各下位端末は、元の下位端末が送信したリクエストやレスポンスのままの内容で、上位ネットワークを跨いでリクエストやレスポンスを受信する。
【００２７】
上位ネットワークを跨いで中継端末を経て下位ネットワークからリクエストを受信した下位端末は、そのリクエストが自己を対象にしたリクエストである場合に、そのリクエストに対応するレスポンスを下位ネットワークに送信する。
【００２８】
なお、下位ネットワークの上位ネットワークへの接続中に、中継端末が下位ネットワークから受信して上位ネットワークにパススルー送信する、下位ネットワークのリクエストやレスポンスは、上位ネットワーク上でも元のままの内容を保っている。したがって、下位ネットワークのリクエストやレスポンスに含まれる情報は、上位ネットワーク及び中継端末を経て下位ネットワークの下位端末が受信した後でも、受信した下位端末において活用することができる。
【００２９】
このため、下位ネットワークの端末同士が通信する下位ネットワークの通信プロトコルによるフレームを、そのままの内容で、上位ネットワークの非同期通信プロトコルによるフレームの送信期間を使って送信することができる。
【００３０】
さらに、請求項２に記載した本発明の通信ネットワークシステム用中継端末は、請求項１に記載した本発明の通信ネットワークシステム用中継端末において、前記下位端末同士の通信に対して前記上位ネットワークを開放するときに、前記開放識別子を含むフレームを前記上位ネットワークに送信する開放リクエスト手段をさらに備えることを特徴とする。
【００３１】
請求項２に記載した本発明の通信ネットワークシステム用中継端末によれば、請求項１に記載した本発明の通信ネットワークシステム用中継端末において、開放識別子を含むフレームが上位ネットワークに送信されると、そのフレームは、上位ネットワークの上位端末（上位端末を兼ねる中継端末を含む）により受信される。
【００３２】
受信されたフレームに含まれる開放識別子は、中継端末（開放識別子を含むフレームを送信した中継端末自身を含む）によって認識される。即ち、下位端末同士の通信に対する上位ネットワークの開放は、上位ネットワークに対する下位ネットワークの接続によって行われ、それを行うのは中継端末である。したがって、開放識別子は中継端末によって認識され、他の上位端末では認識されない。
【００３３】
そして、開放識別子を認識した中継端末においては、下位ネットワークが上位ネットワークに所定期間それぞれ接続され、上位ネットワークを跨いだ下位端末同士の通信が可能な状態となる。
【００３４】
このため、下位端末同士の通信に対する上位ネットワークの開放を要するときに、開放識別子を含むフレームを上位ネットワークに送信させることで、下位端末同士が上位ネットワークを跨いて通信できるように下位ネットワークを上位ネットワークに接続させることができる。
【００３５】
また、請求項３に記載した本発明の通信ネットワークシステム用中継端末は、請求項１又は２に記載した本発明の通信ネットワークシステム用中継端末において、
前記上位ネットワークはＣＡＮ（Controller Area Network ）であり、
前記開放識別子を含むフレームは、前記ＣＡＮのデータフレームのＩＤフィールドにおいて前記上位ネットワークに送信され、
前記所定期間は、前記ＣＡＮの前記データフレームにおける前記ＩＤフィールドの後のデータフィールドの送信に確保する期間であり、
前記パススルー手段は、前記下位ネットワークから受信しパススルーしたリクエストやレスポンスを前記データフレームの前記データフィールドにおいて前記上位ネットワークに送信すると共に、前記データフレームの前記データフィールドにおいて前記上位ネットワークから受信したデータを前記下位ネットワークにリクエストやレスポンスとして送信する、
ことを特徴とする。
【００３６】
請求項３に記載した本発明の通信ネットワークシステム用中継端末によれば、請求項１又は２に記載した本発明の通信ネットワークシステム用中継端末において、上位ネットワークをＣＡＮで構成する場合に、ＣＡＮのデータフレームのデータフィールドを利用して、下位ネットワークの通信プロトコルによるリクエストやレスポンスがＣＡＮ上で送受信される。
【００３７】
ここで、各中継端末は、ＣＡＮのデータフレームにおいてデータフィールドよりも時系列上で先行するＩＤフィールドにおいて、開放識別子を受信することで、ＣＡＮを下位ネットワークに前もって接続する。そして、各中継端末は、ＣＡＮが下位端末同士の通信に開放された旨を、開放通知識別子を含むリクエストとして下位ネットワークを通じて下位端末に通知する。
【００３８】
したがって、下位端末は、下位ネットワークがＣＡＮに接続されたことを事前に認識した状態で、リクエストやレスポンスを下位ネットワークに送信することになる。そして、下位端末からのリクエストやレスポンスを受信した中継端末は、ＣＡＮのデータフレームにおけるＩＤフィールドの後のデータフィールドを利用して、下位ネットワークの通信プロトコルに応じた内容のまま、下位端末からのリクエストやレスポンスをＣＡＮに送信する。
【００３９】
このため、上位ネットワークをＣＡＮで構成する場合に、ＣＡＮを跨いだ下位ネットワークの下位端末間で、下位ネットワークの通信プロトコルによるリクエストやレスポンスを、そのままの内容で、ＣＡＮのデータフレームによって送受信することができる。
【００４０】
さらに、請求項４に記載した本発明の通信ネットワークシステム用中継端末は、請求項３に記載した本発明の通信ネットワークシステム用中継端末において、
前記下位ネットワークはＬＩＮ（Local Interconnect Network）であり、
前記開放通知手段及び前記終了通知手段は、前記下位ネットワークに送信するＬＩＮフレームのヘッダの識別子により前記上位ネットワークの開放及び開放終了をそれぞれ通知し、
前記パススルー手段は、前記下位ネットワークから受信した前記ＬＩＮフレームのヘッダやレスポンスをパススルーし前記データフレームの前記データフィールドにおいて前記上位ネットワークに送信すると共に、前記データフレームの前記データフィールドにおいて上位ネットワークから受信しパススルーしたデータを前記ＬＩＮフレームのヘッダやレスポンスとして前記下位ネットワークに送信する、
