JP3713977B2

JP3713977B2 - Real-time distributed system

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Publication number: JP3713977B2
Application number: JP26595098A
Authority: JP
Inventors: 崇明今井; 孝典横山; 渉永浦; 昭二鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2018-09-21
Also published as: JP2000099481A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワーク接続されたリアルタイム分散システムに係り、特に、メッセージの送受信処理を、メッセージが与えられた優先度に従って処理を行うのに好適なリアルタイム分散システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ネットワークによりメッセージを送受信する場合、ネットワーク通信をハードウェアで実現するネットワークコントローラと、ネットワークコントローラを用いてネットワーク通信を行うネットワークドライバを用いる。いま、ネットワークコントローラに設けられた送受信メッセージを格納するバッファをメールボックスと呼ぶことにする。例えば送信の場合、アプリケーションからネットワークドライバへの送信要求は送信要求キューに並べられる。ネットワークドライバは送信要求キューから送信要求を１つずつ取り出して、送信メッセージをメールボックスへ格納してネットワーク送信処理を行う。通常、送信要求キューはＦIFO でキューイングされるため、送信要求時間順にネットワーク送信処理が行われる。しかし、リアルタイム分散システムでは、メッセージに優先順位を付加し、優先順位に応じたネットワーク通信処理を行うことが望まれる。そこで、例えば、ＣＱ出版社刊、インターフェース（１９９４年，第１２号）、７２頁〜１４８頁に記載されているように、キューイングされている送信要求をアプリケーションが送信するメッセージの優先順位にしたがって入れ替えることにより、ネットワーク通信の優先順位制御を行う方式がある。これにより、ネットワークドライバは送信要求時間順ではなく、ネットワークドライバが送信要求キューから送信要求を取り出す時点での送信データの優先順位にしたがってネットワーク送信処理が行える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術では、一旦ネットワークドライバが起動されて、ネットワーク送信処理が開始されると、現在ネットワーク送信処理中のデータよりも高い優先順位のメッセージに対して送信要求がなされても、現在のネットワーク送信処理が完了するまで、高い優先順位のメッセージはネットワーク送信処理が行えないという問題がある。
【０００４】
例えば、ネットワークコントローラが複数接続されたリアルタイム分散システムを考える。このリアルタイム分散システムは、メッセージに付加された優先順位によりネットワークの優先順位制御を行うネットワークを用いるとする。複数のネットワークコントローラがネットワークへメッセージを送信する場合、メッセージに付加された優先順位によりネットワークの優先順位制御が行われ、送信要求のなされたメッセージで最も高い優先順位のメッセージの送信要求を行ったネットワークコントローラがネットワークへメッセージを送信することができる。このとき、低い優先順位のメッセージの送信要求を行ったネットワークコントローラはネットワークへのメッセージ送信が遅れてしまう。このため、低い優先順位のメッセージのネットワーク送信処理が完了するまで、このネットワークコントローラが高い優先順位のメッセージのネットワーク送信処理を行えない場合、高い優先順位のメッセージのネットワーク送信処理はさらに遅れ、システムのリアルタイム性の保証に問題を生じる。
【０００５】
そこで本発明は、ネットワークドライバ処理の開始後においても送信要求のなされたメッセージで最も優先順位の高いメッセージを送信できる分散処理システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、複数の送受信メッセージを格納したネットワークコントローラによって複数のメッセージ送受信処理を実行してネットワーク通信を行うネットワークドライバと、扱う送受信メッセージのネットワーク通信の優先順位と、該送受信メッセージのネットワーク通信の優先順位に対応したネットワークドライバの処理の優先順位を決定するネットワークドライバ優先順位管理部と、ネットワークドライバの処理の優先順位にしたがって上記ネットワークドライバの処理を実行するスケジューリング部とを有するリアルタイム分散システムによって達成することができる。
【０００７】
また、上記目的は複数の送受信メッセージを記憶するメッセージ記憶部と、メッセージ記憶部に記憶された複数のメッセージの送受信処理を、ネットワークコントローラを用いて、実行してネットワーク通信を行うネットワークドライバと、扱う送受信メッセージのネットワーク通信の優先順位と、該送受信メッセージのネットワーク通信の優先順位に対応したネットワークドライバの処理の優先順位を決定するネットワークドライバ優先順位管理部と、ネットワークドライバの処理の優先順位にしたがってネットワークドライバの処理を実行するスケジューリング部とを有するリアルタイム分散システムによって達成することができる。
【０００８】
また、複数の送受信メッセージを記憶する記憶部と、ネットワークコントローラを用いて、ネットワーク通信を行うネットワークドライバと、メッセージ記憶部に記憶された複数のメッセージの送受信処理を、ネットワークドライバ手段を用いて実行する通信処理ライブラリと、扱う送受信メッセージのネットワーク通信の優先順位と、該送受信メッセージのネットワーク通信の優先順位に対応したネットワークドライバの処理の優先順位を決定するネットワークドライバ優先順位管理部と、ネットワークドライバの処理の優先順位にしたがってネットワークドライバの処理を実行するスケジューリング部とを有するリアルタイム分散システムによって達成することができる。
【０００９】
このような構成により、一旦ネットワークドライバが起動されてメッセージ送信処理のタスクが開始されても、現在送信処理中のメッセージよりも高い優先順位のメッセージに対して送信要求がなされた場合は、現在のネットワーク送信処理完了を待たずに、並列により優先順位の高いネットワークドライバの送信処理タスクを起動して、優先順位の高いメッセージの送信処理を先に行う。これにより、送信要求のなされたメッセージで最も優先順位の高いメッセージを送信できる。受信についても同様に、あるメッセージ受信タスクの処理中に、より優先順位の高いメッセージを受信したときは、より優先順位の高いネットワークドライバの受信処理タスクを起動して、先に受信処理を行う。これにより最も優先順位の高いメッセージから順に受信できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（１）本発明の一実施例
（ａ）本発明の一実施例の全体構成
図１は本発明の一実施例であるリアルタイム分散システムの構成を示したものである。リアルタイム分散システムは制御ユニット２０００および２０６０がネットワーク２００５で接続されている。本発明のネットワークは、例えば、オープン・デバイスネット・ベンダー・アソシエーション（Open DeviceNet Vendor Association）社発行、デバイスネット（DeviceNet ）仕様書（ボリューム１（Volume 1），リリース２.０（Release2.0 ），１９９８年）、第２章２.１〜２.８に記載されているＣＡＮ（Controller Area Network）を用いる。制御ユニット２０００は、CPU2001 ，メモリ２００２，ＣＡＮコントローラ２００３で構成され、それらはバス２００４で接続されている。ＣＡＮコントローラ２００３は、ネットワーク２００５を介して、他の制御ユニット２０６０に内蔵されるＣＡＮコントローラと接続されている。メモリ２００２には、アプリケーションプログラム２００６，ＯＳＥＫ−ＣＯＭ２００８，ＣＡＮドライバ２００９，ＯＳ２０５０が記憶されている。ここで、ＯＳＥＫ−ＣＯＭは、オー・エス・イー・ケイ（ＯＳＥＫ）発行、オー・エス・イー・ケイ／ブイ・ディー・エックスコミュニケーション（ＯＳＥＫ／ＶＤＸ Communication）仕様書（バージョン２.１（Version2.1），リビジョン１（revision1）、１９９８年）に記載されているＯＳＥＫ−ＣＯＭプロトコルを処理するプログラムである。CPU2001 は、メモリ２００２に記憶されているプログラムを読み出して、プログラム処理を実行する。OS2050は複数のタスクを並列して実行できるマルチタスク機能を持つ。ＣＡＮコントローラ２００３は、ネットワーク２００５を介して、他の制御ユニット２０６０とのメッセージ送信，メッセージ受信を行うハードウェアである。以下、ＣＡＮコントローラ２００３，アプリケーションプログラム２００６，OSEK−COM2008，ＣＡＮドライバ２００９，OS2050 の順に詳細に説明する。
【００１１】
（ｂ）ＣＡＮコントローラ
まず、ＣＡＮコントローラについて詳細に説明する。ＣＡＮコントローラ2003が使用する通信プロトコルはＣＡＮプロトコルである。ＣＡＮプロトコルは、各メッセージに固有なメッセージＩＤを持たせる。メッセージＩＤには優先順位が割り当てられ、ネットワーク２００５の優先順位制御(バスアービトレーション)はメッセージＩＤの優先順位に基づいて行われる。メッセージＩＤによるバスアービトレーションについて説明する。例えば、制御ユニット２０００が、ネットワーク２００５を介して、制御ユニット２０００と同様な構成を持つ、複数の制御ユニットに接続された場合を考える。各制御ユニットが同時に、ネットワーク２００５へメッセージを送信する場合、各メッセージの内で、最も優先順位の高いメッセージＩＤを持つメッセージを送信する制御ユニットだけが、ネットワーク２００５の使用権を獲得して(バスアービトレーションに勝つ)、優先的にネットワーク２００５へメッセージを送信することができる。
【００１２】
次にＣＡＮコントローラの構成について詳細に説明する。ＣＡＮコントローラ２００３は、コントロールレジスタ２０２２，送信・受信メールボックス2023，優先順位制御部２０２４，送信バッファ２０２５，受信フィルタ２０２７，受信バッファ２０２６で構成される。以下、これらについて詳細に説明する。
【００１３】
送信・受信メールボックス２０２３について説明する。送信・受信メールボックス２０２３は、メールボックスａ２０２８，メールボックスｂ２０２９，メールボックスｃ２０３０等の複数のメールボックスで構成され、送信メッセージ，受信メッセージを格納する。図２は、メールボックスａ２０２８の詳細な構成図である。メールボックスａ２０２８は、メールボックス番号６００４，
MessageID6001，DataSize6002，Data6003 で構成される。メールボックス番号６００４は、送信・受信メールボックス２０２３の各メールボックスごとに固有に与えられるもので、メールボックス番号を記憶する領域である。
【００１４】
MessageID6001 は、送信メッセージ，受信メッセージのメッセージＩＤを記憶する領域である。メールボックスａ２０２８は、MessageID6001 を持つ送信メッセージ，受信メッセージのみを格納する。DataSize6002は、格納する送信メッセージ，受信メッセージのデータサイズを記憶する領域である。Data6003は、送信メッセージ，受信メッセージのデータ格納領域である。メールボックスｂ２０２９，メールボックスｃ２０３０の詳細な構成は、メールボックスａ２０２８と同様である。
【００１５】
図３は、コントロールレジスタ２０２２の詳細な構成図である。コントロールレジスタ２０２２は、メールボックス番号５００１，TXPR5002，TXACK5003，
RXPR5004，MBIMR5005 で構成される。メールボックス番号５００１は、各メールボックスごとに、メールボックス番号を記憶する領域である。TXPR5002は、各メールボックス番号ごとに、メッセージ送信要求を記憶する領域であり、ＣＡＮコントローラ２００３にメッセージ送信を要求するときに、ビットセットする。 TXACK5003 は、各メールボックス番号ごとに、メッセージ送信完了を記憶する領域であり、ＣＡＮコントローラ２００３がメッセージ送信を完了したときに、ビットセットされる。RXPR5004は、各メールボックス番号ごとに、メッセージ受信完了を記憶する領域であり、ＣＡＮコントローラ２００３がメッセージ受信を完了したときに、ビットセットされる。MBIMR5005 は、各メールボックス番号ごとに、メッセージ送信完了時、または、メッセージ受信完了時の割り込み禁止を記憶する領域であり、メッセージ送信完了時、または、メッセージ受信完了時の、ＣＡＮコントローラ２００３からCPU2001 への割り込みを禁止するときに、ビットセットする。
【００１６】
優先順位制御部２０２４は、メッセージ送信要求が発生したときに、対応するメールボックスのメッセージを、送信バッファ２０２５へ転送する。また、同時に複数のメッセージ送信要求が発生したとき、対応する各メールボックスに格納されているメッセージＩＤを比較して、最も優先順位の高いメッセージＩＤを格納しているメールボックスのメッセージを、送信バッファ２０２５へ転送する。送信バッファ２０２５は、優先順位制御部２０２４から転送されたメッセージを格納する。格納されたメッセージは、メッセージＩＤによるバスアービトレーションに参加する。メッセージＩＤによるバスアービトレーションに勝った場合、メッセージはネットワーク２００５へ送信される。メッセージＩＤによるバスアービトレーションに負けた場合、メッセージはネットワーク２００５へ送信されず、次のバスアービトレーションの機会を待つ。メッセージＩＤによるバスアービトレーションに負けた場合、かつ、より優先順位の高いメッセージＩＤを持つメッセージに対してメッセージ送信要求が発生している場合、優先順位制御部２０２４は、より優先順位の高いメッセージＩＤを格納しているメールボックスのメッセージを、送信バッファ２０２５へ転送する。
【００１７】
受信バッファ２０２６は、ネットワーク２００５からの受信メッセージを格納する。
【００１８】
受信フィルタ２０２７は、受信バッファ２０２６に格納されたメッセージのメッセージＩＤと、各メールボックスに登録されたメッセージＩＤを比較して、同一のメッセージＩＤがあれば対応するメールボックスヘメッセージを格納する。
次に、メモリ２００２に記憶されている、アプリケーションプログラム2006，OSEK−COM2008 ，ＣＡＮドライバ２００９，OS2050について詳細に説明する。
【００１９】
（ｃ）アプリケーションプログラム
アプリケーションプログラムについて説明する。アプリケーションプログラム２００６は、図１に示すように、APa2012，APb2013，APc2014 等の複数のアプリケーションプログラムで構成される。本実施例ではこれらのアプリケーションプログラムはそれぞれ別のタスクとして実行される。
【００２０】
（ｄ）ＯＳＥＫ−ＣＯＭ
次にＯＳＥＫ−ＣＯＭの構成について詳細に説明する。OSEK−COM2008 は、メッセージオブジェクトａ２０１５，メッセージオブジェクトｂ２０１６，メッセージオブジェクトｃ２０１７等の複数のメッセージオブジェクト，メッセージ送信処理２０１０，メッセージ受信処理２０１１で構成される。なお、本実施例で用いられるメッセージには、Queuedメッセージ，Unqueuedメッセージの２種類がある。Queuedメッセージは、キューイングが必要で上書き不可能なメッセージである。Unqueuedメッセージは、キューイングが不要で、上書き可能なメッセージである。
【００２１】
図４は、メッセージオブジェクトａ２０１５の詳細な構成図を示したものである。メッセージオブジェクトａ２０１５は、sMsgObj3001，Status3007,Data3008，Buffer3009，sMsgNetParams3013，sQueuedMsgInfo3018，sQueuedMsgObjA3022 ，sQueuedMsgObjB3030等の複数のｓQueuedMsgObj，Status3024，Status3032等の複数のStatus，FIFOBufferA3029，FIFOBufferB3037等の複数のFIFOBuffer，NULL3011，NULL3038等の複数のＮＵＬＬ、で構成される。
【００２２】
Status3007は、sMsgObj の状態（送信状態，バッファの空き状態）を記憶する領域である。Status3024は、sQueuedMsgObjA3022の状態（バッファの空き状態）を記憶する領域である。Status3032は、sQueuedMsgObjB3030の状態（バッファの空き状態）を記憶する領域である。Data3008は、メッセージのデータを記憶する領域である。Buffer3009は、メッセージがUnqueuedメッセージの場合(３０１２)、Data3008のバッファである。FIFOBufferA3029は、メッセージがQueued メッセージの場合（３０１２）、Data3008のバッファである。FIFOBufferB3037 は、メッセージがQueuedメッセージの場合（３０１２）、Data3008のバッファである。
sMsgObj3001は、Size3002，StatusRef3003，DataRef3004，
sQueuedMsgInfoRef3005，sMsgNetParamsRef3006で構成される。Size3002 は、メッセージのデータサイズを記憶する領域である。StatusRef3003は、Status3007 へのポインタである。DataRef3004は、Data3008へのポインタである。
【００２３】
sQueuedMsgInfoRef3005は、メッセージがQueuedメッセージの場合、
sQueuedMsgInfo3018へのポインタである。sQueuedMsgInfoRef3005 は、メッセージがUnqueuedメッセージの場合、NULL3011へのポインタである。
【００２４】
sMsgNetParamsRef3006は、メッセージ送信、または、メッセージ受信が、ネットワーク２００５経由の場合、sMsgNetParams3013 へのポインタである。
【００２５】
sMsgNetParamsRef3006は、メッセージ送信、または、メッセージ受信が、ネットワーク２００５経由でない場合、NULL3011へのポインタである。
【００２６】
sMsgNetParams3013は、TransferDir3014，TransferMode3015，TimePeriod3016，Handle3017で構成される。TransferDir3014 は、メッセージが送信メッセージであるか、メッセージが受信メッセージであるかを記憶する領域である。
【００２７】
TransferMode3015は、Periodicalメッセージ送信を利用するか、Periodicalメッセージ送信を利用しないかを記憶する領域である。Periodicalメッセージ送信を利用すると、アプリケーションプログラムは周期時間ごとにメッセージ送信が行える。TimePeriod3016は、Periodicalメッセージ送信を利用する場合、その周期時間を記憶する領域である。Handle3017は、メッセージのメッセージＩＤを記憶する領域である。
【００２８】
sQueuedMsgInfo3018は、QueueDepth3019，NRec3020，sQueuedMsgObjRef3021で構成される。QueueDepth3019は、FIFOBufferのキューイング深さつまり、メモリの使用領域を記憶する領域である。NRec3020は、メッセージオブジェクト利用者数を記憶する領域である。例えば、APa2012，APb2013の２つのアプリケーションプログラムが、１つのメッセージオブジェクトａ２０１５を利用する場合、
NRec3020は２となる。図４は、NRec3020が２の場合を示しており、メッセージオブジェクトａ２０１５は、２つのsQueuedMsgObj(３０２２，３０３０）、２つのStatus（３０２４，３０３２）、２つのFIFOBuffer（３０２９，３０３７）を持つ構成となる。sQueuedMsgObjRef3021は、sQueuedMsgObjへのポインタである。 sQueuedMsgObjの構成について、sQueuedMsgObjＡ３０２２を例として説明する。sQueuedMsgObjA3022は、StatusRef3023，BoundaryDataRef3025，
WriteDataRef3026，ReadDataRef3027，sQueuedMsgObjRef3028で構成される。
【００２９】
StatusRef3023は、Status3024へのポインタである。BoundaryDataRef3025は、FIFOBufferA3029の先頭アドレスである。WriteDataRef3026は、FIFOBufferA3029の書き込みアドレスである。ReadDataRef3027は、FIFOBufferA3029の読み出しアドレスである。sQueuedMsgObjRef3028は、sQueuedMsgObjB3030へのポインタである。sQueuedMsgObjB3030の構成は、sQueuedMsgObjA3022の構成と同様である。ただし、sQueuedMsgObjRef3036はNULL3038へのポインタである。
【００３０】
次にＯＳＥＫ−ＣＯＭの動作について説明する。まずＯＳＥＫ−ＣＯＭのメッセージ送信処理２０１０について詳細に説明する。メッセージ送信処理２０１０は、各アプリケーションプログラムが、OSEK−COM2008 を用いて実際のメッセージ送信を行うためのプログラムである。本実施例では、ＯＳＥＫ−ＣＯＭのメッセージ送信処理は、それを呼び出したアプリケーションプログラムのタスクで実行される。図５は、メッセージ送信処理２０１０の流れを示すフローチャートである。図５を用いて、メッセージ送信処理２０１０について説明する。例えば、APa2012 が、メッセージオブジェクトａ２０１５，メールボックスａ２０２８を利用して、メッセージ送信を行うとする。
【００３１】
まずステップ１００で、APa2012 は、メッセージ送信で利用するメッセージオブジェクトａ２０１５を決定する。
【００３２】
ステップ１０１では、sMsgNetParamsRef3006を参照して、メッセージ送信がユニット内の通信か、ネットワーク２００５経由であるかを判定する。
