(57)【要約】【課題】ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）などのタイムトリガ型のネットワークにおいて、柔軟に端末を配置でき、双方に通信する端末の追加を容易に行うことがきる通信システムを提供する。【解決手段】端末１１には、予めＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）で通信するための初期通信パラメータが設定されており、電源投入時に計算端末以外の通常端末が、計算端末に自身の希望設定情報を初期通信パラメータに沿って送信し、計算端末が、各通常端末からの希望設定情報に基づいて通信パラメータを算出して初期通信パラメータに沿って各通常端末へ送信する。【選択図】図１
2012109831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信プロトコルにて通信を行うための通信パラメータが設定される複数の端末と、前記複数の端末を接続する通信線路と、を備え、前記通信パラメータに従って各前記端末間で通信を行う通信システムにおいて、
前記端末が、電源投入直後に通信を行うための初期通信手段を備え、
前記端末のうち一つの前記端末が前記通信パラメータを算出する通信パラメータ算出手段を備えた計算端末として構成され、
電源投入時に前記計算端末以外の前記端末が、前記初期通信手段で前記計算端末に自身の希望設定情報を出力し、前記計算端末が、前記計算端末以外の前記端末からの前記希望設定情報に基づいて前記通信パラメータを算出して前記初期通信手段で前記計算端末以外の前記端末へ出力する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記複数の端末には、前記初期通信手段として予め前記第１の通信プロトコルで通信するための初期通信パラメータを格納する初期パラメータ格納手段を備えており、前記計算端末以外の前記端末が、前記初期通信パラメータを用いて前記計算端末に自身の前記希望設定情報を出力することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記計算端末以外の前記端末が、前記第１の通信プロトコルで定められた複数のタイムスロットから構成される通信サイクルの中で、どの前記タイムスロットを使用するかおよび当該タイムスロットを用いて出力する通信フレームに含める端末識別情報を乱数で生成する乱数生成手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記複数の端末は、前記初期通信手段として前記第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルでも通信可能に構成され、
前記計算端末以外の前記端末が、前記第２の通信プロトコルを用いて前記計算端末に自身の前記希望設定情報を出力することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項５】
前記計算端末が、前記通信パラメータのうち中心をなすパラメータのみを算出し、
前記計算端末以外の前記端末が、前記通信パラメータのうち中心をなすパラメータから残りのパラメータを算出する残パラメータ算出手段を備えている
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の端末を有し、タイムトリガ型のネットワーク技術で構成されている通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代車載用のＬＡＮとして、高速性と信頼性の両面の優位性を保証できるＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）規格が制定されている。ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）は、自動車産業分野の中でもステアリング・バイ・ワイヤやブレーキ・バイ・ワイヤなど高い信頼性の要求される車内通信に使われることが求められている通信プロトコルである。ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）はタイムトリガ型通信システムを採用しているので、通信のバスの中に予め必要な時間のタイムスロットを定義したバス・システムを設計することでこの問題を避けることができ、高い信頼性を維持することが可能となる。
【０００３】
ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）は、上述したようにタイムトリガ型のネットワーク技術である。タイムトリガ型のネットワークとは、予め定められた時刻範囲を１サイクルとしたとき、ＥＣＵ（端末）毎にそのサイクル内に、一定時間の送信権を定義することにより、各ＥＣＵは周期的に一定の当該期間（タイムスロット）のみで伝送を行うことで信頼性の高い多重アクセスを行うネットワーク方式のことである。そのため、予め各ＥＣＵには、精密な設定が必要とされる。
【０００４】
このようなＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）のネットワークの構築は、まず、自動車製造会社などのネットワーク設計者が１サイクルの時間、全ＥＣＵ数、各ＥＣＵが送信できるメッセージサイズの上限、送信のタイミング、タイムスロット数等の通信パラメータを決め、次に、その設定にしたがって各ＥＣＵ開発会社などのＥＣＵ設計者は使用するスロット数や使用するスロット位置など詳細な通信パラメータの設定をする。最後に、ネットワーク設計者が各ＥＣＵの設定を統合しネットワークが完成する。
【０００５】
したがって、ネットワーク設計者で各ＥＣＵの希望設定情報の統合処理を行う場合、各ＥＣＵの設定（通信パラメータ）が統合時に重複した際、それぞれのＥＣＵを考慮して最適な設定に調整する必要がある。このような最適な設定を調整するための作業はネットワーク設計を熟知し、なおかつ各ＥＣＵの動作を考慮しなければならないため、設計のために時間と労力を労費してしまうという問題があった。又、ネットワーク設計者側が効率のよいネットワークを設計するためには、プロトコルを熟知し、ＥＣＵ側の設定も考慮しなければならないという問題があった。
【０００６】
このような問題に対して、例えば、特許文献１に記載のネットワーク設計方法が提案されている。特許文献１に記載のネットワーク設計方法は、入力された希望設定情報が設計対象ネットワーク毎に対応付けられて設定情報として格納される設定情報データベース内の設定情報を統合、最適化して、各ＥＣＵが使用するタイムスロットの配置と、タイムスロット長と、タイムスロット数と、サイクル長とを含むスロット割り当て情報を設定することが記載されている。