ことを特徴とする。
【００４１】
請求項４に記載した本発明の通信ネットワークシステム用中継端末によれば、請求項３に記載した本発明の通信ネットワークシステム用中継端末において、上位ネットワークをＣＡＮで構成し、下位ネットワークをＬＩＮで構成する場合に、ＣＡＮのデータフレームのデータフィールドを利用して、ＬＩＮの通信プロトコルによるヘッダやレスポンスがＣＡＮ上で送受信される。
【００４２】
ここで、中継端末は、ＬＩＮにおけるマスタノードとして機能し、他のＬＩＮ端末はスレーブノードとして機能する。これにより、中継端末は、ＬＩＮ端末にヘッダ（リクエスト）を送信することができ、また、各ＬＩＮ端末（中継端末を含む）からのレスポンスを受信することができる。
【００４３】
このため、ＬＩＮ端末は、ＬＩＮがＣＡＮに接続されたことを事前に認識した状態で、ヘッダやレスポンスをＬＩＮに送信することになる。そして、ＬＩＮからのヘッダやレスポンスを受信した中継端末は、ＣＡＮのデータフレームを利用して、ＬＩＮの通信プロトコルに応じた内容のまま、ＬＩＮ端末からのヘッダやレスポンスをＣＡＮに送信する。
【００４４】
このため、上位ネットワークをＣＡＮで構成し、下位ネットワークをＬＩＮで構成する場合に、ＬＩＮ端末間で、ＬＩＮの通信プロトコルによるフレームを、そのままの内容で、ＣＡＮのデータフレームのデータフィールドによって、ＣＡＮを跨いで送受信することができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、下位ネットワークの端末同士が通信する下位ネットワークの通信プロトコルによるフレームを、そのままの内容で、上位ネットワークの非同期通信プロトコルによるフレームによって送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の通信ネットワークシステムの基本的構成を示す説明図である。
【図２】図１の上位ネットワークで用いられるＣＡＮの通信プロトコルのデータフレームのフレーム構成を示す説明図である。
【図３】図１の下位ネットワークで用いられるＬＩＮの通信プロトコルによるマスタ−スレーブ方式による通信スケジュールの説明図である。
【図４】上位ネットワークと下位ネットワークとの接続中にマスタノードとして振る舞う図１のＣＡＮ，ＬＩＮノードが行う上位ネットワークと下位ネットワークとの接続及びその終了の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】上位ネットワークと下位ネットワークとの接続中にスレーブノードとして振る舞う図１のＣＡＮ，ＬＩＮノードが行う上位ネットワークと下位ネットワークとの接続及びその終了の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図１の通信ネットワークシステムにおいて行われる通信を概念的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、本発明について図面を参照して説明する。まず、図１乃至図３の説明図を参照して、本発明の通信ネットワークシステムの基本的構成について説明する。
【００４８】
本実施形態の通信ネットワークシステムは、例えば、車両（図示せず）の制御系のネットワークシステムを構成するもので、図１に示すように、通信ネットワークシステム１は、上位ネットワーク３と、２つの下位ネットワーク５ａ，５ｂとを有している。
【００４９】
上位ネットワーク３は、比較的高い通信速度と信頼性が必要な車両のメインのネットワークに用いられ、上位ネットワーク３ではＣＡＮの通信プロトコルによる通信が行われる。各下位ネットワーク５ａ，５ｂは、比較的低い通信速度でも十分な車両のサブネットワークに用いられ、各下位ネットワーク５ａ，５ｂでは、ＬＩＮの通信プロトコルによる通信が行われる。
【００５０】
上位ネットワーク３は、５つのノード３１〜３３，４１，４２（請求項中の上位端末に相当）をバス３４で接続して構成されている。このうち、３つのノード３１〜３３はＣＡＮの通信プロトコルによる通信のみに対応したＣＡＮ専用ノード（ＣＡＮノード）であり、２つのノード４１，４２は、ＣＡＮとＬＩＮの通信プロトコルによる通信に対応したＣＡＮ，ＬＩＮ兼用ノード（ＣＡＮ，ＬＩＮノード、請求項中の中継端末に相当）である。
【００５１】
上位ネットワーク３で用いられるＣＡＮの通信プロトコルは、非同期通信プロトコルであり、図２に示すように、ＳＯＦ（Start Of Frame）で始まりＥＯＦ（End Of Frame）で終わるデータフレームを用いた通信によって、データの送信を実行する。
【００５２】
そして、各ＣＡＮノード３１〜３３やＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２は、送信するデータが発生した際に、任意のタイミングでデータフレームをバス３４に送信する。データフレームは、送信するデータ内容や送信相手のノードを示すＩＤ（識別子）と、データフレームであることを示す情報（ＲＴＲ：Remote Transmission Request ）とを含んでいる。バス３４に送信されたデータフレームは、各ノード３１〜３３，４１，４２によって受信される。
【００５３】
データフレームを受信した各ノード３１〜３３，４１，４２は、ＩＤを確認し、必要に応じて、データフィールドのデータを取得する。
【００５４】
ここで、複数のノード３１〜３３，４１，４２が同時にデータフレームをバス３４に送信した場合は、ＩＤの番号が若い方が優先される。優先されずバス３４に送信されなかったデータフレームは、データフレーム（のＥＯＦ）に続くＩＴＭ（Inteemission、３ビット長のリセッシブ固定）」の後に、バスアイドル状態となったことが確認された後、再度バス３４に送信される。
【００５５】