【００３３】
ユニット内の通信の場合、ステップ１０２で、APa2012 が送信するメッセージのデータを、Data3008に書き込む。
【００３４】
送信するメッセージがUnqueuedメッセージの場合、Data3008をBuffer3009に書き込む。
【００３５】
送信するメッセージがQueuedメッセージの場合、Data3008をFIFOBuffer（3029，３０３７）に書き込む。
【００３６】
メッセージ送信がユニット内の通信でない場合、すなわち、ネットワーク経由の通信の場合、ステップ１０３で、TransferDir3014 を参照して、送信するメッセージが送信メッセージであるか判定する。
【００３７】
次にステップ１０４で、送信するメッセージがQueuedメッセージであるか判定する。
【００３８】
送信するメッセージがQueuedメッセージの場合、ステップ１０５で、Queuedメッセージ送信処理を行う。
【００３９】
送信するメッセージがUnqueuedメッセージの場合、ステップ１０６で、
Unqueuedメッセージ送信処理を行う。
【００４０】
図６は、図５のステップ１０２の処理詳細を示すフローチャートである。図６を用いて、ステップ１０２を説明する。
【００４１】
まずステップ２００で、APa2012 が送信するメッセージのデータを、Data3008に書き込む。
【００４２】
ステップ２０１では、送信するメッセージがUnqueuedメッセージの場合、
Data3008をBuffer3009に書き込む。
【００４３】
送信するメッセージがQueuedメッセージの場合、Data3008をFIFOBuffer（3029，３０３７）に書き込む。
【００４４】
図７は、図６のステップ２０１の処理詳細を示すフローチャートである。図７を用いて、ステップ２０１を説明する。
【００４５】
まずステップ３００で、送信するメッセージがQueuedメッセージであるか判定する。
【００４６】
送信するメッセージがQueuedメッセージである場合、ステップ３０１で、
Data3008をFIFOBuffer（３０２９，３０３７）へ書き込む。
【００４７】
送信するメッセージがQueuedメッセージでない場合、まずステップ３０２で DataRef3004，Size3002 を参照して、Buffer3009の書き込みアドレスを決定する。次にステップ３０３で、Data3008をBuffer3009へ書き込む。
【００４８】
図８は、図７のステップ３０１の処理詳細を示すフローチャートである。図８を用いて、ステップ３０１を説明する。
【００４９】
まずステップ４００で、Size3002を参照して、送信するメッセージのデータサイズを決定する。
【００５０】
ステップ４０１では、DataRef3004を参照して、Data3008 のアドレスを決定する。
【００５１】
ステップ４０２では、sQueuedMsgObjRef3021を参照して、sQueuedMsgObjA3022のアドレスを決定する。
【００５２】
次にステップ４０３の条件が成立する間、すなわち、上記決定したアドレスがＮＵＬＬでない間、ステップ４０４からステップ４１１の手順を繰り返し、
Data3008をFIFOBuffer（３０２９，３０３７）へ書き込む。Data3008から
FIFOBufferA3029 への書き込みを例に、ステップ４０４からステップ４１１を説明する。
【００５３】
ステップ４０４では、FIFOBufferA3029があふれているか判定する。
【００５４】
あふれている場合は、ステップ４０５で、Status３０２４に、
FIFOBufferA3029があふれていることを示す値を書き込む。
【００５５】
あふれていない場合は、まずステップ４０６で、WriteDataRef3026を参照して、Data3008をFIFOBufferA3029へ書き込む。
【００５６】
次にステップ４０７で、WriteDataRef3026を更新する。
【００５７】
ステップ４０８では、LIMIT4007 を参照して、バッファａ２０１８があふれているか判定する。
【００５８】
あふれている場合はステップ４０９で、Status3024に、バッファａ２０１８があふれていることを示す値を書き込む。
【００５９】
あふれていない場合はステップ４１０で、Status3024に、バッファａ２０１８があふれていないことを示す値を書き込む。
【００６０】
ステップ４１１では、sQueuedMsgObjRef3028を参照して、sQueuedMsgObjB3030のアドレスを決定する。
【００６１】
図９は、図５のステップ１０５の処理詳細を示すフローチャートである。図９を用いて、ステップ１０５を説明する。
【００６２】
まずステップ５００で、TransferMode3015を参照して、Periodicalメッセージ送信を利用するか判定する。
【００６３】
Periodicalメッセージ送信を利用する場合は、ステップ５０１で
TimePeriod3016を参照して、Periodicalメッセージ送信を行う。
【００６４】
Periodicalメッセージ送信を利用しない場合は、まずステップ５０２で、
Size3002を参照して、送信するメッセージのデータサイズを決定する。
【００６５】
次にステップ５０３で、DataRef3004 を参照して、Data3008のアドレスを決定する。
【００６６】
ステップ５０４では、Handle3017を参照して、送信するメッセージのメッセージＩＤを決定する。
【００６７】
ステップ５０５では、ＣＡＮドライバの送信処理２０３２を呼び出し、ＣＡＮコントローラ２００３を用いて、ネットワーク２００５へメッセージを送信する。この呼び出しにより、ＣＡＮドライバの送信処理のタスクが起動されるが、その処理内容については後述する。
【００６８】
ステップ５０６では、ステップ５０５のリターンパラメータから、Data6003に送信するメッセージを書き込めたか判定する。
【００６９】
書き込めた場合には、まずステップ５０７で、APa2012 が送信するメッセージのデータを、Data3008に書き込む。
【００７０】
次にステップ５０８で、Data3008をFIFOBuffer（３０２９，３０３７）へ書き込む。
【００７１】
図１０は、図５のステップ１０６の処理詳細を示すフローチャートである。図１０を用いて、ステップ１０６を説明する。
【００７２】
まずステップ７００で、TransferMode3015を参照して、Periodicalメッセージ送信を利用するか判定する。
【００７３】
Periodicalメッセージ送信を利用する場合には、ステップ７０１で、
TimePeriod3016を参照して、Periodicalメッセージ送信を行う。
【００７４】
Periodicalメッセージ送信を利用しない場合には、まずステップ７０２で、 Size3002を参照して、送信するメッセージのデータサイズを決定する。
【００７５】
次にステップ７０３で、DataRef3004を参照して、Data3008 のアドレスを決定する。
【００７６】
ステップ７０４では、Handle3017を参照して、送信するメッセージのメッセージＩＤを決定する。
【００７７】
ステップ７０５では、ＣＡＮコントローラ２００３を用いて、ネットワーク２００５へメッセージを送信する。
【００７８】
ステップ７０６では、ステップ７０５のリターンパラメータから、Data6003に送信するメッセージを書き込めたか判定する。
【００７９】
書き込めた場合には、まずステップ７０７で、APa2012 が送信するメッセージのデータを、Data3008に書き込む。
【００８０】
次にステップ７０８で、Data3008をBuffer3009へ書き込む。
【００８１】
次に、ＯＳＥＫ−ＣＯＭのメッセージ受信処理２０１１について詳細に説明する。メッセージ受信処理２０１１は、各アプリケーションプログラムが、OSEK−COM2008 を用いて実際のメッセージ受信を行うためのプログラムである。本実施例では、ＯＳＥＫ−ＣＯＭのメッセージ受信処理は、それを呼び出したアプリケーションプログラムのタスクで実行されるものとする。図１１は、メッセージ受信処理２０１１の流れを示すフローチャートである。図１１を用いて、メッセージ受信処理２０１１について説明する。例えば、APa2012 が、メッセージオブジェクトａ２０１５，バッファａ２０１８，メールボックスａ２０２８を利用して、メッセージ受信を行うとする。また、APa2012が受信するメッセージは、CANコントローラ２００３によって、メールボックスａ２０２８へ格納され、ＣＡＮドライバのメッセージ送信・受信完了割り込み処理２０３４によって、バッファａ２０１８へ格納されているとする。
【００８２】
まず、ステップ９００で、APa2012 は、メッセージ受信で利用するメッセージオブジェクトａ２０１５を決定する。
【００８３】
次にステップ９０１で、TransferDir3014 を参照して、受信するメッセージが受信メッセージであるか判定する。
【００８４】
受信メッセージの場合、まずステップ９０２で、DataRef3004 を参照して、
Data3008のアドレスを決定する。
【００８５】
ステップ９０３では、Handle3017を参照して、受信するメッセージのメッセージＩＤを決定する。
【００８６】
ステップ９０４は、ＣＡＮドライバの受信処理２０３３を呼び出し、この呼び出しにより、ＣＡＮドライバの受信処理のタスクが起動されるが、その処理内容については後述する。バッファａ２０１８からData3008へ受信するメッセージのデータを書き込む。
【００８７】
ステップ９０５では、ステップ９０４のリターンパラメータから、バッファａ２０１８からData3008へ受信するメッセージのデータを書き込めたか判定する。
【００８８】
書き込めた場合には、ステップ９０６で、受信するメッセージがUnqueuedメッセージの場合（３０１２）、Data3008をBuffer3009へ書き込む。
【００８９】
受信するメッセージがQueuedメッセージの場合（３０１２）、Data3008をFIFOBuffer（３０２９，３０３７）へ書き込む。
【００９０】
最後にステップ９０７で、メッセージオブジェクトａ２０１５からAPa2012 へデータを読み込む。
【００９１】
図１２は、図１１のステップ９０７の処理詳細を示すフローチャートである。図１２を用いて、ステップ９０７を説明する。
【００９２】
まずステップ１１００で、Size3002を参照して、受信メッセージのデータサイズを決定する。
【００９３】
次にステップ１１０１で、受信するメッセージがQueuedメッセージであるか判定する。
【００９４】
Queuedメッセージである場合、まずステップ１１０２で、
sQueuedMsgObjRef3021を参照して、sQueuedMsgObjA3022のアドレスを決定する。
次にステップ１１０３で、Status3024を参照して、FIFOBufferA3029 に受信メッセージがあるか判定する。
【００９５】
受信メッセージがある場合、まずステップ１１０４で、ReadDataRef3027 を参照して、FIFOBufferA3029からAPa2012へ受信データを読み込む。
【００９６】
次にステップ１１０５で、ReadDataRef3027を更新する。
【００９７】
そしてステップ１１０６で、FIFOBufferA3029は空か判定する。
【００９８】
空であればステップ１１０７で、Status３０２４に、FIFOBufferA3029 は空であることを示す値を格納する。
【００９９】
空でなければステップ１１０８で、Status3024 に、FIFOBufferA3029は空でないことを示す値を格納する。
【０１００】
ステップ１１０１の判定で、Queuedメッセージでない場合、まずステップ1109で、DataRef3004，Size3002 を参照して、Buffer3009の読み込みアドレスを決定する。
【０１０１】
次にステップ１１１０で、Buffer3009からAPa2012 へ受信データを読み込む。
そしてステップ１１１１で、Status3007に、Buffer3009は空であることを示す値を格納する。
【０１０２】
（ｅ）ＣＡＮドライバ
次にＣＡＮドライバ２００９について詳細に説明する。まずＣＡＮドライバの構成について説明する。ＣＡＮドライバ２００９は、図１に示すように、バッファ２０３１，メッセージ属性テーブル２０２１，メッセージ送信処理２０３２，メッセージ受信処理２０３３，メッセージ送信・受信完了割り込み処理２０３４で構成される。
【０１０３】
バッファ２０３１は、バッファａ２０１８，バッファｂ２０１９，バッファｃ２０２０等の複数のバッファで構成される。バッファ２０３１を構成するバッファの数は、送信・受信メールボックス２０２３を構成するメールボックスの数だけ用意し、各バッファは、各メールボックスの専用バッファとする。例えば、メールボックスａ２０２８の専用バッファをバッファａ２０１８とした場合、バッファは、Data6003と同様の、メッセージのデータ格納領域である。
【０１０４】
図１３は、メッセージ属性テーブル２０２１の詳細な構成図である。メッセージ属性テーブル２０２１は、メールボックス番号４００１，MessageID4002，DataSize4003，QUEUED4004，LOCKED4005，NOMSG4006，LIMIT4007で構成される。メールボックス番号４００１は、各メールボックスのメールボックス番号を記憶する領域である。MessageID4002 は、各メールボックス番号ごとに、メールボックスに登録されたメッセージＩＤを記憶する領域である。DataSize4003は、各メールボックス番号ごとに、メールボックスに登録されたメッセージのデータサイズを記憶する領域である。MessageID4002，DataSize4003 は、例えば、メールボックスａ２０２８を構成するMessageID6001，DataSize6002 と同様の記憶領域である。QUEUED4004は、各メールボックス番号ごとに、メッセージがQueuedメッセージであるか、Unqueuedメッセージであるかを記憶する領域である。メッセージがQueuedメッセージである場合にビットセットされる。LOCKED4005は、各メールボックス番号ごとに、メールボックスに格納されたメッセージが、メッセージ送信要求を受けて、ネットワーク２００５へのメッセージ送信を実行中であるか、メッセージ送信要求を受けておらず、ネットワーク２００５へのメッセージ送信を行っていないかを記憶する領域である。LOCKED4005は、メールボックスに格納されたメッセージが、メッセージ送信要求を受けて、ネットワーク２００５へのメッセージ送信を実行中である場合にビットセットされる。NOMSG4006 は、各メールボックス番号ごとに、バッファ２０３１に受信メッセージが貯まっているか、受信メッセージが貯まっていないかを記憶する領域である。NOMSG4006 は、バッファ２０３１に受信メッセージが貯まっていない場合にビットセットされる。LIMIT4007 は、各メールボックス番号ごとに、バッファ２０３１に受信メッセージが限度まで貯まっているか、受信メッセージが限度まで貯まっていないかを記憶する領域である。LIMIT4007 は、バッファ２０３１の各バッファに受信メッセージが限度まで貯まっている場合にビットセットされる。本実施例ではQueuedメッセージ，Unqueuedメッセージを扱うため、例えば、バッファ２０３１にQueuedメッセージをキューイングするＦＩＦＯバッファ等を設ける必要がある。
【０１０５】
Unqueuedメッセージは、キューイングが不要なメッセージである。バッファ2031の各バッファをＦＩＦＯバッファとして実装した場合、ＦＩＦＯバッファあふれのときにLIMIT4007 はビットセットされる。
【０１０６】
次にＣＡＮドライバの動作について説明する。ＣＡＮドライバの処理は、アプリケーションプログラムやＯＳＥＫ−ＣＯＭとは別のタスクで実行される。まずＣＡＮドライバのメッセージ送信処理２０３２について詳細に説明する。本実施例では、ＯＳＥＫ−ＣＯＭが、図９のステップ５０５により、ＣＡＮドライバのメッセージ送信処理を呼び出すと、ＣＡＮドライバのメッセージ送信処理タスクが起動される。ＣＡＮドライバのメッセージ送信処理の呼び出しが複数発生すると、それらに対応して複数のタスクが起動される。
【０１０７】
図１４は、ＣＡＮドライバのメッセージ送信処理２０３２の処理詳細を示すフローチャートである。図１４を用いて、ＣＡＮドライバの送信処理を説明する。まずステップ６００で、メッセージ属性テーブル２０２１を用いて、送信するメッセージのメッセージＩＤから、メールボックス番号を決定する。
【０１０８】
次にステップ６０１で、LOCKED4005にビットセットされているか判定する。ビットセットされている場合は、ステップ６０２で、リターンパラメータに、
Data6003に送信するメッセージを書き込めなかったことを示す値を格納する。
【０１０９】
ビットセットされていない場合は、まずステップ６０３で、LOCKED4005にビットセットする。
【０１１０】
次にステップ６０４で、APa2012が送信するメッセージのデータをData6003 に書き込む。
【０１１１】
そしてステップ６０５で、TXPR5002にビットセットして、ＣＡＮコントローラ２００３にネットワーク２００５へのメッセージ送信を要求する。
【０１１２】
ステップ６０６では、リターンパラメータに、Data6003に送信するメッセージを書き込めたことを示す値を格納する。
【０１１３】
以上の処理が終了すると、ＣＡＮドライバのメッセージ送信タスクは終了する。
【０１１４】
次にＣＡＮドライバのメッセージ受信処理２０３３について詳細に説明する。本実施例では、ＯＳＥＫ−ＣＯＭが図１１のステップ９０４によりＣＡＮドライバのメッセージ受信処理を呼び出すと、ＣＡＮドライバの受信処理タスクが起動される。ＣＡＮドライバのメッセージ受信処理の呼び出しが複数発生すると、それらに対応して複数のタスクが起動される。
【０１１５】
図１５は、ＣＡＮドライバのメッセージ受信処理２０３３の処理詳細を示すフローチャートである。図１５を用いて、ＣＡＮドライバの受信処理を説明する。
まずステップ１０００で、メッセージ属性テーブル２０２１を用いて、受信するメッセージのメッセージＩＤから、メールボックス番号を決定する。
【０１１６】
ステップ１００１では、MBIMR5005にビットセットする。
【０１１７】
ステップ１００２では、NOMSG4006にビットセットされているか判定する。
【０１１８】
ステップ１００２の判定においてビットセットされている場合は、ステップ１００３で、リターンパラメータに、バッファａ２０１８に受信するメッセージが書き込まれていないことを示す値を格納する。
【０１１９】
ステップ１００２の判定においてビットセットされていない場合は、まずステップ１００４で、LIMIT4007 にビットセットされているか判定する。
【０１２０】
ステップ１００４の判定においてビットセットされている場合は、まずステップ１００５で、リターンパラメータには、バッファａ２０１８があふれていることを示す値を格納する。
【０１２１】
次にステップ１００６で、LIMIT4007をクリアする。
【０１２２】
ステップ１００４の判定においてビットセットされていない場合は、ステップ１００７で、リターンパラメータには、バッファａ２０１８があふれていないことを示す値を格納する。
【０１２３】
そしてステップ１００８では、バッファａ２０１８からData3008へ受信するメッセージのデータを書き込む。
【０１２４】
ステップ１００９では、NOMSG4006 にビットセットする。
【０１２５】
ステップ１０１０では、MBIMR5005 をクリアする。
【０１２６】
以上の処理が終了すると、ＣＡＮドライバのメッセージ受信タスクは終了する。
【０１２７】
次に、ＣＡＮドライバのメッセージ送信・受信完了割り込み処理２０３４について詳細に説明する。図１６は、メッセージ送信・受信完了割り込み処理2034の処理詳細を示すフローチャートである。図１６を用いて、メッセージ送信・受信完了割り込み処理について説明する。
【０１２８】
まずステップ８００で、ＣＡＮコントローラ２００３は、メッセージ送信完了割り込みか判定する。
【０１２９】
メッセージ送信完了割り込みである場合は、ステップ８０１の条件が成立する間、すなわち、ＣＡＮコントローラ２００３のメールボックス数だけ、メールボックス番号の小さいものから順番に、ステップ８０２からステップ８０４の手順を繰り返して実行する。
【０１３０】
ステップ８０２で、TXACK5003 にビットセットされているか判定する。
【０１３１】
ビットセットされている場合は、まずステップ８０３で、LOCKED4005をクリアする。
【０１３２】
次にステップ８０４で、TXACK5003 をクリアする。
【０１３３】
ステップ８０５では、メッセージ送信完了割り込みフラグをクリアする。
【０１３４】
ステップ８０６で、ＣＡＮコントローラ２００３は、メッセージ受信完了割り込みか判定する。
【０１３５】
メッセージ受信完了割り込みである場合は、ステップ８０７の条件が成立する間、すなわち、ＣＡＮコントローラ２００３のメールボックス数だけ、メールボックス番号の小さいものから順番に、ステップ８０８からステップ８１５の手順を繰り返して実行する。
【０１３６】
ステップ８０８で、RXPR5004にビットセットされているか判定する。
【０１３７】
ビットセットされている場合は、ステップ８０９で、QUEUED4004にビットセットされているか判定する。
【０１３８】
ステップ８０９の判定で、ビットセットされている場合は、ステップ８１０で、NOMSG4006にビットセットされているか判定する。
【０１３９】
ステップ８１０の判定で、ビットセットされている場合は、ステップ８１１で、メールボックスａ２０２８からバッファａ２０１８へ受信メッセージを書き込む。
【０１４０】
ステップ８１０の判定で、ビットセットされていない場合は、ステップ８１２で、LIMIT4007にビットセットする。
【０１４１】
ステップ８０９の判定で、ビットセットされていない場合は、ステップ８１３で、メールボックスａ２０２８からバッファａ２０１８へ受信メッセージを書き込む。
【０１４２】
ステップ８１４では、NOMSG4006をクリアする。
【０１４３】
ステップ８１５では、RXPR5004をクリアする。
【０１４４】
（ｆ）ＯＳ
次にOS2050について詳細に説明する。OS2050は、タスク優先順位管理テーブル２０５１とタスクのスケジューリングを行うスケジューラ２０５２を持つ。タスク優先順位管理テーブル２０５１を用いたスケジューラ２０５２のタスクスケジューリングの方法について説明する。
【０１４５】
