JP2006234711A - Time synchronization system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、時刻同期化システムに関し、特に、ネットワークで接続された主従関係にある複数の機器について、タイマを用いて時刻の同期化を行う時刻同期化システムに関する。 The present invention relates to a time synchronization system, and more particularly to a time synchronization system that uses a timer to synchronize time for a plurality of devices that are connected by a network and have a master-slave relationship.
ネットワークで接続された主従関係にある複数の機器間で、タイマを用いて時刻の同期化を行う方式の一例が特許文献1に記載されている。この時刻同期化方式は、図16に示すように、複数のプロセッサノード960A、960B、960Nと、これらを接続するノード間接続装置950とで構成されたシステムであって、ノード間接続装置950がマスタ時計910を備え、複数のプロセッサノード960A、960B、960Nの各々がコピー時計961A、961B、961Nを備える。
上記構成により、ノード間接続装置950が一定間隔で時刻設定信号を全プロセッサノード960A、960B、960Nに送信し、プロセッサノード960A、960B、960Nは、送られてきた時刻設定信号の時刻値をコピー時計961A、961B、961Nに設定して時刻の同期化を行う。
With the above configuration, the
ここで、従来は、時刻設定信号をノード間接続装置950が送信する場合に、競合する他の通信、送信バッファでの待ち時間、ノード間接続装置とプロセッサノード間の距離のばらつきなどによって、時刻設定信号を受け取るまでの時間が個々のプロセッサノード960A、960B、960Nにより異なるため、正確な同期化を行うことができなかった。そこで、特許文献1に記載の発明は、この問題を解決するため、プロセッサノード960A、960B、960N毎の遅延の差分を補正値として時刻設定データを調整することにより、時刻設定信号の到達時間が異なっても、全プロセッサノード960A、960B、960Nのコピー時計961A、961B、961Nを同じ時刻に設定することを可能としている。
Here, conventionally, when the
上記従来の時刻同期化方式においては、各プロセッサノード960A、960B、960Nが備えるコピー時計961A、961B、961Nは、時刻同期化を行っても少しずつずれてしまう。これを防止するには、時刻設定信号を送信する間隔を短くする必要がある。しかし、上述した従来技術では、他の通信の状態を確認せずに時刻設定信号が通信パスに割り込むため、他の通信が割り込み中に待たされたり、送信バッファ内に時刻設定信号が入力されるため、後からの通信は、時刻設定信号が送出されるまで待たされることになる。すなわち、頻繁に、プロセッサノード960A、960B、960Nとの間で通信が発生している環境下で時刻設定信号の送信間隔を短くすると、優先度の高い他の通信が遅れ、システムに影響を与える可能性がある。
In the conventional time synchronization method described above, the
そこで、本発明は、上記従来の時刻同期化方式における問題点に鑑みてなされたものであって、ネットワークで接続された主従関係にある複数の機器のタイマによる時刻の同期化を行うにあたって、他の通信の性能を低下させずに、時刻同期化の精度を向上させることが可能な時刻同期化システム等を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the problems in the conventional time synchronization method described above, and in performing time synchronization by timers of a plurality of devices in a master-slave relationship connected by a network, An object of the present invention is to provide a time synchronization system and the like that can improve the accuracy of time synchronization without degrading the communication performance.
上記目的を達成するため、本発明は、ネットワークで接続されたマスタとして動作するノード間接続装置と、該ノード間接続装置に接続されたスレーブとして動作する複数のプロセッサノードとを備え、該プロセッサノードの各々が内蔵するコピー時計を、前記ノード間接続装置が内蔵するマスタ時計と同期させる時刻同期化システムにおいて、前記ノード間接続装置は、前記マスタ時計に基づいて時刻設定命令を生成する時刻設定命令作成手段と、前記プロセッサノードへの通信データを格納する通信データ格納手段と、該通信データの間隔を計算する通信データ間隔計算手段と、前記通信データ格納手段の出力に、前記時刻設定命令作成手段の出力を挿入する時刻設定命令挿入手段と、前記プロセッサノードの通信データ受信可能状態を判断する送信可能判定手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes an inter-node connection device that operates as a master connected via a network, and a plurality of processor nodes that operate as slaves connected to the inter-node connection device. In the time synchronization system for synchronizing the copy clock built in each of the clocks with the master clock built in the inter-node connection device, the inter-node connection device generates a time setting command based on the master clock Creating means; communication data storing means for storing communication data to the processor node; communication data interval calculating means for calculating an interval of the communication data; and output of the communication data storing means at the time setting command creating means A time setting command insertion means for inserting the output of the communication node, and a communication data reception enabled state of the processor node. Characterized in that it comprises a transmittable determining means for disconnection.
そして、本発明によれば、通信データ間隔計算手段によって、プロセッサノードへの通信データの間隔を計算し、プロセッサノードへの通信データを格納する通信データ格納手段の出力に、マスタ時計に基づいて時刻設定命令を生成する前記時刻設定命令作成手段の出力を挿入するため、優先度の高い通信が頻繁に発生しても性能を低下させることなく、時刻同期化の精度を向上させることができる。 According to the present invention, the communication data interval calculation means calculates the communication data interval to the processor node, and outputs the communication data storage means for storing the communication data to the processor node based on the master clock. Since the output of the time setting command generation means for generating the setting command is inserted, the accuracy of time synchronization can be improved without degrading the performance even when high priority communication occurs frequently.
