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车载装置及时刻同步方法

申请号 CN202280048854.X 申请日 2022-06-27 公开(公告)号 CN117643008A 公开(公告)日 2024-03-01
申请人 株式会社自动网络技术研究所; 住友电装株式会社; 住友电气工业株式会社; 发明人 松本真; 北川和树; 井上和之; 陶山洋次郎; 泉达也; 田中秀幸;
摘要 车载装置具备:存储部,存储表示第一传送延迟时间或第二传送延迟时间的延迟时间信息,所述第一传送延迟时间是从作为所述车载装置的本装置中的数据的发送时刻的测量基准 位置 到外部的传送延迟时间,所述第二传送延迟时间是从外部到所述本装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间;及发送处理部,将存储于所述存储部的所述延迟时间信息向第一其他装置发送,所述第一其他装置进行与所述本装置之间的时刻同步。
权利要求

1.一种车载装置,具备:
存储部,存储表示第一传送延迟时间或第二传送延迟时间的延迟时间信息,所述第一传送延迟时间是从作为车载装置的本装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第二传送延迟时间是从外部到所述本装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间;及
发送处理部,将存储于所述存储部的所述延迟时间信息向第一其他装置发送,所述第一其他装置进行与所述本装置之间的时刻同步。
2.根据权利要求1所述的车载装置,其中,
所述延迟时间信息表示所述第一传送延迟时间及所述第二传送延迟时间这双方。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的车载装置,其中,
各所述测量基准位置存在于MAC处理部与PHY处理部之间,所述MAC处理部进行MAC层即介质访问控制层的处理,所述PHY处理部进行PHY层即物理层的处理。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的车载装置,其中,
所述发送处理部响应于所述本装置与所述第一其他装置的通信连接已确立的情况,将所述延迟时间信息向所述第一其他装置发送。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的车载装置,其中,
所述发送处理部将所述延迟时间信息包含在时刻同步用的信息中进行发送。
6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的车载装置,其中,
所述车载装置还具备时刻同步部,所述时刻同步部通过在与第二其他装置之间收发时刻同步用的信息,来测量与所述第二其他装置之间的传输延迟时间,并基于测量出的所述传输延迟时间,进行与所述第二其他装置之间的时刻同步,
所述时刻同步部包括校正部,所述校正部基于从所述第二其他装置发送的表示第三传送延迟时间或第四传送延迟时间的延迟时间信息,来校正所述传输延迟时间,所述第三传送延迟时间是从所述第二其他装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第四传送延迟时间是从外部到所述第二其他装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间。
7.一种时刻同步方法,是车载装置中的时刻同步方法,其中,
所述时刻同步方法包括如下步骤:
取得表示第一传送延迟时间或第二传送延迟时间的延迟时间信息,所述第一传送延迟时间是从作为所述车载装置的本装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第二传送延迟时间是从外部到所述本装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间;及
将取得的所述延迟时间信息向其他装置发送,所述其他装置进行与所述本装置之间的时刻同步。
8.一种时刻同步方法,是车载通信系统中的时刻同步方法,所述车载通信系统具备第一车载装置和第二车载装置,其中,
所述时刻同步方法包括如下步骤:
所述第一车载装置将表示第一传送延迟时间或第二传送延迟时间的延迟时间信息向所述第二车载装置发送,所述第一传送延迟时间是从所述第一车载装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第二传送延迟时间是从外部到所述第一车载装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间;
所述第二车载装置接收从所述第一车载装置发送的所述延迟时间信息;
所述第二车载装置通过在与所述第一车载装置之间收发时刻同步用的信息,来测量与所述第一车载装置之间的传输延迟时间;
所述第二车载装置基于从所述第一车载装置接收的所述延迟时间信息,对测量出的所述传输延迟时间进行校正;以及
所述第二车载装置基于校正后的所述传输延迟时间,进行与所述第一车载装置之间的时刻同步。

说明书全文

车载装置及时刻同步方法

技术领域

[0001] 本公开涉及车载装置以及时刻同步方法。
[0002] 本申请主张以2021年7月29日提出申请的日本专利申请特愿2021‑124058号为基础的优先权,将其公开的全部引入到此。

背景技术

[0003] 在日本特开2016‑5214号公报(专利文献1)中公开了以下那样的网络系统。即,网络系统具备多个节点,该多个节点包含构成网络结构不动态地变化的时刻同步网并作为主机发挥作用的节点,所述多个节点分别具备:存储单元,保存同步信息,所述同步信息包含表示所述主机的主机信息和表示所述时刻同步网的逻辑拓扑的拓扑信息;以及控制单元,控制本节点,所述控制单元通过将保存于所述存储单元的所述同步信息作为所述时刻同步网中的本节点的同步信息,而起动本节点,从而形成所述时刻同步网。
[0004] 另外,开发了如下技术:考虑特定的装置与其他装置同步时刻信息时的、该特定的装置进行的MAC处理所需的时间根据系统的状态而变动的情况,进行时刻同步处理。例如,在日本特开2016‑219870号公报(专利文献2)中公开了以下那样的时刻同步控制装置。即,时刻同步控制装置具备:存储部,在接收到包含从外部装置接收到的第一时刻信息的输入信号时,将从时刻输出部输出的当前时刻信息作为第二时刻信息进行存储;以及更新部,基于第三时刻信息、第一时刻信息以及第二时刻信息,来更新时刻输出部输出的当前时刻信息,该第三时刻信息是在对该输入信号进行规定的信号处理的信号处理部结束了针对该输入信号的该信号处理时从时刻输出部输出的当前时刻信息,所述第二时刻信息存储于存储部。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2016‑5214号公报
[0008] 专利文献2:日本特开2016‑219870号公报发明内容
[0009] 本公开的车载装置具备:存储部,存储表示第一传送延迟时间或第二传送延迟时间的延迟时间信息,所述第一传送延迟时间是从作为车载装置的本装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第二传送延迟时间是从外部到所述本装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间;及发送处理部,将存储于所述存储部的所述延迟时间信息向第一其他装置发送,所述第一其他装置进行与所述本装置之间的时刻同步。
[0010] 本公开的时刻同步方法是车载装置中的时刻同步方法,其中,所述时刻同步方法包括如下步骤:取得表示第一传送延迟时间或第二传送延迟时间的延迟时间信息,所述第一传送延迟时间是从作为所述车载装置的本装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第二传送延迟时间是从外部到所述本装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间;及将取得的所述延迟时间信息向其他装置发送,所述其他装置进行与所述本装置之间的时刻同步。
