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JP2001119416A - 通信制御装置および通信方法 - Google Patents

通信制御装置および通信方法

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Publication number
JP2001119416A
JP2001119416A JP29797999A JP29797999A JP2001119416A JP 2001119416 A JP2001119416 A JP 2001119416A JP 29797999 A JP29797999 A JP 29797999A JP 29797999 A JP29797999 A JP 29797999A JP 2001119416 A JP2001119416 A JP 2001119416A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission
priority
data
communication
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29797999A
Other languages
English (en)
Inventor
Masatoshi Nakajima
正敏 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Wiring Systems Ltd, AutoNetworks Technologies Ltd, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority to JP29797999A priority Critical patent/JP2001119416A/ja
Priority to EP00122163A priority patent/EP1094639A3/en
Publication of JP2001119416A publication Critical patent/JP2001119416A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信機会の均等化を実現するにあたって、Ｃ
ＰＵの装置としての負荷を少なくできる通信制御装置を
提供するとともに、送信機会の均等化を実現する通信方
法を提供する。 【解決手段】 送信を行い（ＳＴ１１）、エラーの発生
や、優先度が低く他のノードとの競合に負けた場合（Ｓ
Ｔ１２）、通信制御装置は送信負け（送信失敗）の回数
をカウントし、所定回数（ここではＮ回）送信負けする
まで送信動作を続ける（ＳＴ１３）。そして、送信負け
の回数が所定回数に達すると、送信動作を停止し（ＳＴ
１４）、送信状態をＣＰＵに報告する。ＣＰＵはそれを
受けて、送信条件、アイデンティファイアのデータを従
来と同様に変更して優先順位を高める措置を行う（ＳＴ
１５）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は通信制御装置および
通信方法に関し、特にＣＡＮ（Controller AreaNetwor
k）通信における通信制御装置および通信方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＣＡＮ通信は、同じバスラインに接続さ
れた複数の装置間で、データ送信時に競合（コンテンシ
ョン）が生じた場合でも、データが破壊されることな
く、１の装置のみがデータを送信し、他の装置は次の送
信機会を待つように制御するシリアル通信のプロトコル
であり、例えば、自動車電装の分野におけるエンジン制
御装置、ブレーキ制御装置、各種検知器の接続に使用す
ることで、分散している各装置のリアルタイム制御を、
効率的に、かつ高い信頼性で実現することができる。
【０００３】用途は自動車などの乗り物に限定されず、
工場内の制御システムやビル管理、玩具、ゲーム機など
の産業機械分野にも使用可能である。
【０００４】以下、図８〜図１１を用いてＣＡＮ通信の
概要について説明する。図８は自動車電装系の一例とし
て、ＣＡＮ通信のバスラインＣＢＬに複数の機器（以
下、ノードと呼称）が接続された構成を模式的に示す図
であり、ノードＮＤ１はナビゲーションシステム、ノー
ドＮＤ２はＣＤ（コンパクトディスク）プレイヤ、ノー
ドＮＤ３は電話制御機を示し、ノードＮＤＸはその他の
機器を示している。なお、各ノードはＩＣチップで構成
される通信制御装置と、通信データの処理および通信制
御装置を制御するＣＰＵ（マイクロコンピュータ）を有
しており、通信制御装置は自らが出力する出力データを
管理するとともに、バスラインＣＢＬの状態を監視する
機能を有している。
【０００５】ＣＡＮ通信においてはバスラインの電位
（バスレベル）が、ドミナントレベル（以後、単にドミ
ナントと呼称）とリセッシブレベル（以後、単にリセッ
シブと呼称）の２つに分けられ、ドミナントはリセッシ
ブを上書きする、すなわちドミナントの方が支配的とな
るように設定されている。このような設定を実現するた
めの構成を図９に示す。
【０００６】図９において、バスラインＣＢＬは接地ラ
インＥＬと対になって動作し、バスラインＣＢＬには定
電圧源ＰＳから定電圧が供給される構成となっている。
【０００７】図９においては、バスラインＣＢＬと接地
ラインＥＬとの間には並列に接続されたＮＰＮトランジ
スタＱ１、Ｑ２およびＱ３が配設され、バスラインＣＢ
Ｌには、入力が接続されたドライバＤ１、Ｄ２およびＤ
３が接続されている。
【０００８】そして、ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ３の