また、本発明は、ネットワークで接続されたマスタとして動作するノード間接続装置と、該ノード間接続装置に接続されたスレーブとして動作する複数のプロセッサノードとを備え、該プロセッサノードの各々が内蔵するコピー時計を、前記ノード間接続装置が内蔵するマスタ時計と同期させる時刻同期化システムにおいて、前記ノード間接続装置は、前記マスタ時計に基づいて時刻設定命令を生成する時刻設定命令作成手段と、前記プロセッサノードへの通信データを格納する通信データ格納手段と、前記通信データ格納手段の出力に、前記時刻設定命令作成手段の出力を挿入する時刻設定命令挿入手段と、前記プロセッサノードの通信データ受信可能状態を判断する送信可能判定手段とを備え、前記プロセッサノードの各々は、前記ノード間接続装置から受信した不完全な時刻設定命令を無効にする時刻設定命令廃棄手段を備えることを特徴とする。 In addition, the present invention includes an inter-node connection device that operates as a master connected via a network, and a plurality of processor nodes that operate as slaves connected to the inter-node connection device, and each of the processor nodes is built in In a time synchronization system that synchronizes a copy clock with a master clock built in the internode connection device, the internode connection device includes a time setting command creating means for generating a time setting command based on the master clock, and Communication data storage means for storing communication data to the processor node, time setting instruction insertion means for inserting the output of the time setting instruction creation means into the output of the communication data storage means, and communication data of the processor node can be received Transmission capability determining means for determining a state, and each of the processor nodes includes the node Characterized in that it comprises a time setting command discarding means to disable incomplete time setting command received from between the connection device.
そして、本発明によれば、プロセッサノードの各々は、時刻設定命令廃棄手段によってノード間接続装置から受信した不完全な時刻設定命令を無効にするため、優先度の高い通信が頻繁に発生しても性能を低下させることなく、時刻同期化の精度を向上させることができる。 According to the present invention, since each of the processor nodes invalidates the incomplete time setting command received from the inter-node connection device by the time setting command discarding means, high priority communication frequently occurs. However, the accuracy of time synchronization can be improved without degrading performance.
さらに、本発明は、複数のプロセッサノードに接続され、該複数のプロセッサノードの各々が内蔵するコピー時計を、内蔵するマスタ時計と同期させるノード間接続装置であって、前記マスタ時計に基づいて時刻設定命令を生成する時刻設定命令作成手段と、前記プロセッサノードへの通信データを格納する通信データ格納手段と、前記通信データの間隔を計算する通信データ間隔計算手段と、前記通信データ格納手段の出力に、前記時刻設定命令作成手段の出力を挿入する時刻設定命令挿入手段と、前記プロセッサノードの通信データ受信可能状態を判断する送信可能判定手段とを備えることを特徴とする。これによって、上述のように、ネットワーク内で優先度の高い通信が頻繁に発生しても性能を低下させずに、時刻同期化の精度を向上させることができる。 Furthermore, the present invention is an inter-node connection device that is connected to a plurality of processor nodes and synchronizes a copy clock built in each of the plurality of processor nodes with a built-in master clock, based on the master clock. Time setting command generating means for generating a setting command, communication data storing means for storing communication data to the processor node, communication data interval calculating means for calculating an interval of the communication data, and output of the communication data storing means And a time setting command insertion unit for inserting the output of the time setting command generation unit, and a transmission capability determination unit for determining a communication data receivable state of the processor node. As a result, as described above, it is possible to improve the accuracy of time synchronization without degrading the performance even when high priority communication frequently occurs in the network.
また、本発明は、マスタ時計を内蔵するノード間接続装置に接続され、該マスタ時計に同期されるコピー時計を内蔵するプロセッサノードであって、前記ノード間接続装置から受信した不完全な時刻設定命令を無効にする時刻設定命令廃棄手段を備えることを特徴とする。これによって、上述のように、ネットワーク内で優先度の高い通信が頻繁に発生しても性能を低下させずに、時刻同期化の精度を向上させることができる。 In addition, the present invention is a processor node which is connected to an internode connection device having a built-in master clock and has a copy clock synchronized with the master clock, wherein the incomplete time setting received from the internode connection device Time setting command discarding means for invalidating the command is provided. As a result, as described above, it is possible to improve the accuracy of time synchronization without degrading the performance even when high priority communication frequently occurs in the network.
以上のように、本発明によれば、ネットワークで接続された主従関係にある複数の機器のタイマによる時刻の同期化を行うにあたって、他の通信の性能を低下させずに、時刻同期化の精度を向上させることが可能となる。 As described above, according to the present invention, when performing time synchronization by timers of a plurality of devices connected in a master-slave relationship with a network, the accuracy of time synchronization can be achieved without degrading the performance of other communications. Can be improved.
