JP2002073430A - エラー・メッセージを送信するための装置および方法 - Google Patents
エラー・メッセージを送信するための装置および方法Info
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Abstract
可能なエラー・メッセージ送信装置を提供すること。 【解決手段】本発明による装置は、複数のモジュール間
でメッセージを通信するためのネットワークに対してエ
ラー・メッセージを送信するエラー・メッセージ送信装置
(200)である。この送信装置(200)は、所定の
フォーマットで作成されたメッセージを出力する制御部
(230,240)と、ネットワークに送信するエラー・
メッセージのエラーに関連するコマンドに基づいて、制
御部(230,240)から出力されたメッセージの一
部を変更することによりエラー・メッセージを作成し、
そのエラー・メッセージを出力するエラー・メッセージ作
成部(250,260,270)とを備える。
Description
ジ送信装置および方法に関し、特に複数のモジュール間
でメッセージを通信するネットワークに対してエラー・
メッセージを送出する装置および方法に関する。
ワーク、産業制御機器用ネットワークなどのような複数
のモジュールを接続したネットワークとして、国際規格
(ISO11898)のコントロールエリアネットワーク(CA
N)が知られている。CANの伝送レートは最高1Mbpsであ
り、従来の通信方式に比べ非常に高速である。デジタル
信号のハイ、ローを、ネットワーク上の二線間の差動電
圧に置き換えるシリアル通信なので耐ノイズ性に優れて
いる。また、ネットワークの異常検知とリカバリー動作
の殆どをCANコントローラが自動的に行なってくれると
いう特長がある。
るモジュールとして例えばエンジンコントローラ、メー
ターパネルコントローラ、トランスミッションコントロ
ーラなどが挙げられる。これらのモジュールは他のモジ
ュールの制御対象の状態を知らないと自分の制御対象を
制御できないという相互依存の関係にある。従って、各
モジュール間でお互いにデータを高速で交換し合う必要
がある。これらのモジュールを対等かつ並列に接続する
ためにCANが有効である。
テムであり、全てのCANモジュールがバス上にデータを
送信することができる。 また複数のCANモジュールが同
時にバスの信号を受信することもできる(ブロードキャ
スティング方式)。CANネットワークにおいては、いわ
ゆるステーションIDというものが原則的にはなく、代わ
りに、識別コードであるメッセージIDによりメッセージ
を識別する。各モジュールは受信したIDを基にメッセー
ジを正式に取り込むべきかどうかを処理するフィルタリ
ング機能を持つ。また、メッセージIDは複数のモジュー
ルからのバスアクセスが競合した場合の優先権も決定す
る。 回線争奪の結果、通信調停に勝利したモジュール
からのメッセージのみがバス上に現れる。
1個のモジュールの一例を図1に示す。バス上のデータ
を受信する場合には、CANトランシーバ2が、バス1上
の差動電圧信号で表されるメッセージを受信し、2値の
デジタル信号(L、H)に変換して、CANコントローラ
3に送る。バスにデータを送信する場合には、CANトラ
ンシーバ2が、CANコントローラ3からの2値のデジタ
ル信号を差動電圧信号に変換してバス1上に送出する。
より具体的には、最大1Mbpsのハイスピード系の場合、
デジタルハイ信号がCANバス上の電位差で-1.0V〜+0.4V
(リセッシブ、Recessive)に相当し、デジタルロー信
号がCANバス上の電位差 +1.0V〜+5.0V(ドミナント、Do
minant)に相当する。最大125Kbpsのフォルトトレラン
ト系の場合、デジタルハイ信号がCANバス上の電位差 -5
V〜-3.2V(リセッシブ、Recessive)に相当し、デジタ
ルロー信号がCANバス上の電位差 -2.5V〜+5.0V(ドミナ
ント、Dominant)に相当する。ただし、これらの電位差
は、トランシーバの品種によって、若干異なる。
ジのIDすなわち識別コードが自分の受信すべきメッセー
ジであることを示すとき、そのメッセージをメッセージ
バッファ(図示せず)に記憶させ、割り込み信号で演算
装置4に知らせる。そのメッセージを利用して、演算装
置4が所定の処理をする。演算装置4がデータをバスに
供給するときは、メッセージバッファにIDと送信データ
を書き込んで、CANトランシーバを介して送信する。CAN
コントローラは規格に従い、バスが空いているときにデ
ータを自動的にバスラインに載せる。他の全てのモジュ
ールがバスライン上のこのデータを受信することができ
る。
合には、そのメッセージを受信したCANコントローラ3
がエラーを検出する。エラーを検出すると、CANコント
ローラ3が、14ビットのエラーフレームをバス上に送
出する。エラーフレームの形式はCANで規格化されてお
り、6ビット分のエラーフラグと8ビット分のエラーデ
リミターである。具体的に、エラーフラグとは、モジュ
ールのエラー検出状態によってことなり、通常状態(er
ror-active)のとき、6ビットの連続ドミナントを意味
し、エラー状態(error-passive)のとき、6ビットの
連続リセッシブを意味する。また、エラーデリミターと
は、8ビットの連続リセッシブ信号を意味する。複数の
モジュールがバス上に異なる信号を供給した場合、1つ
でもドミナントがあればバスは必ずドミナント状態にな
る。6ビット分のドミナント信号の後の8ビット分のリ
セッシブ信号は、次のフレームを識別可能にするためで
ある。もし、全てのモジュールがエラーを検出したので
なく、1つのモジュールでもエラーを検出しなかった場
合、そのエラーを検出しなかったモジュールは、他のエ
ラーを検出したモジュールが送出するエラーフレームを
受信して、初めてエラーであると認識し、エラーフレー
ムを送出する。つまり、エラーフレーム検出後、エラー
フレームを送出する。このように、バス上では、エラー
フレームの送出が互いに時間的にずれているとすると、
みかけのエラーフレーム全体の長さが長くなってしま
う。そこで、バス上に現れるみかけのエラーフレームは
14ビットではなく全部で最大20ビットであると考え
ておくのがよい。
ールの何れかからエラーフレームが送出され、そのメッ
セージを送信した送信側がそのエラーフレームを受信す
ると、送信側はメッセージ送信を停止する。次に送信で
きる状態になるまで待って再送する。送信側は、エラー
カウンタを有し、カウンタの値がしきい値まで増える
(つまりエラーの数がしきい値を越える)と、自動的に
バスオフになる。
ジュールは、通常のメッセージの送受信やエラー発生状
況のモニターなどの機能がある。モジュール開発者がエ
ラーに対処するプログラムを作成しそれを検証する場合
には、エラーが起こることが必要である。しかし通常エ
ラーは起きないので、エラーを故意に起こす必要があ
る。さらに、エラーは一種類ではなく複数存在する。劣
悪な通信回線の状況で起こるエラーの検証を行うため
に、従来、例えば正弦波などのノイズをバス上に混入さ
せる方法があった。しかし、バス上にノイズを混入させ
る方法では、どの種類のエラーが発生するか区別するこ
とができず、所望のエラーを適宜発生させることができ
ず、不便であった。
出することが可能なエラー・メッセージ送信装置を提供
することを目的とする。
ジュール間でメッセージを通信するためのネットワーク
に対してエラー・メッセージを送信するエラー・メッセー
ジ送信装置(200)により解決される。この送信装置
(200)は、所定のフォーマットで作成されたメッセ
ージを出力する制御部(230,240)と、ネットワ
ークに送信するエラー・メッセージのエラーに関連する
コマンドに基づいて、制御部(230,240)から出
力されたメッセージの一部を変更することによりエラー
・メッセージを作成し、そのエラー・メッセージを出力す
るエラー・メッセージ作成部(250,260,27
0)とを備える。好適実施例にあっては、ネットワーク
がコントロールエリアネットワークである。さらに、コ
マンドは、コマンド・レジスタ(250)に記憶され、
制御部(240)から出力されたメッセージの一部が、
ビット反転器(270)によりビット反転され、エラー
・メッセージが作成される。メッセージ内でビット反転
が行われる場所は、ビット反転/アクノリッジ・コント
ローラ(260)により指示される。エラー・メッセー
ジ作成部(250,260,270)とネットワークと
の間にはトランシーバ(220)が設けられる。さら
に、制御部(230)およびエラー・メッセージ作成部
(260)に結合され、制御部(230)から出力され
たメッセージにアクノリッジ信号を付加して制御部(2
30)に返送するアクノリッジ生成回路(280)が設
けられる。
ジ送信装置200のブロック図を示す。エラー・メッセ
ージ送信装置200は、CANバス210に接続された
CANトランシーバ220と、このCANトランシーバ
220にスイッチ225を介して結合されたCANコン
トローラ230と、このCANコントローラ230に結
合された演算装置240とを備える。エラー・メッセー
ジ送信装置200は更に、演算装置240から与えられ
るコマンドを格納するコマンド・レジスタ250と、こ
のコマンド・レジスタ250およびCANコントローラ
230に結合されたビット反転/アクノリッジ・コント
ローラ260と、このビット反転/アクノリッジ・コン
トローラ260とCANコントローラ230とCANト
ランシーバ220に結合されたビット反転器270とを
備える。さらに、CANコントローラ230は、ビット
反転/アクノリッジ生成回路260とスイッチ225と
の間に結合されたアクノリッジ生成回路280に結合さ
れる。これらの各要素は、一体に形成されても良いし、
別個に形成されても良い。通常はスイッチ225がCA
Nコントローラ230側に接続されており、正常なメッ
セージやエラーを含むメッセージを受信したときは、図
1と同様な通常の処理をする。
送信処理を説明する。例としてCRC(冗長度符号チェ
ック、cyclic redundancy check)エラーについて考察す
る。まず、演算装置240は、CRCエラーを表すコマ
ンドをコマンド・レジスタ250に書き込む。演算装置
240は、CANコントローラ230にメッセージの送
信コマンドを発行する。CANコントローラ230は、
CANバスが空いている事を確認した後、正常なメッセ
ージを送信する(TX)と共に、受信信号をモニタ(R
X)する。このメッセージは複数のフィールドより成る
所定のフォーマット形式で伝送され、そのフィールドに
は、例えばIDフィールド、制御フィールド、データ・フ
ィールド、CRCフィールド、アクノリッジ・フィールド
のようなフィールドが含まれるがこれらに限定されな
い。そして、ビット反転/アクノリッジ・コントローラ
260は、アクノリッジ生成回路280の側にスイッチ
225を切り替える。ビット反転/アクノリッジ・コン
トローラ260は、CANコントローラ230から出力
される信号をモニタし、コマンド・レジスタ250に格
納されたコマンドに基づいて、ビット反転の場所(タイ
ミング)およびアクノリッジの生成タイミングをビット
反転器270およびアクノリッジ生成回路280にそれ
ぞれ供給する。ビット反転器270は、CANコントロ
ーラ230から供給されるメッセージのうち、ビット反
転/アクノリッジ・コントローラ260により指示され
た部分のビットを反転することによって、エラー・メッ
セージを作成する。これは例えば、CRCフィールドの
最終ビットを反転することにより行われる。作成された
エラー・メッセージはCANトランシーバ220により
適切な伝送形式に変換されてCANバス210に供給さ
れる。このようなエラー・メッセージを、CANバス2
10に結合された他のモジュールが受信すると、そのモ
ジュールは、CRCフィールドを調べることによりエラ
ー・メッセージであることを検知し、受信したメッセージ
にエラー・フレームをマーキングして(付加して)CA
Nバス210に供給する。このようにして、CANバス
210上にエラー・メッセージを送信することが可能で
ある。なお、スイッチ225はアクノリッジ生成回路2
80側に切り替えられていたので、このエラー・フレーム
のマーキングされたメッセージをCANコントローラ2
30および演算装置240が受信してしまうことは回避
できる。(エラー・フレームをマーキングされたメッセ
ージを受信すると、CANコントローラ230は、CA
Nコントローラ230から出力されたメッセージにエラ
ーが生じているものと判断し、送信エラーの動作または
処理に移行してしまうので、そのような動作を避けるた
めである。) 本実施例では、CRCフィールドの最終ビットを反転す
ることによってエラー・メッセージを作成したが、ビット
の反転位置はこれに限定されず、ビット反転を行う場所
(タイミング)を適宜変更することによって、様々なエ
ラーに対するエラー・メッセージを作成することが可能
である。例えば、CANの規格では、メッセージ・フィー
ルド内で連続した同一ビット・レベルが所定数以下にな
るように、スタッフ(stuff)ビットを適宜挿入してい
る。同一ビット・レベルが所定数以上続いているにもか
かわらずスタッフ・ビットが挿入されていなければ、ス
タッフ・ビット・エラーになるであろう。そこで、メッセ
ージ中のスタッフ・ビットが挿入されている場所(タイ
ミング)のビットを反転することにより、スタッフ・ビッ
ト・エラーを有するメッセージを作成することが可能に
なる。
に接続されたノード(モジュール)は、各種のエラー・
メッセージを受信することが可能である。所望のエラー
・メッセージを送信することが可能になるので、モジュ
ール開発者の利便性は向上し、各種のエラー検出および
復帰等を含む処理動作を検証することが可能になる。さ
らに、本実施例によりエラー・メッセージを複数回(例
えば100回)送信し、CANバス210に接続された
他のモジュールの受信エラー・カウンタを閾値まで増加
させ、そのモジュールに状態遷移を起こさせることによ
り、エラー復帰処理等の動作検証をすることも可能にな
る。
ネットワークにも適用可能である。要するに、所望のエ
ラーに応じて送信メッセージの一部を変更すればよいか
らである。ただし、CANの場合にはCANコントロー
ラが自動的にデータの送受信をしてしまい自由度が低い
ことから、本発明のエラー・メッセージ送信装置は特に
有用である。
図である。
送信装置を示すブロック図である。
Claims (7)
- 【請求項1】複数のモジュール間でメッセージを通信す
るためのネットワークに対してエラー・メッセージを送
信するエラー・メッセージ送信装置であって、 所定のフォーマットで作成されたメッセージを出力する
制御部と、 ネットワークに送信するエラー・メッセージのエラーに
関連するコマンドに基づいて、前記制御部から出力され
たメッセージの一部を変更することによりエラー・メッ
セージを作成し、該エラー・メッセージを出力するエラ
ー・メッセージ作成部と、 を備えることを特徴とするエラー・メッセージ送信装
置。 - 【請求項2】前記ネットワークがコントロールエリアネ
ットワークであることを特徴とする請求項1記載の装
置。 - 【請求項3】コマンド・レジスタに記憶されたコマンド
に基づいて、前記制御部から出力されたメッセージの一
部がビット反転されることにより、エラー・メッセージ
が作成されることを特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項4】さらに、前記エラー・メッセージ作成部と
ネットワークとの間にトランシーバを設けたことを特徴
とする請求項2記載の装置。 - 【請求項5】作成されるエラー・メッセージのエラー
が、冗長度符号チェック・エラーであることを特徴とす
る請求項1記載の装置。 - 【請求項6】さらに、前記制御部および前記エラー・メ
ッセージ作成部に結合され、前記制御部から出力された
メッセージにアクノリッジ信号を付加して前記制御部に
返送するアクノリッジ生成回路を備えることを特徴とす
る請求項1記載の装置。 - 【請求項7】CANバス上に所望のエラー・メッセージ
を送出する方法であって、 所望のエラーを表すコマンドをコマンド・レジスタに格
納する段階と、 ビット反転/アクノリッジ・コントローラが、CANコ
ントローラから出力される信号をモニタし、コマンド・
レジスタに格納されたコマンドに基づいて、ビット反転
のタイミングおよびアクノリッジの生成タイミングをビ
ット反転器およびアクノリッジ生成回路にそれぞれ供給
する段階と、 CANコントローラから供給されるメッセージのうち、
ビット反転/アクノリッジ・コントローラにより指示さ
れた部分のビットを反転することによって、エラー・メ
ッセージを作成する段階と、 作成されたエラー・メッセージを適切な伝送形式に変換
してCANバスに供給する段階より成ることを特徴とす
る方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000264958A JP2002073430A (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | エラー・メッセージを送信するための装置および方法 |
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Publications (1)
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JP2002073430A true JP2002073430A (ja) | 2002-03-12 |
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ID=18752293
Family Applications (1)
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JP (1) | JP2002073430A (ja) |
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- 2000-09-01 JP JP2000264958A patent/JP2002073430A/ja active Pending
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