[0011] 本公开的时刻同步方法是车载通信系统中的时刻同步方法,所述车载通信系统具备第一车载装置和第二车载装置,其中,所述时刻同步方法包括如下步骤:所述第一车载装置将表示第一传送延迟时间或第二传送延迟时间的延迟时间信息向所述第二车载装置发送,所述第一传送延迟时间是从所述第一车载装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第二传送延迟时间是从外部到所述第一车载装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间;所述第二车载装置接收从所述第一车载装置发送的所述延迟时间信息;所述第二车载装置通过在与所述第一车载装置之间收发时刻同步用的信息,来测量与所述第一车载装置之间的传输延迟时间;所述第二车载装置基于从所述第一车载装置接收的所述延迟时间信息,对测量出的所述传输延迟时间进行校正;以及所述第二车载装置基于校正后的所述传输延迟时间,进行与所述第一车载装置之间的时刻同步。
[0012] 本公开的一个方式不仅能够作为具备这样的特征性的处理部的车载装置来实现,还能够作为用于使计算机执行该特征性的处理的程序来实现。另外,本公开的一个方式能够作为实现车载装置的一部分或者全部的半导体集成电路而实现,或者能够作为包括车载装置的系统而实现。附图说明
[0013] 图1是表示本公开的实施方式所涉及的车载通信系统的结构的图。
[0014] 图2是表示本公开的实施方式所涉及的交换机装置的结构的图。
[0015] 图3是表示本公开的实施方式所涉及的主机侧的功能部的结构的图。
[0016] 图4是用于说明本公开的实施方式所涉及的基于交换机装置的、与主机侧的功能部之间的数据的传输延迟时间的计算方法的图。
[0017] 图5是表示本公开的实施方式所涉及的从机侧的功能部的结构的图。
[0018] 图6是用于说明本公开的实施方式所涉及的两个车载装置各自中的数据的传送延迟时间的图。
[0019] 图7是用于说明本公开的实施方式所涉及的从机侧的功能部及交换机装置各自中的数据的传送延迟时间的图。
[0020] 图8是用于说明本公开的实施方式所涉及的车载通信系统中的时刻同步的方法2的图。
[0021] 图9是用于说明本公开的实施方式所涉及的新连接的从机侧的功能部及交换机装置各自中的数据的传送延迟时间的图。
[0022] 图10是表示由本公开的实施方式所涉及的从机侧的功能部生成的表的一例的图。
[0023] 图11是用于说明本公开的实施方式所涉及的车载通信系统中的时刻同步的方法2的图。
[0024] 图12是用于说明本公开的实施方式所涉及的新连接的主机侧的功能部及交换机装置各自中的数据的传送延迟时间的图。
[0025] 图13是表示由本公开的实施方式所涉及的交换机装置制成的表的一例的图。
[0026] 图14是确定在本公开的实施方式所涉及的车载装置之间进行时刻同步时的动作步骤的一例的时序图。
[0027] 图15是确定在本公开的实施方式所涉及的车载装置之间进行时刻同步时的动作步骤的一例的时序图。

具体实施方式

[0028] 以往,开发了与多个装置之间的时刻同步相关的技术。
[0029] [本公开所要解决的课题]
[0030] 车载网络中的各车载装置例如按照由IEEE(注册商标)802.1的标准规定的协议,定期地计算车载装置之间的双向的数据的传输延迟时间的平均值作为理论值,并使用新计算出的传输延迟时间的理论值进行车载装置之间的时刻同步。
[0031] 然而,车载装置之间的一个方向的数据的传输延迟时间与另一个方向的数据的传输延迟时间有时互不相同,在这样的情况下,传输延迟时间的实际的值与传输延迟时间的理论值不同,因此产生时刻同步的精度降低等问题。
[0032] 本公开是为了解决上述的课题而完成的,其目的在于提供一种能够更准确地进行车载装置之间的时刻同步的车载装置及时刻同步方法。
[0033] [本公开的效果]
[0034] 根据本公开,能够更准确地进行车载装置之间的时刻同步。
[0035] [本公开的实施方式的说明]
[0036] 首先,列举本公开的实施方式的内容进行说明。
[0037] (1)本公开的实施方式所涉及的车载装置具备:存储部,存储表示第一传送延迟时间或第二传送延迟时间的延迟时间信息,所述第一传送延迟时间是从作为所述车载装置的本装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第二传送延迟时间是从外部到所述本装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间;以及发送处理部,将存储于所述存储部的所述延迟时间信息向第一其他装置发送,所述第一其他装置进行与所述本装置之间的时刻同步。
[0038] 这样,通过将表示本装置中的数据的传送延迟时间的延迟时间信息向其他装置发送的结构,在其他装置中,能够基于来自车载装置的延迟时间信息来进行传输延迟时间的校正。因此,即使在车载装置之间的一个方向的数据的传输延迟时间与另一个方向的数据的传输延迟时间互不相同的情况下,在其他装置中,也能够进行使用了校正后的传输延迟时间的更准确的时刻校正。
[0039] 另外,在其他装置中,即使在连接对象动态地变化的情况下,也能够从新连接的车载装置取得延迟时间信息,因此能够更准确地进行与新连接的车载装置之间的时刻校正。因此,能够更准确地进行车载装置之间的时刻同步。
[0040] (2)所述延迟时间信息也可以表示所述第一传送延迟时间及所述第二传送延迟时间这双方。
[0041] 根据这样的结构,在其他装置中,能够进行使用了作为连接对象的车载装置中的数据的发送侧及接收侧双方的传送延迟时间的传输延迟时间的校正,因此能够计算出更准确的传输延迟时间。
[0042] (3)各所述测量基准位置也可以存在于MAC处理部与PHY处理部之间,所述MAC处理部进行MAC层即介质访问控制层的处理,所述PHY处理部进行PHY层即物理层的处理。
[0043] 根据这样的结构,在其他装置中,例如,能够考虑作为连接对象的车载装置中的数据的发送时或接收时的针对该数据的PHY处理所需的时间,进行传输延迟时间的更适当的校正。
[0044] (4)所述发送处理部也可以响应于所述本装置与所述第一其他装置的通信连接已确立的情况,将所述延迟时间信息向所述第一其他装置发送。
[0045] 根据这样的结构,在其他装置与车载装置新连接的情况下,能够在进行由该其他装置进行的与车载装置之间的时刻同步之前,在更适当的时刻向该其他装置发送延迟时间信息。
[0046] (5)所述发送处理部也可以将所述延迟时间信息包含在时刻同步用的信息中进行发送。
[0047] 根据这样的结构,在其他装置中,不需要保持作为连接对象的车载装置中的数据的传送延迟时间,在进行使用了时刻同步用的信息的与该车载装置之间的时刻同步时,能够使用该时刻同步用的信息中包含的延迟时间信息来计算出更准确的传输延迟时间。
[0048] (6)所述车载装置也可以还具备时刻同步部,所述时刻同步部通过在与第二其他装置之间收发时刻同步用的信息,来测量与所述第二其他装置之间的传输延迟时间,并基于测量出的所述传输延迟时间,进行与所述第二其他装置之间的时刻同步,所述时刻同步部也可以包括校正部,所述校正部基于从所述第二其他装置发送的表示第三传送延迟时间或第四传送延迟时间的延迟时间信息,来校正所述传输延迟时间,所述第三传送延迟时间是从所述第二其他装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第四传送延迟时间是从外部到所述第二其他装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间。
[0049] 在此,在两个车载装置之间,一个装置进行基于传输延迟时间的时刻校正即可,该一个车载装置只要保持来自另一个车载装置的延迟时间信息即可。如上所述,通过车载装置对第一其他装置发送自身保持的延迟时间信息并从第二其他装置接收第二其他装置保持的延迟时间信息的结构,例如,在该车载装置具备多个通信端口的情况下,能够采用如下结构,在使用一部分通信端口的数据的收发中,该车载装置进行与作为通信对象的第二其他装置之间的时刻校正,在使用其他通信端口的数据的收发中,作为该车载装置的通信对象的第一其他装置进行与该车载装置之间的时刻校正。因此,能够更有效地实现具有进行时刻校正的功能的车载网络。
[0050] (7)本公开的实施方式所涉及的时刻同步方法是车载装置中的时刻同步方法,其中,所述时刻同步方法包括如下步骤:取得表示第一传送延迟时间或第二传送延迟时间的延迟时间信息,所述第一传送延迟时间是从作为所述车载装置的本装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第二传送延迟时间是从外部到所述本装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间;及将取得的所述延迟时间信息向其他装置发送,所述其他装置进行与所述本装置之间的时刻同步。
[0051] 这样,通过将表示本装置中的数据的传送延迟时间的延迟时间信息向其他装置发送的方法,在其他装置中,能够基于来自车载装置的延迟时间信息来进行传输延迟时间的校正。因此,即使在车载装置之间的一个方向的数据的传输延迟时间与另一个方向的数据的传输延迟时间互不相同的情况下,在其他装置中,也能够进行使用了校正后的传输延迟时间的更准确的时刻校正。