図1は、本発明にかかる時刻同期化システムの第1の実施の形態を示し、この時刻同期化システムは、計算を行う複数台のプロセッサノード41、42、43と、これらプロセッサノード41〜43を接続するノード間接続装置1とで構成される。
FIG. 1 shows a first embodiment of a time synchronization system according to the present invention. This time synchronization system includes a plurality of
ノード間接続装置1は、通信制御部2と、通信制御部2から通信データを受け取り、プロセッサノード41〜43に通信データを送出する複数の通信データ送信部101、102、103と、マスタ時計3とを備える。
The
プロセッサノード41は、受信バッファ部410と、コピー時計411とを備え、プロセッサノード42は、受信バッファ部420と、コピー時計421とを備え、プロセッサノード43は、受信バッファ部430と、コピー時計431とを備える。
The
通信データ送信部101は、プロセッサノード41と1対1で接続され、通信制御部2からのデータを受け取り、通信データを格納する送信バッファ部(通信データ格納手段)11と、送信バッファ部11から送られる通信データの隙間に、時刻同期用の時刻設定命令を挿入する時刻設定命令挿入部(時刻設定命令挿入手段)12と、マスタ時計3から送信された時刻データに基づいて時刻設定命令を作成する時刻設定命令作成部(時刻設定命令作成手段)14と、送信バッファ部11から時刻設定命令挿入部12に送られる通信データの隙間を計算する通信データ間隔計算部(通信データ間隔計算手段)13と、時刻設定命令挿入部12から出力された通信データの数と通信データに対する返却通信の数により、送出可能な通信データの数を制御するビジー制御部(送信可能判定手段)15とで構成される。
The communication
次に、通信データをノード間接続装置1からプロセッサノード41に送信しようとしている時に、時刻設定命令を発行する場合の動作について、図1と図2を参照しながら説明する。
Next, an operation when a time setting command is issued when communication data is going to be transmitted from the
通信制御装置2から通信データ送信部101への通信データD1は、信号線1aを通って通信データ送信部101に入力され、送信バッファ部11で受信されて格納される。通信データは、複数ワードで1ブロックを構成し、そのブロック単位でチェックコードを有し、受信後にブロック単位でチェックを行う。送信バッファ部11は、1ブロック毎にチェックを行い、チェック終了後に時刻設定命令挿入部12に送出可能となる。この状態は、図2のクロック14の状態である。
Communication data D1 from the
送出可能となった通信データD1は、ビジー制御部15からの信号により、プロセッサノード41が受け付け可能であれば、時刻設定命令挿入部12を経由し、信号線1bを通ってプロセッサノード41に送られる。
The communication data D1 that can be sent is sent to the
マスタ時計3は、すべてのプロセッサノード41〜43が同期を取ることができるようにするため、すべての通信データ送信部101〜103の時刻設定命令作成部14に対して時刻データを送信している。時刻設定命令作成部14は、図3に示した時刻設定命令TCを、マスタ時計3からの時刻データに遅延誤差調整値を加えて作成する。
The
時刻設定命令TCは、2ワードで構成され、全ワードに有効なデータであることを示す有効フラグと、前半のワード0は、この通信データが時刻設定命令TCであることを示すコマンドフィールドで構成され、後半のワード1は、マスタ時計3から受け取った時刻と、プロセッサノード41までの遅延データを加算した時刻データを設定するデータフィールドとで構成される。
The time setting command TC is composed of two words, and a valid flag indicating that the data is valid for all words, and the
図4に示すように、ノード間接続装置1と、プロセッサノード41、42、43との間の距離L1、L2、L3は、すべて異なる場合があり、そのため、時刻設定命令TCが各プロセッサノード41〜43に到達する時刻も異なる。そこで、予めその差分を遅延誤差調整値として時刻データに反映させておき、プロセッサノード41〜43がコピー時計411〜431に時刻データを設定した時に、プロセッサノード41〜43が同一の時刻になるようにする。
As shown in FIG. 4, the distances L1, L2, and L3 between the
時刻設定命令作成部14は、所定の間隔で時刻設定命令TCを送出する。これは、例えばマスタ時計3から送信される時刻データの下位ビットが一定間隔で所定のビットパターンになることを利用する。
The time setting
時刻設定命令TCを発行する時刻になると、時刻設定命令挿入部12は、通信データが時刻設定命令挿入部12を通過するまで、時刻設定命令作成部14からの時刻設定命令TCは受け付けず、通信データの最後のデータが時刻設定命令挿入部12から送出されると、時刻設定命令作成部14からのデータを受け付けるように切り替わり、次のタイミングで時刻設定命令TCの前半が送出され、その次のタイミングで時刻設定命令TCの後半がプロセッサノード41に送出される。
When it is time to issue the time setting command TC, the time setting
プロセッサノード41は、受信バッファ部410で通信データを受け取る。時刻設定命令TCを受け取った場合には、時刻設定命令TCの時刻データをコピー時計411に設定し、他のプロセッサノード42、43との同期ずれが修正される。
The
図2に示すように、通信データD1の後に通信データD2が通信制御部2から送られてきた場合には、通信データD1の通過後に、時刻設定命令挿入部12が時刻設定命令作成部14側に切り替わるとは限らない。この場合には、通信データ間隔計算部13で通信データD1と通信データD2との間隔を計算し、時刻設定命令TCを挿入することができる間隔が確保できる場合のみ切り替わる。
As shown in FIG. 2, when the communication data D2 is sent from the