【０００７】
特許文献１の記載のネットワーク設計方法により、タイムトリガ型通信システムにおいて、ネットワーク上の各ＥＣＵの設定を最適化することができるが、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）は、各ＥＣＵが使用するタイムスロットの配置が予め決められてしまうため、ネットワークの構築後に新たなＥＣＵを追加することが困難であるという問題があった。
【０００８】
このような問題に対して、例えば、特許文献２に記載のＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）ネットワーク接続方法が提案されている。特許文献２に記載のＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）ネットワーク接続方法は、既に接続されているＥＣＵの１つが、同期通信に必要なＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）通信パラメータをデータとして有する同期データフレーム（同期通信パラメータ送信用フレーム）を、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）ネットワークに周期的に出力するように構成しておく。ＥＣＵは、同期データフレームを作成してＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）ネットワークに周期的に出力する。ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）ネットワークに新たに追加電子制御ユニットを接続する場合には、追加電子制御ユニットの通信速度をＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）ネットワークの通信速度に設定し、さらに解析対象とする同期データフレームＩＤを設定した上で、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）ネットワークに接続し、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）バスモニタを使用してフレーム構成に関するＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）パラメータ及び同期データフレームの同期通信に必要なＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）通信パラメータを抽出し、抽出した同期通信に必要なすべてのＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）パラメータをＥＣＵ内のＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）コミュニケーションコントローラに設定して自動的にコンフィグレーションを行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−８１６２８号公報
【特許文献２】特開２００８−２３６２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載のＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）ネットワーク接続方法では、新しいＥＣＵがバスモニタやバスアナライザのようにネットワーク上を流れるデータを取得して解析するだけの機器であれば問題ないが、追加されたＥＣＵが他のＥＣＵに対してフレームを送信する場合は、タイムスロットの割り当てを行わなければならないため、タイムスロットの余裕が無い場合はフレーム送信が行えず、ネットワーク設計者が改めてタイムスロットの配置を含めたネットワークの通信パラメータを設定し直さなければならないという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）などのタイムトリガ型のネットワークにおいて、柔軟に端末を配置でき、双方に通信する端末の追加を容易に行うことがきる通信システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、第１の通信プロトコルにて通信を行うための通信パラメータが設定される複数の端末と、前記複数の端末を接続する通信線路と、を備え、前記通信パラメータに従って各前記端末間で通信を行う通信システムにおいて、前記端末が、電源投入直後に通信を行うための初期通信手段を備え、前記端末のうち一つの前記端末が前記通信パラメータを算出する通信パラメータ算出手段を備えた計算端末として構成され、電源投入時に前記計算端末以外の前記端末が、前記初期通信手段で前記計算端末に自身の希望設定情報を出力し、前記計算端末が、前記計算端末以外の前記端末からの前記希望設定情報に基づいて前記通信パラメータを算出して前記初期通信手段で前記計算端末以外の前記端末へ出力することを特徴とする通信システムである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数の端末には、前記初期通信手段として予め前記第１の通信プロトコルで通信するための初期通信パラメータを格納する初期パラメータ格納手段を備えており、前記計算端末以外の前記端末が、前記初期通信パラメータを用いて前記計算端末に自身の前記希望設定情報を出力することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記計算端末以外の前記端末が、前記第１の通信プロトコルで定められた複数のタイムスロットから構成される通信サイクルの中で、どの前記タイムスロットを使用するかおよび当該タイムスロットを用いて出力する通信フレームに含める端末識別情報を乱数で生成する乱数生成手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数の端末は、前記初期通信手段として前記第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルでも通信可能に構成され、前記計算端末以外の前記端末が、前記第２の通信プロトコルを用いて前記計算端末に自身の前記希望設定情報を出力することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記計算端末が、前記通信パラメータのうち中心をなすパラメータのみを算出し、前記計算端末以外の前記端末が、前記通信パラメータのうち中心をなすパラメータから残りのパラメータを算出する残パラメータ算出手段を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、電源投入時に計算端末以外の端末が、初期通信手段で計算端末に自身の希望設定情報を出力し、計算端末が、計算端末以外の端末からの希望設定情報に基づいて通信パラメータを算出して初期通信手段で各端末へ出力するので、ＥＣＵなどの端末を追加した場合でも初期通信手段で通信を行って電源投入時に各端末の希望設定情報から適切な通信パラメータを算出することができ、その通信パラメータに沿って以降の通信を行うことができる。