(57)【要約】【課題】データを中継先に確実に送信する。また、データ損失を確実に防止する。【解決手段】ゲートウェイ装置４が備える送信状況監視部６により、ネットワーク３のバッファ５における各フレームの送信状況が監視される。送信タイミング決定部７により、この送信状況からネットワーク３への各フレームの送信タイミングが決定される。送信部８により、ネットワーク３とは異なるネットワーク２に送信タイミングが送信される。また、ネットワーク装置２ａが備える送信処理部９により、送信タイミングに基づいて、ネットワーク３への各フレームの送信が抑制される。【選択図】図１
2009194449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信速度の異なるネットワーク間でデータ通信を行うネットワーク通信システムにおいて、
データの送信に使用する複数のフレームを備え、前記ネットワーク毎に設けられるバッファと、
所定の前記ネットワークの前記バッファにおける前記各フレームの送信状況を監視する送信状況監視部と、
前記送信状況から前記所定のネットワークへの前記各フレームの送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と、
前記送信タイミングを前記所定のネットワークとは異なる前記ネットワークに送信する送信部と、を有するゲートウェイ装置と、
前記送信タイミングに基づいて、前記所定のネットワークへの前記フレームの送信を抑制する送信処理部を有するネットワーク装置と、
を備えることを特徴とするネットワーク通信システム。
【請求項２】
前記送信タイミング決定部は、１周期における前記各フレームの送信回数を決定し、
前記ネットワーク装置は、前記送信回数に応じて予め定められた送信スケジュールを格納する送信スケジュール格納部をさらに有し、
前記送信処理部は、前記送信スケジュールに基づいて、前記フレームの送信を抑制することを特徴とする請求項１記載のネットワーク通信システム。
【請求項３】
前記送信タイミング決定部は、前記各フレームの送信可能なサイクルを決定し、
前記送信処理部は、前記送信可能なサイクルが現在のサイクルと一致しない場合、前記フレームの送信を抑制することを特徴とする請求項１記載のネットワーク通信システム。
【請求項４】
前記ネットワーク装置は、前記送信回数を用いて制御を行うフレームと前記送信可能なサイクルを用いて制御を行うフレームとを識別する制御情報を格納する制御情報格納部をさらに有し、
前記送信処理部は、前記制御情報に従い前記フレームの送信を抑制することを特徴とする請求項２または３記載のネットワーク通信システム。
【請求項５】
通信速度の異なるネットワーク間でデータ通信を行うネットワーク通信方法において、
ゲートウェイ装置が備える、
送信状況監視部が、データの送信に使用する複数のフレームを備え前記ネットワーク毎に設けられるバッファのうち、所定の前記ネットワークの前記バッファにおける前記各フレームの送信状況を監視し、
送信タイミング決定部が、前記送信状況から前記所定のネットワークへの前記各フレームの送信タイミングを決定し、
送信部が、前記送信タイミングを前記所定のネットワークとは異なる前記ネットワークに送信し、
ネットワーク装置が備える、
送信処理部が、前記送信タイミングに基づいて、前記所定のネットワークへの前記フレームの送信を抑制する、
ことを特徴とするネットワーク通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はネットワーク通信システムおよびネットワーク通信方法に関し、特に、通信速度の異なるネットワーク間でデータ通信を行うネットワーク通信システムおよびネットワーク通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される電子制御ユニットを備える車載装置を、ネットワークにて接続する制御系車内ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェース規格の１つとしてＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）が知られている。
【０００３】
ＦｌｅｘＲａｙプロトコルでは、一定のタイミングでデータ送受信を行うため、ネットワーク設計において、予めデータトラヒック（data traffic）を予測し、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）間、およびネットワーク間のデータ損失の無いようにネットワーク設計を行う。
【０００４】
図１７は、ＦｌｅｘＲａｙの送受信フレーム設定の一例を示す図である。
システムの仕様に合わせて、静的に各ＥＣＵ９１〜９４が送受信するフレームを割り当てる。
【０００５】
各ＥＣＵは割り当てられたフレームを用い、決められたスケジュール通りに送受信する。
また、ＦｌｅｘＲａｙのスケジュールは、０〜６３までを繰り返しカウントする通信サイクルと、その１つの通信サイクル内の時分割多重（TDMA）を管理するセグメント、およびフレームとで構成される。
【０００６】
ＦｌｅｘＲａｙは、ノード毎に一定のタイミングで送信権を与える通信方式を採用している。
ＦｌｅｘＲａｙは、Ｓｔａｔｉｃ  ＳｅｇｍｅｎｔとＤｙｎａｍｉｃ  Ｓｅｇｍｅｎｔの構成やフレームサイズ等、さまざまな値を設計者が自由に設定できることが特徴である。
【０００７】