通信データ間隔計算部13は、信号線1aから入力された通信データの内容を解析して1ブロックのワード数を知ることができ、また、送信バッファ部11の書き込みポインタと読み出しポインタの値から、送信バッファ部11内に存在する通信データの合計ワード数を計算して入力中の通信データの全ワード数と比較する。この例の場合には、通信データD1の最後のワードが送信バッファ部11から出て行った時点で、通信データD2の全ワード数と、送信バッファ部11内に存在する通信データの合計ワード数とを比較し、時刻設定命令TCを挿入することができる間隔が空くことが分かるため、時刻設定命令挿入部12は、時刻設定命令作成部13側の信号に切り替える。この状態が、クロック9の状態である。
The communication data
しかし、図5に示す例のように、通信データD2のワード数が6ワードであった場合には、通信データD1と通信データD2の間隔は、図5のクロック15のように、1サイクルしか空かないため、時刻設定命令挿入部12は切り替わらず、クロック23のように通信データD2の通過後に切り替わる。
However, when the number of words of the communication data D2 is 6 words as in the example shown in FIG. 5, the interval between the communication data D1 and the communication data D2 is only one cycle as in the
ビジー制御部15は、通信データ送信部101からプロセッサノード41に出力された通信データの数と、プロセッサノード41から送信される受取数とをカウントし、プロセッサノード41のその時点での通信データの受取可能数を計算する。受取可能数が予め設定してある相手装置の最大通信データの受取可能数に達すると、送信バッファ部11と時刻設定命令挿入部12に対してビジー信号を送出し、通信データと時刻設定命令TCの送出を停止させる。
The
次に、本発明にかかる時刻同期化システムの第2の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Next, a second embodiment of the time synchronization system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
この時刻同期化システムは、図6に示すように、計算を行う複数台のプロセッサノード51、52、53と、これらプロセッサノード51〜53を接続するノード間接続装置1とで構成される。
As shown in FIG. 6, the time synchronization system includes a plurality of
ノード間接続装置1は、通信制御部2と、通信制御部2から通信データを受け取り、プロセッサノード51〜53に通信データを送出する複数の通信データ送信部201、202、203と、マスタ時計3とを備える。
The
プロセッサノード51は、受信バッファ部510と、コピー時計511と、通信データ解析制御部(時刻設定命令廃棄手段)512とを備える。プロセッサノード52は、受信バッファ部520と、コピー時計521と、通信データ解析制御部522とを備える。また、プロセッサノード53は、受信バッファ部530と、コピー時計531と、通信データ解析制御部532とを備える。
The
通信データ送信部201は、プロセッサノード51と1対1で接続され、通信制御部2からの通信を受け取って通信データを格納する送信バッファ部(通信データ格納手段)21と、送信バッファ部21から送信される通信データの隙間に時刻同期用の時刻設定命令TCを挿入する時刻設定命令挿入部(時刻設定命令挿入手段)22と、マスタ時計3から送信された時刻データに基づいて時刻設定命令TCを作成する時刻設定命令作成部(時刻設定命令作成手段)24と、時刻設定命令挿入部22から出力された通信データの数と、通信データに対する返却通信の数により、送出可能な通信データの数を制御するビジー制御部(送信可能判定手段)25とで構成される。
The communication
次に、通信データをノード間接続装置1からプロセッサノード51に送信しようとしている時に時刻設定命令を発行する場合について、図6及び図7を参照しながら説明する。
Next, a case where a time setting command is issued when communication data is about to be transmitted from the
通信制御装置2から通信データ送信部201への通信データD1は、信号線2aを通って通信データ送信部201に入力され、送信バッファ部21で受信されて格納される。通信データは、複数ワードで1ブロックを構成し、そのブロック単位でチェックコードを有し、受信後にブロック単位でチェックを行う。送信バッファ部21は、1ブロック毎にチェックを行い、チェック終了後に時刻設定命令挿入部22に送出可能となる。これは、図7のクロック14の状態である。
Communication data D1 from the
送出可能となった通信データD1は、ビジー制御部25からの信号により、プロセッサノード51が受け付け可能であれば、時刻設定命令挿入部22を経由し、信号線2bを通ってプロセッサノード51に送られる。
The communication data D1 that can be sent is sent to the
この時、時刻設定命令TCを時刻設定命令作成部24が発行しようとしていたとすると、時刻設定命令挿入部22は、通信データD1が時刻設定命令挿入部22を通過するまで時刻設定命令作成部24からの時刻設定命令TCは受け付けず、通信データD1の最後のデータが時刻設定命令挿入部22から送出されると、時刻設定命令作成部24からのデータを受け付けるように切り替わり、次のタイミングで時刻設定命令TCの前半が送出され、その次のタイミングで時刻設定命令TCの後半がプロセッサノード51に送出される。
At this time, if the time setting
プロセッサノード51は、受信バッファ部510で通信データを受け取る。時刻設定命令TCを受け取った場合には、時刻設定命令の時刻データをコピー時計511に設定し、他のプロセッサノード52、53との同期ずれが修正される。
The