したがって、通信システムの構成に合わせた最適な通信パラメータを自動的に算出するために、柔軟に端末を配置でき、双方に通信する端末の追加を容易に行うことがきる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、複数の端末には、初期通信手段として予め第１の通信プロトコルで通信するための初期通信パラメータを格納する初期パラメータ格納手段を備えており、計算端末以外の端末が、初期通信パラメータを用いて計算端末に自身の希望設定情報を出力するので、例えばＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）を用いた通信システムでも、最適なパラメータではないものの、電源投入後から通信を行うことができるようになり、計算端末以外の端末から計算端末へ希望設定情報を出力することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、計算端末以外の端末が、第１の通信プロトコルで定められた複数のタイムスロットから構成される通信サイクルのうち、どのタイムスロットを使用するかおよび当該タイムスロットを用いて出力する通信フレームに含める端末識別情報を乱数で生成する乱数生成手段を備えている。このようにすることにより、どのタイムスロットを使用するかを乱数で決定することで、端末間でタイムスロットが重複しにくくすることができ、タイムスロットが重複した場合でも、通信フレームに端末識別情報を乱数で生成して含めているので、どの端末からの希望設定情報かを判別することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、複数の端末は、初期通信手段として第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルでも通信可能に構成され、計算端末以外の端末が、第２の通信プロトコルを用いて計算端末に自身の希望設定情報を出力するので、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータが設定されてなくＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）による通信を行うことができない場合でも、例えば、第２の通信プロトコルとしてイーサネット（登録商標）を用い、計算端末がＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）でアドレスを各端末に割り振り、通信を行うことで、計算端末が希望設定情報を収集することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、計算端末が、通信パラメータのうち中心をなすパラメータのみを算出し、計算端末以外の端末が、通信パラメータのうち中心をなすパラメータから残りのパラメータを算出する残パラメータ算出手段を備えているので、通信線路上を流れる通信パラメータのデータサイズを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる通信システムの構成図である。
【図２】図１に示された端末の構成を示すブロック図である。
【図３】ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）のコミュニケーションサイクルを示す説明図である。
【図４】ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信フレームを示す説明図である。
【図５】通常端末が送信するデータを示す説明図である。
【図６】計算端末が送信するデータを示す説明図である。
【図７】図６に示されたＩＤの一覧を示す表である。
【図８】図１に示された端末のうち通常端末の動作を示すフローチャートである。
【図９】図１に示された端末のうち計算端末の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態にかかる通信システムの構成図である。
【図１１】図１０に示された端末のうち通常端末の動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１０に示された端末のうち計算端末の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施形態の他の構成にかかる通信システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態を図１ないし図９を参照して説明する。本発明の第１の実施形態にかかる通信システム１は、図１に示すように、複数の例えばＥＣＵなどからなる端末１１（ノード１、ノード２、ノード３）を有して構成され、これらのノード１〜３は第１のプロトコルとしてのＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）のネットワークを構成する通信線路１０に接続されている。また、ノード１は後述する通信パラメータの算出を行う計算端末、ノード２、３は計算端末が算出した通信パラメータを受信する通常端末（計算端末以外の端末）である。このノード１は、予め自身が計算端末であることが設定されているが、これは、例えばＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の同期フレームを送信するノードや、ウェイクアップ信号やスタートアップフレームを送信するノードが計算端末となるように設定すればよい。
【００２４】
図２に端末１１の構成を示す。端末１１は、通信パラメータ計算部１２と、パラメータ蓄積部１３と、乱数発生部１４と、要求通信数蓄積部１５と、再起動処理実行部１６と、を備えている。
【００２５】
通信パラメータ算出手段としての通信パラメータ計算部１２は、計端端末として使用される際に、後述する要求通信数蓄積部１５に蓄積された他の端末１１（通常端末）からの希望設定情報を受信して本通信システム１の構成に最適な通信パラメータを算出してパラメータ蓄積部１３に出力する。
【００２６】
パラメータ蓄積部１３は、計端端末として使用される際に、通信パラメータ計算部１２が算出した通信パラメータを蓄積する。