ベースにはインバータＩＶ１〜ＩＶ３の出力がそれぞれ
接続され、インバータＩＶ１〜ＩＶ３の入力には、それ
ぞれノードＮＤ１〜ＮＤ３からの送信データＴ１〜Ｔ３
が与えられる構成となっている。また、ドライバＤ１〜
Ｄ３の出力は受信データＲ１〜Ｒ３として、それぞれノ
ードＮＤ１〜ＮＤ３に与えられる構成となっている。
【０００９】このような構成において、送信データＴ１
〜Ｔ３に信号としてＬＯＷレベルの信号、すなわち
「０」が与えられた場合、それがインバータＱ１〜Ｑ３
で反転され、ＨＩＧＨレベルの信号、すなわち「１」と
してＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ３に与えられ、ＮＰＮ
トランジスタＱ１〜Ｑ３がオンしてバスラインＣＢＬの
電位が接地電位、すなわちＬＯＷレベル「０」となる。
【００１０】ここで、ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ３が
１つでもオンすればバスラインＣＢＬの電位がＬＯＷ、
すなわち「０」となり、定電圧源ＰＳから与えられる電
位を上書きするので、「０」をドミナントとし、「１」
をリセッシブとする。
【００１１】送信データＴ１〜Ｔ３に対するバスレベル
の関係を図１０に示す。図１０において、送信データＴ
１〜Ｔ３の何れか１つでも「０」が与えられると、バス
ラインＣＢＬの電位はドミナントとなり、送信データＴ
１〜Ｔ３の全てに「１」が与えられるとバスラインＣＢ
Ｌの電位がリセッシブとなる。
【００１２】次に、ＣＡＮ通信のフレームフォーマット
について説明する。ＣＡＮ通信においては、送信データ
を含んだデータフレーム、バスラインを通じて他のノー
ドに対してデータの送信を要求するためのリモートフレ
ーム、他のノードに対しのエラー通知のために使用され
るエラーフレーム、データまたはリモートフレーム間の
時間を延長するオーバーロードフレームを使用する。そ
して、データフレームは、アービトレーションフィール
ド（調停フィールド）、制御フィールド、データフィー
ルド等の７つのフィールドで構成されている。
【００１３】ここで図１１を用いて、アービトレーショ
ンフィールドについて説明するとともに、ＣＡＮ通信の
基本動作について説明する。
【００１４】アービトレーションフィールドは、フレー
ムの始まりを示すＳＯＦ（スタートオブフレーム）ビッ
トと、１１ビットあるいは２９ビットのアイデンティフ
ァイアと、データの送信を要求するＲＴＲ（リモート送
信要求）ビットとを有して構成されている。なお、ＣＡ
Ｎ通信においてはデータフィールドの長さは最大でも８
バイト（６４ビット）と短い。
【００１５】図１１においては、２つのノード（第１ノ
ードおよび第２ノード）から出力されるデータの一例を
図１１（ａ）、（ｂ）として示し、バスレベルの状態を
図１１（ｃ）として示している。なお、図１１において
は１１ビットのアイデンティファイアを有する場合を示
し、アービトレーションフィールドに続いて制御フィー
ルド、データフィールドが記載されている。
【００１６】図１１に示すように第１および第２ノード
から同時にデータが出力された場合、図１０を用いて説
明したように、どちらかがドミナントであるとバスレベ
ルはドミナントとなり、両方がリセッシブであると、バ
スレベルはリセッシブとなる。
【００１７】そして、図１１においては、第１および第
２ノードとも１０番の先頭ビットから４番のビットまで
は同じデータであり、バスレベルも同様のデータとなる
が、３番のビットでは、第１ノードがドミナントであり
第２ノードはリセッシブであるのでバスレベルはドミナ
ントとなる。
【００１８】この状態になった段階で、第２ノードの通
信制御装置は、バスレベルの状態と自らの出力データと
が異なっていることを知得し、自分が第１のノードとの
競合に負けたと判断して送信を一時停止し、次の送信機
会を待つように動作する。この結果、第１ノードだけが
送信を行うことができ、バスレベルは第１ノードの出力
データと同じとなる。
【００１９】このように、ＣＡＮ通信においては、複数
のノードから同時に送信が行われた場合に、各ノードの
送信データに含まれるアービトレーションフィールドの
内容に基づいて調停を行い、優先的に送信を行うノード
を決める機能を有しており、調停に負けたノードは送信
を一時停止するので、データが破壊されるということが
ない。
【００２０】なお、上記の例では４番のビットまでは同
じデータであったので、そこまで勝敗は決まらなかった
が、先頭ビットにおいて一方のみがドミナントであった
場合は、その段階で勝敗が決まることになる。
【００２１】ＣＡＮ通信においては、「０」をドミナン
ト、「１」をリセッシブとするので、アイデンティファ
イアとしては「０」が多い、すなわちアイデンティファ
イアを数値として見た場合に、値の小さいものほど高い
優先度を示すことになり、数値の大きなアイデンティフ
ァイアほど優先度が低く扱われるので、優先度の低いア
イデンティファイアを有したパケット、すなわち優先度
の低いデータは他のノードの送信に負け続け、過度に通
信遅れが発生する場合がある。
【００２２】これを防ぐために、ＣＡＮ通信においては
各ノードが有する通信制御装置に、送信アボートと呼ば
れる機能を付加するようにしている。送信アボート機能
とは、送信動作を開始した後に、ＣＰＵから送信アボー
トを指示する命令を発すると、アービトレーション負け
（調停負け）をした場合、あるいは送信エラーが発生し
た場合に、通信制御装置が送信動作そのものを停止し、
優先度を変更して新しい送信を行うようにする機能であ
る。
【００２３】図１２に送信アボートの基本フローを示
す。図１２において、送信要求に基づいて送信動作を行
った場合（ステップＳＴ１）、送信が正常に終了すれば
それで終わるが、エラーの発生や、優先度が低く他のノ
ードとの競合に負けた場合（ステップＳＴ２）、ＣＰＵ
