車載マルチメディア・ネットワーク「 MOST 」の設計ノウハウ――ロバスト性の高いシステムを構築するためのハード/ソフト開発術

システムの記事大木紳一
大木紳一

情報系の車載ネットワークである「MOST（Media Oriented

しかし，こうした従来からある技術を使っていても，信Systems Transport）」を採用した自動車が徐々に増えてき頼性の高いシステムを構築するとなると，やはりハードている．ここでは，まず，MOST の基本構成を説明する．後半

ウェアやソフトウェアの設計ノウハウというものがものをでは，複数の装置（ノード）からなるMOST ネットワークのロいいます．ここでは，MOSTを採用したシステムの設計にバスト（堅ろう）性を高めるための，ハードウェア（主にプリン関する留意点，および開発したシステムのデバッグやテスト基板）とソフトウェアの設計手法を解説する．

ト環境について述べたいと思います．

（編集部）

欧州を中心に，MOST（Media Oriented Systems Trans-

1．MOST システムはリング・トポロジが基本port）を採用した自動車の新製品が続々と登場しています（写1）真1）．車載マルチメディア機器をつなぐLAN（local area

MOSTの基本的な概念 を図1に示します．MOSTはプnetwork）を容易に構築できるMOSTを使ったシステムは，ラスチック光ファイバ（POF）を使用したリング・トポロジ今後も増えていくことでしょう．

を基本としたネットワークであり，データは64バイトからご存じのとおり，自動車のアプリケーションには高い信構成されるMOSTフレームごとに転送されます．MOST頼性が要求されます．そのため，この業界では基本的に枯フレームはシステムの中に一つだけあるタイミング・マスれた（十分に成熟した）技術が好まれます．MOSTもTDMAタに同期して転送されます．このMOSTフレームには，ス（time division multiple access）という歴史の長い技術がトリーム・チャネル（同期チャネル），パケット・チャネルベースとなっています．また，光ファイバは1998年から（非同期チャネル），制御チャネルの3種類のデータ・チャ

DaimlerChrysler社の車載装置などで使用されています．

ネルが含まれます．

Audi A8

BMW 7 Series

Citroen C8Fiat Ulysse

Mercedes E Class

Peugeot 807

Porsche Cayenne

Saab 9−3

Lancia Phedra

Volvo XC90

〔写真1〕MOST を採用している自動車の例
最新のモデルには，続々とMOSTネットワークが採用されている．現在（2003年8月初旬），写真に載っているものも含めて17車種に搭載されている．今後もMOSTを採用する自動車メーカはどんどん増えると思われる．

Design Wave Magazine 2003 October 131

ストリーム・チャネルは，音声信号や映像信号など，フビット，44kHzサンプリング・レートのPCM（pulse code

レームごとにつねにある帯域（バイト数）を必要とするタイmodulation）データになります．このときMOSTフレームプのデータの転送に使用されます．一方，パケット・チャ上に必要なバイト数は，16ビット×2（左右）＝32ビット（4ネルは，データベースへのアクセスやTCP/IP（transmissionバイト）になります．つまり，4バイトからなるチャネルをcontrol protocol/internet protocol）アプリケーションなど確保（アロケート）すれば，CDの音声データを転送するこのデータ転送に使用されます．制御チャネルは，機器の操とができます．

作（例えば，CDプレーヤの「プレイ」や「ストップ」）などの一度アロケートしてしまえば，そのチャネルにデータをアプリケーション・メッセージや，ネットワーク管理情報送信するためにアービトレーションや転送要求などを行うをやり取りするコントロール・メッセージを転送するため必要はありません．また，ストリーム・チャネル上のデーに使用されます．

タを受け取るノードは，単純にそのチャネルに接続すればストリーム・チャネルとパケット・チャネルは，合わせデータを受信できます．て1フレーム当たり60バイト分のバンド幅を持っています．

このようなアロケーション情報は，タイミング・マスタシステムの要求に応じて，ストリーム・チャネルとパケッのアロケーション・テーブルによって管理されます．アロト・チャネルの境界を24〜56バイトの範囲（4バイト単位）

ケーション・テーブルはMOSTネットワークを通して各ノーで設定することができます．

ドに自動的にコピーされます．
図2に，ストリーム・チャネルのコネクションのようす●データのやり取りに必要な「アロケーション」を示します．ストリーム・チャネルによるデータ転送では，装置（ノード）が音声や映像などのストリーミング・デー

送信側も受信側も通信対象をアドレスで指定する必要はあ

タを送信するためには，MOSTフレーム上のストリーム・チャネルに必要な帯域（バイト数）を予約する必要があります．この予約を「アロケーション」と言います．例えば，通タイミング・マスタ

アロケーション・
テーブル

0x000
x0
1
②00 00 00 00
70 70 70 70020x

常のCDのオーディオ・データであれば，左右それぞれ16コネクション・
ラベル

etc.

0x03

①
クロック・ソース
タイミング・
マスタ

アンプ

00 00 00 00
70 70 70 70⑤4バイト?

etc.
スレーブ

スレーブ

⑥00 00 00 00
70 70 70 70

00
④ラベル?

etc.

CD
プレーヤ

③

ラジオ00 00 00 00
70 70 70 70
スレーブ

スレーブ

スレーブ

MOSTフレーム（64バイト）

ストリーム・チャネル

パケット・チャネル

制御チャネル〔図1〕MOST ネットワークの概念
ネットワーク上には一つだけタイミング・マスタが存在する．タイミング・マスタのクロック・ソースにすべてのノードが同期して動作する．MOSTフ
レームもクロック・ソースに同期して転送される．ストリーム・チャネルとパケット・チャネルが合わせて60バイト，制御チャネルが2バイト，そのほかプリアンブルやパリティなどが2バイトの合計64バイトで1フレームが構成される．制御チャネルには1フレーム当たり2バイトが割り当てられているが，実際には16フレームからなる32バイト単位で制御メッセージが転送される．

132 Design Wave Magazine 2003 Octoberetc.

① CDプレーヤがタイミング・マスタに4バイトのチャネルを要求．
② タイミング・マスタはアロケーション・テーブルの未使用チャネル（通常"70"が書かれている）から4バイト分をアロケートし，4バイト分のチャネル番号をCDプレーヤに送信．このとき，アロケーション・テーブルの割り当てられたチャネルには，コネクション・ラベルである"00"が書き込まれる．アロケーション・テーブルは，物理的なMOSTネットワークを通して各ノードに自動的にコピーされる．
③ CDプレーヤは，タイミング・マスタから知らされた4バイト分のチャネルにデータを送信する．
④ アンプはCDプレーヤにデータが送信されているチャネルを示すコネクション・ラベルを問い合わせる．
⑤ CDプレーヤはアンプにコネクション・ラベル"00"を返答．
⑥ アンプはコネクション・ラベル"00"に該当するチャネルからデータを受信．

〔図2〕ストリーム・チャネルのアロケーション
ストリーム・チャネルによるデータ転送では，送信側も受信側も通信対象をアドレスで指定する必要はない．データを転送するためのチャネルに割り当てられたコネクション・ラベルを頼りに必要なチャネルに接続し，データの送信あるいは受信を行う．