このように、通信速度の異なるネットワーク間でデータ通信を行う場合、交換を必要とするデータ量を調整する必要がある。このため、種々の方法が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開昭６３−２０４８４１号公報
【特許文献２】特開平１１−３４６２７５号公報
【特許文献３】特開平８−３１６９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
異なるＦｌｅｘＲａｙネットワーク間の通信を可能とするゲートウェイＥＣＵにおいては、通信速度の異なるＦｌｅｘＲａｙネットワーク間の通信も可能としなくてはならない。
【０００９】
図１８は、従来のデータ送信の流れを示すタイムチャートである。
図１８では高速のネットワーク（ＮＷ）９５から低速のネットワーク９６へのデータ送信を示している。また、一例としてネットワーク９６に送信するデータを蓄えるためにゲートウェイＥＣＵに設けられた各フレームのバッファの数を「８」とした場合について示している。
【００１０】
ゲートウェイＥＣＵは、ネットワーク９５から受信したデータをネットワーク９６に送信していくが、１７サイクル目にてバッファが一杯になり、バッファ内のデータ「ｊ」がデータ「ｒ」に上書きされるため、データ「ｌ」は、ネットワーク９６に送信されない。また、ネットワーク９５は、バッファ内のデータ「ｊ」が上書きされ、ネットワーク９６に送信されていないことは認識できていない。
【００１１】
このように、高速のネットワークから低速のネットワークへのデータ送信では、データ損失が起こりやすく、余裕を持ったスケジューリングを行う必要がある。
また、通常はデータ転送の必要がないソフトウェアダウンロードのようなデータに対しても、最大量のデータ転送を考慮しなければならず、スケジュール設計に制約を与えている。
【００１２】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、データを中継先に確実に送信することができるネットワーク通信システムおよびネットワーク通信方法を提供することを目的とする。
【００１３】
また、他の目的として、データ損失を確実に防止することができるネットワーク通信システムおよびネットワーク通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、通信速度の異なるネットワーク間でデータ通信を行うネットワーク通信システムが提供される。このシステムは、ゲートウェイ装置と、ネットワーク装置とを有する。
【００１５】
ゲートウェイ装置は、データの送信に使用する複数のフレームを備え、ネットワーク毎に設けられるバッファと、所定のネットワークのバッファにおける各フレームの送信状況を監視する送信状況監視部と、この送信状況から前述した所定のネットワークへの各フレームの送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と、この送信タイミングを前述した所定のネットワークとは異なるネットワークに送信する送信部と、を有する。
【００１６】
ネットワーク装置は、上記送信タイミングに基づいて、前述した所定のネットワークへの各フレームの送信を抑制する送信処理部を有する。
このようなネットワーク通信システムによれば、ゲートウェイ装置が備える送信状況監視部により、所定のネットワークのバッファにおける各フレームの送信状況が監視される。送信タイミング決定部により、この送信状況から所定のネットワークの各フレームの送信タイミングが決定される。送信部により、所定のネットワークとは異なるネットワークに送信タイミングが送信される。また、ネットワーク装置が備える送信処理部により、送信タイミングに基づいて、所定のネットワークへの各フレームの送信が抑制される。
【発明の効果】
【００１７】
開示のネットワーク通信システムおよびネットワーク通信方法によれば、通信速度およびプロトコルの異なるネットワーク間でのデータの送受信を抑制することで、データを中継先に確実に送信することができ、また、データ損失を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明の概要について説明し、その後、実施の形態を説明する。
図１は、本発明の概要を示す図である。
【００１９】
ネットワーク通信システム１は、通信速度の異なるネットワーク２、３間でデータ通信を行うシステムである。
ネットワーク通信システム１は、ネットワーク２に接続するネットワーク装置２ａと、ネットワーク３に接続するネットワーク装置３ａと、ネットワーク２、３を接続するゲートウェイ装置４とを有している。
【００２０】
ゲートウェイ装置４は、バッファ５と、送信状況監視部６と、送信タイミング決定部７と、送信部８とを有している。
バッファ５は、ネットワーク２へのデータの送信に使用する複数のフレームを備え、ネットワーク毎に設けられている。なお、バッファ５は、ネットワーク３に対応して設けられている。ネットワーク２に対応するバッファは、図示を省略している。
【００２１】
送信状況監視部６は、バッファ５における各フレームの送信状況を監視する。
送信タイミング決定部７は、送信状況からネットワーク３の各フレームの送信タイミングを決定する。送信タイミングの決定方法は特に限定されないが例えば、１周期単位で送信する所定の通信サイクルを決定する方法や、１通信サイクル毎に送信するか否かを決定する方法等が挙げられる。
【００２２】
送信部８は、送信タイミングをネットワーク２に送信する。
ネットワーク装置２ａは、送信処理部９を有している。
送信処理部９は、受信した送信タイミングに基づいて、ネットワーク３への各フレームの送信を抑制する。