は送信アボートを要求する（ステップＳＴ３）。
【００２４】送信アボート指示を受けた通信制御装置は
送信を停止する処置を行い、送信を停止したことを確認
（ステップＳＴ４）した後は、アービトレーションフィ
ールドのアイデンティファイアのデータを変更して優先
順位を高める措置を行う（ステップＳＴ５）。なお、ス
テップＳＴ４の確認は送信を停止するまで繰り返して実
行される。
【００２５】ここで、アイデンティファイアの変更は、
１１ビットあるいは２９ビットで構成される全アイデン
ティファイアのうち、例えば、１ビットのリセッシブデ
ータをドミナントデータに変更するような措置が採られ
るが、他のノードの送信データの優先度等を考慮して変
更されるものではなく、ノードごとに、また送信データ
ごとに独立して行われる。また、アイデンティファイア
は送信先等のデータを含むので、変更には限度がある。
【００２６】優先順位を高めた後、送信要求に基づいて
送信を行い（ステップＳＴ１）、送信が正常に終了すれ
ばそれで終わるが、エラーの発生や、優先度が低く他の
ノードとの競合に再び負けた場合（ステップＳＴ２）、
ステップＳＴ３以降の動作を繰り返して、優先順位をさ
らに高める措置を行う。
【００２７】このような、送信アボートを実現するに
は、調停負けをしていることをＣＰＵが認識するため
に、ＣＰＵから通信制御装置に対して送信データの出力
を指示した後、ワンショットタイマー等の時間計測手段
で時間を計測し、所定時間経過しても送信完了の報告が
なければ、送信負けをしているあるいはエラーが発生し
ていると認識して送信アボート要求を出すことになる。
【００２８】従って、ＣＰＵはワンショットタイマー等
を備える必要があり、また、送信命令のコマンドだけで
なく、場合によっては送信停止のコマンドも出力する必
要がある。
【００２９】また、送信アボートを実行し、その都度、
優先順位の低いデータの優先順位を上げる方法では、優
先順位を多少上げても、それよりも優先度が高いデータ
と競合した場合には、負けてしまい、それが繰り返され
ると、いつまで経っても送信できず、送信の機会を均等
にはできないという問題があった。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題点を解消するためになされたもので、送信機会の均
等化を実現するにあたって、ＣＰＵの装置としての負荷
を少なくできる通信制御装置を提供するとともに、送信
機会の均等化を実現する通信方法を提供することを目的
とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の通信制御装置は、ＣＡＮ通信のためのバスラインに
接続された複数の通信ノードにそれぞれ含まれ、マイク
ロコンピュータからの送信データを受け、前記マイクロ
コンピュータからの送信命令によってデータ送信を行う
通信制御装置であって、前記バスラインに前記送信デー
タを出力するとともに、前記バスラインの電位状態を監
視し、前記バスラインの電位状態が、前記通信制御装置
の前記出力データによる電位状態と異なる場合には送信
に失敗したと判断する機能を有した制御部と、送信失敗
回数を計測する送信失敗回数計測手段とを備え、前記制
御部は、前記送信失敗回数計測手段で計測した送信失敗
回数が所定回数に達した場合には送信動作を停止する。
【００３２】本発明に係る請求項２記載の通信制御装置
は、前記マイクロコンピュータからの前記送信データを
受け、前記送信データを一時的に保持する送信データ保
持部をさらに備え、前記送信データは、アイデンティフ
ァイアのビット群の一部を送信優先度を規定する優先度
専用部に変更したフォーマットを有し、前記送信データ
保持部は、前記送信失敗回数が所定回数に達し、送信動
作を停止した後は、前記送信優先度を高めるように前記
送信データの前記優先度専用部のデータが前記マイクロ
コンピュータによって変更されるように構成されてい
る。
【００３３】本発明に係る請求項３記載の通信制御装置
は、前記送信失敗回数計測手段が、前記制御部が前記マ
イクロコンピュータからの送信命令を受けるとともに、
前記制御部によって前記所定回数がセットされ、送信失
敗に伴ってカウント数が減算される減算カウンタであ
る。
【００３４】本発明に係る請求項４記載の通信方法は、
請求項１記載の通信制御装置を用いた通信方法であっ
て、送信要求に基づいて前記バスラインに向けてデータ
送信を行うステップ(ａ)と、前記バスラインの電位状態
の監視によって、データ送信の成功／失敗を判定するス
テップ(ｂ)と、送信失敗回数を計測し、送信失敗回数が
所定回数に達した場合には送信動作を停止するステップ
(ｃ)とを備えている。
【００３５】本発明に係る請求項５記載の通信方法は、
前記送信データが、アイデンティファイアのビット群の
一部を送信優先度を規定する優先度専用部に変更したフ
ォーマットを有し、前記ステップ(ｃ)の後に、前記マイ
クロコンピュータからの指示に従って、前記送信優先度
を高めるように前記送信データの前記優先度専用部を変
更するステップ(ｄ)と、前記ステップ(ｂ)において、送
信成功と判定された場合には、前記マイクロコンピュー
タからの指示に従って、前記送信優先度を最低レベルに
戻すように前記送信データの前記優先度専用部を変更す
るステップ(ｅ)とをさらに備えている。
【００３６】本発明に係る請求項６記載の通信方法は、
前記優先度専用部のビット長は、該ビット長で表現でき
る数値の最大値が、前記複数の通信ノードの全ノード数
よりも大きくなるように設定される。
【００３７】本発明に係る請求項７記載の通信方法は、
前記ステップ(ｄ)における前記送信優先度の上昇率は、
前記複数の通信ノードにおいて共通であり、前記ステッ
プ(ｅ)は、前記複数の通信ノードにおいて共通に実行さ
れる。
【００３８】