図１７は、タスク優先順位管理テーブルの構成図である。図１７を用いて、タスク優先順位管理テーブルの構成について説明する。タスク優先順位管理テーブルは、メッセージのメッセージID1200とタスク優先順位１２０１で構成される。例えば、メッセージＩＤの優先順位が１００，２００，３００の順で高いとすると、メッセージＩＤの優先順位に対応して、そのメッセージを処理するタスクの優先順位も１，２，３の順で高くなるように、タスク優先管理テーブルをあらかじめ設定しておく。スケジューラ２０５２は、タスク優先順位管理テーブル2051を参照して、タスク優先順位が高いタスクを優先的に起動する。
【０１４６】
本実施例では、OSEK−COM2008 からの呼び出しにより、ＣＡＮドライバ2009のメッセージ送信処理２０３２やメッセージ受信処理２０３３のタスクが起動される。ＣＡＮドライバ２００９のメッセージ送信処理２０３２のタスク起動により、送信・受信メールボックス２０２３に送信メッセージを格納して、ＣＡＮコントローラ２００３にネットワーク２００５への送信要求ができるとする。
【０１４７】
メッセージＩＤが３００のメッセージを送信する、ＣＡＮドライバのメッセージ送信処理タスクを起動する場合、スケジューラ２０５２は、タスク優先順位管理テーブル２０５１を参照して、そのタスクを優先順位３で起動する。起動されたタスクは、ＣＡＮドライバ２００９を用いて、送信・受信メールボックス2023に送信メッセージを格納して、ＣＡＮコントローラ２００３にネットワーク2005への送信を要求する。
【０１４８】
メッセージＩＤが３００のメッセージを送信する、ＣＡＮドライバのメッセージ送信処理タスクが起動中に、メッセージＩＤが１００のメッセージを送信する、ＣＡＮドライバのメッセージ送信処理タスクを後から起動する場合、スケジューラ２０５２は、タスク優先順位管理テーブル２０５１を参照して、そのタスクを優先順位１で起動すると同時に、優先順位３で起動中のタスクを一時待機させる。これにより、メッセージＩＤが３００のメッセージより先に、メッセージＩＤが１００のメッセージを送信・受信メールボックス２０２３に格納して、ＣＡＮコントローラ２００３にネットワーク２００５への送信を要求できる。
【０１４９】
ＣＡＮドライバのメッセージ受信処理タスクも同様に、受信したメッセージＩＤに応じた優先順位で起動される。
【０１５０】
本発明によれば、あるＣＡＮドライバのメッセージ送信処理タスクが、ＣＡＮコントローラのメールボックスへメッセージを格納して、ネットワークへのメッセージ送信要求を実行中であっても、後から起動された別のＣＡＮドライバのメッセージ送信処理タスクが、優先順位の高いメッセージをＣＡＮコントローラのメールボックスへ格納して、ネットワークへのメッセージ送信要求を実行することができる。これにより、最高優先順位のメッセージを常に最高優先順位で送信することができ、メッセージ送信のリアルタイム性を向上させることができる。また本発明によれば、あるＣＡＮドライバのメッセージ受信処理タスクが、ＣＡＮコントローラのメールボックスからＯＳＥＫ−ＣＯＭのメッセージオブジェクトへメッセージを格納中であっても、後から起動された別のＣＡＮドライバのメッセージ受信処理タスクが、優先順位の高いメッセージをＣＡＮコントローラのメールボックスからＯＳＥＫ−ＣＯＭのメッセージオブジェクトへメッセージを格納することができる。これにより、最高優先順位のメッセージを常に最高優先順位で受信することができ、メッセージ受信のリアルタイム性を向上させることができる。
【０１５１】
（２）本発明の他の実施例
これまでの説明では、ＣＡＮドライバに、受信メッセージを一時記憶するバッファを設けたが、バッファを設けずにＣＡＮコントローラから受信メッセージを直接ＯＳＥＫ−ＣＯＭのメッセージオブジェクトに書き込んでもよい。これにより、メッセージ受信処理実行時間の削減やメモリ資源の節約ができる。
【０１５２】
また、複数のメールボックスを有するＣＡＮコントローラを用い、各メールボックスには特定のメッセージＩＤを１つだけ割り当てたが、１つのメールボックスに複数のメッセージＩＤを割り当てることもできる。これにより、ＣＡＮコントローラが有するメールボックスの数に関係なく、メッセージＩＤの異なる多種類のメッセージを送信，受信することができる。
【０１５３】
更に、ＣＡＮドライバに、受信メッセージを一時記憶するバッファを１つのメールボックスに対して１つずつ設けたが、１つのメールボックスに対して複数のバッファを設けることができる。これにより、１つのメールボックスに複数のメッセージを受信した場合、受信メッセージのメッセージＩＤごとにバッファリングすることができ、メッセージの優先順位に応じてＣＡＮドライバのメッセージ受信処理タスクを起動することで、メッセージ受信のリアルタイム性を向上させることができる。
【０１５４】
また、ＣＡＮドライバに、受信メッセージを一時記憶するバッファを設けたが、送信メッセージを一時記憶するバッファを設けてもよい。またバッファは、１つのメールボックスに対して複数のバッファを設けてもよい。これにより、１つのメールボックスを用いて複数のメッセージを送信する場合、送信メッセージのメッセージＩＤごとにバッファリングすることができ、メッセージの優先順位に応じてＣＡＮドライバのメッセージ送信処理タスクを起動することで、メッセージ送信のリアルタイム性を向上させることができる。
【０１５５】
ＣＡＮプロトコルを使用したが、他の通信プロトコルを使用してもよい。これにより、ＣＡＮプロトコルだけでなく、他のプロトコルへ対応できる。
【０１５６】
通信ライブラリとしてＯＳＥＫ−ＣＯＭを使用したが、メッセージ送信処理，メッセージ受信処理を行う他の通信ライブラリを使用してもよい。これにより、ＯＳＥＫ−ＣＯＭだけでなく、他の通信ライブラリへ対応できる。
【０１５７】
【発明の効果】
本発明によれば、最高優先順位のメッセージを常に最高優先順位で送信することができ、メッセージ送信のリアルタイム性を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】リアルタイム分散システムの構成図である。
【図２】リアルタイム分散システムの制御ユニット中のＣＡＮコントローラを構成する、メールボックスの詳細な構成図である。
【図３】ＣＡＮコントローラの、コントロールレジスタの詳細な構成図である。
【図４】リアルタイム分散システムの制御ユニット中のＯＳＥＫ−ＣＯＭを構成する、メッセージオブジェクトの詳細な構成図である。
【図５】メッセージ送信処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】メッセージ送信処理の、メッセージオブジェクトのデータおよびバッファ更新の流れを示すフローチャートである。
【図７】メッセージ送信処理の、メッセージオブジェクトのバッファ更新の流れを示すフローチャートである。
【図８】メッセージ送信処理の、メッセージオブジェクトのＦＩＦＯバッファ更新の流れを示すフローチャートである。
【図９】メッセージ送信処理の、Queuedメッセージの送信の流れを示すフローチャートである。
【図１０】メッセージ送信処理の、Unqueuedメッセージの送信の流れを示すフローチャートである。
【図１１】メッセージ受信処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】メッセージ受信処理の、メッセージオブジェクトからのメッセージ受信の流れを示すフローチャートである。
【図１３】リアルタイム分散システムの制御ユニット中のＣＡＮドライバを構成する、メッセージ属性テーブルの詳細な構成図である。
【図１４】ローラによるメッセージ送信の流れを示すフローチャートである。
【図１５】ＣＡＮドライバ内バッファからのメッセージ受信の流れを示すフローチャートである。
【図１６】メッセージ送信・受信完了割り込み処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】リアルタイム分散システムの制御ユニット中のＯＳを構成する、タスク優先順位管理テーブルの詳細な構成図である。
【符号の説明】
２０００…制御ユニット、２００１…ＣＰＵ、２００２…メモリ、２００３…ＣＡＮコントローラ、２００４…バス、２００５…ネットワーク、２００６…アプリケーションプログラム、２００８…ＯＳＥＫ−ＣＯＭ、２００９…ＣＡＮドライバ、２０１０…ＯＳＥＫ−ＣＯＭのメッセージ送信処理、２０１１…OSEK−ＣＯＭのメッセージ受信処理、２０２１…メッセージ属性テーブル、２０２２…コントロールレジスタ、２０２３…送信・受信メールボックス、２０２４…優先順位制御部、２０２５…送信バッファ、２０２６…受信バッファ、２０２７…受信フィルタ、２０３１…バッファ、２０３２…ＣＡＮドライバのメッセージ送信処理、２０３３…ＣＡＮドライバのメッセージ受信処理、２０３４…ＣＡＮドライバのメッセージ送信・受信完了割り込み処理、２０５０…ＯＳ、２０５１…タスク優先順位管理テーブル、２０５２…スケジューラ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a network-connected real-time distributed system, and more particularly to a real-time distributed system suitable for performing message transmission / reception processing according to a priority given to a message.
[0002]
[Prior art]
When transmitting and receiving messages via a network, a network controller that implements network communication by hardware and a network driver that performs network communication using the network controller are used. Now, a buffer for storing transmission / reception messages provided in the network controller is called a mailbox. For example, in the case of transmission, transmission requests from the application to the network driver are arranged in a transmission request queue. The network driver extracts transmission requests one by one from the transmission request queue, stores transmission messages in the mailbox, and performs network transmission processing. Normally, since the transmission request queue is queued by FIFO, network transmission processing is performed in the order of transmission request time. However, in a real-time distributed system, it is desired to add a priority to a message and perform network communication processing according to the priority. Therefore, for example, as described in CQ Publisher, Interface (1994, No. 12), pages 72 to 148, queued transmission requests are processed according to the priority of messages transmitted by the application. There is a method of performing priority control of network communication by switching. Thereby, the network driver can perform the network transmission processing according to the priority order of the transmission data at the time when the network driver takes out the transmission request from the transmission request queue, not in the order of the transmission request time.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, once the network driver is activated and the network transmission process is started, even if a transmission request is made for a message having a higher priority than the data currently being processed in the network transmission process, Until the transmission process is completed, there is a problem that a message having a high priority cannot be subjected to the network transmission process.
[0004]
For example, consider a real-time distributed system in which a plurality of network controllers are connected. This real-time distributed system uses a network that performs network priority control according to the priority added to a message. When a plurality of network controllers transmit a message to the network, the network priority control is performed according to the priority added to the message, and the transmission request for the highest priority message among the messages requested for transmission is performed. The controller can send a message to the network. At this time, the network controller that has made a transmission request for a low priority message delays message transmission to the network. Therefore, if this network controller cannot perform network transmission processing of high priority messages until the network transmission processing of low priority messages is completed, the network transmission processing of high priority messages is further delayed, Problems arise in guaranteeing real-time properties.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide a distributed processing system capable of transmitting a message having the highest priority among messages requested for transmission even after the start of network driver processing.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The above purpose is to execute a plurality of message transmission / reception processes by a network controller storing a plurality of transmission / reception messages and perform network communication, and a transmission / reception message to be handled. network The communication priority and the transmission / reception message network A real-time distributed system having a network driver priority management unit that determines a network driver processing priority corresponding to a communication priority, and a scheduling unit that executes the network driver processing according to the network driver processing priority Can be achieved.
[0007]
In addition, the object is to handle a message storage unit that stores a plurality of transmission / reception messages, and a network driver that performs a network communication by executing transmission / reception processing of a plurality of messages stored in the message storage unit using a network controller. For sending and receiving messages network The communication priority and the transmission / reception message network By a real-time distributed system having a network driver priority management unit that determines the priority of network driver processing corresponding to the communication priority and a scheduling unit that executes network driver processing according to the network driver processing priority Can be achieved.
[0008]
In addition, a network driver that performs network communication using a storage unit that stores a plurality of transmission / reception messages and a network controller, and transmission / reception processing of a plurality of messages stored in the message storage unit are executed using network driver means. Communication processing library and handling of sent / received messages network The communication priority and the transmission / reception message network By a real-time distributed system having a network driver priority management unit that determines the priority of network driver processing corresponding to the communication priority and a scheduling unit that executes network driver processing according to the network driver processing priority Can be achieved.
[0009]