【００２３】
このようなネットワーク通信システム１により、ネットワーク装置２ａ（ネットワーク２側）からネットワーク装置３ａ（ネットワーク３側）へのデータ通信がバッファ５における送信状況に応じて抑制される。
【００２４】
なお、上記では、ネットワーク２側からネットワーク３側への一方向のデータ通信を例にとって説明したが、上記構成からネットワーク３側からネットワーク２側へのデータ通信を抑制することについても容易に想到することができる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図２は、実施の形態のネットワーク通信システムを示すブロック図である。
図２に示すネットワーク通信システム３０は、ネットワーク１０とネットワーク２０とで構成されている。
【００２６】
ネットワーク１０は、ネットワーク２０に比べ通信速度の速いネットワークである。
ネットワーク１０とネットワーク２０とは、ゲートウェイＥＣＵ１００で接続されている。
【００２７】
ゲートウェイＥＣＵ１００は、ネットワーク１０とネットワーク２０との間のデータ通信の同期を取ることにより、通信量（通信速度）を調節する役割を備えている。
このゲートウェイＥＣＵ１００は、ネットワーク１０とネットワーク２０との間のデータ通信を１周期単位で行う。１周期は複数の通信サイクルで構成されている。通信速度の差により、１周期の通信サイクル数は、ネットワーク毎に異なる。
【００２８】
ＥＣＵ（ネットワーク装置）１０ａ〜１０ｃ、２０ａ〜２０ｃは、それぞれ等しい構成をなしている。
以下、ネットワーク１０からネットワーク２０へのデータ送信におけるゲートウェイＥＣＵ１００の処理を説明する。
【００２９】
図３は、ゲートウェイＥＣＵの機能を示すブロック図である。
ゲートウェイＥＣＵ１００は、フレームマッピング部１０１およびフレームマッピングデータ格納部１０２を挟んで互いに対象に設けられたネットワーク送信制御部１００ａ、１００ｂを備えている。
【００３０】
フレームマッピング部１０１は、受信データを中継先のネットワークに対してどのフレームにマッピングさせるかを示す情報を備えている。例えば、ネットワーク１０のフレーム番号「１」で受信したものをネットワーク２０のフレーム番号「５」で送信するというような行き先のルーティングテーブルを備えている。
【００３１】
フレームマッピングデータ格納部１０２は、ルーティングデータを格納している。
ネットワーク送信制御部１００ａは、ネットワーク１０側のデータをネットワーク２０側に送信する際の送信制御を行う。また、ネットワーク送信制御部１００ｂは、ネットワーク２０側のデータをネットワーク１０側に送信する際の送信制御を行う。
【００３２】
図４は、ゲートウェイＥＣＵの機能を詳しく示すブロック図である。
符号の末尾が「ａ」のブロックは、ネットワーク送信制御部１００ａが備える機能ブロックであり、符号の末尾が「ｂ」のブロックは、ネットワーク送信制御部１００ｂが備える機能ブロックである。以下、代表的にネットワーク送信制御部１００ａが備える各機能について説明する。
【００３３】
ネットワーク送信制御部１００ａは、送信バッファ１０１ａと、バッファ監視部１０２ａと、バッファ情報格納部１０３ａと、次周期送信回数算出部１０４ａと、次送信サイクル数算出部１０５ａと、送信制御内容作成部１０６ａと、送受信スケジューラ１０７ａと、送信部１０８ａと、データ送信バス１０９ａと、データ受信バス１１０ａと、受信部１１１ａと、受信データフィルタ部１１２ａとを有している。
【００３４】
送信バッファ１０１ａは、バッファ情報格納部１０３ａが指定する各フレームの使用数に応じて配置される複数のバッファを有している。
図５は、送信バッファの構成を示す図である。
【００３５】
フレーム＃ａのデータを処理するために配置されたバッファ（フレーム＃ａ用バッファ）は、ｎ個配置されている。フレーム＃ｂ用バッファは（ｎ−１）個配置されている。フレーム＃ｚ用バッファは（ｎ＋１）個配置されている。
【００３６】
バッファ監視部１０２ａは、フレーム単位（図５中、フレーム＃ａ、フレーム＃ｂ、・・・の縦のライン）で送信バッファ１０１ｂの使用数を監視する。バッファ監視部１０２ａは、この監視を、ネットワーク１０の通信サイクル毎に実施することで、通信サイクル毎の各フレームのバッファ使用数を把握する。
【００３７】
また、バッファ監視部１０２ａは、ネットワーク１０の通信サイクル毎にネットワーク２０に送信できた回数の情報を保持する。
また、バッファ監視部１０２ａは、把握した情報をネットワーク送信制御部１００ｂの次周期送信回数算出部１０４ｂおよび次送信サイクル数算出部１０５ｂに送る。すなわち、バッファ監視部１０２ａ（１０２ｂ）は、自己が直接データを送受信するネットワーク１０（２０）における送信バッファ１０１ａ（１０１ｂ）の空き状況を把握し、その情報をデータ送信対象のネットワーク２０（１０）の次周期送信回数算出部１０４ｂ（１０４ａ）および次送信サイクル数算出部１０５ｂ（１０５ａ）に送る。
【００３８】
バッファ情報格納部１０３ａは、各フレームの用途に応じて送信バッファ１０１ｂに各フレームのバッファ数とこの個数以上バッファを使用させたくないと定めた値（バッファリング目標値）を指定する情報を格納している。バッファリング目標値は、バッファ数以下を指定する。なお、バッファリング目標値は、ユーザが任意の値に設定することができる。
【００３９】
図６は、バッファ情報格納部の構成を示す図である。
バッファ情報格納部１０３ａには、バッファ数とバッファリング目標値とがフレーム毎に関連づけられて格納されている。