【発明の実施の形態】＜Ａ．通信制御装置の基本動作＞
図１に示すフローチャートを用いて、送信機会の均等化
においてＣＰＵの装置としての負荷を少なくできる通信
制御装置の基本動作を説明する。
【００３９】図１に示すように、送信要求に基づいて送
信を行った場合（ステップＳＴ１１）、送信が正常に終
了すればそれで終わるが、エラーの発生や、優先度が低
く他のノードとの競合に負けた場合（ステップＳＴ１
２）、通信制御装置は送信負け（送信失敗）の回数をカ
ウントし、所定回数（ここではＮ回）送信負けするまで
送信動作を続ける（ステップＳＴ１３）。
【００４０】そして、送信負けの回数が所定回数に達す
ると、送信動作を停止し（ステップＳＴ１４）、送信状
態をＣＰＵに報告する。ＣＰＵはそれを受けて、送信条
件、例えば、アービトレーションフィールドのアイデン
ティファイアのデータを従来と同様に変更して優先順位
を高める措置を行う（ステップＳＴ１５）。
【００４１】送信条件を変更した後、送信要求に基づい
て送信を行い（ステップＳＴ１１）、送信が正常に終了
すればそれで終わるが、エラーの発生や、優先度が低く
他のノードとの競合に再び負けた場合（ステップＳＴ１
２）、ステップＳＴ１３以降の動作を繰り返して、送信
条件をさらに変更する措置を行う。
【００４２】このように、本発明の通信制御装置におい
ては、送信負けの回数をカウントする機能を有し、所定
回数に達した後は、送信動作を停止してＣＰＵに報告
し、ＣＰＵからの指示により送信条件を変更するように
構成されているので、ＣＰＵがワンショットタイマー等
を備えて送信状態を監視する必要がなく、また、ＣＰＵ
が送信停止を命令する必要がないのでＣＰＵの装置とし
ての負荷を少なくできる。
【００４３】＜Ｂ．送信機会の均等化を実現する通信方
式＞以上の説明においては、送信条件の変更として、ア
イデンティファイアのデータを従来と同様に変更するこ
とで優先順位を高める措置を説明したが、先に説明した
ように、この方法では、優先順位の高いデータが割り込
むような場合には、確実に送信機会を均等化できないこ
とがある。
【００４４】そこで、以下においては、送信条件の変更
方法を改良して、確実に送信機会を均等化できる通信方
式の概念について説明する。
【００４５】＜Ｂ−１．基本概念＞図２は、本通信方式
を実現するためのアービトレーションフィールドのアイ
デンティファイアの構成を示す模式図である。
【００４６】図２に示すように本通信方式を実現するた
めには、アイデンティファイアＩＤのビット群の一部を
優先度専用部ＰＤとし、優先度制御のために専用に使用
する構成とする。図２では、アイデンティファイア全体
は２９ビットで構成され、そのうち先頭の５ビットを優
先度専用部ＰＤとして使用し、残りの２４ビットを従来
と同様のデータを有したアービトレーションデータ部Ａ
Ｄとして使用する例を示している。
【００４７】優先度専用部ＰＤを５ビットとするのは一
例であり、これに限定されるものではなく、このビット
長はノード数およびデータ種別数に応じて決定すれば良
い。ただし、少なくともバスラインに接続されるノード
数よりも優先度専用部ＰＤのビット長で表現できる数値
の方が大きくなるように設定することが本通信方式を実
現するにあたっての必須条件である。
【００４８】ここで、５ビットの優先度専用部ＰＤがあ
れば３２段階の優先度が規定でき、以下の説明では３２
段階の優先度に基づいて、送信機会を均等化する一例を
説明する。
【００４９】図３は、図８を用いて説明した自動車電装
系に想定した場合に、均等に送信機会が与えられる状態
を示す模式図であり、ノードＮＤ１はナビゲーションシ
ステム、ノードＮＤ２はＣＤプレイヤ、ノードＮＤ３は
電話制御機、ノードＮＤＸはその他の機器を示してい
る。
【００５０】そして、全てのノードは送信データを有し
（送信要求があり）、優先度専用部で規定される優先度
は何れのノードにおいても最低レベルの３１から始める
という条件下にある。なお、優先度専用部で規定される
優先度が同じ場合には、ノード番号順（ＮＤ１、ＮＤ
２、ＮＤ３、ＮＤＸの順）に優先度があるように、アー
ビトレーションデータ部ＡＤにおいて規定されている。
【００５１】また、通信制御装置は、送信に１回負けた
場合に送信動作を停止し、ＣＰＵはその報告を受けて、
優先度専用部で規定される優先度を１段階高めるように
動作する。なお、送信に成功した場合、ＣＰＵはその報
告を受けて、優先度専用部で規定される優先度を最低レ
ベルの優先度に戻す（初期化する）。
【００５２】図３において、各升目に付記された数字は
優先度専用部で規定される優先度を表し、図の左側から
右側に向かって各ノードでの時間経過に伴う優先度の推
移を示している。
【００５３】図３に示すように、ノードＮＤ１〜ＮＤＸ
において同時に送信要求が発生した場合、各ノードにお
ける送信データの優先度専用部で規定される優先度（以
後、第１優先度と呼称）は、当初は全て３１（最低レベ
ル）であるので、アービトレーションデータ部において
規定された優先度（以後、第２優先度と呼称）に従って
送信を行うことになる。なお、第２優先度は従来から使
用されている各ノードに固有の優先度である。
【００５４】第２優先度ではノードＮＤ１が最優先ノー
ドであるので、ノードＮＤ１のみが送信を行い、他のノ
ードは、それぞれの通信制御装置において送信負けをし
たと判断し、それぞれのＣＰＵに報告し、それぞれのＣ
ＰＵは第１優先度を１段階繰り上げ、優先度３０とす
る。
【００５５】一方、ノードＮＤ１は送信に成功したの
で、第１優先度は最低レベルの優先度３１に戻される。
なお、図３においては、送信に成功したノードの升目に
は○印を付記している。
【００５６】次に、ノードＮＤ２〜ＮＤＸは依然として
送信要求を有しており、また、ノードＮＤ１においては
新たな送信要求が発生した場合、ノードＮＤ１〜ＮＤＸ