With such a configuration, even if the network driver is started once and the task of message transmission processing is started, if a transmission request is made for a message having a higher priority than the message currently being transmitted, the current Without waiting for the completion of the network transmission processing, the network driver transmission processing task with a higher priority is activated in parallel, and the transmission processing of the message with the higher priority is performed first. As a result, it is possible to transmit a message having the highest priority among the messages requested to be transmitted. Similarly, when a message with a higher priority is received during the processing of a certain message reception task, the reception processing task of the network driver with a higher priority is activated and the reception process is performed first. As a result, messages can be received in order from the highest priority message.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(1) One embodiment of the present invention
(A) Overall configuration of one embodiment of the present invention
FIG. 1 shows a configuration of a real-time distributed system according to an embodiment of the present invention. In the real-time distributed system, control units 2000 and 2060 are connected by a network 2005. The network of the present invention is, for example, issued by the Open DeviceNet Vendor Association, DeviceNet specification (Volume 1 (Volume 1), Release 2.0 (Release 2.0), 1998), the CAN (Controller Area Network) described in Chapter 2 2.1-2.8 is used. The control unit 2000 includes a CPU 2001, a memory 2002, and a CAN controller 2003, which are connected by a bus 2004. The CAN controller 2003 is connected to a CAN controller built in another control unit 2060 via the network 2005. The memory 2002 stores application programs 2006, OSEK-COM 2008, a CAN driver 2009, and an OS 2050. Here, OSEK-COM is an OSEK / VDX Communication specification (version 2.1 (Version 2.)) issued by OSEK (OSEK). 1), revision 1 (revision 1), 1998), which is a program for processing the OSEK-COM protocol. The CPU 2001 reads a program stored in the memory 2002 and executes program processing. OS2050 has a multitasking function that can execute multiple tasks in parallel. The CAN controller 2003 is hardware that performs message transmission and message reception with another control unit 2060 via the network 2005. The CAN controller 2003, application program 2006, OSEK-COM2008, CAN driver 2009, and OS 2050 will be described in detail below.
[0011]
(B) CAN controller
First, the CAN controller will be described in detail. The communication protocol used by the CAN controller 2003 is the CAN protocol. In the CAN protocol, each message has a unique message ID. A priority is assigned to the message ID, and priority control (bus arbitration) of the network 2005 is performed based on the priority of the message ID. Bus arbitration by message ID will be described. For example, consider a case where the control unit 2000 is connected to a plurality of control units having the same configuration as the control unit 2000 via the network 2005. When each control unit transmits a message to the network 2005 at the same time, only the control unit that transmits the message having the highest priority message ID among the messages acquires the right to use the network 2005 (bus Messages can be preferentially sent to the network 2005.
[0012]
Next, the configuration of the CAN controller will be described in detail. The CAN controller 2003 includes a control register 2022, a transmission / reception mailbox 2023, a priority control unit 2024, a transmission buffer 2025, a reception filter 2027, and a reception buffer 2026. Hereinafter, these will be described in detail.
[0013]
The transmission / reception mailbox 2023 will be described. The transmission / reception mailbox 2023 includes a plurality of mailboxes such as a mailbox a 2028, a mailbox b 2029, and a mailbox c 2030, and stores transmission messages and reception messages. FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the mailbox a2028. Mailbox a2028 has mailbox number 6004
Consists of MessageID6001, DataSize6002, and Data6003. A mailbox number 6004 is uniquely given to each mailbox of the transmission / reception mailbox 2023, and is an area for storing a mailbox number.
[0014]
MessageID6001 is an area for storing message IDs of transmission messages and reception messages. Mailbox a2028 stores only transmitted messages and received messages having MessageID6001. DataSize 6002 is an area for storing the data size of transmission messages and reception messages to be stored. Data 6003 is a data storage area for transmission messages and reception messages. The detailed configuration of the mailbox b2029 and the mailbox c2030 is the same as that of the mailbox a2028.
[0015]
FIG. 3 is a detailed configuration diagram of the control register 2022. The control register 2022 has mailbox numbers 5001, TXPR5002, TXACK5003,
It consists of RXPR5004 and MBIMR5005. Mailbox number 5001 is an area for storing a mailbox number for each mailbox. The TXPR 5002 is an area for storing a message transmission request for each mailbox number, and is set when a message transmission is requested to the CAN controller 2003. TXACK 5003 is an area for storing message transmission completion for each mailbox number, and is set when CAN controller 2003 completes message transmission. The RXPR 5004 is an area for storing message reception completion for each mailbox number, and is set when the CAN controller 2003 completes message reception. The MBIMR 5005 is an area for storing interrupt prohibition upon completion of message transmission or completion of message reception for each mailbox number. From the CAN controller 2003 to the CPU 2001 upon completion of message transmission or completion of message reception. Set a bit to disable interrupts.
[0016]
The priority control unit 2024 transfers the message in the corresponding mailbox to the transmission buffer 2025 when a message transmission request is generated. Further, when a plurality of message transmission requests are generated at the same time, the message ID stored in each corresponding mailbox is compared, and the message in the mailbox storing the message ID with the highest priority is sent to the transmission buffer. Transfer to 2025. The transmission buffer 2025 stores the message transferred from the priority control unit 2024. The stored message participates in bus arbitration based on the message ID. If the bus arbitration by the message ID is won, the message is transmitted to the network 2005. If the bus arbitration by the message ID is lost, the message is not transmitted to the network 2005 and waits for the next bus arbitration opportunity. When the bus arbitration by the message ID is lost and when a message transmission request is generated for a message having a message ID with a higher priority, the priority control unit 2024 assigns a message ID with a higher priority. The stored mailbox message is transferred to the transmission buffer 2025.
[0017]
The reception buffer 2026 stores a reception message from the network 2005.
[0018]
The reception filter 2027 compares the message ID of the message stored in the reception buffer 2026 with the message ID registered in each mailbox, and stores the message in the corresponding mailbox if there is the same message ID.
Next, the application program 2006, OSEK-COM2008, CAN driver 2009, and OS2050 stored in the memory 2002 will be described in detail.
[0019]
(C) Application program
The application program will be described. As shown in FIG. 1, the application program 2006 includes a plurality of application programs such as APa2012, APb2013, and APc2014. In this embodiment, these application programs are executed as separate tasks.
[0020]
(D) OSEK-COM
Next, the configuration of OSEK-COM will be described in detail. OSEK-COM2008 includes a plurality of message objects such as a message object a2015, a message object b2016, and a message object c2017, a message transmission process 2010, and a message reception process 2011. There are two types of messages used in the present embodiment: queued messages and unqueued messages. A Queued message is a message that requires queuing and cannot be overwritten. The Unqueued message is a message that does not require queuing and can be overwritten.
[0021]
FIG. 4 is a detailed configuration diagram of the message object a2015. Message object a2015 includes sMsgObj3001, Status3007, Data3008, Buffer3009, sMsgNetParams3013, sQueuedMsgInfo3018, sQueuedMsgObjA3022, sQueuedMsgObjB3030, multiple sQueuedMsgObj, Status3032 NULL.
[0022]
Status 3007 is an area for storing the status of sMsgObj (transmission status, buffer availability). Status 3024 is an area for storing the status of sQueuedMsgObjA3022 (buffer free status). Status 3032 is an area for storing the status of sQueuedMsgObjB3030 (buffer free status). Data 3008 is an area for storing message data. Buffer 3009 is a buffer of Data 3008 when the message is an Unqueued message (3012). FIFOBufferA3029 is a Data3008 buffer when the message is a Queued message (3012). FIFOBuffer B3037 is a buffer of Data3008 when the message is a queued message (3012).
sMsgObj3001 has Size3002, StatusRef3003, DataRef3004,
It consists of sQueuedMsgInfoRef3005 and sMsgNetParamsRef3006. Size 3002 is an area for storing the data size of the message. StatusRef3003 is a pointer to Status3007. DataRef3004 is a pointer to Data3008.
[0023]
If the message is a Queued message, sQueuedMsgInfoRef3005
Pointer to sQueuedMsgInfo3018. sQueuedMsgInfoRef3005 is a pointer to NULL 3011 when the message is an Unqueued message.
[0024]
The sMsgNetParamsRef 3006 is a pointer to the sMsgNetParams3013 when message transmission or message reception is via the network 2005.
[0025]
The sMsgNetParamsRef 3006 is a pointer to the NULL 3011 when message transmission or message reception is not via the network 2005.
[0026]
The sMsgNetParams 3013 includes TransferDir 3014, TransferMode 3015, TimePeriod 3016, and Handle 3017. TransferDir 3014 is an area for storing whether the message is a transmission message or a message is a reception message.