[0052] 另外,在其他装置中,即使在连接对象动态地变化的情况下,也能够从新连接的车载装置取得延迟时间信息,因此能够更准确地进行与新连接的车载装置之间的时刻校正。因此,能够更准确地进行车载装置之间的时刻同步。
[0053] (8)本公开的实施方式所涉及的时刻同步方法是车载通信系统中的时刻同步方法,所述车载通信系统具备第一车载装置和第二车载装置,其中,所述时刻同步方法包括如下步骤:所述第一车载装置将表示第一传送延迟时间或第二传送延迟时间的延迟时间信息向所述第二车载装置发送,所述第一传送延迟时间是从所述第一车载装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第二传送延迟时间是从外部到所述第一车载装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间;所述第二车载装置接收从所述第一车载装置发送的所述延迟时间信息;所述第二车载装置通过在与所述第一车载装置之间收发时刻同步用的信息,来测量与所述第一车载装置之间的传输延迟时间;所述第二车载装置基于从所述第一车载装置接收的所述延迟时间信息,对测量出的所述传输延迟时间进行校正;以及所述第二车载装置基于校正后的所述传输延迟时间,进行与所述第一车载装置之间的时刻同步。
[0054] 根据这样的结构,即使在车载装置之间的一个方向的数据的传输延迟时间与另一个方向的数据的传输延迟时间互不相同的情况下,在第二车载装置中,也能够进行使用了校正后的传输延迟时间的更准确的时刻校正。
[0055] 另外,在第二车载装置中,即使在连接对象动态地变化的情况下,也能够从新连接的车载装置取得延迟时间信息,因此能够更准确地进行与新连接的车载装置之间的时刻校正。因此,能够更准确地进行车载装置之间的时刻同步。
[0056] 以下,使用附图对本公开的实施方式进行说明。此外,对图中相同或相当的部分标注相同的标号并不重复其说明。另外,也可以任意地组合以下记载的实施方式中的至少一部分。
[0057] <结构及基本动作>
[0058] [整体结构]
[0059] 图1是表示本公开的实施方式所涉及的车载通信系统的结构的图。参照图1,车载通信系统301搭载于车辆1,具备一个或多个交换机装置101和多个功能部111。在图1中,作为一个例子,示出了一个交换机装置101以及作为功能部111的三个功能部111A、111B、111C。交换机装置101及各功能部111是车载装置,例如是ECU(Electronic Control Unit:
电子控制单元)。
[0060] 交换机装置101例如通过以太网(注册商标)线缆10与多个功能部111连接,能够与连接于自身的多个功能部111进行通信。例如,交换机装置101进行将来自功能部111的数据向其他功能部111中继的中继处理。在车载装置之间,例如使用保存有IP数据包的以太网来进行信息的交换。
[0061] 功能部111是车外通信ECU、传感器、摄像机、导航装置、自动驾驶处理ECU、ADAS(Advanced Driving Assistant System:高级驾驶辅助系统)ECU、发动机控制设备、AT(Automatic Transmission:自动变速器)控制设备、HEV(Hybrid Electric Vehicle:混合动汽车)控制设备、制动控制设备、底盘控制设备、转向控制设备以及仪表显示控制设备等。
[0062] [交换机装置及主机侧的功能部]
[0063] (交换机装置的结构)
[0064] 图2是表示本公开的实施方式所涉及的交换机装置的结构的图。参照图2,交换机装置101例如具备中继部51、时刻同步部(发送处理部)52、存储部53及通信端口54A~54E。在此,设为在通信端口54A~53C分别连接有功能部111A、111B、111C,在通信端口54D、54E未连接车载装置。
[0065] 中继部51及时刻同步部52例如通过CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)及DSP(Digital Signal Processor:数字信号处理器)等处理器来实现。存储部53例如是非易失性存储器。中继部51包括交换机部61和控制部62。时刻同步部52包括处理部63和校正部64。以下,也将通信端口54A~54E分别仅称为“通信端口54”。
[0066] (基于交换机装置的中继处理)
[0067] 通信端口54相当于交换机装置101的输入端及输出端,例如是能够连接以太网线缆10的端子。此外,通信端口54也可以是集成电路的端子。
[0068] 在存储部53中保存有地址表At,该地址表At表示通信端口54的端口编号与连接对象装置的MAC(Media Access Control:介质访问控制)地址之间的对应关系。
[0069] 交换机部61对多个功能部111之间的数据进行中继。即,交换机部61在经由与该功能部111对应的通信端口54接收到从功能部111发送的以太网帧时,对接收到的以太网帧进行中继处理。
[0070] 更详细而言,交换机部61参照保存于存储部53的地址表At,确定与接收到的以太网帧所包含的发送对象MAC地址对应的端口编号。然后,交换机部61从所确定的端口编号的通信端口54发送接收到的以太网帧。
[0071] (主机侧的功能部的结构)
[0072] 图3是示出本公开的实施方式所涉及的主机侧的功能部的结构的图。图1所示的功能部111A~111C中的功能部111A是保持车载通信系统301中的基准时刻的主机侧的功能部111。另外,其他功能部111B、111C是从机侧的功能部111。
[0073] 参照图3,主机侧的功能部111A具备通信部21、时刻同步部(发送处理部)22、存储部23及通信端口24。通信部21及时刻同步部22例如通过CPU及DSP等处理器来实现。存储部23例如是非易失性存储器
[0074] 通信端口24相当于功能部111A的输入端及输出端,例如是能够连接以太网线缆10的端子。此外,通信端口24也可以是集成电路的端子等。通信端口24经由以太网线缆10连接到交换机装置101。
[0075] (主机侧的功能部和交换机装置之间的数据的传输延迟时间的计算)
[0076] 图4是用于说明本公开的实施方式所涉及的交换机装置的、与主机侧的功能部之间的数据的传输延迟时间的计算方法的图。
[0077] 参照图2~图4,交换机装置101例如按照IEEE 802.1的标准,在与主机侧的功能部111A之间收发时刻同步用的信息,由此测量功能部111A与交换机装置101之间的数据的传输延迟时间Td1。然后,交换机装置101基于测量出的传输延迟时间Td1,进行与功能部111A之间的时刻同步。
[0078] 在两个车载装置之间中,将进行基于传输延迟时间Td1的时刻校正的一个装置也称为“始发器”(Initiator),将另一个装置也称为“应答器”(Responder)。这里,在交换机装置101和功能部111A之间,交换机装置101是始发器,并且功能部111A是应答器。
[0079] 详细而言,交换机装置101定期或不定期地计算传输延迟时间Td1,将已经保持的传输延迟时间Td1更新为新计算出的传输延迟时间Td1。
[0080] 更详细而言,交换机装置101中的处理部63将用于请求在传输延迟时间Td1的更新中使用的时刻信息的请求信息(Pdelay_Req)经由中继部51及通信端口54A向功能部111A发送。以下,也将请求信息称为“请求消息”。另外,中继部51中的控制部62将请求消息的发送时刻t1作为时间戳保存于存储部53。
[0081] 功能部111A中的通信部21经由通信端口24接收从交换机装置101发送的请求消息,并将接收到的请求消息向时刻同步部22输出。另外,通信部21将请求消息的接收时刻t2作为时间戳保存于存储部23。
[0082] 时刻同步部22从通信部21接收请求消息,将针对该请求消息的时刻信息(Pdelay_Resp)向通信部21输出。通信部21将从时刻同步部22接收到的时刻信息经由通信端口24向交换机装置101发送。此时,时刻同步部22将保存于存储部23的请求消息的接收时刻t2包含在时刻信息中进行发送。以下,也将时刻信息称为“响应消息”。另外,通信部21将响应消息的发送时刻t3作为时间戳保存于存储部23。
[0083] 另外,时刻同步部22在发送响应消息后,将保存于存储部23的响应消息的发送时刻t3包含于跟随消息(Pdelay_Resp_Follow_Up)而向通信部21输出。通信部21将从时刻同步部22接收到的跟随消息经由通信端口24向交换机装置101发送。