において送信データの調停を行うことになるが、ノード
ＮＤ１の第１優先度は３１であり、他のノードよりも順
位は低くなっている。従って、ノードＮＤ１の送信デー
タの第２優先度がどれほど高くても、ノードＮＤ１はデ
ータを送信することはできない。すなわち、割り込み送
信をすることはできない。また、ノードＮＤ１〜ＮＤＸ
以外のノードから、データ送信が行われることになって
も、その第１優先度は３１であるので割り込み送信をす
ることはできず、実質的にはノードＮＤ２〜ＮＤＸの第
２優先度に基づいて送信データの調停を行うことにな
る。
【００５７】そして、第２優先度ではノードＮＤ２が優
先ノードとなるので、ノードＮＤ２のみが送信を行い、
ノードＮＤ３およびＮＤＸは、それぞれの通信制御装置
において送信負けをしたと判断し、それぞれのＣＰＵに
報告し、それぞれのＣＰＵは第１優先度を１段階繰り上
げ、優先度２９とする。
【００５８】なお、ノードＮＤ１も送信負けをしている
ので、第１優先度は１段階繰り上げられ、優先度３０と
なる。
【００５９】一方、送信に成功したノードＮＤ２の第１
優先度は最低レベルの優先度３１に戻される。
【００６０】さらに、ノードＮＤ１、ノードＮＤ３およ
びＮＤＸは依然として送信要求を有しており、また、ノ
ードＮＤ２においても新たな送信要求が発生した場合、
ノードＮＤ１〜ＮＤＸにおいて送信データの調停を行う
ことになるが、ノードＮＤ１の第１優先度は３０、ノー
ドＮＤ２の第１優先度は３１であるので、実質的にはノ
ードＮＤ３およびＮＤＸの第２優先度に基づいて送信デ
ータの調停を行うことになる。
【００６１】そして、第２優先度ではノードＮＤ３が優
先ノードとなるので、ノードＮＤ３のみが送信を行い、
ノードＮＤＸは、通信制御装置において送信負けをした
と判断し、ＣＰＵに報告し、ＣＰＵは第１優先度を１段
階繰り上げ、優先度２８とする。
【００６２】なお、ノードＮＤ１およびＮＤ２は送信負
けをしているので、第１優先度は１段階繰り上げられ、
それぞれ優先度２９および３０となる。
【００６３】一方、送信に成功したノードＮＤ３の第１
優先度は最低レベルの優先度３１に戻される。
【００６４】ノードＮＤ１、ＮＤ２およびノードＮＤＸ
は依然として送信要求を有しており、また、ノードＮＤ
３においても新たな送信要求が発生した場合、ノードＮ
Ｄ１〜ＮＤＸにおいて送信データの調停を行うことにな
るが、ノードＮＤ１、ＮＤ２およびＮＤ３のそれぞれの
第１優先度は２９、３０および３１であるので、ノード
ＮＤＸのみが送信を行うことができる。
【００６５】なお、ノードＮＤ１〜ＮＤ３は送信負けを
しているので、第１優先度は１段階繰り上げられ、それ
ぞれ優先度２８、２９および３０となる。
【００６６】一方、送信に成功したノードＮＤＸの第１
優先度は最低レベルの優先度３１に戻される。
【００６７】このように、通信に関与する各ノードから
の送信データに、送信失敗履歴を反映するための優先度
（第１優先度）を付加し、送信負けをしたノードの第１
優先度を順繰りに上げて送信失敗の回数の多いデータほ
ど優先度を高くするようにし、一方、送信に成功したノ
ードの第１優先度を最低レベルに戻す動作を行うこと
で、常に調停に負けるノードや、常に調停に勝つノード
が存在するというような、送信の偏りが解消され、確実
に送信機会の均等化を実現することができる。
【００６８】なお、上記の説明においては、各通信制御
装置は送信に１回負けると送信動作を停止するように構
成されていたが、この回数は複数回であっても良いこと
は言うまでもない。すなわち、Ｎ回連続して負けると送
信動作を停止するように構成しておけば、各通信制御装
置は自分の送信順番になった時にＮ回連続して送信を行
うことができ、データ送信を繰り返して行う場合に対応
することができる。
【００６９】＜Ｂ−２．送信比率の変更＞以上の説明に
おいては、ノードごとの送信比率は一定であったが、ノ
ードごとに送信比率を変えるようにしても良い。
【００７０】送信比率を変える方法としては、第１優先
度の上昇率をノードごとに変える方法がある。
【００７１】すなわち、第１優先度の上昇率が１段階ご
と（−１ごと）ではなく、２段階ごと、あるいは３段階
ごととなったノードを設けるようにしても良い。このよ
うに構成することで、ノードごとに送信比率を変更して
不平等な取り扱いをすることが可能となる。この方法で
は、通信機会を完全に均等化するということはできない
が、制限された範囲では均等化されていると言える。
【００７２】ただし、上昇率の設定は、優先度専用部Ｐ
Ｄのビット長で表現できる数値の最大値により制限され
る。すなわち、上昇率を２段階（−２）ごとにするとい
うことは、ノードが２つに増えたということを意味す
る。そして、優先度専用部ＰＤのビット長で表現できる
数値の最大値が、全ノード数＋１を超えているという条
件を満たさねば、上述した通信方法は機能しなくなるの
で、上昇率の設定には限界があるということである。
【００７３】また、第１優先度の上昇率を変えるのでは
なく、第１優先度の最低レベル（初期値）を変えること
でノードごとに送信比率を変えるようにしても良い。
【００７４】初期値が小さいということは、送信の権利
を得るまでにかかるステップ数が少なくて済むことを意
味する。
【００７５】例えば、全ノードが常に同時に送信要求が
あり続け、図３で説明した基本動作に従えばＮ回に１回
のサイクルで送信の権利を獲得できるとすると、初期値
そのままのノードに比べて初期値がｎ少なく設定された
ノードは、（Ｎ−ｎ）回に１回のサイクルで送信の権利
を獲得できることになる。これは換言すれば、Ｎ／（Ｎ
−ｎ）個のノードが加わったことになる。
【００７６】第１優先度の初期値の設定が、優先度専用
部ＰＤのビット長で表現できる数値の最大値により制限
されるということは、上昇率を変える場合と同様であ
る。
【００７７】＜Ｃ．通信制御装置の構成例＞次に、送信