[0027]
TransferMode 3015 is an area for storing whether Periodic message transmission is used or Periodic message transmission is not used. When using periodicical message transmission, an application program can send a message every periodic time. The TimePeriod 3016 is an area for storing the period time when using Periodical message transmission. Handle 3017 is an area for storing the message ID of the message.
[0028]
The sQueuedMsgInfo3018 includes QueueDepth3019, NRec3020, and sQueuedMsgObjRef3021. The QueueDepth 3019 is an area for storing the FIFO buffer queuing depth, that is, the memory use area. The NRec 3020 is an area for storing the number of message object users. For example, when two application programs APa2012 and APb2013 use one message object a2015,
NRec3020 is 2. FIG. 4 shows a case where NRec3020 is 2, and the message object a2015 has two sQueuedMsgObj (3022, 3030), two Status (3024, 3032), and two FIFOBuffers (3029, 3037). . sQueuedMsgObjRef3021 is a pointer to sQueuedMsgObj. The configuration of sQueuedMsgObj will be described using sQueuedMsgObjA3022 as an example. sQueuedMsgObjA3022 is StatusRef3023, BoundaryDataRef3025,
It consists of WriteDataRef3026, ReadDataRef3027, and sQueuedMsgObjRef3028.
[0029]
StatusRef3023 is a pointer to Status3024. BoundaryDataRef3025 is the start address of FIFOBufferA3029. WriteDataRef3026 is a write address of FIFOBuffer A3029. ReadDataRef3027 is a read address of FIFOBufferA3029. sQueuedMsgObjRef3028 is a pointer to sQueuedMsgObjB3030. The configuration of sQueuedMsgObjB3030 is the same as the configuration of sQueuedMsgObjA3022. However, sQueuedMsgObjRef3036 is a pointer to NULL3038.
[0030]
Next, the operation of OSEK-COM will be described. First, the OSEK-COM message transmission processing 2010 will be described in detail. The message transmission process 2010 is a program for each application program to perform actual message transmission using OSEK-COM2008. In the present embodiment, the OSEK-COM message transmission process is executed by the task of the application program that called it. FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the message transmission process 2010. The message transmission process 2010 will be described with reference to FIG. For example, it is assumed that APa2012 uses the message object a2015 and the mail box a2028 to send a message.
[0031]
First, in step 100, APa2012 determines a message object a2015 to be used for message transmission.
[0032]
In step 101, the sMsgNetParamsRef 3006 is referenced to determine whether the message transmission is in-unit communication or via the network 2005.
[0033]
In the case of intra-unit communication, in step 102, the data of the message transmitted by APa2012 is written in Data3008.
[0034]
When the message to be transmitted is an Unqueued message, Data3008 is written to Buffer3009.
[0035]
When the message to be transmitted is a Queued message, Data 3008 is written in FIFOBuffer (3029, 3037).
[0036]
If the message transmission is not communication within the unit, that is, communication via a network, it is determined in step 103 whether the message to be transmitted is a transmission message with reference to TransferDir3014.
[0037]
Next, in step 104, it is determined whether the message to be transmitted is a queued message.
[0038]
If the message to be transmitted is a queued message, in step 105, queued message transmission processing is performed.
[0039]
If the message to send is an Unqueued message, at step 106,
Performs Unqueued message transmission processing.
[0040]
FIG. 6 is a flowchart showing details of the processing in step 102 of FIG. Step 102 will be described with reference to FIG.
[0041]
First, in step 200, the data of the message transmitted by APa2012 is written in Data3008.
[0042]
In step 201, if the message to be transmitted is an Unqueued message,
Write Data3008 to Buffer3009.
[0043]
When the message to be transmitted is a Queued message, Data3008 is written in FIFOBuffer (3029, 3037).
[0044]
FIG. 7 is a flowchart showing details of the processing in step 201 of FIG. Step 201 will be described with reference to FIG.
[0045]
First, in step 300, it is determined whether the message to be transmitted is a queued message.
[0046]
If the message to be sent is a queued message, in step 301,
Write Data3008 to FIFOBuffer (3029, 3037).
[0047]
If the message to be transmitted is not a queued message, first, in step 302, the dataref 3004 and size3002 are referenced to determine the write address of the buffer 3009. Next, in step 303, Data3008 is written into Buffer3009.
[0048]
FIG. 8 is a flowchart showing details of the processing in step 301 of FIG. Step 301 will be described with reference to FIG.
[0049]
First, in step 400, referring to Size 3002, the data size of the message to be transmitted is determined.
[0050]
In step 401, the address of Data3008 is determined with reference to DataRef3004.
[0051]
In step 402, the address of sQueuedMsgObjA3022 is determined with reference to sQueuedMsgObjRef3021.
[0052]
Next, while the condition of step 403 is satisfied, that is, while the determined address is not NULL, the procedure from step 404 to step 411 is repeated,
Write Data3008 to FIFOBuffer (3029, 3037). From Data3008
Steps 404 to 411 will be described by taking writing to FIFOBufferA3029 as an example.
[0053]
In step 404, it is determined whether the FIFOBuffer A3029 is overflowing.
[0054]
If it is overflowed, in Step 405, Status 3024 is set.
Write a value indicating that FIFOBufferA3029 is overflowing.
[0055]
If not, first, in step 406, referring to WriteDataRef3026, Data3008 is written to FIFOBufferA3029.
[0056]
Next, in step 407, WriteDataRef3026 is updated.
[0057]
In step 408, it is determined whether or not the buffer a2018 is overflowed by referring to LIMIT4007.
[0058]
If it is overflowed, a value indicating that the buffer a2018 is overflowed is written in the Status 3024 in step 409.
[0059]
If there is no overflow, a value indicating that the buffer a 2018 is not overflowed is written in the Status 3024 in Step 410.
[0060]
In step 411, the address of sQueuedMsgObjB3030 is determined with reference to sQueuedMsgObjRef3028.
[0061]
FIG. 9 is a flowchart showing details of the processing in step 105 of FIG. Step 105 will be described with reference to FIG.
[0062]
First, in step 500, it is determined whether Periodic message transmission is used with reference to TransferMode3015.
[0063]
When using Periodical message transmission, in step 501,
Referring to TimePeriod3016, Periodic message transmission is performed.
[0064]
If you do not use Periodical message transmission, first in step 502,
Referring to Size3002, the data size of the message to be transmitted is determined.
[0065]
Next, in step 503, the address of Data3008 is determined with reference to DataRef3004.
[0066]
In step 504, with reference to Handle 3017, the message ID of the message to be transmitted is determined.
[0067]
In step 505, the CAN driver transmission process 2032 is called, and a message is transmitted to the network 2005 using the CAN controller 2003. This call activates a task of CAN driver transmission processing, which will be described later.
[0068]
In step 506, it is determined from the return parameter in step 505 whether the message to be transmitted to Data 6003 has been written.
[0069]
If it can be written, first, in step 507, the data of the message transmitted by APa2012 is written in Data3008.
[0070]
Next, in step 508, Data3008 is written into FIFOBuffer (3029, 3037).
[0071]
FIG. 10 is a flowchart showing details of the processing in step 106 in FIG. Step 106 will be described with reference to FIG.
[0072]
First, in step 700, it is determined whether Periodic message transmission is used with reference to TransferMode3015.
[0073]
In the case of using Periodical message transmission, in step 701,
Referring to TimePeriod3016, Periodic message transmission is performed.
[0074]
When periodic message transmission is not used, first, in step 702, the size of the message to be transmitted is determined with reference to Size3002.
[0075]
Next, in step 703, the address of Data3008 is determined with reference to DataRef3004.
[0076]
In step 704, with reference to Handle 3017, the message ID of the message to be transmitted is determined.
[0077]
In step 705, a message is transmitted to the network 2005 using the CAN controller 2003.
[0078]
In step 706, it is determined from the return parameter in step 705 whether the message to be transmitted to Data 6003 has been written.
[0079]
If it can be written, first, in step 707, the data of the message transmitted by APa2012 is written in Data3008.
[0080]
Next, in step 708, Data3008 is written into Buffer3009.
[0081]
Next, the OSEK-COM message reception processing 2011 will be described in detail. The message reception process 2011 is a program for each application program to receive an actual message using OSEK-COM2008. In the present embodiment, the OSEK-COM message reception process is executed by the task of the application program that called it. FIG. 11 is a flowchart showing the flow of the message reception process 2011. The message reception process 2011 will be described with reference to FIG. For example, it is assumed that APa2012 receives a message using a message object a2015, a buffer a2018, and a mailbox a2028. The message received by APa2012 is stored in the mailbox a2028 by the CAN controller 2003, and stored in the buffer a2018 by the message transmission / reception completion interrupt processing 2034 of the CAN driver.
[0082]
First, in step 900, APa2012 determines the message object a2015 used for message reception.
[0083]
Next, in step 901, it is determined whether or not the received message is a received message with reference to TransferDir3014.
[0084]
In the case of a received message, first, in step 902, refer to DataRef3004,
Determine the address of Data3008.