[0084] 交换机装置101中的控制部62经由通信端口54A接收从功能部111A发送的响应消息和跟随消息。然后,控制部62将响应消息的接收时刻t4作为时间戳保存于存储部53。另外,控制部62将该响应消息所包含的时刻t2及该跟随消息所包含的时刻t3通知给时刻同步部52。
[0085] 时刻同步部52中的处理部63基于从控制部62通知的时刻t2、t3及保存于存储部53的时刻t1、t4,计算功能部111A和交换机装置101之间的数据的传输延迟时间Td1。更详细而言,处理部63计算交换机装置101和功能部111A之间的两个方向的数据的传输延迟时间的平均值作为传输延迟时间Td1。
[0086] 具体而言,处理部63使用以下的式(1),计算请求消息的从交换机装置101中的发送时刻t1到功能部111A中的接收时刻t2为止的时间和响应消息的从功能部111A中的发送时刻t3到交换机装置101中的接收时刻t4为止的时间的平均值,来作为传输延迟时间Td1。然后,处理部63将保存于存储部53的传输延迟时间Td1更新为新计算出的传输延迟时间Td1。
[0087] Td1=((t4‑t1)‑(t3‑t2))/2…(1)
[0088] (交换机装置中的时刻的校正)
[0089] 功能部111A中的时刻同步部22定期或不定期地向通信部21输出Sync消息。通信部21将从时刻同步部22接收到的Sync消息经由通信端口24向交换机装置101发送。另外,通信部21将Sync消息的发送时刻tm1作为时间戳保存于存储部23。
[0090] 另外,时刻同步部22在Sync消息的发送后,将保存于存储部23的时刻tm1包含于跟随消息(Follow_Up)而向通信部21输出。通信部21将从时刻同步部22接收到的跟随消息经由通信端口24向交换机装置101发送。
[0091] 交换机装置101中的控制部62经由通信端口54A接收从功能部111A发送的Sync消息和跟随消息。然后,控制部62将Sync消息的接收时刻ty1作为时间戳存储于存储部53。另外,控制部62将跟随消息所包含的时刻tm1通知给时刻同步部52。
[0092] 时刻同步部52中的处理部63基于从控制部62通知的时刻tm1以及保存于存储部53的时刻ty1及传输延迟时间Td1,进行与功能部111A之间的时刻同步。
[0093] 在此,假定处理部63使用时刻tm1、ty1及传输延迟时间Td1来计算作为功能部111A的时刻与交换机装置101的时刻之差的时刻差D1=tm1+Td1‑ty1。然后,处理部63使用计算出的时刻差D1来校正自身的交换机装置101中的时刻,由此确立与功能部111A的时刻同步。
[0094] [从机侧的功能部]
[0095] 图5是表示本公开的实施方式所涉及的从机侧的功能部的结构的图。在此,对功能部111B的结构进行说明。功能部111C的结构与功能部111B的结构相同。
[0096] 参照图5,从机侧的功能部111B具备通信部81、时刻同步部(发送处理部)82、存储部83及通信端口84。通信部81及时刻同步部82例如通过CPU及DSP等处理器来实现。存储部83例如是非易失性存储器。
[0097] 时刻同步部82包括处理部91和校正部92。通信端口84相当于功能部111B的输入端及输出端,例如是能够连接以太网线缆10的端子。此外,通信端口84也可以是集成电路的端子等。通信端口84经由以太网线缆10与交换机装置101连接。
[0098] (从机侧的功能部和交换机装置之间的数据的传输延迟时间的计算)
[0099] 在从机侧功能部111B和交换机装置101之间,功能部111B是始发器,交换机装置101是应答器。即,功能部111B测量交换机装置101与功能部111B之间的数据的传输延迟时间Td2。
[0100] 更详细而言,功能部111B中的处理部91定期或者不定期地计算交换机装置101和功能部111B之间的数据的传输延迟时间Td2,将保存于存储部83的传输延迟时间Td2更新为新计算出的传输延迟时间Td2。基于处理部91的传输延迟时间Td2的计算方法与基于使用图4说明的交换机装置101中的处理部63的传输延迟时间Td1的计算方法相同。
[0101] 然后,处理部91基于计算出的传输延迟时间Td2,进行与交换机装置101之间的时刻同步。基于处理部91的时刻同步的方法与基于交换机装置101中的处理部63的时刻同步的方法相同。
[0102] [课题的说明]
[0103] 然而,在各车载装置中,在数据的发送时或接收时,例如进行A/D转换等PHY(Physical)层的处理的IC(Integrated Circuit:集成电路)芯片、或者进行保存于以太网帧的MAC地址的处理等MAC层的处理的IC芯片作为针对该数据的时间戳而保存发送时刻或接收时刻。以下,将成为时间戳的测量的基准的位置也仅称为“测量基准位置”。
[0104] 车载装置中的测量基准位置与该车载装置的外部之间的数据的传送延迟时间有时根据该车载装置的供应商及种类等而不同。以下,使用附图更详细地进行说明。
[0105] (从始发器向应答器的数据的发送时)
[0106] 图6是用于说明本公开的实施方式所涉及的两个车载装置各自中的数据的传送延迟时间的图。这里,对作为始发器侧的交换机装置101和作为应答器侧的功能部111A各自中的数据的传送延迟时间进行说明。
[0107] 参照图6,交换机装置101具备与通信端口54A对应的MAC处理部M11和PHY处理部P11。MAC处理部M11包括进行MAC层的处理的IC芯片CM11。PHY处理部P11包括进行PHY层的处理的IC芯片CP11。IC芯片CM11例如还承担图2所示的控制部62的功能的一部分。
[0108] 交换机装置101中的与通信端口54A对应的测量基准位置X1位于IC芯片CM11与IC芯片CP11之间,具体而言,位于IC芯片CM11与IC芯片CP11之间的印刷基板的布线等数据的传送路径L1与IC芯片CM11的边界附近。
[0109] 另外,功能部111A具备MAC处理部M12和PHY处理部P12。MAC处理部M12包括进行MAC层的处理的IC芯片CM12。PHY处理部P12包括进行PHY层的处理的IC芯片CP12。IC芯片CM12例如还承担图3所示的通信部21的功能的一部分。
[0110] 功能部111A中的测量基准位置X2位于IC芯片CM12与IC芯片CP12之间,具体而言,位于IC芯片CM12与IC芯片CP12之间的印刷基板的布线等数据的传送路径L2与IC芯片CM12的边界附近。
[0111] 在交换机装置101向功能部111A发送数据的情况下,IC芯片CM11将该数据通过测量基准位置X1的时刻、即向IC芯片CP11输出该数据的发送时刻作为时间戳而保存于存储部53。然后,IC芯片CP11进行针对从IC芯片CM11接收到的数据的PHY层的处理,经由通信端口
54A将该数据向交换机装置101的外部输出。将从IC芯片CM11保存数据的发送时刻起到该数据向交换机装置101的外部输出为止、即到从交换机装置101的输出端输出为止的传送延迟时间设为“T11”。
[0112] 在功能部111A接收来自交换机装置101的数据的情况下,IC芯片CP12进行针对从外部经由通信端口24接收到的该数据的PHY层的处理,并向IC芯片CM12输出。IC芯片CM12将来自IC芯片CP12的数据通过测量基准位置X2的时刻、即从IC芯片CP12接收到该数据的接收时刻作为时间戳保存于存储部23。将从功能部111A在输入端接收到来自外部的数据起到IC芯片CM12保存该数据的接收时刻为止的传送延迟时间设为“T21”。
[0113] (从应答器向始发器的数据的发送时)
[0114] 在功能部111A向交换机装置101发送数据的情况下,IC芯片CM12将该数据通过测量基准位置X2的时刻、即向IC芯片CP12输出该数据的发送时刻作为时间戳而保存于存储部23。然后,IC芯片CP12进行针对从IC芯片CM12接收到的数据的PHY层的处理,经由通信端口
24将该数据向功能部111A的外部输出。将从IC芯片CM12保存数据的发送时刻起到该数据向功能部111A的外部输出为止、即到从功能部111A的输出端输出为止的传送延迟时间设为“T22”。
[0115] 在交换机装置101接收来自功能部111A的数据的情况下,IC芯片CP11进行针对从外部经由通信端口54A接收到的该数据的PHY层的处理,并向IC芯片CM11输出。IC芯片CM11将来自IC芯片CP11的数据通过测量基准位置X1的时刻、即从IC芯片CP11接收到该数据的接收时刻作为时间戳保存于存储部53。将从交换机装置101在输入端接收到来自外部的数据起到IC芯片CM11保存该数据的接收时刻为止的传送延迟时间设为“T12”。
[0116] 此外,在交换机装置101中,设为IC芯片CM11保存数据的发送时刻或接收时刻的结构,但不限于这样的结构,也可以是IC芯片CP11保存数据的发送时刻或接收时刻的结构。在该情况下,测量基准位置X1位于IC芯片CP11与以太网线缆10的边界附近。