機会の均等化においてＣＰＵの装置としての負荷を少な
くできる通信制御装置の具体的構成例について図４に示
すブロック図を用いて説明する。
【００７８】図４において、通信制御装置１とＣＰＵ２
とを有したノード１０が示されている。ノード１０はこ
れら以外にも例えば、バスラインＣＢＬに所定電圧の信
号を供給するためのドライバ等を備える場合もあるが、
本発明との関連が薄い構成については記載を省略する。
【００７９】図４において、通信制御装置１はバスライ
ンＣＢＬに対して送信データを出力するとともに、バス
ラインＣＢＬの電位状態を監視する主制御部１１と、そ
の出力が主制御部（ＭＣと略記）１１に接続され、ＣＰ
Ｕ２からの送信命令を書き込む送信命令レジスタ１２
と、その出力が主制御部１１に接続され、ＣＰＵ２から
の送信データを書き込む送信バッファ１３（送信データ
保持部）と、主制御部１１からＣＰＵ２に送信状態を報
告するための送信状態レジスタ１４と、主制御部１１に
接続され、調停結果、すなわち送信失敗の回数をカウン
トする調停カウンタ１５（送信失敗回数計測手段）とを
備えている。
【００８０】なお、調停カウンタ１５は減算カウンタで
構成され、送信に失敗するごとに予め設定されたカウン
ト数を１カウントずつ減じるように構成されている。調
停カウンタ１５は加算カウンタで構成しても良い。
【００８１】＜Ｄ．通信制御装置の具体的動作＞次に、
図５に示すフローチャートを用いて、通信制御装置１お
よびＣＰＵ２の動作について説明する。
【００８２】図５において、送信要求に基づいて送信動
作を開始すると、まずＣＰＵ２が、図２を用いて説明し
たアイデンティファイアの優先度専用部ＰＤに対応する
送信バッファ１３のビット位置（以後、バッファの優先
度専用部と呼称）に優先度を設定する（ステップＳＴ２
１）。この優先度専用部のビット長は５ビットであり、
優先度は、先に説明したように最低レベルに設定され
る。
【００８３】次に、ステップＳＴ２２において１回目の
送信であることを確認した場合、ＣＰＵ２は、図２に示
したアイデンティファイアのアービトレーションデータ
部ＡＤのデータを含めて、送信データを送信バッファ１
３に転送する（ステップＳＴ２３）。
【００８４】次に、ＣＰＵ２は送信命令レジスタ１２に
送信命令を書き込むことで主制御部１１に送信命令を与
える（ステップＳＴ２４）。この送信命令にはＮ回送信
に失敗したら送信動作を停止するように送信アボート命
令が含まれている。
【００８５】送信命令を受けた主制御部（ＭＣ）１１
は、調停カウンタをＮ回にセットし（ステップＳＴ２
５）、送信を開始する（ステップＳＴ２６）。これと同
時に、バスラインの電位状態の監視も始める。また、送
信を開始したことをＣＰＵ２に報告する。
【００８６】そして、他のノードの送信と競合して負け
た場合あるいはエラーが発生した場合（ステップＳＴ２
７）には、主制御部（ＭＣ）１１は調停カウンタ１５を
１カウント減ずる（ステップＳＴ２８）。
【００８７】この動作によって調停カウンタが０に達し
た場合、すなわちＮ回送信に失敗した場合（ステップＳ
Ｔ２９）、主制御部（ＭＣ）１１は送信動作を停止する
（ステップＳＴ３０）。なお、調停カウンタが０に達し
ていない場合は、送信を行うためにステップＳＴ２６以
降の動作を繰り返す。
【００８８】送信動作を停止した場合、送信状態レジス
タ１４に送信に失敗したことを書き込む（ステップＳＴ
３１）ことで、ＣＰＵ２に対して送信失敗を通知する
（ステップＳＴ３２）。
【００８９】送信に失敗したことを知得したＣＰＵ２
は、ステップＳＴ２１で送信バッファ１３の優先度専用
部に新たな優先度、すなわち、より高い優先度を設定
し、ステップＳＴ２２以降の動作を繰り返す。なお、２
回目以降の送信の場合はＣＰＵ２は送信データを送信バ
ッファ１３に転送せず、優先度のみを変更する。
【００９０】なお、２回目以降の送信であっても送信デ
ータを送信バッファ１３に転送するようにしても良い。
【００９１】一方、送信が成功した場合（ステップＳＴ
２７）、送信状態レジスタ１４に送信が正常に成功した
ことを書き込む（ステップＳＴ３３）ことで、ＣＰＵ２
に対して送信完了を通知し（ステップＳＴ３４）、ＣＰ
Ｕ２はステップＳＴ３５において送信バッファ１３の優
先度専用部の優先度を初期化して（最低レベルに戻し
て）送信動作を終了する。
【００９２】＜Ｅ．作用効果＞以上説明したように、通
信制御装置１は、調停結果、すなわち送信失敗の回数を
カウントする調停カウンタ１５を備え、送信失敗が所定
回数に達した後は、送信動作を停止してＣＰＵ２に報告
し、ＣＰＵ２からの指示により送信条件を変更するの
で、ＣＰＵ２はＮ回送信に失敗したら送信動作を停止す
る送信アボート命令を含んだ送信命令を出すだけで済
み、ＣＰＵ２がワンショットタイマー等を備えて送信状
態を監視する必要がなく、また、ＣＰＵ２が送信停止を
命令する必要がないのでＣＰＵ２の装置としての負荷を
少なくできる。
【００９３】また、通信制御装置１を用いることで、図
３を用いて説明した確実に送信機会を均等化できる通信
方式の実現が容易となる。
【００９４】また、優先度の割付を管理するような特別
なプロトコルを用いる必要がないため、バスラインの使
用効率は最大限にすることができる。
【００９５】＜Ｆ．変形例＞図３を用いて説明した、確
実に送信機会を均等化できる通信方式は、図４を用いて
説明した本発明に係る通信制御装置１を使用せずとも実
現することは可能である。
【００９６】すなわち、通信制御装置１に調停カウンタ
１５を有さずとも、ＣＰＵ２がワンショットタイマー等
を備えて送信状態を監視し、必要に応じて送信アボート
命令を出すようにすれば実現は可能である。
【００９７】図６にそのための構成をブロック図で示
す。図６において、通信制御装置１ＡとＣＰＵ２Ａとを
有したノード１０Ａが示されている。