通信データD1の後に通信データD2が通信制御部から送られてきた場合であって、送信バッファ部21から出力される通信データD1と、通信データD2との間隔が0であれば、時刻設定命令挿入部22で時刻設定命令作成部24側に切り替わらない。しかし、図8のクロック16に示すように、1サイクルでも間隔が空けば、時刻設定命令挿入部22で時刻設定命令作成部24側に一旦切り替わる。1サイクルの場合には、時刻設定命令TCが不完全な状態で、時刻設定命令挿入部22が送信バッファ部21側に切り替わり、次の通信データD2が信号線2bに送出される。時刻設定命令作成部24は、時刻設定命令挿入部22から切り替え信号を受け取り、時刻設定命令TCの送信が失敗に終わったことを知ると、再度時刻設定命令TCを送出する。
If the communication data D2 is sent from the communication control unit after the communication data D1, and the interval between the communication data D1 output from the
プロセッサノード51は、通信データ解析制御部512において、受信バッファ部510で受け取った通信データをチェックし、不完全な時刻設定命令TCの場合には、図8のクロック22のように、その命令を廃棄し、コピー時計511に誤ったデータが設定されるのを防止する。
In the communication data
時刻設定命令作成部24は、マスタ時計3から現時刻を受け取り、図9に示す時刻設定命令TCを作成している。時刻設定命令TCは、2ワードで構成され、どのワードにも通信の先頭、中間、最後を示す位置フィールドがあり、前半のワード0は、この通信データが時刻設定命令TCであることを示すコマンドフィールドで構成され、後半のワード1は、マスタ時計3から受け取った時刻と、プロセッサノード51までの遅延データを加算した時刻データを設定するデータフィールドで構成される。
The time setting
また、時刻設定命令作成部24は、時刻設定命令挿入部22から切り替え信号を受け取り、時刻設定命令送出時間よりも切り替え信号の時刻設定命令作成部24側に切り替わっている時間が短い場合には、送出失敗とみなし、再度時刻設定命令を送出する。
In addition, the time setting
ビジー制御部25は、通信データ送信部201からプロセッサノード51に出力された通信データの数とプロセッサノード51から送信される受取数とをカウントし、プロセッサノード51のその時点での通信データの受取可能数を計算する。受け取り可能数が予め設定してある相手装置の最大通信データ受取可能数に達すると、送信バッファ部21と時刻設定命令挿入部22に対してビジー信号を送出し、通信データと時刻設定命令の送出を停止させる。
The
以上説明したように、第1の実施の形態では、通信制御部2から送信される通信データよりワード数が多い通信データを挿入することはできないが、第2の実施の形態では、挿入することのできる通信データにワード数の制限がないという利点がある。
As described above, in the first embodiment, communication data having a larger number of words than communication data transmitted from the
次に、通信データD1とD2とを、図1に示したノード間接続装置1からプロセッサノード41に送信しようとしている時に、時刻設定命令TCを発行する実施例について、図10〜図12を中心に参照しながら説明する。
Next, an embodiment in which a time setting command TC is issued when communication data D1 and D2 are to be transmitted from the
通信制御部2は、通信データを通信データ送信部101に送信する出力レジスタ91を備える。受信レジスタ111、送信バッファ112、書き込みポインタ113、読み出しポインタ114、通信データ解析制御部115は、図1の送信バッファ部11を構成し、レジスタ132、レジスタ135、固定値入力信号線133、セレクタ134、ポインタ計算部138は、図1の通信データ間隔計算部13を構成し、セレクタ121、レジスタ122、NOR回路123、デコーダ124は、図1の時刻設定命令挿入部12を構成し、レジスタ142、レジスタ143、加算器146、デコーダ144、レジスタ145、レジスタ147、時刻設定命令データ148、セレクタ141は、図1の時刻設定命令作成部14を構成し、レジスタ151、レジスタ152、加算カウンタ153、加算カウンタ155、演算器154、レジスタ156、デコーダ157は、図1のビジー制御部15を構成する。また、プロセッサノード41は、通信データ解析制御部412、コピー時計431と、図1の受信バッファ部410を構成する受信レジスタ4101、受信バッファ4102、レジスタ4103を備える。
The
通信データ送信部101は、通信制御部2の出力レジスタ91から送られてきた通信データを受信レジスタ111で受け取る(図11のクロック2〜7)。受信レジスタ111に入った通信データは、送信バッファ112と、通信データ解析制御部115とに送られる。通信データ解析制御部115は、送られてきた通信データのエラー解析と、通信データ種類の解析を行い、送信バッファ112の書き込みポインタ113及び読み出しポインタ114を制御する。送信バッファ112は、書き込んだ順番で読み出しを行うFIFOバッファである。
The communication
通信データ解析制御部115は、通信データが正常であることを確認した後、通信データをプロセッサノード41に送信可能状態であれば、読み出しポインタ113に必要数だけストローブ信号を送出し、送信バッファ112から読み出す(図11のクロック9〜14)。また、通信データ解析制御部115は、通信データを解析してデータのワード数をレジスタ132に送出し、通信データの先頭でレジスタ135を“1”にセットし、通信データの終わりでレジスタ135を“0”にセットする。
After confirming that the communication data is normal, the communication data
レジスタ132は、通信データ解析制御部115から送られてきた通信データのワード数をセットすると、次の値がセットされるまで現在の値を保持する。固定値入力信号線133は、通信制御部2から送信される通信データの最低ワード数を固定値としてセレクタ134に入力する。図11の例では4ワードに設定している。セレクタ134は、レジスタ135の出力で切り替えられ、レジスタ135が“0”のときは、固定値入力信号線133を選び、レジスタ135が“0”から“1”に切り替わると、次のサイクルでレジスタ132を選ぶ。ポインタ計算部138は、書き込みポインタ113、読み出しポインタ114、セレクタ134の値を使って以下の計算を行う。
When the number of words of communication data sent from the communication data
セレクタ134−(書き込みポインタ113−読み出しポインタ114)−時刻設定命令のワード数 > 0 Selector 134-(write pointer 113-read pointer 114)-number of words of time setting instruction> 0
上記の式が成立した場合には、ポインタ計算部138は、NOR回路123に“0”を出力し、成立しない場合には“1”を出力する。セレクタ121は、送信バッファ112の出力と、セレクタ141の出力とをNOR回路123の出力で切り替える。NOR回路123の出力が“0”のときは、送信バッファ112を選択し、“1”のときは、セレクタ141を選択する。セレクタ121の出力は、レジスタ122に入力され、プロセッサノード41の受信レジスタ4101に送られる。セレクタ121の出力は、同時に、デコーダ124に送られる。
The
レジスタ142は、マスタ時計3から時刻データを受け取り、加算器146とデコーダ144に時刻データを送信する。レジスタ143は、ノード間接続装置1からプロセッサノード41までの遅延と、ノード間接続装置1と他のプロセッサノード間の遅延を揃えるためのプロセッサノード41用の遅延調整値を予め格納し、遅延調整値を加算器146に送信する。加算器146は、レジスタ142からの時刻データと、レジスタ143からの遅延調整値を加算してセレクタ141に送信する。
The
デコーダ144は、レジスタ142からの時刻データの一部分をデコードし、特定の値の場合には、レジスタ145に“1”を送信する。これにより、一定間隔でレジスタ145を“1”にセットしている。レジスタ145は、デコーダ144から“1”をセットされ、NOR回路123から”1“が送信されると、リセットされる。同時に送信された場合には、デコーダ144からの”1”のセットが優先される。時刻設定命令データ148は、図3のワード0のコマンドフィールド時刻設定命令TCが設定され、有効フラグの部分にレジスタ145の値が挿入される。
The decoder 144 decodes a part of the time data from the
レジスタ147は、NOR回路123の出力を格納し、出力はセレクタ141の選択信号になる。セレクタ141は、時刻設定命令データ148と、加算器146の出力を切り替える。レジスタ147からの選択信号が”0“のときは、時刻設定命令データ148を選択し、”1“のときは、加算器146を選択する。また、時刻設定命令データ148を選んだ場合には、図3のワード1の有効フラグの位置に”1“を挿入する。
The
デコーダ124は、レジスタ122の出力をデコードし、通信データの先頭を受けた時にレジスタ156に“1”を送出する。レジスタ156は、デコーダ124から“1”が送信されると、カウンタ155の出力を格納し、出力はカウンタ155と演算器154に送信される。カウンタ155は、レジスタ156の出力をプラス1してレジスタ155に送信する。これにより、ノード間接続装置からプロセッサノード41に通信データが1つ送られる度に、レジスタ156の値がカウントアップされる。
The
デコーダ157は、プロセッサノード41から受取通信が送信されると、レジスタ151に“1”を送出し、レジスタ151は、“1”を受け取ると、レジスタ152に“1”を送出する。レジスタ152は、レジスタ151から“1”が送信されると、カウンタ153の出力を格納し、出力はカウンタ153と演算器154に送られる。カウンタ153は、レジスタ152の出力をプラス1してレジスタ152に送信する。これにより、プロセッサノード41から受取通信が返ってくる度にレジスタ152の値がカウントアップされる。演算器154は、レジスタ156の出力値からレジスタ152の値を引き算し、その結果がプロセッサノード41が一度に受け取ることのできる通信データの数になると、“1”をNOR回路123と通信データ解析制御部115に送出する。
When receiving communication is transmitted from the
受信レジスタ4101は、通信データ送信部101のレジスタ122から送られてきた通信データを格納する。通信データは、受信バッファ4102、通信データ解析制御部412、コピー時計431に送られる。通信データ解析制御部412は、通信データを解析し、時刻設定命令TCであればコピー時計431に通知し、他の通信であれば受信バッファ4102に制御信号を送信する。いずれの場合でも、通信データ送信部101に受取通信を返却する。受信バッファ4102は、通信データ解析制御部412の制御により、時刻設定命令TCを除く通信データを格納し、解析制御部412の制御により、レジスタ4103に通信データを出力する。コピー時計431は、時計機能を備え、通信データ解析制御部412の制御により時刻設定命令TCの時刻データ部の値を時計に設定する。
The
図11は、D1が6ワード、D2が8ワードの場合を示し、クロック15、16で時刻設定命令TCとがD1とD2の間に挿入することができた場合を示している。一方、図12は、D1、D2とも6ワードの場合であり、クロック15で時刻設定命令TCをD1とD2の間に挿入することができず、D2の後のクロック22、23で時刻設定命令TCが挿入される場合を示している。
FIG. 11 shows a case where D1 is 6 words and D2 is 8 words, and a case where the time setting instruction TC can be inserted between D1 and D2 by
次に、通信データD1とD2とを、図6に示したノード間接続装置1からプロセッサノード51に送信しようとしている時に、時刻設定命令TCを発行する実施例について、図13〜図15を中心に参照しながら説明する。
Next, an embodiment in which the time setting command TC is issued when the communication data D1 and D2 are to be transmitted from the
通信制御部2は、通信データを通信データ送信部201に送信する出力レジスタ91を備える。受信レジスタ211、送信バッファ212、書き込みポインタ213、読み出しポインタ214、通信データ解析制御部512は、図6の送信バッファ部21を構成し、セレクタ221、レジスタ222、NOR回路223、デコーダ224は、図6の時刻設定命令挿入部22を構成し、レジスタ242、レジスタ243、加算器246、デコーダ244、レジスタ245、レジスタ247、時刻設定命令データ24a、セレクタ241、レジスタ248、AND回路249は、図6の時刻設定命令作成部24を構成し、レジスタ251、レジスタ252、加算カウンタ253、加算カウンタ255、演算器254、レジスタ256、デコーダ257は、図6のビジー制御部25を構成する。
The
プロセッサノード51は、通信データ解析制御部512、コピー時計531と、図6の受信バッファ部510を構成している受信レジスタ5101、受信バッファ5102、レジスタ5103を備える。
The
通信データ送信部201は、通信制御部2の出力レジスタ91から送られてきた通信データを受信レジスタ211で受け取る(図14のクロック2〜7)。受信レジスタ211に入った通信データは、送信バッファ212と通信データ解析制御部512とに送られる。通信データ解析制御部512は、送られてきた通信データのエラー解析と、通信データ種類の解析とを行い、送信バッファ212の書き込みポインタ213、読み出しポインタ214を制御する。送信バッファ212は、書き込んだ順番で読み出しを行うFIFOバッファである。
The communication
通信データ解析制御部512は、通信データが正常であることを確認した後、通信データをプロセッサノード51に送信可能状態であれば、読み出しポインタ213に必要数だけストローブ信号を送出し、送信バッファ212から読み出す(図14のクロック9〜14)。
After confirming that the communication data is normal, the communication data
レジスタ242は、マスタ時計3からの時刻データを受け取り、加算器246とデコーダ244に時刻データを送信する。レジスタ243は、ノード間接続装置1からプロセッサノード51までの遅延と、ノード間接続装置1と他のプロセッサノード間の遅延を揃えるためのプロセッサノード51用の遅延調整値を予め格納し、遅延調整値を加算器246に送信する。
The
加算器246は、レジスタ242からの時刻データと、レジスタ243からの遅延調整値を加算してセレクタ241に送信する。デコーダ244は、レジスタ242からの時刻データの一部分をデコードして特定の値の場合にレジスタ245に“1”を送信する。これにより、一定間隔でレジスタ245を“1”にセットしている。レジスタ245は、デコーダ244から“1”をセットされ、AND回路249から”1“が送信されると、リセットされる。同時に送信された場合には、デコーダ144からの”1”のセットが優先される。
The
レジスタ247は、NOR回路223の出力を格納し、レジスタ248と、AND回路249と、セレクタ241とに送信する。AND回路249は、レジスタ245の出力と、レジスタ248の出力と、レジスタ247の出力の論理積を取り、その結果をレジスタ245に送信し、レジスタ245をリセットする。これは、セレクタ221が連続して2サイクル間セレクタ241出力を選択し、2ワードの時刻設定命令TCを送出できたか否かを判断している。
The
時刻設定命令データ24aは、図9のワード0のコマンドフィールド時刻設定命令TCが設定され、位置フィールドのビット0の部分にレジスタ245の値が挿入される。セレクタ241は、時刻設定命令データ24aと加算器146の出力を切り替える。レジスタ247からの選択信号が”0“のときは、時刻設定命令データ24aを選択し、”1“のときは加算器246を選択する。また、時刻設定命令データ24aを選んだ場合には、図9のワード1の位置フィールドに”01“を挿入する。
In the time setting
デコーダ224は、レジスタ222の出力をデコードし、通信データの最後を受けた時にレジスタ256に“1”を送出する。レジスタ256は、デコーダ224から“1”が送信されると、加算カウンタ255の出力を格納し、出力は加算カウンタ255と演算器254に送られる。加算カウンタ255は、レジスタ256の出力をプラス1してレジスタ256に送信する。これにより、ノード間接続装置1からプロセッサノード51に通信データが1つ送られる度に、レジスタ256の値がカウントアップされる。
The
デコーダ257はプロセッサノード51から受取通信が送信されると、レジスタ251に“1”を送出し、レジスタ251は、“1”を受け取ると、レジスタ252に“1”を送出する。レジスタ252は、レジスタ251から“1”が入力されると、カウンタ253の出力を格納し、出力は、カウンタ253と演算器254に送られる。カウンタ253は、レジスタ252の出力をプラス1してレジスタ152に送信する。これにより、プロセッサノード51から受取通信が返ってくる度に、レジスタ252の値がカウントアップされる。演算器254は、レジスタ256の出力値からレジスタ252の値を引き算し、その結果がプロセッサノード51が一度に受け取ることのできる通信データの数になると、“1”をNOR回路223と通信データ解析制御部512に送信する。
The
受信レジスタ5101は、通信データ送信部201のレジスタ222から送られてきた通信データを格納する。通信データは、受信バッファ5102、通信データ解析制御部512、コピー時計531に送られる。通信データ解析制御部512は、通信データを解析し、時刻設定命令TCのワード0であれば、続いてワード1が送信されると、コピー時計531に通知してワード1を受け取るように指示し、通信データ送信部201に受取通信を返信する。時刻設定命令TCのワード0に続いて送信された通信データが他の通信であれば、時刻設定命令TCのワード0は無効とみなす。通信データの解析結果が他の通信データの場合には、受信バッファ5102に格納するため制御信号を受信バッファ5102に送出し、通信データ送信部201に受取通信を返却する。
The
受信バッファ5102は、通信データ解析制御部512の制御により、時刻設定命令TCを除く通信データを格納し、解析制御部512の制御によりレジスタ5103に通信データを出力する。コピー時計531は、時計機能を備え、通信データ解析制御部512の制御により時刻設定命令TCの時刻データ部の値を時計に設定する。
The