【００２７】
乱数生成手段としての乱数発生部１４は、通常端末として使用される際に、希望設定情報を含む通信フレームを送出するタイムスロットのＩＤ番号であるスロットＩＤと、そのスロットＩＤで送出された通信フレームが自身の通信フレームであることを示す識別データ（端末識別情報）と、を乱数で生成する。即ち、複数のタイムスロットから構成される通信サイクルの中で、どのタイムスロットを使用するかおよび当該タイムスロットを用いて出力する通信フレームに含める端末識別情報を乱数で生成している。
【００２８】
要求通信数蓄積部１５は、計端端末として使用される際に、他の端末１１（通常端末）からの希望設定情報が蓄積される。
【００２９】
再起動処理実行部１６は、計算端末として使用される際に、通信パラメータ計算部から通信パラメータを出力した後に再起動要求を通信コントローラ部１７に出力するとともに自身の再起動時の処理も行う。また、再起動処理実行部１６は、通常端末として使用される際に、計算端末から送信されてきた再起動要求に従って再起動処理を行う。
【００３０】
通信コントローラ部１７は、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信プロトコルに従った通信を行って、データの送受信を行う。また、通信コントローラ部１７は、希望設定情報の送信や算出された通信パラメータの送信を行う際の初期通信パラメータが予め設定されている。即ち、初期パラメータ格納手段（初期通信手段）として機能する。通信コントローラ部１７は、通常端末として使用される際は、計算端末から送信された通信パラメータが再起動要求受信後に設定されて計算端末から送信された通信パラメータにしたがって通信を行い、計算端末として使用される際は、パラメータ蓄積部１３に蓄積された通信パラメータが再起動要求受信後に設定されて、パラメータ蓄積部１３に蓄積された通信パラメータにしたがって通信を行う。
【００３１】
本実施形態では、電源投入直後は、各端末１１に予め設定された初期通信パラメータを用いて計算端末（ノード１）へ通常端末（ノード２、３）が希望設定情報を送信し、計算端末（ノード１）で、その希望設定情報に基づいて通信システム１の構成に適切な通信パラメータを算出して初期通信パラメータを用いて通常端末（ノード２、３）へ算出した通信パラメータを送信し、その後計算端末（ノード１）から通常端末（ノード２、３）に対して再起動をかけることで、全ての端末（ノード１、２、３）が計算端末（ノード１）で算出された最適な通信パラメータに設定され、以降はその最適な通信パラメータに基づいて通信を行う。
【００３２】
図３に本実施形態で用いる初期通信パラメータに設定されているＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信サイクル（コミュニケーションサイクル）の例を示す。ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信サイクルはスタティックセグメントとダイナミックセグメントとシンボルウィンドウとネットワークアイドルタイム（ＮＩＴ）とで構成され、これを１サイクルとして繰り返す。また、図３に示した例では、スタティックセグメントには２０ｂｙｔｅのスロットが５個設定されている。また、スタティックセグメントは計算端末が使用し、ダイナミックセグメントは通常端末が使用する。また、図３では１サイクルを１ｍｓｅｃ（１ミリ秒）に設定している。
【００３３】
図４にＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信フレームの構成を示す。通信フレームはヘッダセグメントとペイロードセグメントとトレーラセグメントとで構成されている。ヘッダセグメントには送信するデータに関する情報が格納され、ペイロードセグメントには送信すべきデータそのものが格納され、トレーラセグメントには通信フレーム全体でエラーがあるかどうかをチェックするためにヘッダセグメントとペイロードセグメントをＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）にかけた結果が格納されている。
【００３４】
図５に通常端末が計算端末に送信する通信フレームのペイロードセグメントに含めるデータ（以下、通常端末が送信するデータと称する）の例を示す。図５に示した通常端末が送信するデータは１ｂｙｔｅの乱数と１ｂｙｔｅのデータ数と数ｂｙｔｅのデータ種類と１ｂｙｔｅの優先度と２ｂｙｔｅのデータ長を含む。乱数は乱数発生部１４が発生し他の通常端末が送信するデータと区別するために設定される（端末識別情報）。データ数はこの通常端末が通常の通信時に送信するデータの数を設定する。データ種類は例えばＥＣＵの種別（ハンドル、ブレーキ等）を示すデータを設定する。優先度は本データを送信する端末の優先度が設定される。データ長はこの通常端末が通常の通信時に送信するデータの長さが設定される。また、データ種類、優先度、データ長はデータ数に設定される１つ目のデータとして規定されている。２つ目のデータ以降は必要に応じて設定される。即ち、この通常端末が送信するデータに自身の種別や優先度、送信するデータ数、データ量といった自身や自身が送信するデータに関する設定情報である希望設定情報が含まれている。
【００３５】
図６に計算端末が通常端末に送信する通信フレームのペイロードセグメントに含めるデータ（以下、計算端末が送信するデータと称する）の例を示す。計算端末が送信するデータは図６（ａ）〜（ｅ）に示すように５種類のデータフォーマットがあり、これらは各データフォーマット先頭のＩＤで識別される。ＩＤは例えば図７のように設定されている。
【００３６】
図６（ａ）は通常端末が送信する希望設定情報を受け付けた際の計算端末が送信するデータを示している。このデータには１ｂｙｔｅのＩＤと１ｂｙｔｅのＳｌｏｔＩＤと１ｂｙｔｅの乱数と数ｂｙｔｅのデータ種類と１ｂｙｔｅの受付番号（仮ＳｌｏｔＩＤ）とを含む。ＩＤは図６（ａ）の場合、希望設定情報を受け付けたことを示す応答であるため“１”が設定されている。次のＳｌｏｔＩＤと乱数とデータ種類はどの通常端末からの希望設定情報を受け付けたかを示す。このため、ＳｌｏｔＩＤには受け付けた希望設定情報が含まれていた通信フレームのＳｌｏｔＩＤを設定し、乱数は受け付けた希望設定情報の端末識別情報を設定し、データ種類は受け付けた希望設定情報のデータ種類（図５のデータ種類）を設定する。
【００３７】