[0085]
In step 903, with reference to Handle 3017, the message ID of the message to be received is determined.
[0086]
In step 904, the CAN driver reception process 2033 is called, and this call activates the task of the CAN driver reception process. Details of the process will be described later. The data of the message received from the buffer a2018 is written to Data3008.
[0087]
In step 905, it is determined from the return parameter in step 904 whether the data of the message received from the buffer a2018 to Data3008 has been written.
[0088]
If it can be written, in step 906, if the received message is an Unqueued message (3012), Data 3008 is written to Buffer 3009.
[0089]
When the received message is a queued message (3012), Data3008 is written into FIFOBuffer (3029, 3037).
[0090]
Finally, in step 907, data is read from message object a2015 to APa2012.
[0091]
FIG. 12 is a flowchart showing details of the processing in step 907 of FIG. Step 907 will be described with reference to FIG.
[0092]
First, in step 1100, the size of the received message is determined with reference to Size3002.
[0093]
Next, in step 1101, it is determined whether the received message is a queued message.
[0094]
If it is a Queued message, first in step 1102,
The address of sQueuedMsgObjA3022 is determined with reference to sQueuedMsgObjRef3021.
Next, in step 1103, with reference to Status3024, it is determined whether there is a received message in FIFOBufferA3029.
[0095]
If there is a received message, first, in step 1104, with reference to ReadDataRef3027, the received data is read from FIFOBuffer A3029 to APa2012.
[0096]
Next, in step 1105, ReadDataRef3027 is updated.
[0097]
In step 1106, it is determined whether FIFOBuffer A3029 is empty.
[0098]
If it is empty, in Step 1107, a value indicating that FIFOBufferA3029 is empty is stored in Status 3024.
[0099]
If it is not empty, in Step 1108, a value indicating that FIFOBuffer A3029 is not empty is stored in Status3024.
[0100]
If it is determined in step 1101 that the message is not a Queued message, first, in step 1109, the reading address of Buffer 3009 is determined with reference to DataRef 3004 and Size 3002.
[0101]
Next, in step 1110, received data is read from Buffer 3009 to APa2012.
In step 1111, a value indicating that Buffer 3009 is empty is stored in Status 3007.
[0102]
(E) CAN driver
Next, the CAN driver 2009 will be described in detail. First, the configuration of the CAN driver will be described. As shown in FIG. 1, the CAN driver 2009 includes a buffer 2031, a message attribute table 2021, a message transmission process 2032, a message reception process 2033, and a message transmission / reception completion interrupt process 2034.
[0103]
The buffer 2031 includes a plurality of buffers such as a buffer a2018, a buffer b2019, and a buffer c2020. The number of buffers constituting the buffer 2031 is the same as the number of mailboxes constituting the transmission / reception mailbox 2023, and each buffer is a dedicated buffer for each mailbox. For example, when the dedicated buffer for the mailbox a2028 is the buffer a2018, the buffer is a message data storage area similar to the Data 6003.
[0104]
FIG. 13 is a detailed configuration diagram of the message attribute table 2021. The message attribute table 2021 includes a mailbox number 4001, MessageID 4002, DataSize 4003, QUEUED4004, LOCKED4005, NOMSG4006, and LIMIT4007. Mailbox number 4001 is an area for storing the mailbox number of each mailbox. MessageID 4002 is an area for storing the message ID registered in the mailbox for each mailbox number. DataSize4003 is an area for storing the data size of the message registered in the mailbox for each mailbox number. MessageID4002 and DataSize4003 are storage areas similar to, for example, MessageID6001 and DataSize6002 constituting the mailbox a2028. The QUEUED 4004 is an area for storing whether the message is a queued message or an unqueued message for each mailbox number. Bit set if the message is a queued message. The LOCKED 4005 indicates that the message stored in the mailbox for each mailbox number has received a message transmission request and is currently transmitting a message to the network 2005 or has not received the message transmission request. This is an area for storing whether or not a message is being transmitted to. LOCKED4005 is set when the message stored in the mailbox receives a message transmission request and is currently performing message transmission to the network 2005. NOMSG4006 is an area for storing whether a received message is stored in the buffer 2031 or not for each mailbox number. NOMSG4006 is set when no received message is stored in the buffer 2031. LIMIT4007 is an area for storing, for each mailbox number, whether the received message is stored up to the limit in the buffer 2031 or whether the received message is not stored up to the limit. LIMIT4007 is set when the received message is stored up to the limit in each buffer of buffer 2031. In this embodiment, in order to handle queued messages and unqueued messages, it is necessary to provide, for example, a FIFO buffer for queuing queued messages in the buffer 2031.
[0105]
An Unqueued message is a message that does not require queuing. When each buffer of the buffer 2031 is implemented as a FIFO buffer, the LIMIT 4007 is set when the FIFO buffer overflows.
[0106]
Next, the operation of the CAN driver will be described. The CAN driver process is executed by a task different from the application program and OSEK-COM. First, the CAN driver message transmission processing 2032 will be described in detail. In this embodiment, when the OSEK-COM calls the CAN driver message transmission process in step 505 of FIG. 9, the CAN driver message transmission processing task is activated. When a plurality of CAN driver message transmission processing calls occur, a plurality of tasks are activated in response to them.
[0107]
FIG. 14 is a flowchart showing details of the CAN driver message transmission processing 2032. The CAN driver transmission process will be described with reference to FIG. First, in step 600, the mailbox number is determined from the message ID of the message to be transmitted using the message attribute table 2021.
[0108]
Next, in step 601, it is determined whether the bit is set in LOCKED4005. If the bit is set, in step 602, the return parameter is
Stores a value indicating that the message to be sent to Data6003 could not be written.
[0109]
If the bit is not set, first, in step 603, the bit is set to LOCKED4005.
[0110]
Next, in step 604, the data of the message transmitted by APa2012 is written in Data6003.
[0111]
In step 605, the bit is set in the TXPR 5002, and the CAN controller 2003 is requested to send a message to the network 2005.
[0112]
In step 606, a value indicating that the message to be transmitted to Data 6003 has been written is stored in the return parameter.
[0113]
When the above process ends, the CAN driver message transmission task ends.
[0114]
Next, the message reception processing 2033 of the CAN driver will be described in detail. In this embodiment, when the OSEK-COM calls the CAN driver message reception process in step 904 of FIG. 11, the CAN driver reception process task is activated. When a plurality of CAN driver message reception processing calls occur, a plurality of tasks are activated in response to them.
[0115]
FIG. 15 is a flowchart showing details of the message reception processing 2033 of the CAN driver. The CAN driver reception process will be described with reference to FIG.
First, in step 1000, the mailbox number is determined from the message ID of the received message using the message attribute table 2021.
[0116]
In step 1001, the bit is set in MBIMR5005.
[0117]
In step 1002, it is determined whether the bit is set in NOMSG4006.
[0118]
If the bit is set in the determination in step 1002, in step 1003, a value indicating that the message to be received is not written in the buffer a2018 is stored in the return parameter.
[0119]
If it is determined in step 1002 that the bit is not set, it is first determined in step 1004 whether the bit is set in LIMIT4007.
[0120]
If the bit is set in the determination in step 1004, first, in step 1005, a value indicating that the buffer a2018 is overflowing is stored in the return parameter.
[0121]
Next, at step 1006, LIMIT4007 is cleared.
[0122]
If the bit is not set in the determination in step 1004, a value indicating that the buffer a2018 is not overflowed is stored in the return parameter in step 1007.
[0123]
In step 1008, the data of the message received from the buffer a2018 is written to the data 3008.
[0124]
In step 1009, the bit is set in NOMSG4006.
[0125]
In step 1010, MBIMR5005 is cleared.
[0126]
When the above process ends, the CAN driver message reception task ends.
[0127]
Next, the message transmission / reception completion interrupt processing 2034 of the CAN driver will be described in detail. FIG. 16 is a flowchart showing details of the message transmission / reception completion interrupt processing 2034. The message transmission / reception completion interrupt process will be described with reference to FIG.
[0128]
First, in step 800, the CAN controller 2003 determines whether it is a message transmission completion interrupt.
[0129]
If it is a message transmission completion interrupt, the procedure from step 802 to step 804 is repeated while the condition of step 801 is satisfied, that is, from the smallest mailbox number by the number of mailboxes of the CAN controller 2003. To do.
[0130]
In step 802, it is determined whether the bit is set in TXACK5003.
[0131]
If the bit is set, first, in step 803, LOCKED4005 is cleared.
[0132]
In step 804, TXACK5003 is cleared.
[0133]
In step 805, the message transmission completion interrupt flag is cleared.
[0134]
In step 806, the CAN controller 2003 determines whether it is a message reception completion interrupt.
[0135]