【００９８】通信制御装置１Ａの構成は基本的には図４
に示す通信制御装置１と同様であるが、調停カウンタ１
５は有さず、主制御部１１は調停カウンタ１５を制御す
る機能は有していない。
【００９９】また、ＣＰＵ２Ａは、送信命令と同時にセ
ットし、所定時間を計測するタイマー２１を有し、送信
状態を監視する機能を有している。
【０１００】その他の構成は、図４に示すノード１０と
同様であるので、同一の構成には同一の符号を付し、説
明は省略する。
【０１０１】次に、図７に示すフローチャートを用いて
通信制御装置１ＡおよびＣＰＵ２Ａの動作について説明
する。
【０１０２】図７において、送信要求に基づいて送信動
作を開始すると、まずＣＰＵ２Ａが、バッファ１３の優
先度専用部に優先度を設定する（ステップＳＴ４１）。
この優先度専用部のビット長は５ビットであり、優先度
は、先に説明したように最低レベルに設定される。
【０１０３】次に、ＣＰＵ２Ａは、図２に示したアイデ
ンティファイアのアービトレーションデータ部ＡＤのデ
ータを含めて、送信データを送信バッファ１３に転送す
る（ステップＳＴ４２）。
【０１０４】次に、ＣＰＵ２Ａは送信命令レジスタ１２
に送信命令を書き込むことで主制御部１１に送信命令を
与える（ステップＳＴ４３）とともに、タイマー２１を
セットする。
【０１０５】送信命令を受けた主制御部（ＭＣ）１１
は、送信を開始すると同時に、バスラインの電位状態の
監視も始める（ステップＳＴ４４）。また、送信を開始
したことをＣＰＵ２Ａに報告する。
【０１０６】そして、他のノードの送信と競合して負け
た場合あるいはエラーが発生した場合（ステップＳＴ４
５）には、主制御部（ＭＣ）１１は送信状態レジスタ１
４に送信に失敗したことを書き込む（ステップＳＴ４
６）ことで、ＣＰＵ２Ａに対して送信失敗を通知する
（ステップＳＴ４７）。
【０１０７】送信に失敗したことを知得したＣＰＵ２Ａ
は、ステップＳＴ４８でタイマー２１での設定時間が経
過したかを確認し、設定時間が経過していなければステ
ップＳＴ４４以下を繰り返させることで送信動作を続行
させ、設定時間が経過していれば送信アボート命令を出
して送信動作を停止させる（ステップＳＴ４９）。
【０１０８】送信動作を停止させた後、ＣＰＵ２Ａは、
ステップＳＴ４１で送信バッファ１３の優先度専用部に
新たな優先度、すなわち、より高い優先度を設定し、ス
テップＳＴ４２以降の動作を繰り返す。なお、再送信の
場合はＣＰＵ２Ａは送信データを送信バッファ１３に転
送せず、優先度のみを変更する。
【０１０９】なお、送信が成功した場合（ステップＳＴ
４５）、送信状態レジスタ１４に送信が正常に成功した
ことを書き込む（ステップＳＴ５０）ことで、ＣＰＵ２
Ａに対して送信完了を通知し（ステップＳＴ５１）、Ｃ
ＰＵ２ＡはステップＳＴ５２において送信バッファ１３
の優先度専用部の優先度を初期化して（最低レベルに戻
して）送信動作を終了する。
【０１１０】なお、通信制御装置１Ａの構成では、ＣＰ
Ｕ２Ａがワンショットタイマー等を備えて送信状態を監
視する必要があり、また、ＣＰＵ２Ａが送信停止を命令
する必要が生じるので、ＣＰＵ２Ａの装置としての負荷
は軽減できないが、タイマー２１での設定時間を調整す
ることで、調停に負けた回数をカウントするのと同じ効
果を得ることができ、確実に送信機会を均等化できる通
信方式を実現できる。
【０１１１】
【発明の効果】本発明に係る請求項１記載の通信制御装
置によれば、送信失敗の回数をカウントする機能を有
し、送信失敗が所定回数に達した後は、送信動作を停止
するので、マイクロコンピュータがワンショットタイマ
ー等を備えて送信状態を監視する必要がなく、また、マ
イクロコンピュータが送信停止を命令する必要がないの
でマイクロコンピュータの装置としての負荷を少なくで
きる。
【０１１２】本発明に係る請求項２記載の通信制御装置
によれば、送信データの優先度専用部のデータが送信優
先度を高めるようにマイクロコンピュータによって変更
されるように送信データ保持部が構成されているので、
送信失敗回数が所定回数に達し、送信動作を停止した後
に送信データの優先度専用部の優先度を高めることで、
複数の通信ノードにおいて送信機会の均等化を図ること
ができる。
【０１１３】本発明に係る請求項３記載の通信制御装置
によれば、送信失敗回数計測手段が減算カウンタで構成
されるので、装置構成が簡単化できる。
【０１１４】本発明に係る請求項４記載の通信方法によ
れば、送信失敗の回数をカウントし、送信失敗が所定回
数に達した後は、送信動作を停止するので、マイクロコ
ンピュータによる送信状態の監視が不要となり、また、
マイクロコンピュータが送信停止を命令する必要がなく
マイクロコンピュータの装置としての負荷を少なくでき
るので、ＣＡＮ通信をより使い勝手の良いものにでき
る。
【０１１５】本発明に係る請求項５記載の通信方法によ
れば、送信失敗が所定回数に達して送信動作を停止した
後、送信優先度を高めるように送信データの優先度専用
部を変更するとともに、ステップ(ｂ)において、送信成
功と判定された場合には、送信優先度を最低レベルに戻
すように送信データの優先度専用部を変更するので、送
信負けをした通信ノードの送信優先度を順繰りに上げ、
送信に成功した通信ノードの送信優先度を最低レベルに
戻す動作を繰り返すことで、常に送信調停に負ける通信
ノードや、常に送信調停に勝つ通信ノードが存在すると
いうような、送信の偏りが解消され、確実に送信機会の
均等化を実現することができる。
【０１１６】本発明に係る請求項６記載の通信方法によ
れば、優先度専用部のビット長を、該ビット長で表現で
きる数値の最大値が、複数の通信ノードの全ノード数よ
りも大きくなるように設定することで、送信機会の均等
化を実現する通信方法を正常に機能させることができ
る。
【０１１７】本発明に係る請求項７記載の通信方法によ
れば、送信優先度の上昇率は、複数の通信ノードにおい
て共通とし、送信優先度を最低レベルに戻す動作を複数
の通信ノードにおいて共通とすることで、最も単純に送
信機会の均等化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る通信制御装置の基本動作を説明す
るフローチャートである。
【図２】本発明に係る通信方式を実現するためのアイデ
ンティファイアの構成を示す模式図である。
【図３】本発明に係る通信方式を説明する模式図であ
る。
【図４】本発明に係る通信方式を実現するための装置構
成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る通信方式を実現するための装置の
動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明に係る通信方式を実現するための装置構
成を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る通信方式を実現するための装置の
動作を説明するフローチャートである。
【図８】ＣＡＮ通信の構成を模式的に示す図である。
【図９】ＣＡＮ通信を実現するためのバスラインの構成
を示す図である。
【図１０】送信データに対するバスレベルの関係を示す
図である。
【図１１】ＣＡＮ通信の基本動作を示す図である。
【図１２】ＣＡＮ通信の基本動作を説明するフローチャ
ートである。
【符号の説明】
１ 通信制御装置 ２ ＣＰＵ １０ ノード １３ 送信バッファ １５ 調停カウンタ ＣＢＬ バスライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 正敏 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 5K032 CB05 CC04 DB20 DB24 5K034 CC06 DD03 FF02 HH21 JJ15 MM03 MM21

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＣＡＮ通信のためのバスラインに接続さ
    れた複数の通信ノードにそれぞれ含まれ、マイクロコン
    ピュータからの送信データを受け、前記マイクロコンピ
    ュータからの送信命令によってデータ送信を行う通信制
    御装置であって、 前記バスラインに前記送信データを出力するとともに、
    前記バスラインの電位状態を監視し、前記バスラインの
    電位状態が、前記通信制御装置の前記出力データによる
    電位状態と異なる場合には送信に失敗したと判断する機
    能を有した制御部と、 送信失敗回数を計測する送信失敗回数計測手段と、を備
    え、 前記制御部は、 前記送信失敗回数計測手段で計測した送信失敗回数が所
    定回数に達した場合には送信動作を停止することを特徴
    とする、通信制御装置。
  2. 【請求項２】 前記マイクロコンピュータからの前記送
    信データを受け、前記送信データを一時的に保持する送
    信データ保持部をさらに備え、 前記送信データは、アイデンティファイアのビット群の
    一部を送信優先度を規定する優先度専用部に変更したフ
    ォーマットを有し、 前記送信データ保持部は、 前記送信失敗回数が所定回数に達し、送信動作を停止し
    た後は、前記送信優先度を高めるように前記送信データ
    の前記優先度専用部のデータが前記マイクロコンピュー
    タによって変更されるように構成される、請求項１記載
    の通信制御装置。
  3. 【請求項３】 前記送信失敗回数計測手段は、 前記制御部が前記マイクロコンピュータからの送信命令
    を受けるとともに、前記制御部によって前記所定回数が
    セットされ、送信失敗に伴ってカウント数が減算される
    減算カウンタである、請求項２記載の通信制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の通信制御装置を用いた通
    信方法であって、 (ａ)送信要求に基づいて前記バスラインに向けてデータ
    送信を行うステップと、 (ｂ)前記バスラインの電位状態の監視によって、データ
    送信の成功／失敗を判定するステップと、 (ｃ)送信失敗回数を計測し、送信失敗回数が所定回数に
    達した場合には送信動作を停止するステップと、を備え
    る、通信方法。
  5. 【請求項５】 前記送信データは、アイデンティファイ
    アのビット群の一部を送信優先度を規定する優先度専用
    部に変更したフォーマットを有し、 前記ステップ(ｃ)の後に、 (ｄ)前記マイクロコンピュータからの指示に従って、前
    記送信優先度を高めるように前記送信データの前記優先
    度専用部を変更するステップと、 (ｅ)前記ステップ(ｂ)において、送信成功と判定された
    場合には、前記マイクロコンピュータからの指示に従っ
    て、前記送信優先度を最低レベルに戻すように前記送信
    データの前記優先度専用部を変更するステップと、をさ
    らに備える、請求項４記載の通信方法。
  6. 【請求項６】 前記優先度専用部のビット長は、該ビッ
    ト長で表現できる数値の最大値が、前記複数の通信ノー
    ドの全ノード数よりも大きくなるように設定される、請
    求項５記載の通信方法。
  7. 【請求項７】 前記ステップ(ｄ)における前記送信優先
    度の上昇率は、前記複数の通信ノードにおいて共通であ
    り、 前記ステップ(ｅ)は、 前記複数の通信ノードにおいて共通に実行される、請求
    項５記載の通信方法。
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