図６（ｂ）は計算端末が通信パラメータ計算部１２で算出した計算パラメータを送信する際の計算端末が送信するデータを示している。このデータには１ｂｙｔｅのＩＤと２ｂｙｔｅの通信速度と２ｂｙｔｅのコミュニケーションサイクル長と１ｂｙｔｅのスタティックセグメント数と１ｂｙｔｅのスタティックセグメント長と２ｂｙｔｅのミニスロット数と１ｂｙｔｅのミニスロット長とを含む。ＩＤは図６（ａ）と同様に図７に基づいて設定され、図６（ｂ）の場合“２”に設定される。通信速度とコミュニケーションサイクル長とスタティックセグメント数とスタティックセグメント長とミニスロット数とミニスロット長は、各通常端末からの希望設定情報に基づいて通信パラメータ計算部１２が算出して当該通信システム１に適切な値が設定される。
【００３８】
図６（ｃ）は通信端末が通信パラメータ計算部１２で算出した通信パラメータのうち、スタティックセグメントの割り当て、即ち、新ＳｌｏｔＩＤを割り当てる際の計算端末が送信するデータを示している。このデータには１ｂｙｔｅのＩＤと１ｂｙｔｅの受付番号とを含む。ＩＤは図６（ａ）、（ｂ）と同様に図７に基づいて設定され、図６（ｃ）の場合“３”に設定される。受付番号は図６（ａ）で示した受付番号（仮ＳｌｏｔＩＤ）が割り当てた新ＳｌｏｔＩＤ内で設定されることで、各通常端末へ再起動後のＳｌｏｔＩＤを割り当てている。つまり、新ＳｌｏｔＩＤは図６（ｃ）に示したようにＩＤの次から新ＳｌｏｔＩＤ１、新ＳｌｏｔＩＤ２、新ＳｌｏｔＩＤ３…となっており、各通常端末は受付番号が設定されている新ＳｌｏｔＩＤを再起動後から使用する。
【００３９】
図６（ｄ）は通信端末が通信パラメータ計算部１２で算出した通信パラメータのうち、ダイナミックセグメント（ミニスロット）の割り当て、即ち、新ＳｌｏｔＩＤを割り当てる際の計算端末が送信するデータを示している。このデータには１ｂｙｔｅのＩＤと１ｂｙｔｅの受付番号と１ｂｙｔｅのデータ長とを含む。ＩＤは図６（ａ）〜（ｃ）と同様に図７に基づいて設定され、図６（ｄ）の場合“４”に設定される。受付番号は図６（ｃ）と同様に図６（ａ）で示した受付番号（仮ＳｌｏｔＩＤ）が割り当てた新ＳｌｏｔＩＤ内に設定されることで、各通常端末へ再起動後のＳｌｏｔＩＤを割り当てている。データ長は当該新ＳｌｏｔＩＤのデータ長である。また、ダイナミックセグメントのＳｌｏｔＩＤはスタティックセグメント数がｎのとき、ｎ＋１から開始となる。つまり、図６（ｄ）で１つ目のデータは新ＳｌｏｔＩＤ（ｎ＋１）となり、２つ目のデータは新ＳｌｏｔＩＤ（ｎ＋２）となる。
【００４０】
図６（ｅ）は通常端末の再起動処理実行部１６で処理される再起動要求信号を送信する際の計算端末が送信するデータを示している。このデータには１ｂｙｔｅのＩＤのみで構成されている。ＩＤは図６（ａ）〜（ｄ）と同様に図７に基づいて設定され、図６（ｅ）の場合“５”に設定される。なお、ＩＤは上述した１〜５の値に限らず各データフォーマットが識別できる値であればよい。
【００４１】
次に、上述した構成の通信システム１の動作を図８および図９のフローチャートを参照して説明する。図８は通常端末（ノード２、３）の動作を示している。
【００４２】
まず、図８のステップＳ１０１において、通常端末に電源投入がなされてステップＳ１０２に進む。次に、ステップＳ１０２において、計端端末に希望設定情報を送信するためのスロットＩＤと、端末識別情報の２つの乱数を作成しステップＳ１０３に進む。
【００４３】
次に、ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で作成した乱数によるスロットＩＤで通常端末が送信するデータを含む通信フレームを初期通信パラメータに基づいて計算端末へ送信しステップＳ１０４に進む。即ち、希望設定情報を計算端末に出力している。次に、ステップＳ１０４において、ステップＳ１０３で送信した通信フレームが送信完了したか否かを判断し、送信完了した場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ１０５に進み、送信完了していない場合（ＮＯの場合）はステップＳ１０７に進む。
【００４４】
次に、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０４で送信した通信フレームに対する応答（ＡＣＫ）を受信するのを待機してステップＳ１０６に進む。次に、ステップＳ１０６において、計算端末から自身宛のＡＣＫを受信したか否かを判断し、受信した場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ１０８に進み、受信しない場合（ＮＯの場合）はステップＳ１０７に進む。自身宛のＡＣＫか否かは当該ＡＣＫに自身が送信した端末識別情報が含まれているか否かで判断する。
【００４５】
一方、ステップＳ１０７においては、当該コミュニケーションサイクルでは通信が行われなかったので、次のコミュニケーションサイクルまで待機してステップＳ１０３に戻る。本ステップでは、通常端末が送信するデータがステップＳ１０２に作成したスロットＩＤで送信が行えなかった場合は、次のコミュニケーションサイクルの当該スロットまで待機し、ステップＳ１０６で計算端末から自身宛のＡＣＫが受信できなかった場合は、次のコミュニケーションサイクルまで待機し、再度通常端末が送信するデータ（希望設定情報）を送信する。
【００４６】
次に、ステップＳ１０８において、自身宛のＡＣＫを受信したことを受けて、希望設定情報を反映した通信パラメータの計算結果を受信するまで待機してステップＳ１０９に進む。次に、ステップＳ１０９において、受信した通信パラメータの計算結果を基にパラメータの細部を計算してステップＳ１１０に進む。このステップのように本実施形態では全ての通信パラメータを計算端末で計算するのではなく、計算端末では通信パラメータのうち中心をなすパラメータのみを算出し、残りは通常端末計算することで通信データ量を削減することができる。即ち、通常端末の通信パラメータ計算部１２は残パラメータ算出手段として機能する。
【００４７】
なお、この中心をなすパラメータとは、例えば、通信速度、コミュニケーションサイクル長、スタティックセグメント数、スタティックセグメント長、ミニスロット数、ミニスロット長、各端末１１へのスロットＩＤの割り当てなどの通信に必須かつ他のパラメータの値に基づいて算出不能な（即ち、全端末の希望設定情報が無いと算出不能な）パラメータである。したがって、残りのパラメータとは、通信に必要なパラメータのうち中心をなすパラメータ以外の、中心をなすパラメータから算出可能なものであり、例えば、シンボルウィンドウ長、マクロティック長、マイクロティック長などのほぼ固定値として考えられるものや、ＮＩＴ長、スタートアップノード、ウェイクアップチャンネルなどが挙げられる。
【００４８】