[0117] 另外,在功能部111A中,设为IC芯片CM12保存数据的发送时刻或接收时刻的结构,但不限于这样的结构,也可以是IC芯片CP12保存数据的发送时刻或接收时刻的结构。在该情况下,测量基准位置X2位于IC芯片CP12与以太网线缆10的边界附近。
[0118] (关于传输延迟时间Td1的理论值与考虑了测量基准位置的传送延迟时间之间的关系)
[0119] 将通过功能部111A与交换机装置101之间的以太网线缆10所需的数据的传输时间设为Tk1。在该情况下,从交换机装置101中的数据的发送时刻到功能部111A中的该数据的接收时刻为止的时间、即从交换机装置101到功能部111A的数据的、考虑了各装置中的测量基准位置X1、X2与外部之间的传送延迟时间的传输延迟时间Ttx如以下的式(2)那样表示。
[0120] Ttx=T11+Tk1+T21…(2)
[0121] 另外,从功能部111A中的数据的发送时刻到交换机装置101中的该数据的接收时刻为止的时间、即从功能部111A到交换机装置101的数据的、考虑了各装置中的测量基准位置X1、X2与外部之间的传送延迟时间的传输延迟时间Ttr如以下的式(3)那样表示。
[0122] Ttr=T22+Tk1+T12…(3)
[0123] 如使用图4所说明的那样,交换机装置101中的处理部63计算交换机装置101和功能部111A之间的两个方向的数据的传输延迟时间的平均值,作为功能部111A和交换机装置101之间的数据的传输延迟时间Td1的理论值。
[0124] 即,若代替图4所示的时刻t1、t2、t3、t4而使用上述的时间T11、T12、T21、T22、Tk1,则由处理部63计算出的传输延迟时间Td1的理论值由以下的式(4)表示。
[0125] Td1=(Ttx+Ttr)/2
[0126] ={(T11+Tk1+T21)+(T22+Tk1+T12)}/2…(4)
[0127] 在此,车载装置中的测量基准位置与该车载装置的外部之间的数据的传送延迟时间有时根据该车载装置的供应商及种类等而不同。具体而言,图5所示的传送延迟时间T11、T12、T21、T22有时根据交换机装置101及功能部111A的供应商等而不同。
[0128] 在这样的情况下,交换机装置101和功能部111A之间的两个方向的数据的传输延迟时间Ttx、Ttr成为互不相同的大小(Ttx≠Ttr),传输延迟时间Ttx、Ttr分别成为与作为这些传输延迟时间Ttx、Ttr的平均值的传输延迟时间的理论值(=Td1)不同的大小(Td1≠Ttx、Td1≠Ttr)。
[0129] 在功能部111B和交换机装置101之间,同样地,两个方向的数据的传输延迟时间Ttx、Ttr有时成为互不相同的大小(Ttx≠Ttr)。在该情况下,传输延迟时间Ttx、Ttr分别成为与作为这些传输延迟时间Ttx、Ttr的平均值的传输延迟时间的理论值(=Td2)不同的大小(Td2≠Ttx、Td2≠Ttr)。
[0130] 另外,伴随着车辆1中的服务的追加等,车载装置的连接对象有时会动态地变化。因此,在车载装置中,难以预先保持成为连接对象的其他车载装置中的数据的传送延迟时间。与此相对,本公开的实施方式所涉及的车载通信系统301中的各车载装置通过以下那样的结构,即使在车载装置的连接对象动态地变化的情况下,也能够进行更准确的传输延迟时间的计算。
[0131] [时刻同步的方法1]
[0132] 作为应答器的车载装置将延迟时间信息向作为始发器的其他车载装置发送,该延迟时间信息表示从作为自身的车载装置的本装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部即到本装置的输出端的传送延迟时间、及从外部即本装置的输入端到本装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间。
[0133] (主机侧的功能部111A和交换机装置101之间的时刻同步)
[0134] 更详细而言,再次参照图3,功能部111A预先取得延迟时间信息Ix2,该延迟时间信息Ix2表示从外部到功能部111A的测量基准位置X2的传送延迟时间T21及从功能部111A的测量基准位置X2到外部的传送延迟时间T22。即,在功能部111A中的存储部23中保存有延迟时间信息Ix2。
[0135] 作为应答器的功能部111A例如在时刻同步用的信息中包含延迟时间信息Ix2,向作为始发器侧的交换机装置101发送。具体而言,功能部111A中的时刻同步部22例如每当将图4所示的跟随消息向交换机装置101发送时,将保存于存储部23的延迟时间信息Ix2包含于该跟随消息的有效负载部分而向通信部21输出。然后,通信部21将从时刻同步部22接收到的跟随消息经由通信端口24向交换机装置101发送。
[0136] 交换机装置101预先取得延迟时间信息Ix1,该延迟时间信息Ix1表示与通信端口54A对应的、从交换机装置101的测量基准位置X1到外部的传送延迟时间T11、及与通信端口
54A对应的、从外部到交换机装置101的测量基准位置X1的传送延迟时间T12。即,在交换机装置101中的存储部53中保存有延迟时间信息Ix1。
[0137] 如上所述,交换机装置101中的控制部62经由通信端口54A接收从功能部111A发送的Sync消息和跟随消息。然后,控制部62将Sync消息的接收时刻ty1作为时间戳保存于存储部53。另外,控制部62将跟随消息所包含的时刻tm1通知给时刻同步部52。另外,控制部62将接收到的跟随消息所包含的延迟时间信息Ix2向时刻同步部52输出。
[0138] 时刻同步部52中的校正部64基于从控制部62接收到的延迟时间信息Ix2所表示的传送延迟时间T21、T22、及存储部53中保存的延迟时间信息Ix1所表示的传送延迟时间T11、T12,校正由处理部63计算出的传输延迟时间Td1。
[0139] 更详细而言,如以下的式(5)所示,将从由处理部63计算出的传输延迟时间Td1减去校正值Cv而得到的值设为从交换机装置101向功能部111A发送消息时的传输延迟时间Ttx。另外,如以下的式(6)所示,将在传输延迟时间Td1加上校正值Cv而得到的值设为从功能部111A向交换机装置101发送消息时的传输延迟时间Ttr。
[0140] Ttx=Td1‑Cv…(5)
[0141] Ttr=Td1+Cv…(6)
[0142] 在该情况下,校正值Cv由以下的式(7)表示。
[0143] Cv=Td1‑Ttx
[0144] ={(T11+Tk1+T21)+(T22+Tk1+T12)}/2‑(T11+Tk1+T21)
[0145] ={(T22‑T11)+(T12‑T21)}/2…(7)
[0146] 校正部64例如使用式(7)计算校正值Cv,作为传输延迟时间Td1的校正,从传输延迟时间Td1减去校正值Cv。然后,校正部64将作为校正后的传输延迟时间(Td1‑Cv)的传输延迟时间Ttx作为向功能部111A发送数据时的传输延迟时间通知给处理部63。
[0147] 另外,作为传输延迟时间Td1的校正,校正部64对传输延迟时间Td1加上校正值Cv。然后,校正部64将作为校正后的传输延迟时间(Td1+Cv)的传输延迟时间Ttr作为从功能部
111A接收数据时的传输延迟时间通知给处理部63。
[0148] 处理部63将从校正部64通知的传输延迟时间Ttx、Ttr保存于存储部53。另外,处理部63例如除了图4所示的从控制部62通知的Sync消息的在功能部111A中的发送时刻tm1及保存于存储部53的该Sync消息的接收时刻ty1以外,还使用保存于存储部53的传输延迟时间Ttr,计算功能部111A的时刻与交换机装置101的时刻之间的时刻差D1。
[0149] 具体而言,处理部63计算时刻差D1=tm1+Ttr‑ty1。然后,处理部63使用计算出的时刻差D1来校正自身的交换机装置101中的时刻,由此确立与功能部111A的时刻同步。
[0150] 此外,处理部63也可以代替使用传输延迟时间Ttr而使用传输延迟时间Ttx来进行时刻同步。例如,处理部63也可以使用从交换机装置101向功能部111A的消息的在交换机装置101中的发送时刻、该消息的在功能部111A中的接收时刻、及存储部53中保存的传输延迟时间Ttx,计算功能部111A的时刻与交换机装置101的时刻之间的时刻差D1。
[0151] (交换机装置101及从机侧的功能部111B之间的时刻同步)
[0152] 图7是用于说明本公开的实施方式所涉及的从机侧的功能部和交换机装置各自中的数据的传送延迟时间的图。参照图7,作为始发器的功能部111B具备MAC处理部M21和PHY处理部P21。MAC处理部M21包括进行MAC层的处理的IC芯片CM21。PHY处理部P21包括进行PHY层的处理的IC芯片CP21。IC芯片CM21例如还承担图5所示的通信部81的功能的一部分。