If it is a message reception completion interrupt, the procedure from step 808 to step 815 is repeatedly executed while the condition of step 807 is satisfied, that is, from the smallest mailbox number by the number of mailboxes of the CAN controller 2003. To do.
[0136]
In step 808, it is determined whether the bit is set in RXPR5004.
[0137]
If the bit is set, it is determined in step 809 whether the bit is set in QUEUED4004.
[0138]
If it is determined in step 809 that the bit is set, it is determined in step 810 whether the bit is set in NOMSG4006.
[0139]
If it is determined in step 810 that the bit is set, the received message is written from the mailbox a2028 to the buffer a2018 in step 811.
[0140]
If it is determined in step 810 that the bit is not set, the bit is set in LIMIT 4007 in step 812.
[0141]
If it is determined in step 809 that the bit is not set, the received message is written from the mailbox a2028 to the buffer a2018 in step 813.
[0142]
In step 814, NOMSG4006 is cleared.
[0143]
In step 815, RXPR5004 is cleared.
[0144]
(F) OS
Next, OS2050 will be described in detail. The OS 2050 has a task priority management table 2051 and a scheduler 2052 that performs task scheduling. A task scheduling method of the scheduler 2052 using the task priority management table 2051 will be described.
[0145]
FIG. 17 is a configuration diagram of a task priority order management table. The configuration of the task priority order management table will be described with reference to FIG. The task priority order management table includes a message ID 1200 of a message and a task priority order 1201. For example, if the priority order of message IDs is high in the order of 100, 200, and 300, the priority order of tasks that process the message also becomes high in the order of 1, 2, and 3 in accordance with the priority order of message IDs. As described above, the task priority management table is set in advance. The scheduler 2052 refers to the task priority management table 2051 and preferentially activates a task with a higher task priority.
[0146]
In this embodiment, the task of the message transmission process 2032 and the message reception process 2033 of the CAN driver 2009 is activated by a call from OSEK-COM2008. Assume that the CAN driver 2009 stores the transmission message in the transmission / reception mailbox 2023 by the task activation of the message transmission processing 2032 of the CAN driver 2009, and can request the CAN controller 2003 to transmit to the network 2005.
[0147]
When a CAN driver message transmission processing task that transmits a message with a message ID of 300 is activated, the scheduler 2052 refers to the task priority management table 2051 and activates the task with priority 3. The activated task uses the CAN driver 2009 to store a transmission message in the transmission / reception mailbox 2023 and requests the CAN controller 2003 to transmit to the network 2005.
[0148]
When the message transmission processing task of the CAN driver that transmits a message with a message ID of 300 is activated and the message transmission processing task of the CAN driver that transmits a message with a message ID of 100 is activated later, the scheduler 2052 With reference to the task priority management table 2051, the task is activated with priority 1, and the task activated with priority 3 is temporarily held. As a result, the message ID 100 is stored in the transmission / reception mailbox 2023 before the message ID 300 message, and the CAN controller 2003 can be requested to transmit to the network 2005.
[0149]
Similarly, the message reception processing task of the CAN driver is activated in the priority order corresponding to the received message ID.
[0150]
According to the present invention, even if a message transmission processing task of a certain CAN driver stores a message in the mailbox of the CAN controller and is executing a message transmission request to the network, another CAN started later The message transmission processing task of the driver can store a high priority message in the mailbox of the CAN controller and execute a message transmission request to the network. As a result, the highest priority message can always be transmitted with the highest priority, and the real-time property of message transmission can be improved. Further, according to the present invention, even if a message reception processing task of a CAN driver is storing a message from the mailbox of the CAN controller to the message object of OSEK-COM, the message of another CAN driver activated later. The reception processing task can store a high priority message from the CAN controller mailbox to the OSEK-COM message object. As a result, the highest priority message can always be received with the highest priority, and the real-time property of message reception can be improved.
[0151]
(2) Other embodiments of the present invention
In the above description, the CAN driver is provided with the buffer for temporarily storing the received message. However, the received message may be directly written to the OSEK-COM message object from the CAN controller without providing the buffer. As a result, the message reception processing execution time can be reduced and memory resources can be saved.
[0152]
Further, a CAN controller having a plurality of mailboxes is used, and only one specific message ID is assigned to each mailbox. However, a plurality of message IDs can be assigned to one mailbox. Thereby, regardless of the number of mailboxes that the CAN controller has, various types of messages with different message IDs can be transmitted and received.
[0153]
Further, the CAN driver is provided with one buffer for temporarily storing received messages, one for each mailbox. However, a plurality of buffers can be provided for one mailbox. Thereby, when a plurality of messages are received in one mailbox, it can be buffered for each message ID of the received message, and by starting the message reception processing task of the CAN driver according to the priority of the message, The real-time property of message reception can be improved.
[0154]
Further, although the CAN driver is provided with a buffer for temporarily storing received messages, a buffer for temporarily storing transmission messages may be provided. A plurality of buffers may be provided for one mailbox. Thus, when a plurality of messages are transmitted using a single mailbox, the message can be buffered for each message ID of the transmitted message, and the message transmission processing task of the CAN driver is started according to the priority of the message. Thus, the real-time property of message transmission can be improved.
[0155]
Although the CAN protocol is used, other communication protocols may be used. As a result, not only the CAN protocol but also other protocols can be supported.
[0156]
Although OSEK-COM is used as a communication library, other communication libraries that perform message transmission processing and message reception processing may be used. Thereby, not only OSEK-COM but other communication libraries can be supported.
[0157]
【The invention's effect】
According to the present invention, a message having the highest priority can always be transmitted with the highest priority, and the real-time property of message transmission is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a real-time distributed system.
FIG. 2 is a detailed block diagram of a mailbox that constitutes a CAN controller in a control unit of a real-time distributed system.
FIG. 3 is a detailed configuration diagram of a control register of the CAN controller.
FIG. 4 is a detailed configuration diagram of message objects that constitute OSEK-COM in the control unit of the real-time distributed system.
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of message transmission processing.
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of message object data and buffer update in message transmission processing;
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of message object buffer update in message transmission processing;
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of updating a message object FIFO buffer in message transmission processing;
FIG. 9 is a flowchart showing a flow of sending a Queued message in the message sending process.
FIG. 10 is a flowchart showing a flow of sending an Unqueued message in the message sending process.
FIG. 11 is a flowchart showing a flow of message reception processing.
FIG. 12 is a flowchart showing a flow of message reception from a message object in message reception processing.
FIG. 13 is a detailed configuration diagram of a message attribute table that constitutes a CAN driver in the control unit of the real-time distributed system.
FIG. 14 is a flowchart showing a flow of message transmission by a roller.
FIG. 15 is a flowchart showing a flow of message reception from the buffer in the CAN driver.
FIG. 16 is a flowchart showing a flow of message transmission / reception completion interrupt processing;
FIG. 17 is a detailed configuration diagram of a task priority management table that constitutes an OS in the control unit of the real-time distributed system.
[Explanation of symbols]
2000 ... Control unit, 2001 ... CPU, 2002 ... Memory, 2003 ... CAN controller, 2004 ... Bus, 2005 ... Network, 2006 ... Application program, 2008 ... OSEK-COM, 2009 ... CAN driver, 2010 ... OSEK-COM message transmission Processing, 2011 ... OSEK-COM message reception processing, 2021 ... Message attribute table, 2022 ... Control register, 2023 ... Transmission / reception mailbox, 2024 ... Priority control unit, 2025 ... Transmission buffer, 2026 ... Reception buffer, 2027 ... Reception filter, 2031 ... buffer, 2032 ... CAN driver message transmission processing, 2033 ... CAN driver message reception processing, 2034 ... CAN driver message transmission Reception completion interrupt processing, 2050... OS, 2051... Task priority management table, 2052.