次に、ステップＳ１１０において、計算端末からの再起動要求を受信するまで待機してステップＳ１１１に進む。次に、ステップＳ１１１において、計算端末からの再起動要求を受信したためＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）による通信を停止してステップＳ１１２に進む。次に、ステップＳ１１２において、通信パラメータを初期通信パラメータからステップＳ１０８で受信した通信パラメータおよびステップＳ１０９で算出した通信パラメータに変更してステップＳ１１３に進む。次に、ステップＳ１１３において、再起動を実行する。そして、再起動後はステップＳ１０８で受信した通信パラメータおよびステップＳ１０９で算出した通信パラメータに沿って通信が行われる。
【００４９】
次に、図９を参照して計算端末（ノード１）の動作を説明する。まず、ステップＳ２０１において、計算端末に電源投入がなされてステップＳ２０２に進む。次に、ステップＳ２０２において、通常端末が送信するデータを受信したか否かを判断し、受信した場合はステップＳ２０３に進み、受信しない場合はステップＳ２０６に進む。
【００５０】
次に、ステップＳ２０３において、通常端末から通常端末が送信するデータを受信しステップＳ２０４に進む。次に、ステップＳ２０４において、ステップＳ２０３で受信したデータの受付応答を示すＡＣＫを当該データを送信した通常端末に対して送信しステップＳ２０５に進む。このステップＳ２０３で受信したデータの受付応答を示すＡＣＫは、通信コントローラ部１７が図６で示した計算端末が送信するデータに沿って生成して送信する。即ち、通信コントローラ部１７が応答手段として機能する。
【００５１】
次に、ステップＳ２０５において、次のコミュニケーションサイクルまで待機してステップＳ２０２に戻る。つまり、次のコミュニケーションサイクルで他の通常端末からのデータを受け付ける。
【００５２】
一方、ステップＳ２０６においては、通常端末が送信するデータを受信しなかったので、通常端末からの希望設定情報を全て受け付けたとして、通信パラメータ計算部１２でパラメータを計算（算出）し、ステップＳ２０７へ進む。次に、ステップＳ２０７において、ステップＳ２０６に算出した通信パラメータを初期通信パラメータに基づいて通常端末へ送信してステップＳ２０８に進む。即ち、計算端末以外の端末からの希望設定情報に基づいて通信パラメータを算出して出力している。次に、ステップＳ２０８において、通常端末から通信パラメータを確実に受信するまで５０〜１００ｍｓｅｃ（ミリ秒）程度待機してステップＳ２０９に進む。
【００５３】
次に、ステップＳ２０９において、通常端末に対して再起動要求信号を送信してステップＳ２１０に進む。次に、ステップＳ２１０において、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）による通信を停止してステップＳ２１１に進む。次に、ステップＳ２１１において、通信パラメータを初期通信パラメータからステップＳ２０６で算出した通信パラメータに変更してステップＳ２１２に進む。次に、ステップＳ２１２において、再起動を実行する。そして、再起動後はステップＳ２０６で算出した通信パラメータに沿って通信が行われる。
【００５４】
本実施形態によれば、端末１１には、予めＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）で通信するための初期通信パラメータが設定されており、電源投入時に計算端末以外の通常端末が、計算端末に自身の希望設定情報を初期通信パラメータに沿って送信し、計算端末が、各通常端末からの希望設定情報に基づいて通信パラメータを算出して初期通信パラメータに沿って各通常端末へ送信するので、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）を用いた通信システム１でも、最適なパラメータではないものの、電源投入後から通信を行うことができるようになり、通信を行って計算端末以外の通常端末から計算端末へ希望設定情報を出力することができる。また、ＥＣＵなどの通常端末を追加した場合でも電源投入時に各通常端末の希望設定情報から最適な通信パラメータを算出することができ、計算端末から計算端末以外の通常端末へ通信パラメータを出力することができる。そして、計算端末で算出された通信パラメータに沿って以降の通信を行うことができる。したがって、通信システムの構成に合わせた最適な通信パラメータを自動的に算出するために、柔軟に端末を配置でき、双方に通信する端末の追加を容易に行うことがきる。
【００５５】
また、計算端末以外の通常端末が、複数のタイムスロットから構成される通信サイクルのうち、どのタイムスロットを使用するかを示すスロットＩＤおよび当該スロットＩＤを用いて出力する通信フレームに含める端末識別情報を乱数で生成する乱数発生部１４を備えているので、どのスロットＩＤを使用するかを乱数で決定することで、通常端末間でスロットＩＤが重複しにくくすることができ、スロットＩＤが重複した場合でも、通信フレームに識別情報を乱数で生成して含めているので、どの通常端末からの希望設定情報かを判別することができる。
【００５６】
また、計算端末が、希望設定情報を受信した際には、計算端末以外の通常端末に対して端末識別情報を含んだＡＣＫを出力するので、スロットＩＤが重複した場合でも、計算端末以外の通常端末は、出力した希望設定情報を計算端末が受け付けたことを確実に確認することができる。
【００５７】
なお、本実施形態は計算端末と通常端末を同じ形態（端末１１）として説明したが、それぞれに必要な機能のみを持たせてもよい。
【００５８】
また、通信パラメータの計算も全て計算端末に行わせてもよい。また、上述した実施形態では通信パラメータは中心をなすパラメータのみを計算端末で算出し、残りを各通常端末で算出しているが、勿論、計算端末でも通信するために必要となる残りのパラメータの算出は行っている。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図１０ないし図１３を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００６０】
本実施形態にかかる通信システム１´は図１０に示したように、第１のプロトコルとしてのＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）と第２のプロトコル（初期通信手段）としてのイーサネット（登録商標）との２つの通信プロトコルを用いて通信するように構成されている。図１０はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）とイーサネット（登録商標）とで通信線路１０´を共用している例である。
【００６１】
図１０に示した端末１１は、構成は第１の実施形態と同様であるが、通信コントローラ部１７がイーサネット（登録商標）による通信に対応している点が第１の実施形態と異なる。
【００６２】