【００４０】
再び図４に戻って説明する。
次周期送信回数算出部１０４ａは、バッファ監視部１０２ｂから受け取った情報に基づいて、ＥＣＵ１０ａ〜１０ｃが、ネットワーク２０側に次の１周期において送信するデータの回数（以下、「次周期送信回数」と言う）を１周期に１回算出する。なお、算出方法については後述する。
【００４１】
次送信サイクル数算出部１０５ａは、バッファ監視部１０２ｂから受け取った情報に基づいて、ＥＣＵ１０ａ〜１０ｃが、ネットワーク２０側に次に送信できる（送信を許可する）通信サイクルを指定する番号（以下、「送信可能サイクル番号」と言う）を、毎サイクル算出する。なお、算出方法については後述する。
【００４２】
送信制御内容作成部１０６ａは、ＥＣＵ１０ａ〜１０ｃに対し、次周期送信回数および送信可能サイクル番号を通知し、ＥＣＵ１０ａ〜１０ｃに所定のタイミングで通信を抑制してもらうための送信制御内容を作成し、送信部１０８ａに送る。
【００４３】
送受信スケジューラ１０７ａは、どのようなタイミングで送信部１０８ａおよび受信部１１１ａがデータを送受信するかを司る。
送信部１０８ａは、送信バッファ１０１ａの送信対象のフレームに、送信制御内容作成部１０６ａによって作成された送信制御内容を含む送信制御データを、送受信スケジューラ１０７ａが指定したタイミングでデータ送信バス１０９ａに送る。
【００４４】
図７は、送信制御データのデータ構成を示す図である。
送信制御データは、任意の１フレームに、各フレームの送信制御内容が格納されている。
【００４５】
各フレームの送信制御内容には、次周期送信回数算出部１０４ａにより算出された次周期送信回数を示す情報と、次送信サイクル数算出部１０５ａにより算出された送信可能サイクル番号を示す情報の２つの情報が含まれる。送信可能サイクル番号を示す情報は、毎サイクル含まれるが、前述したように、次周期送信回数は１周期に１回のみ含まれることになる。
【００４６】
再び図４に戻って説明する。
データ送信バス１０９ａは、外部通信とのインタフェースであり、送信制御データをネットワーク１０に送信する。
【００４７】
データ受信バス１１０ａは、外部通信とのインタフェースであり、ネットワーク１０からのデータを受信する。
受信部１１１ａは、データ受信バス１１０ａが受信したデータを送受信スケジューラ１０７ａに送る。
【００４８】
受信データフィルタ部１１２ａは、受信部１１１ａが受信したデータが前回送信されたデータと同じデータである場合は、送信バッファ１０１ｂにそのデータを格納しないようフィルタリングする。
【００４９】
＜次周期送信回数の算出方法＞
以下、次周期送信回数の算出方法を説明する。
ネットワーク１０の次周期送信回数は、（バッファリング目標値−バッファが保持しているデータ数）＋ネットワーク２０のデータ送出最大値＋フィルタリングの平均値で求められる。
【００５０】
ネットワーク２０のデータ送出最大値は、１周期の通信サイクル数／ネットワーク１０との通信速度比で求められる。
ネットワーク１０との通信速度比は、ネットワーク１０との速度差で算出される。例えば、ネットワーク２０の相対送信速度を「１」とし、ネットワーク１０の相対送信速度を「２」とすると、この場合、ネットワーク１０との通信速度比は「２」となる。
【００５１】
フィルタリングの平均値は、ネットワーク１０側で実際にデータ送出したものでも、ゲートウェイ側にてフィルタリングされる場合がある。そのフィルタリングの数の１周期あたりの平均値である。
【００５２】
以下、一例を挙げる。
バッファリング目標値：５０、バッファに蓄積されているデータ数：４０、１周期の通信サイクル数：６４、ネットワーク１０との通信速度比：２、フィルタリングの平均値：２０とすると、
次周期送信回数＝（５０−４０）＋（６４／２）＋２０＝６２
となる。
【００５３】
以下の説明においては、１周期が６４サイクルであるものとする。
＜送信可能サイクル番号の算出方法＞
以下、送信可能サイクル番号の算出方法を説明する。
【００５４】
ａ）バッファリング目標値よりもバッファに蓄積された送信データ数が少ない場合は、次サイクル（現在の通信サイクル＋１）が送信可能サイクル番号となる。
以下、一例を挙げる。
【００５５】
現在の通信サイクル：４０、バッファリング目標値：３０、バッファに蓄積された送信データ数：２５とすると、バッファはまだ空き状態にあるので、
送信可能サイクル番号＝４０＋１＝４１
すなわち、次サイクルに送信可能となる。
【００５６】
ｂ）バッファリング目標値とバッファに蓄積された送信データ数が同じ場合には、下記の手順にて送信可能サイクル番号を算出する。
現在の通信サイクル：Ａ、バッファに蓄積された送信データ数：Ｂ、バッファリング目標値：Ｃ、通信速度比：Ｄとすると、
送信可能サイクル番号＝Ａ＋（Ｂ−Ｃ）＋Ｄ＝Ａ＋Ｄ
となる。上記の計算結果が１周期の通信サイクル数以上の場合、
送信可能サイクル番号＝（Ａ＋Ｄ）−１周期の通信サイクル数
となる。
【００５７】
以下、一例を挙げる。
現在の通信サイクル：２５、通信速度比：２、バッファリング目標値＝バッファに蓄積されたデータ数とすると、
送信可能サイクル番号＝２５＋２＝２７
となる。
【００５８】
次に、ＥＣＵ１０ａ〜１０ｃ、２０ａ〜２０ｃの機能を説明するが、代表的にＥＣＵ１０ａを説明する。
図８は、ＥＣＵの機能を示すブロック図である。
【００５９】
ＥＣＵ１０ａは、データ送信バス１１と、データ受信バス１２と、送受信スケジューラ１３と、送信制御内容受信部１４と、送信制御内容格納部１５と、送信制御モード格納部１６と、送信処理部１７と、送信スケジュール格納部１８とを有している。