[0153] 功能部111B中的测量基准位置X3位于IC芯片CM21与IC芯片CP21之间,具体而言,位于IC芯片CM21与IC芯片CP21之间的印刷基板的布线等数据的传送路径L3与IC芯片CM21的边界附近。
[0154] 另外,作为应答器的交换机装置101具备与通信端口54B对应的MAC处理部M22和PHY处理部P22。MAC处理部M22包括进行MAC层的处理的IC芯片CM22。PHY处理部P22包括进行PHY层的处理的IC芯片CP22。IC芯片CM22例如还承担图2所示的控制部62的功能的一部分。
[0155] 交换机装置101中的与通信端口54B对应的测量基准位置X4位于IC芯片CM22与IC芯片CP22之间,具体而言,位于IC芯片CM22与IC芯片CP22之间的印刷基板的布线等数据的传送路径L4与IC芯片CM22的边界附近。
[0156] 在交换机装置101中的存储部53中,除了上述的延迟时间信息Ix1之外,还保存有延迟时间信息Ix4,该延迟时间信息Ix4表示与通信端口54B对应的、从交换机装置101的测量基准位置X4到外部即到交换机装置101的输出端的传送延迟时间T42、及与通信端口54B对应的、从外部即交换机装置101的输入端到交换机装置101的测量基准位置X4的传送延迟时间T41。
[0157] 作为应答器的交换机装置101例如在时刻同步用的信息中包含延迟时间信息Ix4,并向作为始发器的功能部111B发送。具体而言,交换机装置101中的处理部63例如每当向功能部111B发送跟随消息时,将保存于存储部53的延迟时间信息Ix4包含于该跟随消息的有效负载部分而向中继部51输出。然后,中继部51经由通信端口84向功能部111B发送从处理部63接收到的跟随消息。
[0158] 在功能部111B中的存储部83中保存有延迟时间信息Ix3,该延迟时间信息Ix3表示从功能部111B的测量基准位置X3到外部即到功能部111B的输出端的传送延迟时间T31、及从外部即功能部111B的输入端到功能部111B的测量基准位置X3的传送延迟时间T32。
[0159] 在功能部111B中,通信部81经由通信端口84接收从交换机装置101发送的Sync消息和跟随消息。然后,通信部81将Sync消息的接收时刻ty2作为时间戳存储于存储部83。另外,通信部81将跟随消息所包含的时刻tm2通知给时刻同步部82。另外,通信部81将接收到的跟随消息所包含的延迟时间信息Ix4向时刻同步部82输出。
[0160] 时刻同步部82中的校正部92基于从通信部81接收到的延迟时间信息Ix4所表示的传送延迟时间T41、T42、及存储部83中保存的延迟时间信息Ix3所表示的传送延迟时间T31、T32,校正由处理部91计算出的传输延迟时间Td2。
[0161] 更详细而言,校正部92与交换机装置101中的校正部64同样地计算校正值Cv,作为传输延迟时间Td2的校正,从传输延迟时间Td2减去校正值Cv。然后,校正部92将作为校正后的传输延迟时间(Td2‑Cv)的传输延迟时间Ttx作为向交换机装置101发送消息时的传输延迟时间通知给处理部91。
[0162] 另外,作为传输延迟时间Td2的校正,校正部92对传输延迟时间Td2加上校正值Cv。然后,校正部92将作为校正后的传输延迟时间(Td2+Cv)的传输延迟时间Ttr作为接收来自交换机装置101的消息时的传输延迟时间通知给处理部91。
[0163] 处理部91将从校正部92通知的传输延迟时间Ttx、Ttr保存于存储部83。另外,例如,除了Sync消息的在交换机装置101中的发送时刻tm2和该Sync消息的接收时刻ty2之外,处理部91还使用传输延迟时间Ttr来计算交换机装置101的时刻与功能部111B的时刻之间的时刻差D2。
[0164] 具体而言,处理部91计算时刻差D2=tm2+Ttr‑ty2,使用计算出的时刻差D2,校正自身的功能部111B中的时刻,由此确立与交换机装置101的时刻同步。
[0165] 在此,在确立了主机侧的功能部111A与交换机装置101的时刻同步的情况下,从交换机装置101向功能部111B发送的跟随消息所包含的时刻是与功能部111A同步的时刻。因此,通过功能部111B中的处理部91进行时刻校正,从而功能部111B与交换机装置101的时刻同步确立,其结果是,功能部111B与功能部111A的时刻同步确立。
[0166] [时刻同步的方法2]
[0167] 在上述的方法1中,作为应答器的车载装置定期或不定期地向作为始发器的车载装置发送延迟时间信息。然后,作为始发器的车载装置在接收到延迟时间信息时,使用新接收到的延迟时间信息,进行传输延迟时间的校正。
[0168] 与此相对,在方法2中,例如在某个车载装置通过即插即用而与其他车载装置连接的情况下,作为应答器的一个车载装置向作为始发器的另一个车载装置发送延迟时间信息。然后,该另一个车载装置保持从作为应答器的车载装置发送的延迟时间信息,例如每当进行与该车载装置之间的时刻同步时,使用所保持的延迟时间信息来进行传输延迟时间的校正。
[0169] (交换机装置101和新连接的从机侧功能部111D之间的时刻同步)
[0170] 图8是用于说明本公开的实施方式所涉及的车载通信系统中的时刻同步的方法2的图。参照图8,在此,对在交换机装置101的通信端口54D新连接有从机侧的功能部111D的情况进行说明。功能部111D是与图5所示的功能部111B同样的结构,具备通信部81、时刻同步部82、存储部83及通信端口84。
[0171] 图9是用于说明本公开的实施方式所涉及的新连接的从机侧的功能部和交换机装置各自中的数据的传送延迟时间的图。参照图9,作为始发器的功能部111D具备MAC处理部M31和PHY处理部P31。MAC处理部M31包括进行MAC层的处理的IC芯片CM31。PHY处理部P31包括进行PHY层的处理的IC芯片CP31。IC芯片CM31例如还承担功能部111D中的通信部81的功能的一部分。
[0172] 功能部111D中的测量基准位置X5位于IC芯片CM31与IC芯片CP31之间,具体而言,位于IC芯片CM31与IC芯片CP31之间的印刷基板的布线等数据的传送路径L5与IC芯片CM31的边界附近。
[0173] 另外,作为应答器的交换机装置101具备与通信端口54D对应的MAC处理部M32和PHY处理部P32。MAC处理部M32包括进行MAC层的处理的IC芯片CM32。PHY处理部P32包括进行PHY层的处理的IC芯片CP32。IC芯片CM32例如还承担图2所示的控制部62的功能的一部分。
[0174] 交换机装置101中的与通信端口54D对应的测量基准位置X6位于IC芯片CM32与IC芯片CP32之间,具体而言,位于IC芯片CM32与IC芯片CP32之间的印刷基板的布线等数据的传送路径L6与IC芯片CM32的边界附近。
[0175] 在交换机装置101中的存储部53中,除了上述的延迟时间信息Ix1、Ix4之外,还保存有延迟时间信息Ix6,该延迟时间信息Ix6表示与通信端口54D对应的、从交换机装置101的测量基准位置X6到外部即到交换机装置101的输出端的传送延迟时间T62、及与通信端口54D对应的、从外部即交换机装置101的输入端到交换机装置101的测量基准位置X6的传送延迟时间T61。
[0176] 在功能部111D中的存储部83中保存有延迟时间信息Ix5,该延迟时间信息Ix5表示从外部即功能部111D的输入端到功能部111D的测量基准位置X5的传送延迟时间T52、及从功能部111D的测量基准位置X5到外部即到功能部111D的输出端的传送延迟时间T51。
[0177] 例如,在交换机装置101的通信端口54D新连接有从机侧的功能部111D的情况下,在交换机装置101和功能部111D之间执行用于确立通信连接的处理。
[0178] 然后,作为应答器侧的交换机装置101中的处理部63例如响应于确立交换机装置101和功能部111D之间的通信连接的情况,在使用SOME/IP(Scalable service‑Oriented Middleware over IP:运行于IP之上的可伸缩的面向服务的中间件)的消息的有效负载部分包含延迟时间信息Ix6,向作为始发器侧的功能部111D发送。
[0179] 在功能部111D中,通信部81在经由通信端口84接收到从交换机装置101发送的消息所包含的延迟时间信息Ix6时,将延迟时间信息Ix6保存于存储部83。时刻同步部82中的校正部92例如当确认到在存储部83中保存有延迟时间信息Ix6时,基于保存于存储部83的延迟时间信息Ix5和延迟时间信息Ix6,制成表Sta,该表Sta表示功能部111D和交换机装置101各自的两个方向的传送延迟时间。