本実施形態では、まず、電源投入直後は、計算端末であるノード１がＤＨＣＰ機能を用いて各通常端末（ノード２、３）にＩＰアドレスを付与し（図１０では、計算端末であるノード１が１９２．１６８．０．１００、ノード２が１９２．１６８．０．１、ノード３が１９２．１６８．０．２にそれぞれ設定されている）、その後イーサネット（登録商標）（ＩＰプロトコル）による通信によって通常端末（ノード２、３）が希望設定情報を計算端末（ノード１）に送信し、計算端末（ノード１）がＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータの算出結果を各通常端末（ノード２、３）へ送信して設定した後にＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）に切替えて通信を行う。この動作の詳細を図１１および図１２のフローチャートを参照して説明する。図１１は通常端末（ノード２、３）の動作を示している。
【００６３】
まず、ステップＳ３０１において、通常端末に電源投入がなされてステップＳ３０２に進む。次に、ステップＳ３０２において、計算端末からのＩＰアドレスの付与を待ってステップＳ３０３に進む。次に、ステップＳ３０３において、ＩＰアドレスを受信したか否かを判断し、受信した場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ３０４に進み、受信していない場合（Ｎｏの場合）はステップＳ３０２に戻る。
【００６４】
次に、ステップＳ３０４において、計算端末からの情報提供命令を待ってステップＳ３０５に進む。次に、ステップＳ３０５において計算端末からの情報提供命令を受信したか否かを判断し、受信した場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ３０６に進み、受信していない場合（Ｎｏの場合）はステップＳ３０４に戻る。
【００６５】
次に、ステップＳ３０６において、情報提供命令を受けて自通常端末の希望設定情報を計算端末へ送信してステップＳ３０７へ進む。即ち、第２の通信プロトコルを用いて希望設定情報を出力している。次に、ステップＳ３０７において、計算端末からＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータの受信を待ってステップＳ３０８に進む。次に、ステップＳ３０８において、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータを受信したか否かを判断し、受信した場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ３０９に進み、受信していない場合（Ｎｏの場合）はステップＳ３０７に戻る。
【００６６】
次に、ステップＳ３０９において、計算端末へ通信パラメータ受信ＡＣＫを送信しステップＳ３１０に進む。次に、ステップＳ３１０において、受信したＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータを書き込み（設定し）ステップＳ３１１に進む。次に、ステップＳ３１１において、計算端末へ受信したＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータを書き込み完了を示すＡＣＫを送信してステップＳ３１２に進む。次に、ステップＳ３１２において、計算端末よりイーサネット（登録商標）からＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）への切り替え命令の受信を待ってステップＳ３１３に進む。次に、ステップＳ３１３において、計算端末よりイーサネット（登録商標）からＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）への切り替え命令を受信したか否かを判断し、受信した場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ３１４に進み、受信していない場合（Ｎｏの場合）はステップＳ３１２に戻る。
【００６７】
次に、ステップＳ３１４において、計算端末よりイーサネット（登録商標）からＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）への切り替え命令を受けてＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）への切り替えを行ってステップＳ３１５に進む。次に、ステップＳ３１５において、通信プロトコルの混在を避けるために、イーサネット（登録商標）からＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）へ切り替えるのに必要十分な時間（例えば５００ｍｓｅｃ）待機しステップＳ３１６に進む。次に、ステップＳ３１６において、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）を起動してステップＳ３１７に進む、次に、ステップＳ３１７において、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）での通信を開始する。
【００６８】
次に、図１２を参照して計算端末（ノード１）の動作を説明する。まず、ステップＳ４０１において、計算端末に電源投入がなされてステップＳ４０２に進む。次に、ステップＳ４０２において、ＤＨＣＰを利用して各通常端末にＩＰアドレスを割り当てステップＳ４０３に進む。次に、ステップＳ４０３において、各通常端末にＩＰアドレスを割り当て完了したか否かを判断し、完了した場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ４０４に進み、完了していない場合（Ｎｏの場合）はステップＳ４０２に戻る。
【００６９】
次に、ステップＳ４０４において、各通常端末のＩＰアドレス順に希望設定情報を送信させるための情報提供命令を送信しステップＳ４０５に進む。図１０の場合、ノード２、ノード３の順に情報提供命令が送信される。次に、ステップＳ４０５において、各通常端末からの情報提供（希望設定情報の送信）を待ってステップＳ４０６に進む。次に、ステップＳ４０６において、全通常端末からの情報を受信したか否かを判断し、受信した場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ４０７に進み、受信していない場合（Ｎｏの場合）はステップＳ４０４に戻る。
【００７０】