Claims

A network controller for network communication;
A memory for storing the program;
A CPU for executing a program stored in the memory,
In a real-time distributed system that executes transmission / reception processing of messages having communication priorities using the network controller while executing the program stored in the memory with the CPU,
A network driver for performing network communication by executing a plurality of message transmission / reception processes by the network controller storing a plurality of transmission / reception messages;
The priority of the network communication sending and receiving messages to be handled, and the network driver priority management unit which determines the priority of processing of the network driver corresponding to the priority of the network communication said transmission received message,
A real-time distributed system comprising: a scheduling unit that executes the processing of the network driver according to the priority of processing of the network driver.

A network controller for network communication;
A memory for storing the program;
A CPU for executing a program stored in a memory;
In a real-time distributed system that executes transmission / reception processing of messages having communication priorities using the network controller while executing the program stored in the memory with the CPU,
A message storage unit for storing a plurality of transmission / reception messages;
Sending / receiving processing of a plurality of messages stored in the message storage unit,
A network driver that performs network communication by using the network controller;
The priority of the network communication sending and receiving messages to be handled, and the network driver priority management unit which determines the priority of processing of the network driver corresponding to the priority of the network communication said transmission received message,
A real-time distributed system comprising: a scheduling unit that executes network driver processing in accordance with the network driver processing priority.

A network controller for network communication;
A memory for storing the program;
A CPU that executes a program stored in the memory, and executes a message transmission / reception process with communication priority using the network controller while the CPU stores the program stored in the memory. Real-time distributed system
A message storage unit for storing a plurality of transmission / reception messages;
A network driver for performing network communication using the network controller;
A communication processing library for executing transmission / reception processing of a plurality of messages stored in the message storage unit using the network driver means;
The priority of the network communication sending and receiving messages to be handled, and the network driver priority management unit which determines the priority of processing of the network driver corresponding to the priority of the network communication said transmission received message,
A real-time distributed system comprising: a scheduling unit that executes network driver processing in accordance with the network driver processing priority.

The network controller has a plurality of mailboxes for storing a plurality of messages, and can perform network communication of the messages stored in the plurality of mailboxes according to the priority order of the messages. The real-time distributed system according to claim 2 or claim 3.

5. The real-time distributed system according to claim 4, wherein a message having one priority order is stored for each of the plurality of mailboxes.

5. The real-time distributed system according to claim 4, wherein a message having a plurality of priorities is stored for one of the plurality of mailboxes.

4. The real-time distributed system according to claim 1, wherein the network controller is a CAN controller that processes a CAN protocol, and the priority of the network communication is specified by a message ID of the message.

The network driver means includes a message transmission task for performing a message transmission process and a message reception task for performing a message reception process, and the scheduling unit includes the message transmission task according to a priority of the network driver processing. The real-time distributed system according to claim 1, wherein the message reception task is executed.

4. The real-time distributed system according to claim 2, wherein the message storage unit is a message object that stores an OSEK-COM protocol message.

The network driver has a message buffer for temporarily storing a transmission message or a reception message,
6. The real-time distributed system according to claim 3, wherein the transmitted message or the received message is temporarily stored in the message buffer and then stored in the message storage means.

7. The network driver means includes a message buffer for temporarily storing a transmission message or a reception message, and a message stored in one of the mailboxes is stored in one of the message buffers. Real-time distributed system.

The network driver means has a message buffer for temporarily storing a transmission message or a reception message, and stores messages stored in a plurality of the mailboxes in one of the message buffers. Real-time distributed system.

4. The real-time distributed system according to claim 3, wherein the communication processing library means performs message transmission processing and message reception processing according to the OSEK-COM protocol.

The network driver means includes a message transmission task for performing message transmission processing, and a message reception task for performing message reception processing,
The scheduling means executes the message sending task and the message receiving task as tasks different from the task for executing the message sending process and the message receiving process of the communication processing library means according to the priority of the processing of the network driver. The real-time distributed system according to claim 13, wherein: