JP2010206394A - Safety network apparatus and safety network - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、安全ネットワークを構成する安全ネットワーク装置に関するものである。 The present invention relates to a safety network device constituting a safety network.
従来、機能安全を実現する安全ネットワークでは、システムを構成する装置間のデータ伝送を確実に行うため、安全層で送受信する安全メッセージに誤り検出符号等を付与し、伝送時のビットエラーの検出を行っていた。しかしながら、ビットエラーの発生状態によっては、誤り検出符号で検出されないエラーが生じる可能性が残る。安全ネットワークでは、このような誤りの見逃しが発生する確率を誤り見逃し率と規定し、誤り見逃し率と、時間あたりの伝送メッセージ数とに基づいてシステム故障率を求め、システム故障率を一定レベルに収めるようにリスク許容レベルを定義する。 Conventionally, in a safety network that realizes functional safety, in order to ensure data transmission between the devices that make up the system, an error detection code, etc. is added to safety messages sent and received in the safety layer to detect bit errors during transmission. I was going. However, there is a possibility that an error that cannot be detected by the error detection code occurs depending on the occurrence state of the bit error. In a safety network, the probability of such an error being missed is defined as the error miss rate, and the system failure rate is determined based on the error miss rate and the number of messages transmitted per hour, and the system failure rate is kept at a certain level. Define risk tolerance levels to accommodate.
安全ネットワークの誤り見逃し率は、ネットワークの伝送媒体の物理特性や信号特性などに起因するビットエラー確率と、伝送メッセージ長と、誤り検出符号のハミング距離とにより算出される。従来の安全ネットワークでは、採用する物理層の種別や仕様に応じてビットエラー確率を規定し、誤り見逃し率およびシステム故障率を目標値に収めるよう、誤り検出符号の種別,時間あたりのメッセージ数といったパラメータを決定していた。 The error miss rate of the safety network is calculated from the bit error probability due to the physical characteristics and signal characteristics of the transmission medium of the network, the transmission message length, and the Hamming distance of the error detection code. In the conventional safety network, the bit error probability is defined according to the type and specification of the physical layer to be adopted, and the error detection code type, the number of messages per hour, etc. are set so that the error miss rate and system failure rate fall within the target values. The parameter was determined.
しかしながら、上記従来の技術によれば、安全層における誤り見逃し発生率の算出を、伝送路毎に規定したビットエラーレートを用いて行っているため、伝送路に想定以上のビットエラーが発生した場合には誤り見逃し率の算出根拠がなくなり、目標とする誤り見逃し率およびシステム故障率が達成できない可能性がある、という問題があった。 However, according to the above-described conventional technology, since the error miss occurrence rate in the safety layer is calculated using the bit error rate defined for each transmission line, when a bit error more than expected occurs in the transmission line Has a problem that there is no basis for calculating the error miss rate, and the target error miss rate and system failure rate may not be achieved.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ビットエラーレートが想定以上となった場合にも、目標とする誤り見逃し率およびシステム故障率を達成可能な安全ネットワークを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a safety network that can achieve the target error miss rate and system failure rate even when the bit error rate is higher than expected. To do.
また、本発明は、新たな誤り検出符号方式を簡便に実装可能な安全ネットワーク装置を得ることを目的とする。 Another object of the present invention is to obtain a safety network device that can easily implement a new error detection code system.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、安全メッセージを格納した伝送フレームを安全ネットワーク装置間で送受信する安全ネットワークにおいて、安全制御を行う安全層と、前記伝送フレームを送受信する伝送層とを構える前記安全ネットワーク装置であって、前記伝送層は、前記安全ネットワークにおける伝送路のビットエラー確率を取得するビットエラー確率取得手段、を備え、前記安全層は、前記ビットエラー確率取得手段から通知されたビットエラー確率に基づいて、安全メッセージに付与する誤り検出符号の種別を適宜変更する誤り検出符号種別変更手段と、前記誤り検出符号種別変更手段から通知される誤り検出符号の種別に基づいて、前記安全メッセージについての誤り検出符号を算出し、さらに、当該誤り検出符号の種別を示す誤り検出符号種別情報および当該算出した誤り検出符号を書き込んだ安全メッセージを生成する誤り検出符号情報書込手段と、を備え、前記伝送層は、前記誤り検出符号情報書込手段により生成された安全メッセージを格納した伝送フレームを送信することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a safety layer that performs safety control and a transmission / reception of the transmission frame in a safety network that transmits / receives a transmission frame storing a safety message between safety network devices. The transmission network includes the transmission layer, and the transmission layer includes bit error probability acquisition means for acquiring a bit error probability of a transmission path in the safety network, and the safety layer includes the bit error probability. Based on the bit error probability notified from the acquisition means, an error detection code type changing means for appropriately changing the type of the error detection code given to the safety message, and an error detection code notified from the error detection code type changing means Calculate an error detection code for the safety message based on the type, and Error detection code type information indicating the type of error detection code and error detection code information writing means for generating a safety message in which the calculated error detection code is written, and the transmission layer includes the error detection code information document. The transmission frame storing the safety message generated by the inserting means is transmitted.
この発明によれば、誤り見逃し率およびシステム故障率を低下させ、システムの伝送品質を維持することが可能となる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to reduce the error miss rate and the system failure rate and to maintain the transmission quality of the system.
以下に、本発明にかかる安全ネットワークの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a safety network according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本実施の形態の安全ネットワークの構成例を示す図である。図1の安全ネットワークは、安全ネットワーク装置1−M(M=1,2,…)と、バスシステム2とを備える。なお、以下では、バスシステム2が全二重の伝送路を採用する場合を説明する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a safety network according to the present embodiment. The safety network of FIG. 1 includes a safety network device 1-M (M = 1, 2,...) And a
図2は、本実施の形態の安全ネットワーク装置の構成例を示すブロック図である。図2の安全ネットワーク装置1−Mは、安全層10と、伝送層20とを備える。安全層10は、安全層で使用する誤り検出符号の種別(誤り検出符号種別)を変更する誤り検出符号種別変更部12と、安全メッセージに含まれる誤り検出符号種別情報により示される誤り検出符号の種別に基づいて誤り検出を行う誤り検出部11と、安全メッセージ中の誤り検出符号種別情報へ誤り検出符号の種別を書き込む誤り検出符号種別書込部13と、を備える。誤り検出符号種別変更部12は、複数の、誤り検出符号の種別を保持する。また、伝送層20は、バスシステム2との間でデータの送受信を行う送信部21および受信部22と、安全ネットワークの伝送路のビットエラー確率を取得するビットエラー確率取得部23とを備える。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the safety network device according to the present embodiment. The safety network device 1 -M in FIG. 2 includes a
図3は、図2のビットエラー確率取得部23の構成例を示す図である。図3のビットエラー確率取得部23は、ビットエラー確率読出部31と、ビットエラー確率算出部32と、ビットエラー確率伝送部33と、を備える。ビットエラー確率読出部31は、受信部22から受信した伝送フレームから、伝送路におけるビットエラー確率を示すビットエラー確率情報を読み出す。ビットエラー確率算出部32は、受信部22が受信した伝送フレームに基づいて、ビットエラー確率を算出する。ビットエラー確率伝送部33は、ビットエラー確率算出部32が算出したビットエラー確率を示すビットエラー確率情報を、送信する伝送フレームに格納する。すなわち、ビットエラー確率読出部31が読み出すビットエラー確率情報は、他装置から送信された情報であり、ビットエラー確率伝送部33が伝送フレームに格納して送信するビットエラー確率情報は、自装置が算出した情報である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the bit error
図4は、図1の安全ネットワークにおいて伝送される伝送フレームのフォーマットの一例を示す図である。図4のフォーマットは、宛先アドレス41と、送信元アドレス42と、伝送フレーム長43と、制御フラグ44と、ビットエラー確率情報45と、ペイロード46と、誤り検出符号47と、を備える。宛先アドレス41には、伝送フレームの送信先である安全ネットワーク装置のアドレスが格納される。送信元アドレス42には、伝送フレームの送信元である安全ネットワーク装置のアドレスが格納される。伝送フレーム長43には、伝送フレーム全体の長さが格納される。制御フラグ44には、伝送に必要な各種情報が格納される。ビットエラー確率情報45には、ビットエラー確率算出部32が取得したビットエラー確率の情報が格納される。ペイロード46には、伝送層20が安全層10から受取った安全メッセージが格納される。誤り検出符号47には、各安全ネットワーク装置の伝送層が採用する誤り検出符号の種別を用いて算出された、誤り検出符号が格納される。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a format of a transmission frame transmitted in the safety network of FIG. The format of FIG. 4 includes a
図5は、図1の安全ネットワークにおいて安全層間で送受信される安全メッセージのフォーマットの一例を示す図である。宛先アドレス51と、送信元アドレス52と、安全メッセージ長53と、誤り検出符号種別情報54と、ペイロード55と、誤り検出符号56と、を備える。宛先アドレス51には、送信先の安全ネットワーク装置の安全層を識別可能なアドレスが格納される。送信元アドレス52には、送信元の安全ネットワーク装置の安全層10を識別可能なアドレスが格納される。安全メッセージ長53には、安全メッセージ全体の長さが格納される。誤り検出符号識別情報54には、安全メッセージに用いた誤り検出符号の種別を識別するための情報が格納される。ペイロード55には、安全メッセージで伝送する安全データが格納される。誤り検出符号56には、誤り検出符号識別情報54に格納された情報により特定される誤り検出符号の種別を用いて算出された、誤り検出符号が格納される。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a format of a safety message transmitted and received between safety layers in the safety network of FIG. A
つづいて、以上のように構成された安全ネットワークの動作について説明する。以下では、一例として、図1の安全ネットワークにおける安全ネットワーク装置1−1と安全ネットワーク装置1−2との間で、伝送フレームを用いて安全メッセージを伝送する場合を説明する。 Next, the operation of the safety network configured as described above will be described. Hereinafter, as an example, a case where a safety message is transmitted using a transmission frame between the safety network device 1-1 and the safety network device 1-2 in the safety network of FIG. 1 will be described.
ここでは、まず、安全ネットワーク装置1−1から安全ネットワーク装置1−2に、安全メッセージを格納した伝送フレームを送信することとする。安全ネットワーク装置1−1の安全層10の誤り検出符号種別書込部13は、定期的または非定期的に、安全ネットワーク装置1−2の安全層10に向けた安全メッセージを作成し、作成した安全メッセージを自装置の伝送層20のビットエラー確率取得部23に対し通知する。この場合、誤り検出符号種別書込部13は、図5に示す安全メッセージにおいて、宛先アドレス51に安全ネットワーク装置1−2の安全層を識別可能なアドレス、送信元アドレス52に自装置の安全層10を識別可能なアドレスを格納する。
Here, first, a transmission frame storing a safety message is transmitted from the safety network device 1-1 to the safety network device 1-2. The error detection code
安全ネットワーク装置1−1の伝送層20のビットエラー確率取得部23は、安全層10の誤り検出符号種別書込部13から受け取った安全メッセージを送信部21に出力し、送信部21が伝送フレームを作成する。この場合、伝送層20の送信部21は、図3に示す伝送フレームにおいて、宛先アドレス41に安全ネットワーク装置1−2を示すアドレス、送信元アドレス42に自装置を示すアドレスを格納する。
The bit error
ここで、誤り検出符号の種別としては、たとえば、CRC(Cyclic Redundancy Check)−CCITTなどが挙げられる。この場合、CRCの計算対象を宛先アドレス41〜ペイロード46の範囲とし、その計算結果を誤り検出符号47に格納する。この伝送フレームがネットワークを伝送される際にビットエラーが発生した場合には、受信側での誤り検出処理によりエラーを検出可能である。たとえば、CRC計算対象範囲、すなわち宛先アドレス41〜ペイロード46の範囲でエラーが発生した場合には、受信側でのCRC計算によって、エラーを検出可能である。また、たとえば、誤り検出符号47でエラーが発生した場合には、受信側でのCRC計算の結果が、誤り検出符号47の内容と異なるため、エラーを検出可能である。
Here, examples of the error detection code include CRC (Cyclic Redundancy Check) -CCITT. In this case, the CRC calculation target is in the range of the
以上のように伝送フレームを作成すると、安全ネットワーク装置1−1の送信部21は、バスシステム2に対し伝送フレームを送出する。
When the transmission frame is created as described above, the
安全ネットワーク装置1−1から送信された伝送フレームは、バスシステム2を経由して安全ネットワーク装置1−2に到達する。安全ネットワーク装置1−2の受信部22は、上記伝送フレームを受信すると、伝送層20のビットエラー確率取得部23に出力する。伝送フレームは、ビットエラー確率読出部31およびビットエラー確率算出部32に入力される。
The transmission frame transmitted from the safety network device 1-1 reaches the safety network device 1-2 via the
まず、ビットエラー確率読出部31の動作を説明する。伝送フレームが入力された安全ネットワーク装置1−2のビットエラー確率読出部31は、伝送フレームからビットエラー確率情報45を読み出し、このビットエラー確率情報が示すビットエラー確率を誤り検出符号種別変更部12に通知する。
First, the operation of the bit error
図1の安全ネットワークで伝送される安全メッセージには、誤り検出符号が付与されるので、ネットワーク伝送などによってビット誤りが発生したか否かを判定可能である。誤り検出符号の種別には、上述のCRC―CCITTのほか、CRC32など様々あるが、システムで目標とする誤り見逃し率およびシステム故障率を達成するために必要なハミング距離を持った種別が用いられる。ビットエラー確率が高ければ、より大きなハミング距離が必要となるため、相応のハミング距離を持った誤り検出符号種別を用いる必要がある。なお、誤り見逃し率は、上述した通り、誤り検出符号により検出されない誤りが生じる確率であって、メッセージ長,誤り検出符号種別のハミング距離およびビットエラー確率を引数とした関数により規定される。 Since an error detection code is added to the safety message transmitted in the safety network of FIG. 1, it is possible to determine whether or not a bit error has occurred due to network transmission or the like. There are various error detection code types such as CRC-CCITT in addition to the above-mentioned CRC-CCITT, but a type having a Hamming distance necessary to achieve the target error miss rate and system failure rate is used. . If the bit error probability is high, a larger Hamming distance is required, and therefore it is necessary to use an error detection code type having a corresponding Hamming distance. As described above, the error miss rate is the probability that an error that is not detected by the error detection code will occur, and is defined by a function that uses the message length, the Hamming distance of the error detection code type, and the bit error probability as arguments.
伝送路のビットエラー確率は、一般に、伝送路のEMI(Electro-Magnetic Interference)などの周辺環境条件を規定し、その中での最悪条件からビットエラー確率規定値を求めている。しかしながら、周辺環境が想定よりも悪化し、ビットエラー確率が大きくなった場合、算出した誤り見逃し率を満たせない。 In general, the bit error probability of a transmission line defines an ambient environment condition such as EMI (Electro-Magnetic Interference) of the transmission line, and the bit error probability prescribed value is obtained from the worst condition among them. However, when the surrounding environment is worse than expected and the bit error probability is increased, the calculated error miss rate cannot be satisfied.
誤り検出符号種別変更部12は、通知されたビットエラー確率に基づいて、安全メッセージに用いることが適切な誤り検出符号の種別を選択し、現在の誤り検出符号の種別を、新たに選択した誤り検出符号の種別に変更する。そして、誤り検出符号種別変更部12は、その旨および変更後の種別を、誤り検出符号種別書込部13に通知する。これを受けた誤り検出符号種別書込部13は、自装置が送信する安全メッセージにおいて、誤り検出符号種別情報54を変更後の種別を示すコードに書き換え、また、変更後の種別を用いて安全メッセージに対する誤り検出符号を算出し、算出値を安全メッセージの誤り検出符号56に格納する。以上のようにして、安全メッセージの誤り検出符号種別が変更される。
The error detection code
安全ネットワーク装置1−2の安全層10の誤り検出符号種別書込部13は、他の項目もセットして安全メッセージを作成し、その安全メッセージを伝送層20のビットエラー確率取得部23のビットエラー確率伝送部33に通知する。
The error detection code
つぎに、ビットエラー確率算出部32の動作を説明する。上記で伝送フレームが入力されたビットエラー確率取得部23のビットエラー確率算出部32は、自装置が受信した伝送フレームについてビットエラー確率の算出を行うことにより、安全ネットワーク装置1−1から自装置への伝送方向で発生したビットエラー確率を得る。ビットエラー確率の算出は、たとえば、以下のように実行する。まず、ビットエラー確率算出部32が、伝送フレーム内の伝送フレーム長43を参照し、当該伝送フレームを受信した時刻と併せて、自身内に伝送フレーム長を記録する。また、ビットエラー確率算出部32は、上述した誤り検出処理を行い、エラーを検出した場合は、その伝送フレームの受信時刻を、誤り検出時刻として記録する。そして、ビットエラー確率算出手段32は、ある一定時間の間に記録された伝送フレーム長(累積伝送フレーム長)を算出する。そして、同期間内に誤りが検出された伝送フレームの数を、累積伝送フレーム長で除算することで、ビットエラー確率を算出する。なお、誤りを検出するたびに、上記累積伝送フレーム長をクリアすることとし、その後、誤りを検出するまでの間、受信する伝送フレームの伝送フレーム長43の値を累積加算するとしてもよい。
Next, the operation of the bit error
ビットエラー確率取得部23のビットエラー確率算出部32は、以上のように算出したビットエラー確率を、ビットエラー確率伝送部33に通知する。
The bit error
以上のようにして、安全ネットワーク装置1−2のビットエラー確率伝送部33は、安全メッセージおよび算出されたビットエラー確率の情報を得る。ビットエラー確率伝送部33は、つぎに安全ネットワーク装置1−1に送信する伝送フレームに、誤り検出符号種別書込部13から通知された安全メッセージを格納する。また、ビットエラー確率伝送部33は、ビットエラー確率算出部32から通知されたビットエラー確率についての情報を、上記伝送フレームの、ビットエラー確率情報45に格納する。ビットエラー確率についての情報は、ビットエラー確率の値であってもよく、確率値を10のべき乗として表して乗数のみを格納してもよく、変換テーブル等を用いて記号で表してもよい。そして、ビットエラー確率伝送部33は、以上のようにデータを格納した伝送フレームを、送信部21に通知する。送信部21は、他のデータを格納して伝送フレームを作成し、安全ネットワーク装置1−1に向けて送信する。
As described above, the bit error
安全ネットワーク装置1−2から送信された伝送フレームは、バスシステム2を経由して安全ネットワーク装置1−1に到達する。安全ネットワーク装置1−1におけるビットエラー確率取得部23のビットエラー確率読出部31は、受信部22を介してこの伝送フレームを受信すると、当該伝送フレームよりビットエラー確率情報45を読み出し、安全ネットワーク装置1−2において算出され送信されたビットエラー確率を取得する。また、ビットエラー確率取得部23のビットエラー確率算出部32は、上述同様の処理を行うことで、安全ネットワーク装置1−2から自装置への伝送方向で発生したビットエラー確率を得る。
The transmission frame transmitted from the safety network device 1-2 reaches the safety network device 1-1 via the
このように、安全ネットワーク装置1−1においては、自装置から他装置への伝送方向のビットエラー確率を取得できる。したがって、送信方向と受信方向の伝送路が個別の物理媒体となっている全二重タイプのネットワークにおいて、各方向個別にビットエラー確率を取得可能である。 Thus, in the safety network device 1-1, the bit error probability in the transmission direction from the own device to another device can be acquired. Therefore, in a full-duplex type network in which transmission paths in the transmission direction and reception direction are separate physical media, the bit error probability can be acquired for each direction individually.
また、安全ネットワーク装置1−1における安全層10の誤り検出部11は、受信した伝送フレームに格納された、安全メッセージの誤り検出符号種別情報54を参照して誤り検出符号の種別を特定し、この種別を用いて、当該安全メッセージについての誤り検出符号を算出する。そして、誤り検出部11は、算出結果と、受信した安全メッセージの誤り検出符号56とを比較し、一致しない場合は、誤りが発生したと判断する。
Further, the
以上説明したように、本実施の形態では、安全ネットワークを構成する安全ネットワーク装置において、ビットエラー確率を取得し、安全メッセージで使用する誤り検出符号の種別を変更することとした。これにより、ビットエラー確率が想定値よりも大きくなった場合にも、柔軟に誤り検出に用いる方式を変更でき、誤り見逃し率およびシステム故障率を低下させ、システムの伝送品質を維持することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, the bit error probability is acquired and the type of error detection code used in the safety message is changed in the safety network device configuring the safety network. This makes it possible to flexibly change the method used for error detection even when the bit error probability is higher than the expected value, thereby reducing the error miss rate and system failure rate and maintaining the system transmission quality. It becomes.
また、本実施の形態では、送信側の安全ネットワーク装置においては、受信フレームのフレーム長および誤り検出状態からビットエラー確率を算出して、送信フレームにより受信側の安全ネットワーク装置に伝送し、また、受信側の安全ネットワーク装置においては、受信フレーム内に格納されるビットエラー確率情報を取得することとした。これにより、各安全ネットワーク装置は、自装置からの他装置への伝送方向のビットエラー確率を取得できるので、全二重のネットワークにおいても、物理媒体ごとにビットエラー確率を把握でき、各物理媒体に応じて適切な制御を実行可能となる。 Further, in the present embodiment, in the safety network device on the transmission side, the bit error probability is calculated from the frame length of the received frame and the error detection state, and is transmitted to the safety network device on the reception side by the transmission frame. In the safety network device on the receiving side, bit error probability information stored in the received frame is acquired. As a result, each safety network device can acquire the bit error probability in the transmission direction from its own device to the other device. Therefore, even in a full-duplex network, it is possible to grasp the bit error probability for each physical medium. Accordingly, appropriate control can be executed.
なお、上記実施の形態では、バスシステム2が全二重の伝送路を採用する場合について説明したが、半二重の伝送路を採用する場合にも上記の構成が適用できる。半二重の場合、自装置から他装置への送信方向と受信方向のいずれにも同じ伝送路を使用するため、ビットエラー確率算出部32は、ビットエラー確率読出部31に、算出したビットエラー確率を通知する。そして、ビットエラー確率読出部31は、伝送フレームから取得したビットエラー確率情報が示すビットエラー確率と、ビットエラー確率算出部32から通知されたビットエラー確率とを比較し、より値が大きい(伝送状況が悪い)ビットエラー確率を誤り検出符号種別変更部12に通知する。そして、誤り検出符号種別変更部12は、通知されたビットエラー確率を用いて、誤り検出符号種別を変更する。
In the above-described embodiment, the case where the
実施の形態2.
実施の形態1では、あらかじめ用意された誤り検出の方式の中から1つを選択する場合について説明したが、本実施の形態では、誤り検出の新たな方式を追加可能とし、新たな方式を含めて選択できる場合について説明する。
In the first embodiment, the case where one of error detection methods prepared in advance is selected has been described. However, in this embodiment, a new error detection method can be added, and a new method can be included. Will be described.
図6は、本実施の形態の安全ネットワーク装置の構成例を示すブロック図である。図6の安全ネットワーク装置1B−Mは、図1の安全ネットワーク装置1−Mと比較すると、安全層10および誤り検出符号種別変更部12の代わりに、安全層10Bおよび誤り検出符号種別変更部12Bを備え、また、誤り検出符号種別追加部14と、誤り検出に用いるハミング距離およびアルゴリズムを格納する誤り検出符号情報格納部15とをさらに備える点が異なる。誤り検出符号種別変更部12Bは、誤り検出符号の種別を、自身が保持する誤り検出符号の種別からだけでなく、誤り検出符号情報格納部15が備える種別からも選択できる。誤り検出符号種別追加部14は、1以上の誤り検出の方式について、ハミング情報およびアルゴリズムを、誤り検出符号情報格納部15に追加可能である。誤り検出符号情報格納部15は、1以上の誤り検出の方式について、ハミング情報およびアルゴリズムを記憶する。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the safety network device according to the present embodiment. Compared to the safety network device 1-M in FIG. 1, the
また、本実施の形態の安全ネットワーク装置1B−Mは、安全ネットワーク装置1−Mの代わりに用いられ、図1と同様の安全ネットワーク(図示せず)を構成する。
Further, the
つづいて、以上のように構成された安全ネットワークにおける動作について説明する。前提として、安全ネットワーク装置1B−Mの誤り検出符号種別変更部12Bは、実施の形態1で述べたように、ビットエラー確率取得部23により算出され通知されたビットエラー確率に基づいて、相応のハミング距離を持つ誤り検出符号種別を選択し、安全メッセージの誤り検出に使用している。
Next, the operation in the safety network configured as described above will be described. As a premise, the error detection code
ここで、誤り検出符号種別変更部12B自身が保持する誤り検出符号の種別以外に、新たな誤り検出符号の種別として、たとえば、符号長が短くかつハミング距離が長い種別,誤り検出符号を導出するための計算手順が簡易化され、処理負荷が軽減された種別、などが誤り検出符号種別追加部14に記憶されているとする。
Here, in addition to the error detection code type held by the error detection code
安全ネットワーク装置1B−Mの誤り検出符号種別追加部14は、当該種別のハミング情報およびアルゴリズムを、誤り検出符号情報格納部15に格納する。誤り検出符号種別変更部12Bは、ビットエラー確率取得部23からビットエラー確率が通知されると、当該ビットエラー確率に基づいて誤り検出符号の種別を変更する。この際、使用する誤り検出符号種別を決定するにあたり、誤り検出符号情報格納部15を参照し、自身が保持する誤り検出符号の種別と、新たに追加された誤り検出符号の種別との中から決定する。
The error detection code
決定にあたっては、誤り検出符号種別変更部12Bは、通知されるビットエラー確率の他に、安全メッセージ長、ハミング距離などを考慮する。なお、ハミング距離が安全メッセージ長に依存するといった場合には、誤り検出符号情報格納部15に、安全メッセージ長とハミング距離との相関関係の情報を併せて格納してもよい。また、誤り検出符号種別を比較し選定するための情報として、誤り検出符号の算出にかかる計算量といった情報を、さらに誤り検出符号情報格納部15に持たせてもよい。誤り検出符号変更部12Bは、誤り検出符号種別を比較するためのアルゴリズムなどを保持し、これらのパラメータを評価して適切な誤り検出符号種別を選択する。一般に、誤り検出符号の算出には多くの計算手順を要し、特に、ハミング距離の長い誤り検出符号は符号長が長い傾向にあるので、誤り検出符号種別変更部12Bは、処理負荷をも考慮して選択することができる。
In the determination, the error detection code
以上説明したように、本実施の形態では、新たな誤り検出の方式を追加するための機能部を備えることとした。これにより、誤り検出の方式を容易に追加可能となるので、より柔軟に、誤り検出の方式を選択可能となる。 As described above, in this embodiment, a function unit for adding a new error detection method is provided. As a result, an error detection method can be easily added, and the error detection method can be selected more flexibly.
以上のように、本発明にかかる安全ネットワーク装置は、安全ネットワークに用いる場合に有用であり、特に、ビットエラー確率に関わらず、目標とする誤り見逃し率およびシステム故障率を達成したい場合に適している。 As described above, the safety network device according to the present invention is useful when used in a safety network, and is particularly suitable for a case where it is desired to achieve a target error miss rate and system failure rate regardless of the bit error probability. Yes.
1,1B 安全ネットワーク装置
2 バスシステム
10,10B 安全層
11 誤り検出部
12,12B 誤り検出符号種別変更部
13 誤り検出符号種別書込部
14 誤り検出符号種別追加部
15 誤り検出符号情報格納部
20 伝送層
21 送信部
22 受信部
23 ビットエラー確率取得部
31 ビットエラー確率読出部
32 ビットエラー確率算出部
33 ビットエラー確率伝送部
41 宛先アドレス
42 送信元アドレス
43 伝送フレーム長
44 制御フラグ
45 ビットエラー確率情報
46 ペイロード
47 誤り検出符号
51 宛先アドレス
52 送信元アドレス
53 安全メッセージ長
54 誤り検出符号種別情報
55 ペイロード
56 誤り検出符号
1, 1B
Claims (6)
前記伝送層は、
前記安全ネットワークにおける伝送路のビットエラー確率を取得するビットエラー確率取得手段、
を備え、
前記安全層は、
前記ビットエラー確率取得手段から通知されたビットエラー確率に基づいて、安全メッセージに付与する誤り検出符号の種別を適宜変更する誤り検出符号種別変更手段と、
前記誤り検出符号種別変更手段から通知される誤り検出符号の種別に基づいて、前記安全メッセージについての誤り検出符号を算出し、さらに、当該誤り検出符号の種別を示す誤り検出符号種別情報および当該算出した誤り検出符号を書き込んだ安全メッセージを生成する誤り検出符号情報書込手段と、
を備え、
前記伝送層は、前記誤り検出符号情報書込手段により生成された安全メッセージを格納した伝送フレームを送信することを特徴とする安全ネットワーク装置。 In a safety network for transmitting and receiving a transmission frame storing a safety message between safety network devices, the safety network device comprising a safety layer for performing safety control and a transmission layer for transmitting and receiving the transmission frame,
The transmission layer is
Bit error probability acquisition means for acquiring a bit error probability of a transmission line in the safety network;
With
The safety layer is
Based on the bit error probability notified from the bit error probability acquisition means, error detection code type change means for appropriately changing the type of error detection code to be given to the safety message;
Based on the error detection code type notified from the error detection code type changing means, an error detection code for the safety message is calculated, and further, error detection code type information indicating the type of the error detection code and the calculation Error detection code information writing means for generating a safety message in which the error detection code is written;
With
The safety network device, wherein the transmission layer transmits a transmission frame storing a safety message generated by the error detection code information writing means.
受信した伝送フレームから、自装置から他装置への伝送方向のビットエラー確率である第1のビットエラー確率情報を読み出すビットエラー確率読出手段と、
受信した伝送フレームに基づいて他装置から自装置への伝送方向のビットエラー確率を算出するビットエラー確率算出手段と、
他装置へ送信する伝送フレームに、前記ビットエラー確率算出手段により算出されたビットエラー確率を示す第2のビットエラー確率情報および前記誤り検出符号情報書込手段にて生成された安全メッセージを格納するビットエラー確率伝送手段と、
を備え、
前記伝送層は、前記誤り検出符号情報書込手段により生成された安全メッセージに加えて、さらに、前記第2のビットエラー確率情報を格納した伝送フレームを送信することを特徴とする請求項1に記載の安全ネットワーク装置。 The bit error probability acquisition means includes
Bit error probability reading means for reading first bit error probability information which is a bit error probability in the transmission direction from the own device to another device from the received transmission frame;
Bit error probability calculation means for calculating the bit error probability in the transmission direction from the other device to the own device based on the received transmission frame;
Second bit error probability information indicating the bit error probability calculated by the bit error probability calculation means and a safety message generated by the error detection code information writing means are stored in a transmission frame transmitted to another apparatus. Bit error probability transmission means;
With
The transmission layer further transmits a transmission frame storing the second bit error probability information in addition to the safety message generated by the error detection code information writing means. The described safety network device.
前記ビットエラー読出手段は、さらに、前記ビットエラー確率算出手段にて算出されたビットエラー確率と、自身が読み出した前記第1のビットエラー確率情報が示すビットエラー確率とを比較し、確率の高い方のビットエラー確率を前記誤り検出符号種別変更手段に通知することを特徴とする請求項2に記載の安全ネットワーク装置。 The bit error probability calculating means further notifies the calculated bit error probability to the bit error probability reading means,
The bit error reading means further compares the bit error probability calculated by the bit error probability calculating means with the bit error probability indicated by the first bit error probability information read by itself, and has a high probability. The safety network device according to claim 2, wherein the bit error probability of the other is notified to the error detection code type changing means.
誤り検出符号の種別についてのハミング距離およびアルゴリズムを記憶する誤り検出符号情報格納手段と、
をさらに備え、
前記誤り検出符号種別変更手段は、自身および前記誤り検出符号情報格納手段が記憶する誤り検出符号の種別のなかから、前記安全層で使用する誤り検出符号の種別を選択することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の安全ネットワーク装置。 An error detection code type addition means capable of adding a Hamming distance and an algorithm for the type of error detection code;
Error detection code information storage means for storing the Hamming distance and algorithm for the type of error detection code;
Further comprising
The error detection code type changing means selects an error detection code type used in the safety layer from among the error detection code types stored by itself and the error detection code information storage means. Item 5. The safety network device according to any one of Items 1 to 4.
を複数備えることを特徴とする安全ネットワーク。 The safety network device according to any one of claims 1 to 5,
A safety network comprising a plurality of devices.
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