[0180] 图10是表示由本公开的实施方式所涉及的从机侧的功能部制成的表的一例的图。参照图10,功能部111D中的校正部92制成表Sta,该表Sta表示延迟时间信息Ix5所示的传送延迟时间T51、T52及延迟时间信息Ix6所示的传送延迟时间T61、T62,并将制成的表Sta保存于存储部83。
[0181] 功能部111D中的处理部91与图5所示的功能部111B中的处理部91同样地,定期或不定期地计算交换机装置101和功能部111D之间的数据的传输延迟时间Td3。校正部92基于保存在存储部83中的表Sta所示的传送延迟时间T51、T52、T61、T62,校正由处理部91计算出的传输延迟时间Td3。然后,处理部91基于由校正部92校正后的传输延迟时间Td3,进行与交换机装置101之间的时刻的校正。
[0182] 功能部111D中的由校正部92进行的传输延迟时间Td3的校正方法及与交换机装置101之间的时刻的校正方法与功能部111B中的由校正部92进行的传输延迟时间Td2的校正方法及与交换机装置101之间的时刻的校正方法相同。
[0183] (交换机装置101和新连接的主机侧的功能部111E之间的时刻同步)
[0184] 图11是用于说明本公开的实施方式所涉及的车载通信系统中的时刻同步的方法2的图。参照图11,在此,对在交换机装置101的通信端口54D新连接从机侧的功能部111D,进而在交换机装置101的通信端口54E新连接了主机侧的功能部111E的情况下的交换机装置101和功能部111E之间的时刻同步进行说明。此外,交换机装置101和功能部111D之间的时刻同步如上所述。
[0185] 功能部111E是与图3所示的功能部111A相同的结构,具备通信部21、时刻同步部22、存储部23及通信端口24。设已连接到交换机装置101的功能部111A、111B和111C包括在组A中,并且新连接到交换机装置101的功能部111D和111E包括在组B中。另外,在组A所包含的车载装置之间进行时刻同步,在组B所包含的车载装置之间进行时刻同步。
[0186] 图12是用于说明本公开的实施方式所涉及的新连接的主机侧的功能部和交换机装置各自的数据的传送延迟时间的图。参照图12,作为始发器的交换机装置101具备与通信端口54E对应的MAC处理部M41和PHY处理部P41。MAC处理部M41包括进行MAC层的处理的IC芯片CM41。PHY处理部P41包括进行PHY层的处理的IC芯片CP41。IC芯片CM41例如还承担图2所示的控制部62的功能的一部分。
[0187] 交换机装置101中的测量基准位置X7位于IC芯片CM41与IC芯片CP41之间,具体而言,位于IC芯片CM41与IC芯片CP41之间的印刷基板的布线等数据的传送路径L7与IC芯片CM41的边界附近。
[0188] 另外,作为应答器的功能部111E具备MAC处理部M42和PHY处理部P42。MAC处理部M42包括进行MAC层的处理的IC芯片CM42。PHY处理部P42包括进行PHY层的处理的IC芯片CP42。IC芯片CM42例如还承担功能部111D中的通信部21的功能的一部分。
[0189] 功能部111E中的测量基准位置X8位于IC芯片CM42与IC芯片CP42之间,具体而言,位于IC芯片CM42与IC芯片CP42之间的印刷基板的布线等数据的传送路径L8与IC芯片CM42的边界附近。
[0190] 在交换机装置101中的存储部53中,除了上述的延迟时间信息Ix1、Ix4、Ix6之外,还保存有延迟时间信息Ix7,该延迟时间信息Ix7表示与通信端口54E对应的、从交换机装置101的测量基准位置X7到外部即到交换机装置101的输出端的传送延迟时间T71、及与通信端口54E对应的、从外部即交换机装置101的输入端到交换机装置101的测量基准位置X7的传送延迟时间T72。
[0191] 在功能部111E中的存储部23中保存有延迟时间信息Ix8,该延迟时间信息Ix8表示从外部即功能部111E的输入端到功能部111E的测量基准位置X8的传送延迟时间T81、及从功能部111E的测量基准位置X8到外部即到功能部111E的输出端的传送延迟时间T82。
[0192] 例如,在交换机装置101的通信端口54E新连接有主机侧的功能部111E的情况下,在交换机装置101和功能部111E之间进行用于确立通信连接的处理。
[0193] 然后,作为应答器的功能部111E中的时刻同步部82例如响应于交换机装置101和功能部111E之间的通信连接已确立的情况,在使用SOME/IP的消息的有效负载部分中包含延迟时间信息Ix8,并向作为始发器的交换机装置101发送。
[0194] 交换机装置101中的控制部62在经由通信端口54E接收到从功能部111E发送的延迟时间信息Ix8时,将延迟时间信息Ix8保存于存储部53。校正部64例如当确认在存储部53中保存有延迟时间信息Ix8时,基于保存于存储部53的延迟时间信息Ix7及延迟时间信息Ix8,制成表Stb,该表Stb表示功能部111E和交换机装置101各自中的两个方向的传送延迟时间。
[0195] 图13是表示由本公开的实施方式所涉及的交换机装置制成的表的一例的图。参照图13,控制部62制成表Stb,该表Stb表示延迟时间信息Ix7所示的传送延迟时间T71、T72及延迟时间信息Ix8所示的传送延迟时间T81、T82,并将制成的表Stb保存于存储部53。
[0196] 交换机装置101中的处理部63定期或不定期地计算功能部111E和交换机装置101之间的数据的传输延迟时间Td4。校正部64基于保存在存储部53中的表Stb所示的传送延迟时间T71、T72、T81、T82,校正由处理部63计算出的传输延迟时间Td4。然后,处理部63基于由校正部64校正后的传输延迟时间Td4,进行与功能部111E之间的时刻校正。
[0197] 交换机装置101中的由校正部64进行的传输延迟时间Td4的校正方法及与功能部111E之间的时刻的校正方法与由校正部64进行的传输延迟时间Td1的校正方法及与功能部
111A之间的时刻的校正方法相同。
[0198] 此外,在各车载装置中保持的延迟时间信息不限于如下结构,该结构表示从本装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间、即数据的发送时的传送延迟时间、及从外部到本装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间、即数据的接收时的传送延迟时间这双方,也可以表示这些传送延迟时间中的任意一方。
[0199] 在此,在车载装置中,与数据的发送时的传送延迟时间相比,数据的接收时的传送延迟时间较长的情况较多。即,与数据的发送时的传送延迟时间相比,数据的接收时的传送延迟时间有时会对传输延迟时间的长度产生较大影响。在该情况下,优选延迟时间信息表示数据的接收时的传送延迟时间。
[0200] 另外,在图1所示的车载通信系统301中,始发器及应答器中的至少一方为交换机装置101,但并不限定于这样的结构。即,始发器和应答器这双方也可以是功能部111。
[0201] <动作的流程>
[0202] 接着,使用附图对进行车载通信系统301中的车载装置之间的时刻同步时的动作进行说明。
[0203] 车载通信系统301中的各装置具备包含存储器的计算机,该计算机中的CPU等运算处理部从该存储器读出并执行程序,该程序包含以下的流程图的各步骤的一部分或全部。这些多个装置的程序能够分别从外部安装。这些多个装置的程序分别在保存于记录介质的状态下或经由通信线路流通。
[0204] [使用方法1的主机侧的功能部和交换机装置之间的时刻同步]
[0205] 图14是确定了在本公开的实施方式所涉及的车载装置之间进行时刻同步时的动作步骤的一例的时序图。在此,对使用上述的方法1的情况下的、进行主机侧的功能部111A和交换机装置101之间的时刻同步时的动作步骤进行说明。
[0206] 参照图14,首先,交换机装置101待机直至与功能部111A之间的传输延迟时间Td1的测量时刻到来为止(在步骤S11中为“否”)。然后,当传输延迟时间Td1的测量时刻到来时(在步骤S11中为“是”),交换机装置101在与功能部111A之间进行时刻信息等的收发(步骤S12)。
[0207] 接着,交换机装置101基于在与功能部111A之间收发的时刻信息的发送时刻和接收时刻等来计算传输延迟时间Td1(步骤S13)。
[0208] 接着,功能部111A待机直至延迟时间信息Ix2的发送时刻到来为止,该延迟时间信息Ix2表示从数据的发送时刻的测量基准位置X2到外部的传送延迟时间T22、及从外部到数据的接收时刻的测量基准位置X2的传送延迟时间T21。延迟时间信息Ix2的发送时刻例如是Sync消息的发送后的跟随消息等包含延迟时间信息Ix2的时刻同步用的信息的发送时刻(在步骤S14中为“否”)。