【００６０】
データ送信バス１１は、送受信スケジューラ１３の指定したタイミングでゲートウェイＥＣＵ１００にデータを送信する。
データ受信バス１２は、ゲートウェイＥＣＵ１００から送信された送信制御データを毎サイクル受信する。
【００６１】
送受信スケジューラ１３は、どのようなタイミングでメッセージを送受信するかを司る。
送信制御内容受信部１４は、データ受信バス１２が受信した送信制御データを毎サイクル受信する。また、送信制御内容の有無を確認し、送信制御内容が存在すれば、その情報を送信制御内容格納部１５に送る。
【００６２】
なお、受信した送信制御データのうち、送信制御内容が含まれていないフレームについては、ＥＣＵ１０ａ内の図示しない制御部等により処理される。
送信制御内容格納部１５は、ゲートウェイさせるフレーム数分の領域を有しており、送信制御内容受信部１４が受信した送信制御内容を格納する。
【００６３】
図９は、送信制御内容格納部の構成を示す図である。
前述したように、送信制御データには、送信制御内容が含まれている。
送信制御モード格納部１６は、各送信フレームの用途に応じて予め設定された送信制御モードを格納する。
【００６４】
図１０は、送信制御モード格納部の構成を示す図である。
送信制御モード格納部１６は、ゲートウェイさせるフレーム数分の領域を有しており、フレーム毎に送信制御モードが設定される。
【００６５】
本実施の形態では３つの送信制御モードが存在する。
＜第１の送信制御モード＞
第１の送信制御モードは、１周期あたりの送信頻度を低下させて送信制御を行うモードであり、具体的には送信制御内容に含まれる次周期送信回数を用いて送信を行うモードである。第１の送信制御モードを用いて送信制御を行った場合、ゲートウェイＥＣＵ１００の送信バッファ１０１ｂに蓄積される送信データは指定されたバッファリング目標値近辺で上下に推移することになる。
【００６６】
＜第２の送信制御モード＞
第２の送信制御モードは、通信サイクルを指定して送信制御を行うモードであり、具体的には送信制御内容に含まれる送信可能サイクル番号を用いて送信を行うモードである。第２の送信制御モードを用いて送信制御を行った場合、前述したようにバッファ数はバッファリング目標値を設定するため、ゲートウェイＥＣＵ１００の送信バッファ１０１ｂに蓄積される送信データは指定されたバッファリング目標値内に収まる。
【００６７】
＜第３の送信制御モード＞
第３の送信制御モードは、第１の通信制御モードおよび第２の通信制御モードを使用せず、各通信サイクルにおいてデータを送信するモードである。
【００６８】
再び図８に戻って説明する。
送信処理部１７は、ＥＣＵ１０ａが、ゲートウェイＥＣＵ１００を介してＥＣＵ１０ｂ、１０ｃ、２０ａ〜２０ｃにデータを送信する際のデータ処理を行う。
【００６９】
この送信処理部１７は、送信制御モード格納部１６を参照し、送信フレームの送信制御モードを取得する。そして、取得した送信制御モードに応じてデータの送信処理を行う。
なお、この処理については後に詳述する。
【００７０】
送信スケジュール格納部１８は、第１の送信制御モードにおいて、１周期（６４サイクル）の次周期送信回数によって、どの通信サイクルでネットワーク２０に対してデータ送信を行うかを決定する送信スケジュールを格納する。
【００７１】
図１１は、送信スケジュール格納部の構成を示す図である。
図１１では、一例として、次周期送信回数が６４サイクル中に均等に送信されるようにデータを送信する通信サイクルを指定するスケジュールを保持する。例えば、次周期送信回数が１回の場合、６４サイクル中、０サイクル目において送信される。次周期送信回数が２回の場合、６４サイクル中、０サイクル目と３１サイクル目とにおいて送信される。次周期送信回数が６４回の場合、６４サイクル全ての通信サイクルにおいて送信される。
【００７２】
次に、ネットワーク通信システム３０の処理を説明する。
図１２は、ゲートウェイＥＣＵの送信制御データの送信処理を示すフローチャートである。
【００７３】
ゲートウェイＥＣＵ１００は、ネットワーク１０側の通信サイクル毎に本処理を行う。
まず、バッファ監視部１０２ａは、送信バッファ１０１ｂのフレーム毎の使用数を監視する（ステップＳ１）。
【００７４】
また、バッファ監視部１０２ａは、ネットワーク１０の１周期あたりの時間でネットワーク２０側に送信することができた回数の情報を保持する。
次に、次周期送信回数算出部１０４ａが、現在の通信サイクルが６３サイクル目（１周期の所定通信サイクル）か否かを判断する（ステップＳ２）。
【００７５】
現在の通信サイクルが６３サイクル目の場合（ステップＳ２のＹｅｓ）、次周期送信回数を算出する（ステップＳ３）。その後、ステップＳ４に移行する。
一方、現在の通信サイクルが６３サイクル目以外の場合（ステップＳ２のＮｏ）、次周期送信回数を算出せずにステップＳ４に移行する。
【００７６】
次に、次送信サイクル数算出部１０５ａが、送信可能サイクル番号を算出する（ステップＳ４）。
次に、送信制御内容作成部１０６ａが、次周期送信回数と送信可能サイクル番号とに基づいて、送信制御内容を作成し（ステップＳ５）、作成した送信制御内容を１通信サイクル毎に送信部１０８ａに送る。
【００７７】
次に、送信部１０８ａが、送受信スケジューラ１０７ａから通知されたタイミングでデータ送信バス１０９ａ、ネットワーク１０を介して各ＥＣＵ１０ａ〜１０ｃに送信制御データを送信する（ステップＳ６）。
【００７８】
以上でデータ送信処理を終了する。
次に、ＥＣＵ１０ａの送信制御データの受信処理を説明する。
図１３は、ＥＣＵの送信制御データの受信処理を示すフローチャートである。
【００７９】
ＥＣＵ１０ａ〜１０ｃは、それぞれネットワーク１０側の通信サイクル毎に本処理を行う。
送信制御内容受信部１４が、送信制御データを受信すると、受信した送信制御データに含まれる全てのフレームの送信制御モードが第３の送信制御モードか否かを判断する（ステップＳ１１）。
【００８０】
全てのフレームの送信制御モードが第３の送信制御モードの場合（ステップＳ１１のＹｅｓ）、処理を終了する。
全てのフレームの送信制御モードが第３の送信制御モードではない場合（ステップＳ１１のＮｏ）、受信した全てのフレームの送信制御モードが第１の送信制御モードか否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００８１】
全てのフレームの送信制御モードが第１の送信制御モードではない場合（ステップＳ１２のＮｏ）、ステップＳ１４に移行する。
全てのフレームの送信制御モードが第１の送信制御モードの場合（ステップＳ１２のＹｅｓ）、現在の通信サイクル番号が「６３」（１周期の所定通信サイクル）か否かを判断する（ステップＳ１３）。
【００８２】
現在の通信サイクル番号が「６３」ではない場合（ステップＳ１３のＮｏ）、処理を終了する。
次に、送信制御内容受信部１４は、受信した送信制御データの送信制御内容を、送信制御内容格納部１５に格納する（ステップＳ１４）。
【００８３】
以上で送信制御データ受信処理を終了する。
次に、ＥＣＵ１００のデータ送信処理を説明する。
図１４は、ＥＣＵのデータ送信処理を示すフローチャートである。
【００８４】
まず、送信処理部１７は、送信制御モード格納部１６を参照し、送信するフレームの送信制御モードを取得する（ステップＳ２１）。
次に、送信処理部１７は、取得した送信制御モードが第１の送信制御モードか否かを判断する（ステップＳ２２）。第１の送信制御モードである場合（ステップＳ２２のＹｅｓ）、データを送信する必要の有無を判断する（ステップＳ２３）。具体的には、送信制御内容格納部１５を参照し、送信制御内容に含まれる次周期送信回数を取得する。また、送信スケジュール格納部１８を参照し、送信スケジュールを取得する。そして、次周期送信回数における現通信サイクル番号が、送信スケジュールで指定された通信サイクル番号に一致するか否かを判断する。
【００８５】
その結果、現通信サイクル番号が送信スケジュールで指定された通信サイクル番号に一致する場合、データ送信有りと判断し（ステップＳ２３のＹｅｓ）、データを送信する（ステップＳ２４）。
【００８６】
現通信サイクル番号が送信スケジュールで指定された通信サイクル番号に一致しない場合、データ送信無しと判断し（ステップＳ２３のＮｏ）、データ送信処理を終了する。
一方、第１の送信制御モードではない場合（ステップＳ２２のＮｏ）、送信制御モードが第２の送信制御モードか否かを判断する（ステップＳ２５）。第２の送信制御モードである場合（ステップＳ２５のＹｅｓ）、現通信サイクル番号が送信制御内容格納部１５に格納されている送信制御内容の送信可能サイクル番号に一致するか否かを判断する（ステップＳ２６）。
【００８７】
現通信サイクル番号が送信可能サイクル番号に一致する場合（ステップＳ２６のＹｅｓ）、データを送信する（ステップＳ２４）。
現通信サイクル番号が送信可能サイクル番号に一致しない場合（ステップＳ２６のＮｏ）、データ送信処理を終了する。
【００８８】
他方、第２の送信制御モードではない場合（ステップＳ２５のＮｏ）、送信可否の判断を行わずにデータを送信する（ステップＳ２４）。
以上でデータ送信処理を終了する。
【００８９】
次に、第１の送信制御モードを用いた場合のデータ送信処理の具体例を説明する。
図１５は、第１の送信制御モードを用いた場合のデータ送信処理の具体例を示す図である。
【００９０】
図１５は、送信バッファ１０１ｂのバッファリング目標値（図１５中、目標値）を８個とし、次周期送信回数を４８回とした場合である。
なお、図１５中、「ＮＷ１０」は、ネットワーク１０を示し、「ＮＷ２０」は、ネットワーク２０を示し、ＧＷ受信の欄のアルファベットは、ゲートウェイＥＣＵ１００がネットワーク１０から受信したデータを示し、ＧＷ送信の欄のアルファベットは、ゲートウェイＥＣＵ１００がネットワーク２０に送信するデータを示している。
【００９１】
また、ＧＷ受信の欄が塗りつぶされている部分が、送信処理部１７が、データ送信処理によってデータ送信を抑制している箇所であり、通信サイクル番号（ｃｙｃｌｅ）が「３、７、１１、１５、１９、２３、２７、３１、３５、３９、４３、４７、５１、５５、５９、６３」のフレームは、ネットワーク１０側からネットワーク２０側へのデータ送信が抑制されている。
【００９２】
図１５に示すように、送信バッファ１０１ｂにおいてバッファの使用数はバッファリング目標値（８個）の場合もあるが、１周期内でバッファリング目標値の付近でバッファ使用数が推移している。また、送信バッファ１０１ｂの最大数１０個を超えていないため、データの損失は生じない。
【００９３】
次に、第２の送信制御モードを用いた場合の送信データ量の具体例を説明する。
図１６は、第２の送信制御モードを用いた場合のデータ送信処理の具体例を示す図である。
【００９４】
バッファ監視部１０２ｂの監視により、１５サイクル目、１７サイクル目、１９サイクル目、２１サイクル目のデータ処理時に、送信バッファ１０１ｂがバッファリング目標値に達していることを検知し、次送信サイクル数算出部１０５ｂに送る。
【００９５】
次送信サイクル数算出部１０５ａは、前述した計算式を用いて、送信可能サイクル番号「１７」、「１９」、「２１」、「２３」を算出する。
送信制御内容作成部１０６ａは、この内容を含む送信制御内容を通信サイクル毎に作成し、送信部１０８ａは、送信制御データを通信サイクル毎に送信する。
【００９６】
これにより、送信制御内容格納部１５には、送信制御内容が、通信サイクル毎に格納される。
従って、送信処理部１７は、１５サイクル目にデータを送信した後、１６サイクル目にデータ「ｑ」（図示せず）を処理しようとするときに送信制御内容格納部１５の送信制御内容を参照した場合、送信制御内容格納部１５には、送信可能サイクル番号「１７」を含む送信制御内容が、格納されている。
【００９７】
従って、送信処理部１７は、１６サイクル目においては、ゲートウェイＥＣＵ１００へのデータ「ｑ」の送信を抑制する。
以下、同様に、通信サイクル番号が、１８サイクル目、２０サイクル目、２２サイクル目のデータ送信を抑制する。
【００９８】
また、２３サイクル目〜２７サイクル目については、同じデータを連続して受信しているため受信データフィルタ部１１２ａによって、フィルタリング処理が行われている。
これにより、ＥＣＵ１０ａからは、連続してデータが送信されているが、送信バッファ１０１ｂのバッファの使用量を減らすことができる。
【００９９】
以上述べたように、ネットワーク通信システム３０によれば、送信フレーム毎に通信データ量を適正に制御し、確実に中継先へのデータを送信することができる。
これにより、ネットワーク通信システムを自動車の制御を行う車載ネットワークに適用した場合には、ボディ系、シャーシ系、パワートレイン系などの用途に応じて通信速度が異なるＦｌｅｘＲａｙネットワークを複数構築し、そのネットワーク間でデータ損失のないＦｌｅｘＲａｙ通信を行うことができる。
【０１００】
また、これまではＣＡＮ（Controller Area Network）／ＬＩＮ（Local Interconnect Network）／ＦｌｅｘＲａｙなどの複数の通信プロトコルで車載ネットワークを構築していたが、１つの通信プロトコルで統一することが可能となりハードウェア、ネットワーク、アプリケーションの仕様検討や設計が容易となる。
【０１０１】
さらに、送信フレーム単位で送信制御が可能となるため、高速のネットワーク１０のＥＣＵ１０ａ〜１０ｃが送信したと認識するデータを確実に低速のネットワーク２０のＥＣＵ２０ａ〜２０ｃに送信可能とするフレームまたはネットワーク１０での通信を優先するフレームのように、送信するデータの特性に応じた設定が可能となる。
【０１０２】
また、送信制御として、第１の送信制御モード〜第３の送信制御モードの３つの制御が可能となり、用途に応じてこれらを使い分けることができる。
なお、次周期送信回数は１周期毎に送信されるため、第１の送信制御モードは、第２の送信制御モードに比べ、ＥＣＵ１０ａ〜１０ｃ、２０ａ〜２０ｃ側の負荷は軽い。
【０１０３】
また、送信制御をフレーム毎にＥＣＵ１０ａ〜１０ｃ、２０ａ〜２０ｃに要求することにより、ゲートウェイＥＣＵ１００では中継するフレームの受信回数が減るため、受信制御処理の負荷を軽減することができる。
【０１０４】
以上、本発明のネットワーク通信システムおよびネットワーク通信方法を、図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。
【０１０５】
また、本発明は、前述した実施の形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１０６】
（付記１）  通信速度の異なるネットワーク間でデータ通信を行うネットワーク通信システムにおいて、
データの送信に使用する複数のフレームを備え、前記ネットワーク毎に設けられるバッファと、
所定の前記ネットワークの前記バッファにおける前記各フレームの送信状況を監視する送信状況監視部と、
前記送信状況から前記所定のネットワークへの前記各フレームの送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と、
前記送信タイミングを前記所定のネットワークとは異なる前記ネットワークに送信する送信部と、を有するゲートウェイ装置と、
前記送信タイミングに基づいて、前記所定のネットワークへの前記フレームの送信を抑制する送信処理部を有するネットワーク装置と、
を備えることを特徴とするネットワーク通信システム。
【０１０７】
（付記２）  前記送信タイミング決定部は、１周期における前記各フレームの送信回数を決定し、
前記ネットワーク装置は、前記送信回数に応じて予め定められた送信スケジュールを格納する送信スケジュール格納部をさらに有し、
前記送信処理部は、前記送信スケジュールに基づいて、前記フレームの送信を抑制することを特徴とする付記１記載のネットワーク通信システム。
【０１０８】
（付記３）  前記送信タイミング決定部は、前記各フレームの送信可能なサイクルを決定し、
前記送信処理部は、前記送信可能なサイクルが現在のサイクルと一致しない場合、前記フレームの送信を抑制することを特徴とする付記１記載のネットワーク通信システム。
【０１０９】
（付記４）  前記ネットワーク装置は、前記送信回数を用いて制御を行うフレームと前記送信可能なサイクルを用いて制御を行うフレームとを識別する制御情報を格納する制御情報格納部をさらに有し、
前記送信処理部は、前記制御情報に従い前記フレームの送信を抑制することを特徴とする付記２または３記載のネットワーク通信システム。
【０１１０】
（付記５）  前記送信状況監視部および前記送信タイミング決定部は、前記バッファ毎に設けられていることを特徴とする付記１記載のネットワーク通信システム。
（付記６）  通信速度の異なるネットワーク間でデータ通信を行うネットワーク通信方法において、
ゲートウェイ装置が備える、
送信状況監視部が、データの送信に使用する複数のフレームを備え前記ネットワーク毎に設けられるバッファのうち、所定の前記ネットワークの前記バッファにおける前記各フレームの送信状況を監視し、
送信タイミング決定部が、前記送信状況から前記所定のネットワークへの前記各フレームの送信タイミングを決定し、
送信部が、前記送信タイミングを前記所定のネットワークとは異なる前記ネットワークに送信し、
ネットワーク装置が備える、
送信処理部が、前記送信タイミングに基づいて、前記所定のネットワークへの前記フレームの送信を抑制する、
ことを特徴とするネットワーク通信方法。
【０１１１】
（付記７）  通信速度の異なるネットワーク間でデータ通信を行うネットワーク通信システムのゲートウェイ装置において、
データの送信に使用する複数のフレームを備え、前記ネットワーク毎に設けられるバッファと、
所定の前記ネットワークの前記バッファにおける前記各フレームの送信状況を監視する送信状況監視部と、
前記送信状況から前記所定のネットワークへの前記各フレームの送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と、
前記送信タイミングを前記所定のネットワークとは異なる前記ネットワークに送信する送信部と、
を有することを特徴とするゲートウェイ装置。
【０１１２】
（付記８）  通信速度の異なるネットワーク間でデータ通信を行うネットワーク通信システムのネットワーク装置において、
データの送信に使用する複数のフレームを備え、前記ネットワーク毎に設けられるバッファと、所定の前記ネットワークの前記バッファにおける前記各フレームの送信状況を監視する送信状況監視部と、前記送信状況から前記所定のネットワークへの前記各フレームの送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と、前記送信タイミングを前記所定のネットワークとは異なる前記ネットワークに送信する送信部と、を有するゲートウェイ装置からの前記送信タイミングに基づいて、前記所定のネットワークへの前記各フレームの送信を抑制する送信処理部、
を有することを特徴とするネットワーク装置。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の概要を示す図である。
【図２】実施の形態のネットワーク通信システムを示すブロック図である。
【図３】ゲートウェイＥＣＵの機能を示すブロック図である。
【図４】ゲートウェイＥＣＵの機能を詳しく示すブロック図である。
【図５】送信バッファの構成を示す図である。
【図６】バッファ情報格納部の構成を示す図である。
【図７】送信制御データのデータ構成を示す図である。
【図８】ＥＣＵの機能を示すブロック図である。
【図９】送信制御内容格納部の構成を示す図である。
【図１０】送信制御モード格納部の構成を示す図である。
【図１１】送信スケジュール格納部の構成を示す図である。
【図１２】ゲートウェイＥＣＵの送信制御データの送信処理を示すフローチャートである。
【図１３】ＥＣＵの送信制御データの受信処理を示すフローチャートである。
【図１４】ＥＣＵのデータ送信処理を示すフローチャートである。
【図１５】第１の送信制御モードを用いた場合のデータ送信処理の具体例を示す図である。
【図１６】第２の送信制御モードを用いた場合のデータ送信処理の具体例を示す図である。
【図１７】ＦｌｅｘＲａｙの送受信フレーム設定の一例を示す図である。
【図１８】従来のデータ送信の流れを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１１４】
１、３０  ネットワーク通信システム
２、３、１０、２０  ネットワーク
２ａ、３ａ  ネットワーク装置
４  ゲートウェイ装置
５  バッファ
６  送信状況監視部
７  送信タイミング決定部
８、１０８ａ、１０８ｂ  送信部
９、１７  送信処理部
１０ａ〜１０ｃ、２０ａ〜２０ｃ  ＥＣＵ
１１、１０９ａ、１０９ｂ  データ送信バス
１２、１１０ａ、１１０ｂ  データ受信バス
１３、１０７ａ、１０７ｂ  送受信スケジューラ
１４  送信制御内容受信部
１５  送信制御内容格納部
１６  送信制御モード格納部
１８  送信スケジュール格納部
１００  ゲートウェイＥＣＵ
１００ａ、１００ｂ  ネットワーク送信制御部
１０１  フレームマッピング部
１０１ａ、１０１ｂ  送信バッファ
１０２  フレームマッピングデータ格納部
１０２ａ、１０２ｂ  バッファ監視部
１０３ａ、１０３ｂ  バッファ情報格納部
１０４ａ、１０４ｂ  次周期送信回数算出部
１０５ａ、１０５ｂ  次送信サイクル数算出部
１０６ａ、１０６ｂ  送信制御内容作成部
１１１ａ、１１１ｂ  受信部
１１２ａ、１１２ｂ  受信データフィルタ部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2009194449.tif 000015
【図１４】
2009194449.tif 000016
【図１５】
2009194449.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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