なお、各ノード３１〜３３，４１，４２としては、例えば、エンジン（図示せず）等のパワートレイン制御やステアリング（図示せず）等のシャシ制御の制御対象や、それらを制御するＥＣＵがある。
【００５６】
一方、下位ネットワーク５ａは、３つのノード４１，５１，５２をバス５３で接続して構成されている。また、下位ネットワーク５ｂは３つのノード４２，５４，５５をバス５６で接続して構成されている。なお、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２を除く他のノード５１，５２，５４，５５はいずれも、ＬＩＮの通信プロトコルによる通信のみに対応したＬＩＮ専用ノード（ＬＩＮノード）である。
【００５７】
下位ネットワーク５ａ，５ｂの各ノード４１，４２，５１，５２，５４，５５（請求項中の下位端末に相当）は、バス５３，５６に接続されるＬＩＮトランシーバ（図示せず）と、ＬＩＮトランシーバに接続されるマイクロコンピュータ（図示せず）とを有している。そして、各ノード４１，４２，５１，５２，５４，５５は、マイクロコンピュータが内蔵しているシリアル通信装置（ＵＡＲＴ：Universal Asynchronous Receiver/Transmitter ）を用いて、マスタ−スレーブ方式で通信を行う。
【００５８】
下位ネットワーク５ａでは、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１がマスタノードであり、ＬＩＮノード５１，５２がスレーブノードである。また、下位ネットワーク５ｂでは、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２がマスタノードであり、ＬＩＮノード５４，５５がスレーブノードである。
【００５９】
各下位ネットワーク５ａ，５ｂにおける、ＬＩＮの通信プロトコルによるマスタ−スレーブ方式の通信は、図３に示すように、ＬＩＮスケジュールにしたがって行われる。下位ネットワーク５ａ，５ｂのＬＩＮスケジュールは、ＬＩＮフレームの繰り返しで構成されている。
【００６０】
そして、マスタノードであるＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２は、レスポンスを要求する際に、要求先のノード４１，４２，５１，５２，５４，５５との通信に割り当てられたＬＩＮフレーム（例えば、図３中のＬＩＮフレーム（１））の冒頭のタイミングで、リクエストとしてのヘッダ（トークン）をバス５３，５６に送信する。ヘッダは、ＬＩＮフレームのＩＤ（識別子）と、レスポンスの送信可能なデータ長の情報とを含んでおり、各ノード４１，４２，５１，５２，５４，５５によって受信される。
【００６１】
ヘッダを受信した各ノード４１，４２，５１，５２，５４，５５は、ヘッダのＩＤが、自己のノードへの送信に割り当てられたＬＩＮフレームのＩＤに該当するかどうかを確認し、該当する場合は、送信待ちデータ（データ１〜ｎ）を、ＬＩＮフレームのヘッダに続くレスポンスのフレーム部分を利用してバス５３，５６に送信する。
【００６２】
なお、各下位ネットワーク５ａ，５ｂのスレーブノードであるＬＩＮノード５１，５２，５４，５５としては、車両の各部に設けられた制御対象や、それらを制御するＥＣＵがある。車両の制御対象には、例えば、ドアの開閉やドアミラーの開閉、シート位置、パワーウィンドの開閉位置等を検出するセンサや、電動シートモータ、パワーウィンドモータエンジン（図示せず）等のボディー制御の対象物や、エンジン等のパワートレイン制御の対象物、ステアリング（図示せず）等のシャシ制御の対象物がある。
【００６３】
ところで、上述したＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、「開放識別子」がＩＤとして定義されたデータフレームを上位ネットワーク３から受信すると、ＩＤの後に到来するそのデータフレームのデータ送信フィールド（データフィールド）の期間中（請求項中の所定期間に相当）、上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ａとを所定期間接続する。また、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２も同様に、「開放識別子」がＩＤとして定義されたデータフレームを上位ネットワーク３から受信すると、そのデータフレームのデータフィールドの期間中、上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ｂとを接続する。
【００６４】
データフレームのデータ送信フィールド（データフィールド）は、請求項中のデータ領域に相当している。
【００６５】
ここで、「開放識別子」は、下位ネットワーク５ａのＬＩＮノード５１，５２と下位ネットワーク５ｂのＬＩＮノード５４，５５との通信に、上位ネットワーク３を開放する旨を示す識別子である。そして、「開放識別子」がＩＤとして定義されたデータフレームは、本実施形態では、ＣＡＮノード３１が上位ネットワーク３に送信する。
【００６６】
ＣＡＮノード３１によるこの、「開放識別子」がＩＤとして定義されたデータフレームの送信は、一定期間毎に行ってもよく、必要に応じて不定期に行ってもよい。また、このデータフレームの上位ネットワーク３への送信は、他のＣＡＮノード３２，３３が行ってもよく、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２のどちらかが行ってもよい。
【００６７】
ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２が行う場合は、送信するデータが発生した旨の通知を、自身に接続された下位ネットワーク５ａ，５ｂの下位端末５１，５２，５４，５５から受けたときに、「開放識別子」がＩＤとして定義されたデータフレームを上位ネットワーク３に送信するようにしてもよい。
【００６８】