[0209] 接着,当延迟时间信息Ix2的发送时刻到来时(在步骤S14中为“是”),功能部111A在时刻同步用的信息中包含延迟时间信息Ix2,向交换机装置101发送(步骤S15)。
[0210] 接着,交换机装置101基于从功能部111A发送的延迟时间信息Ix2所示的传送延迟时间T21、T22、以及自身保持的延迟时间信息Ix1所示的、从数据的发送时刻的测量基准位置X1到外部的传送延迟时间T11、及从外部到数据的接收时刻的测量基准位置X1的传送延迟时间T12,校正在步骤S13中计算出的传输延迟时间Td1(步骤S16)。
[0211] 接着,交换机装置101例如基于从功能部111A发送的Sync消息在功能部111A中的发送时刻、及在交换机装置101中的接收时刻、以及校正后的传输延迟时间Td1来校正自身的交换机装置101中的时刻。由此,功能部111A与交换机装置101的时刻同步确立(步骤S17)。然后,重复步骤S11以后的动作。
[0212] [使用方法2的主机侧的功能部和交换机装置之间的时刻同步]
[0213] 图15是确定了在本公开的实施方式所涉及的车载装置之间进行时刻同步时的动作步骤的一例的时序图。在此,对使用上述的方法2的情况、且进行新连接到交换机装置101的功能部111D和交换机装置101之间的时刻同步时的动作步骤进行说明。
[0214] 参照图15,首先,设为功能部111D与交换机装置101的通信端口54D物理地连接(步骤S21)。
[0215] 接着,当功能部111D的电源切换为接通时(步骤S22),在功能部111D和交换机装置101之间进行用于确立通信连接的处理(步骤S23)。
[0216] 接着,当与功能部111D的通信连接确立时,交换机装置101将延迟时间信息Ix6包含在例如使用SOME/IP的消息中而向功能部111D发送(步骤S24),该延迟时间信息Ix6表示与通信端口54D对应的、从数据的发送时刻的测量基准位置X6到外部的传送延迟时间T62、及从外部到数据的接收时刻的测量基准位置X6的传送延迟时间T61。
[0217] 接着,功能部111D制成表Sta(步骤S25),该表Sta表示从交换机装置101发送的延迟时间信息Ix6所示的传送延迟时间T61、T62、以及自身保持的延迟时间信息Ix5所示的、从数据的发送时刻的测量基准位置X5到外部的传送延迟时间T51、及从外部到数据的接收时刻的测量基准位置X5的传送延迟时间T52。
[0218] 接着,当传输延迟时间Td3的测量时刻到来时(在步骤S26中为“是”),功能部111D在与交换机装置101之间进行时刻信息等时刻同步用的信息的收发(步骤S27)。
[0219] 接着,功能部111D基于在与交换机装置101之间收发的时刻信息的发送时刻及接收时刻等,计算传输延迟时间Td3(步骤S28)。
[0220] 接着,功能部111D基于在步骤S25中制成的表Sta所示的传送延迟时间T51、T52、T61、T62,校正在步骤S28中计算出的传输延迟时间Td3(步骤S29)。
[0221] 接着,当Sync消息的发送时刻到来时,交换机装置101向功能部111D发送Sync消息和跟随消息(步骤S30)。
[0222] 接着,功能部111D基于从交换机装置101发送的Sync消息的在交换机装置101中的发送时刻、及在功能部111D中的接收时刻以及校正后的传输延迟时间Td3来校正自身的功能部111D中的时刻。由此,交换机装置101与功能部111D的时刻同步确立(步骤S31)。
[0223] 接着,在由用户进行了将功能部111D的电源切换为断开的操作的情况等、功能部111D的电源从接通切换为断开的条件成立的情况下(在步骤S32中为“是”),功能部111D的电源切换为断开(步骤S33)。另一方面,在功能部111D的电源从接通切换为断开的条件成立之前(在步骤S32中为“否”),重复步骤S26~步骤S32的动作。
[0224] 另外,功能部111D在传输延迟时间Td3的下一个测量时刻未到来的状态下(在步骤S26中为“否”),在新接收到来自交换机装置101的Sync消息的情况下,使用已经保存的校正后的传输延迟时间Td3,校正自身的功能部111D中的时刻(步骤S31)。
[0225] 应该认为上述实施方式在所有方面都是例示,并不是限制性的内容。本发明的范围不是由上述说明而是由权利要求示出,并旨在包含与权利要求等同的含义和范围内的全部变更。
[0226] 以上的说明包括以下附记的特征。
[0227] [附记1]
[0228] 一种车载装置,具备:
[0229] 存储部,存储表示第一传送延迟时间或第二传送延迟时间的延迟时间信息,所述第一传送延迟时间是从作为车载装置的本装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第二传送延迟时间是从外部到所述本装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间;及
[0230] 发送处理部,将存储于所述存储部的所述延迟时间信息向第一其他装置发送,所述第一其他装置进行与所述本装置之间的时刻同步,
[0231] 第一其他装置通过在与所述本装置之间收发时刻同步用的信息,按照IEEE802.1的标准,测量与所述本装置之间的传输延迟时间,基于测量出的所述传输延迟时间,进行与所述本装置之间的时刻同步,
[0232] 所述延迟时间信息包括所述第一传送延迟时间及所述第二传送延迟时间这双方,[0233] 所述第一其他装置基于来自所述车载装置的所述延迟时间信息所示的所述第一传送延迟时间及所述第二传送延迟时间、以及第三传送延迟时间或第四传送延迟时间,进行所述传输延迟时间的校正,使用校正后的所述传输延迟时间进行所述时刻同步,所述第三传送延迟时间是从所述第一其他装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第四传送延迟时间是从外部到所述第一其他装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间。
[0234] [附记2]
[0235] 一种车载装置,具备:
[0236] 时刻同步部,通过在与作为其他车载装置的其他装置之间收发时刻同步用的信息,测量与所述其他装置之间的传输延迟时间,基于测量出的所述传输延迟时间,进行与所述其他装置之间的时刻同步;
[0237] 接收部,接收表示第一传送延迟时间或第二传送延迟时间的延迟时间信息,所述第一传送延迟时间是从所述其他装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第二传送延迟时间是从外部到所述其他装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间;及
[0238] 存储部,存储第三传送延迟时间或第四传送延迟时间,所述第三传送延迟时间是从作为自身的所述车载装置的本装置中的数据的发送时刻的测量基准位置到外部的传送延迟时间,所述第四传送延迟时间是从外部到所述本装置中的数据的接收时刻的测量基准位置的传送延迟时间,
[0239] 所述时刻同步部包括校正部,该校正部基于从所述其他装置发送的所述延迟时间信息所示的所述第一传送延迟时间及所述第二传送延迟时间、以及存储于所述存储部的所述第三传送延迟时间及所述第四传送延迟时间,校正由所述时刻同步部测量出的所述传输延迟时间。
[0240] 标号说明
[0241] 1 车辆
[0242] 10 以太网线缆
[0243] 51 中继部
[0244] 22、52、82时刻同步部(发送处理部)
[0245] 23、53、83存储部
[0246] 24、54、54A~54H、84通信端口
[0247] 61 交换机部
[0248] 62 控制部
[0249] 63、91 处理部
[0250] 64、92 校正部
[0251] 21、81通信部
[0252] 101交换机装置
[0253] 111、111A~111E功能部
[0254] 301车载通信系统
[0255] CM11、CP11、CM12、CP12 IC芯片
[0256] CM21、CP21、CM22、CP22 IC芯片
[0257] CM31、CP31、CM32、CP32 IC芯片
[0258] CM41、CP41、CM42、CP42 IC芯片
[0259] M11、M12、M21、M22、M31、M32、M41、M42 MAC处理部
[0260] P11、P12、P21、P22、P31、P32、P41、P42 PHY处理部
[0261] X1~X8 测量基准位置
[0262] L1~L8 传送路径
[0263] Sta、Stb表。
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