次に、ステップＳ４０７において、ステップＳ４０６で受信した各通常端末からの希望設定情報に基づいてＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータを算出しステップＳ４０８に進む。次に、ステップＳ４０８において、ステップＳ４０７で算出したＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータをＩＰアドレス順に各通常端末に配布してステップＳ４０９に進む。即ち、第２のプロトコルを用いて通信パラメータを出力している。次に、ステップＳ４０９において、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータを配布した通常端末からのＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータ受信を示すＡＣＫを受信してステップＳ４１０に進む。次に、ステップＳ４１０において、全通常端末にＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータを配布完了したか否かを判断し、配布完了した場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ４１１に進み、配布完了していない場合（Ｎｏの場合）はステップＳ４０８に戻る。全通常端末にＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータを配布完了したかの判断は、全通常端末から通信パラメータ受信を示すＡＣＫを受信したことで判断すればよい。
【００７１】
次に、ステップＳ４１１において、各通常端末からのＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータ書き込み完了を示すＡＣＫを受信してステップＳ４１２に進む。次に、ステップＳ４１２において、全通常端末がＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータの書き込みを完了したか否かを判断し、書き込み完了した場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ４１３に進み、書き込み完了していない場合（Ｎｏの場合）はステップＳ４１１に戻る。全通常端末がＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信パラメータの書き込みを完了したかの判断は、全通常端末から書き込み完了を示すＡＣＫを受信したことで判断すればよい。
【００７２】
次に、ステップＳ４１３において、全通常端末に向けてイーサネット（登録商標）からＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）への切り替え命令をブロードキャストしてステップＳ４１４に進む。次に、ステップＳ４１４において、イーサネット（登録商標）からＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）への切り替えを行ってステップＳ４１５に進む。次に、ステップＳ４１５において、通信プロトコルの混在を避けるために、イーサネット（登録商標）からＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）へ切り替えるのに必要十分な時間（例えば５００ｍｓｅｃ）待機しステップＳ４１６に進む。次に、ステップＳ４１６において、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）を起動してステップＳ４１７に進む、次に、ステップＳ４１７において、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）での通信を開始する。
【００７３】
本実施形態によれば、複数の端末は、通信線路が、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）とイーサネット（登録商標）とで共用され、端末１１がイーサネット（登録商標）でも通信可能に構成され、計算端末がＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）でアドレスを各端末に割り振り、計算端末以外の通常端末が、イーサネット（登録商標）を用いて計算端末に自身の希望設定情報を出力するので、イーサネット（登録商標）により計算端末が希望設定情報を収集し、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）で使用する通信パラメータを算出して各端末に出力することができる。また、２つのプロトコルで通信線路を共用しているので、それぞれに専用の通信線路を設けるよりも構成をシンプルにすることができる。
【００７４】
なお、上述した第２の実施形態では通信線路がＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）とイーサネット（登録商標）とで共用されていたが、図１３に示したようにＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）用通信線路１０ａとイーサネット（登録商標）用通信線路１０ｂのように、それぞれ個別に設けてもよい。この場合、図１１のステップＳ３１５や図１２のステップＳ４１５のように通信プロトコルの混在を避けるための待機時間を設ける必要が無くなる。
【００７５】
また、上述した第２の実施形態では第２のプロトコルとしてイーサネット（登録商標）を用いたが、それに限らず、ＩＥＥＥ１３９４など各端末を識別するためのアドレス等を付与することができるプロトコルであればよい。
【００７６】
また、上述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１、１´      通信システム
１０、１０´  通信線路
１１          端末（計算端末、計算端末以外の端末）
１２          通信パラメータ計算部（通信パラメータ算出手段、残パラメータ算出手段）
１４          乱数発生部（乱数生成手段）
１７          通信コントローラ部（初期パラメータ格納手段、応答手段）
【図１】
2012109831.tif 000003
【図２】
2012109831.tif 000004
【図３】
2012109831.tif 000005
【図４】
2012109831.tif 000006
【図５】
2012109831.tif 000007
【図６】
2012109831.tif 000008
【図７】
2012109831.tif 000009
【図８】
2012109831.tif 000010
【図９】
2012109831.tif 000011
【図１０】
2012109831.tif 000012
【図１１】
2012109831.tif 000013
【図１２】
2012109831.tif 000014
【図１３】
2012109831.tif 000015