上述した「開放識別子」は、下位ネットワーク５ａ，５ｂと上位ネットワーク３との接続やその終了に関与するＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２のみに関係し、その他のＣＡＮノード３１〜３３には関係しない。したがって、ＣＡＮノード３１〜３３は、受信中のデータフレームのＩＤに「開放識別子」が定義されていることを認識しても、それに対応した処理（動作）は特に行わない。
【００６９】
また、下位ネットワーク５ａ，５ｂを上位ネットワーク３と接続している間は、下位ネットワーク５ａ，５ｂが上位ネットワーク３を介して１つのネットワークを構成した状態となる。したがって、下位ネットワーク５ａ，５ｂを上位ネットワーク３と接続している間は、下位ネットワーク５ａ，５ｂ上の各ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２や各ＬＩＮノード５１，５２，５４，５５が全体で、上位ネットワーク３を跨いだマスタ−スレーブ方式の通信を行う。
【００７０】
このとき、上位ネットワーク３を介して１つのネットワークを構成する下位ネットワーク５ａ，５ｂの中でマスタノードとして振る舞うノードを、例えば、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２のどちらかに決めておく。本実施形態では、下位ネットワーク５ａ，５ｂの上位ネットワーク３への接続中のマスタノードをＣＡＮ，ＬＩＮノード４１とし、スレーブノードをＣＡＮ，ＬＩＮノード４２とＬＩＮノード５１，５２，５４，５５とする。
【００７１】
そして、各ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２が下位ネットワーク５ａ，５ｂを上位ネットワーク３と接続した後に、マスタノードであるＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、自身が兼ねるＬＩＮノードとしての識別子をＬＩＮフレームのＩＤに含むヘッダを、下位ネットワーク５ａ及び上位ネットワーク３（を経て下位ネットワーク５ｂ）に送信する。
【００７２】
さらに、このヘッダを受信したＣＡＮ、ＬＩＮノード４１は、「開放通知識別子」をＬＩＮフレームのＩＤに含むレスポンスを、スレーブノードであるＣＡＮ，ＬＩＮノード４２やＬＩＮノード５１，５２、さらに、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２を介してＬＩＮノード５４，５５にそれぞれ送信する。このレスポンスを受信したＣＡＮ，ＬＩＮノード４２とＬＩＮノード５１，５２，５４，５５は、上位ネットワーク３が下位ネットワーク５ａや下位ネットワーク５ｂに接続されたことを認識する。
【００７３】
また、マスタノードであるＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、データフィールドの送信期間（所定期間）が終わって下位ネットワーク５ａ，５ｂが上位ネットワーク３から切り離される直前に、自身が兼ねるＬＩＮノードとしての識別子をＬＩＮフレームのＩＤに含むヘッダを、下位ネットワーク５ａ及び上位ネットワーク３（を経て下位ネットワーク５ｂ）に送信する。
【００７４】
さらに、このヘッダを受信したＣＡＮ、ＬＩＮノード４１は、「終了通知識別子」をＬＩＮフレームのＩＤに含むレスポンスを、スレーブノードであるＣＡＮ，ＬＩＮノード４２やＬＩＮノード５１，５２、さらに、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２を介してＬＩＮノード５４，５５にそれぞれ送信する。このレスポンスを受信したＣＡＮ，ＬＩＮノード４２とＬＩＮノード５１，５２，５４，５５は、上位ネットワーク３が下位ネットワーク５ａや下位ネットワーク５ｂから切り離されたことを認識する。
【００７５】
下位ネットワーク５ａ，５ｂが上位ネットワーク３に接続される期間、つまり、上位ネットワーク３で送信されるデータフレームのデータフィールドのデータ長は、「開放識別子」がＩＤとして定義されたデータフレームのコントロールフィールドにおいて定義される。コントロールフィールドは、データフレームのＩＤとそれに続く識別子（ＲＴＲ）の後に割り当てられている。そして、データフレームには、コントロールフィールドに続いて、コントロールフィールドで定義されたデータ長のデータフィールドが割り当てられている。
【００７６】
したがって、コントロールフィールドに続く、コントロールフィールドで定義されたデータ長の期間中（データフィールドの期間中）は、下位ネットワーク５ａのノード４１，５１，５２と下位ネットワーク５ｂのノード４２，５４，５５との相互間の通信に、上位ネットワーク３が開放される。
【００７７】
具体的には、上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ａ，５ｂとが接続されている間、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２は、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２が下位ネットワーク５ａ，５ｂから受信したＬＩＮの通信プロトコルによるヘッダやレスポンスを、上位ネットワーク３にそのままの内容でパススルー送信する。
【００７８】
また、上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ａ，５ｂとが接続されている間、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２は、上位ネットワーク３から受信したデータを、そのままの内容で下位ネットワーク５ａ，５ｂにパススルー送信する。したがって、上位ネットワーク３から受信したデータが、元々、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２が下位ネットワーク５ａ，５ｂから受信して上位ネットワーク３に送信した、ＬＩＮの通信プロトコルによるヘッダやレスポンスである場合は、そのヘッダやレスポンスがＬＩＮの通信プロトコルのまま、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２によって下位ネットワーク５ａ，５ｂにパススルー送信される。
【００７９】
なお、上述したパススルー送信を行う際に、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２は、上位ネットワーク３のバス３４と下位ネットワーク５ａ，５ｂのバス５３，５６との、通信プロトコル間における物理層の電位差を適宜変換する。また、ＣＡＮの通信プロトコルにおけるビットスタッフィングルールによるスタッフビットの挿入は、下位ネットワーク５ａ，５ｂから上位ネットワーク３にパススルー送信するＬＩＮの通信プロトコルによるヘッダやレスポンスのデータに対しても、同様に行われる。
【００８０】
以上に説明した上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ａ，５ｂとの接続中に、マスタノードとして振る舞うＣＡＮ，ＬＩＮノード４１が行う処理手順を示すのが、図４のフローチャートである。この処理手順は、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１が有するマイクロコンピュータ（図示せず）のＲＯＭに格納されたプログラムにしたがいＣＰＵが実行する。
【００８１】
なお、以下の処理手順の一部または全部は、例えば、ＤＳＰやＡＳＩＣ等のハードウェアにより実行させることもできる。但し本実施形態では、ＲＯＭのプログラムにしたがってＣＰＵが実行する形態とした場合について説明する。
【００８２】
図４に示すように、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、上位ネットワーク３からＣＡＮの通信プロトコルによるデータフレームを受信し（ステップＳ１）、受信したデータフレームのＩＤに「開放識別子」が定義されているか否かを確認する（ステップＳ３）。「開放識別子」が定義されていない場合は（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ１にリターンし、「開放識別子」が定義されている場合は（ステップＳ３でＹＥＳ）、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、受信したデータフレームのコントロールフィールドから、データフィールドのデータ長を取得する（ステップＳ５）。
【００８３】
そして、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、取得したデータ長からデータフィールドの送信に要する時間（送信相当時間）を、上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ａとを接続する所定期間として算出する（ステップＳ７）。算出したならば、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、コントロールフィールドの終了（データフィールドの開始）を待機し（ステップＳ９）、データフィールドの開始から所定期間のタイムカウントを開始して（ステップＳ１１）、上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ａとを接続する（ステップＳ１３）。
【００８４】
なお、上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ａとの接続をスイッチングにより物理的に行う場合は、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、上位ネットワーク３のバス３４と下位ネットワーク５ａのバス５３とを物理的に結線する。
【００８５】
続いて、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、上位ネットワーク３（を経て下位ネットワーク５ｂ）と下位ネットワーク５ａに、「開放通知識別子」をＬＩＮフレームのＩＤに含むヘッダ（開放通知フレーム）をそれぞれ送信する（ステップＳ１５）。そして、所定期間の経過が近づいた（所定期間が経過する直前）か否かを確認する（ステップＳ１７）。所定期間の経過が近づいた（又は既に経過した）場合は（ステップＳ１７でＹＥＳ）、後述するステップＳ２７に移行し、所定期間がまだ経過していない場合は（ステップＳ１７でＮＯ）、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、スレーブノードであるＣＡＮ，ＬＩＮノード４２及びＬＩＮノード５１，５２，５４，５５に、例えば、ＩＤ（識別子）が若い順等、予め定められた順番で、リクエストとしてのヘッダ（トークン）を送信する（ステップＳ１９）。
【００８６】
次に、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、下位ネットワーク５ａから受信したＬＩＮの通信プロトコルによるヘッダやレスポンスを、上位ネットワーク３（を経て下位ネットワーク５ｂ）にパススルー送信する。これと共に、上位ネットワーク３（を経て下位ネットワーク５ｂ）から受信したＬＩＮの通信プロトコルによるヘッダやレスポンスを、下位ネットワーク５ａにパススルー送信する（ステップＳ２１）。
【００８７】
なお、上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ａとを物理的に結線して接続する場合は、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、パススルー送信に際して具体的な処理を行わない。
【００８８】
そして、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２及びＬＩＮノード５１，５２，５４，５５に、ＬＩＮの通信プロトコルによるレスポンスとして送信する送信待ちのデータがあるか否かを確認する（ステップＳ２３）。データがある場合は（ステップＳ２３でＹＥＳ）、ステップＳ１７にリターンし、データがない場合は（ステップＳ２３でＮＯ）、ステップＳ１１で開始したデータフィールドのタイムカウント（上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ａとの接続時間）が所定期間に達する直前まで待機して（ステップＳ２５）、ステップＳ２７に処理を移行する。
【００８９】
ステップＳ２７では、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、上位ネットワーク３（を経て下位ネットワーク５ｂ）と下位ネットワーク５ａに、「終了通知識別子」をＬＩＮフレームのＩＤに含むヘッダ（終了通知フレーム）をそれぞれ送信し、下位ネットワーク５ａと上位ネットワーク３との接続を終了して切り離す（ステップＳ２９）。終了通知フレームの送信は、ステップＳ１１で開始したデータフィールドのタイムカウント（上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ａとの接続時間）が所定期間に達する前に完了する。そして、一連の手順を終了する。
【００９０】
なお、上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ａとの接続をスイッチングにより物理的に行う場合は、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、上位ネットワーク３のバス３４と下位ネットワーク５ａのバス５３とを物理的に切り離す。
【００９１】
続いて、以上に説明した上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ａ，５ｂとの接続中に、スレーブノードとして振る舞うＣＡＮ，ＬＩＮノード４２が行う処理手順を示すのが、図５のフローチャートである。この処理手順は、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２が有するマイクロコンピュータ（図示せず）のＲＯＭに格納されたプログラムにしたがいＣＰＵが実行する。
【００９２】
図５に示すように、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２は、上位ネットワーク３からＣＡＮの通信プロトコルによるデータフレームを受信し（ステップＳ３１）、受信したデータフレームのＩＤに「開放識別子」が定義されているか否かを確認する（ステップＳ３３）。「開放識別子」が定義されていない場合は（ステップＳ３３でＮＯ）、ステップＳ３１にリターンし、「開放識別子」が定義されている場合は（ステップＳ３３でＹＥＳ）、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２は、下位ネットワーク５ｂのマスタノードとして下位ネットワーク５ｂ上のＬＩＮノード５４，５５に、ＬＩＮの通信プロトコルによるヘッダを送信する機能を停止させる（ステップＳ３５）。
【００９３】
そして、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２は、上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ｂとを接続する（ステップＳ３７）。なお、上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ｂとの接続をスイッチングにより物理的に行う場合は、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２は、上位ネットワーク３のバス３４と下位ネットワーク５ｂのバス５６とを物理的に結線する。
【００９４】
次に、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２は、所定期間の経過が近づいた（所定期間が経過する直前）か否かを確認する（ステップＳ３９）。ここで、所定期間は、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１が図４のステップＳ５乃至ステップＳ７の手順によって行ったのと同様に、データフレームのＩＤに「開放識別子」が定義されたデータフレームから取得したデータフィールドのデータ長から、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２が算出する。
【００９５】
そして、所定期間の経過が近づいた（又は既に経過した）場合は（ステップＳ３９でＹＥＳ）、後述するステップＳ４７に移行し、所定期間がまだ経過していない場合は（ステップＳ３９でＮＯ）、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、下位ネットワーク５ｂから受信したＬＩＮの通信プロトコルによるヘッダやレスポンスを、上位ネットワーク３（を経て下位ネットワーク５ａ）にパススルー送信する。これと共に、上位ネットワーク３（を経て下位ネットワーク５ａ）から受信したＬＩＮの通信プロトコルによるヘッダやレスポンスを、下位ネットワーク５ｂにパススルー送信する（ステップＳ４１）
なお、上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ａとを物理的に結線して接続する場合は、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１は、パススルー送信に際して具体的な処理を行わない。
【００９６】
そして、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２は、上位ネットワーク３（を経て下位ネットワーク５ａ）から受信したのが、あるいは、下位ネットワーク５ｂから受信したのが、自分が返信すべきヘッダであるか否かを確認する（ステップＳ４３）。自分が返信すべきヘッダか否かは、受信したのが、自己のノードへの送信に割り当てられたＬＩＮフレームのＩＤに該当するヘッダであるかどうかによって、確認することができる。
【００９７】
自分が返信すべきヘッダでない場合は（ステップＳ４３でＮＯ）、ステップＳ３９にリターンし、自分が返信すべきヘッダである場合は（ステップＳ４３でＹＥＳ）、対応するデータをレスポンスとして、上位ネットワーク３（を経て下位ネットワーク５ａ）と下位ネットワーク５ｂに送信する（ステップＳ４５）。そして、ステップＳ３９にリターンする。
【００９８】
ステップＳ４７では、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２は、上位ネットワーク３（を経て下位ネットワーク５ａ）からの、「終了通知識別子」をＬＩＮフレームのＩＤに含むヘッダ（終了通知フレーム）を受信し、これに呼応して、下位ネットワーク５ｂと上位ネットワーク３との接続を終了して切り離す（ステップＳ４９）。そして、一連の手順を終了する。
【００９９】
なお、上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ｂとの接続をスイッチングにより物理的に行う場合は、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４２は、上位ネットワーク３のバス３４と下位ネットワーク５ｂのバス５６とを物理的に切り離す。
【０１００】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、図４のフローチャートにおけるステップＳ１乃至ステップＳ１３、ステップＳ１７、及び、ステップＳ２９と、図５のフローチャートにおけるステップＳ３１、ステップＳ３３、ステップＳ３７、ステップＳ３９、及び、ステップＳ４９が、請求項中の接続手段に対応する処理となっている。また、本実施形態では、図４中のステップＳ１５が、請求項中の開放通知手段に対応する処理となっている。
【０１０１】
さらに、本実施形態では、図４中のステップＳ２１及び図５中のステップＳ４１が、請求項中のパススルー手段に対応する処理となっている。また、本実施形態では、図４中のステップＳ２７が、請求項中の終了通知手段に対応する処理となっている。
【０１０２】
次に、図１に示す本実施形態の通信ネットワークシステム１において行われる通信について、図６の説明図を参照しながら説明する。
【０１０３】
図６の説明図では、上位ネットワーク３で送信されるデータを模式的に示している。まず、上位ネットワーク３では、普段は、ＣＡＮ通信プロトコルによるフレームを用いて、ＣＡＮノード３１〜３３やＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２同士の通信が行われる。
【０１０４】
この通信では、図中の左側のフレームのように、送信待ちのデータを有するノード３１〜３３，４１，４２が、データフレーム（ヘッダ部、データロード部（＝データフィールド、以下同じ。）、フッタ部）を任意のタイミングで上位ネットワーク３に送信する。そして、データフレームのヘッダ部のＩＤフィールドに定義されたデータ内容や送信相手に該当するＣＡＮノード３１〜３３やＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２が、データロード部の送信データを受信する。
【０１０５】
一方、下位ネットワーク５ａ，５ｂの各ノード４１，４２，５１，５２，５４，５５同士の通信に上位ネットワーク３を開放した場合は、ＣＡＮ通信プロトコルによるフレームを用いて、上位ネットワーク３を跨いた下位ネットワーク５ａの各ノード４１，５１，５２と下位ネットワーク５ｂの各ノード４２，５４，５５との通信が行われる。
【０１０６】
この通信では、図中の中央のフレームのように、ＬＩＮ通信プロトコルによるヘッダやレスポンスのフレームが、ＣＡＮ通信プロトコルによるデータフレームの送信期間中に、上位ネットワーク３上で通信される。
【０１０７】
そのために、ＣＡＮノード３１（又は、ＣＡＮノード３２，３３やＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２）が、上位ネットワーク３で通信が行われていない状態で、「開放識別子」がＩＤとしてヘッダ部に定義されたデータフレームを上位ネットワーク３に送信する。その場合、送信するデータフレームのデータロード部はレセッシブ（バスアイドル状態）とする。
【０１０８】
そして、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２が下位ネットワーク５ａ，５ｂを上位ネットワーク３に接続し、その旨を、ＬＩＮの通信プロトコルにより下位ネットワーク５ａ，５ｂに送信するヘッダのＩＤに定義した開放通知識別子により、下位ネットワーク５ａ，５ｂの各ノード４１，４２，５１，５２，５４，５５に通知する。
【０１０９】
その後、上位ネットワーク３を介して接続されて１つのネットワークとなった下位ネットワーク５ａ，５ｂでマスタノードとして振る舞うＣＡＮ，ＬＩＮノード４１が、ＬＩＮの通信プロトコルによるヘッダを下位ネットワーク５ａだけでなく上位ネットワーク３を介して下位ネットワーク５ｂにも送信する。これにより、マスタノードのＣＡＮ，ＬＩＮノード４１が送信したヘッダが、下位ネットワーク５ａだけでなく、上位ネットワーク３を跨いで、他方の下位ネットワーク５ｂ，５ａにも送信される。
【０１１０】
さらに、ヘッダのＩＤに対応するノード４１，４２，５１，５２，５４，５５が、ヘッダに続けてレスポンスを、ＬＩＮの通信プロトコルにより下位ネットワーク５ａ，５ｂに送信し、これを受信した各ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２が、受信したレスポンスをパススルーして上位ネットワーク３にも送信する。また、上位ネットワーク３を介して他の下位ネットワーク５ａ，５ｂから受信したデータ（レスポンス）を、各ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２が、自身に接続された下位ネットワーク５ａ，５ｂにおいて、各ノード４１，４２，５１，５２，５４，５５にレスポンスとして送信する。これにより、各下位ネットワーク５ａ，５ｂで送信されたレスポンスが、上位ネットワーク３を跨いで、他方の下位ネットワーク５ｂ，５ａにも送信される。
【０１１１】
そして、所定期間が終了する直前には、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１が、下位ネットワーク５ａ，５ｂの上位ネットワーク３への接続終了を、下位ネットワーク５ａ，５ｂに送信するヘッダのＩＤに定義した終了通知識別子により、下位ネットワーク５ａ，５ｂの各ノード４２，５１，５２，５４，５５に通知する。
【０１１２】
所定期間が終了すると、下位ネットワーク５ａ，５ｂが上位ネットワーク３から切り離され、再び、ＣＡＮ通信プロトコルによるフレームを用いて、ＣＡＮノード３１〜３３やＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２同士の通信が行われる。詳しくは、図６中の右側のフレームのように、送信待ちのデータを有するノード３１〜３３，４１，４２が、データフレーム（ヘッダ部、データロード部、フッタ部）を任意のタイミングで上位ネットワーク３に送信する。そして、データフレームのヘッダ部のＩＤフィールドに定義されたデータ内容や送信相手に該当するＣＡＮノード３１〜３３やＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２が、データロード部の送信データを受信する。
【０１１３】
以上に説明したように、本実施形態の通信ネットワークシステム１では、上位ネットワーク３が非同期通信プロトコルを用いるＣＡＮであっても、ＣＡＮのデータフレームのＩＤを利用して上位ネットワーク３の開放を定義し、また、ＬＩＮのヘッダのＩＤを利用して上位ネットワーク３の開放と終了を通知することで、各下位ネットワーク５ａ，５ｂの各ノード４１，４２，５１，５２，５４，５５に、上位ネットワーク３の開放期間（所定期間）を認識させることができる。
【０１１４】
このため、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２が各下位ネットワーク５ａ，５ｂを上位ネットワーク３に接続する所定期間において、ＬＩＮの通信プロトコルによるヘッダやレスポンスを、そのままの内容で上位ネットワーク３に送信し、上位ネットワーク３を跨いだ各下位ネットワーク５ａ，５ｂのノード４１，４２，５１，５２，５４，５５間の通信を実現することができる。
【０１１５】
なお、本実施形態では、上位ネットワーク３がＣＡＮであり、各下位ネットワーク５ａ，５ｂがＬＩＮである場合を例に取って説明した。しかし、本発明は、ＣＡＮ以外の非同期通信プロトコルを用いるネットワークを上位ネットワークに用いる場合にも適用可能である。その場合、下位ネットワークは、非同期通信プロトコルを用いるネットワークでもよく、同期通信プロトコルを用いるネットワークでもよい。
【０１１６】
即ち、例えば、上位ネットワーク３と各下位ネットワーク５ａ，５ｂとにそれぞれ個別のＣＡＮネットワークを用いる場合にも、本発明は適用可能である。その場合には、各ネットワークで用いるＩＤ空間を区別して運用することができる等の利点がある。
【０１１７】
また、本実施形態では、ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１が「開放通知識別子」や「終了通知識別子」をＬＩＮフレームのＩＤに含むヘッダ（開放通知フレーム、終了通知フレーム）を送信するものとした。しかし、もう一方のＣＡＮ，ＬＩＮノード４２がＣＡＮ，ＬＩＮノード４１に代わってそれらを送信しても良く、各ＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２がそれぞれ送信する構成としても良い。
【０１１８】
さらに、本実施形態では、上位ネットワーク３において、データフレームだけを用いて各ノード３１〜３３，４１，４２が通信を行う場合について説明した。しかし、何れかのノード３１〜３３，４１，４２がリモートフレームを任意のタイミングで上位ネットワーク３に送信し、リモートフレームのＩＤに対応するノード３１〜３３，４１，４２（ヘッダを送信したノードも含む）が、送信待ちのデータをデータフレームにより上位ネットワーク３に送信する場合にも、本発明を適用することができる。
【０１１９】
この場合にも、ＣＡＮノード３１〜３３やＣＡＮ，ＬＩＮノード４１，４２の何れかが「開放識別子」をＩＤとして定義して上位ネットワーク３に送信するフレームは、上述した実施形態と同じくデータフレームとなる。また、このデータフレームを上位ネットワーク３から受信したＣＡＮ，ＬＩＮノード４１やＣＡＮ，ＬＩＮノード４２が上位ネットワーク３と下位ネットワーク５ｂとを接続する期間も、上述した実施形態と同じく、受信したデータフレームのデータフィールドの期間中である。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明は、上位端末同士が非同期通信プロトコルを用いて通信する上位ネットワークと、下位端末同士が非同期通信プロトコル又は同期通信プロトコルを用いて通信する複数の下位ネットワークとを有する通信ネットワークシステムに用いて、極めて有用である。
【符号の説明】
【０１２１】
１  通信ネットワークシステム
３  上位ネットワーク
５ａ，５ｂ  下位ネットワーク
３１〜３３  ＣＡＮ専用ノード
３４  バス
４１，４２  ＣＡＮ，ＬＩＮ兼用ノード
５１，５２，５４，５５  ＬＩＮ専用ノード
５３，５６  バス
【図１】
2015076697.tif 000003
【図２】
2015076697.tif 000004
【図３】
2015076697.tif 000005
【図４】
2015076697.tif 000006
【図５】
2015076697.tif 000007
【図６】
2015076697.tif 000008