図14は、D1が6ワード、D2が8ワードの場合であり、クロック15、16で時刻設定命令TCがD1とD2の間に挿入できた場合を示す。また、図15は、D1、D2とも6ワードの場合であり、クロック15で時刻設定命令TCをD1とD2の間に時刻設定命令TCを挿入したが、次のクロック16でD2が入ってきたためTCの後半が挿入できず、D2の後のクロック22、23で時刻設定命令TCが挿入される。D1とD2の間のTCの前半は、プロセッサノード51の通信データ解析制御部512で無効とみなして廃棄される。
FIG. 14 shows a case where D1 is 6 words and D2 is 8 words, and a time setting instruction TC can be inserted between D1 and D2 by
1 ノード間接続装置
2 通信制御部
3 マスタ時計
101、102、103 通信データ送信部
11 送信バッファ部
12 時刻設定命令挿入部
13 通信データ間隔計算部
14 時刻設定命令作成部
15 ビジー制御部
1a、1b、1c 信号線
41、42、43 プロセッサノード
410、420、430 受信バッファ部
411、421、431 コピー時計
201、202、203 通信データ送信部
21 送信バッファ部
22 時刻設定命令挿入部
24 時刻設定命令作成部
25 ビジー制御部
2a、2b、2c、2d 信号線
51、52、53 プロセッサノード
510、520、530 受信バッファ部
511、521、531 コピー時計
512、522、532 通信データ解析制御部
91 出力レジスタ
111 受信レジスタ
112 送信バッファ
113 書き込みポインタ
114 読み出しポインタ
115 通信データ解析制御部
132、135、122、145、147、151、152、156 レジスタ
121、134、141 セレクタ
133 固定値入力信号線
138 ポインタ計算部
123 NOR回路
124、144、157 デコーダ
146 加算器
148 時刻設定命令データ
153、155 加算カウンタ
154 演算器
412 通信データ解析制御部
4101 受信レジスタ
4102 受信バッファ
4103 レジスタ
211 受信レジスタ
212 送信バッファ
213 書き込みポインタ
214 読み出しポインタ
222、243、245、247、248、251、252、256 レジスタ
221、241 セレクタ
223 NOR回路
224、244、257 デコーダ
246 加算器
24a 時刻設定命令データ
249 AND回路
253、255 加算カウンタ
254 演算器
5101 受信レジスタ
5102 受信バッファ
5103 レジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internode connection apparatus 2 Communication control part 3 Master clock 101,102,103 Communication data transmission part 11 Transmission buffer part 12 Time setting command insertion part 13 Communication data interval calculation part 14 Time setting command creation part 15 Busy control part 1a, 1b 1c Signal line 41, 42, 43 Processor node 410, 420, 430 Reception buffer unit 411, 421, 431 Copy clock 201, 202, 203 Communication data transmission unit 21 Transmission buffer unit 22 Time setting command insertion unit 24 Time setting command creation Unit 25 busy control unit 2a, 2b, 2c, 2d signal line 51, 52, 53 processor node 510, 520, 530 reception buffer unit 511, 521, 531 copy clock 512, 522, 532 communication data analysis control unit 91 output register 111 Reception register 112 Transmission buffer 113 Read pointer 114 Read pointer 115 Communication data analysis control unit 132, 135, 122, 145, 147, 151, 152, 156 Register 121, 134, 141 Selector 133 Fixed value input signal line 138 Pointer calculation unit 123 NOR circuit 124, 144 157 Decoder 146 Adder 148 Time setting command data 153, 155 Add counter 154 Calculator 412 Communication data analysis control unit 4101 Reception register 4102 Reception buffer 4103 Register 211 Reception register 212 Transmission buffer 213 Write pointer 214 Read pointers 222, 243, 245 247, 248, 251, 252, 256 Register 221, 241 Selector 223 NOR circuit 224, 244, 257 Decoder 246 Adder 24a Time setting Constant command data 249 AND circuit 253, 255 addition counter 254 arithmetic unit 5101 reception register 5102 reception buffer 5103 register
Claims (4)
前記ノード間接続装置は、前記マスタ時計に基づいて時刻設定命令を生成する時刻設定命令作成手段と、前記プロセッサノードへの通信データを格納する通信データ格納手段と、該通信データの間隔を計算する通信データ間隔計算手段と、前記通信データ格納手段の出力に、前記時刻設定命令作成手段の出力を挿入する時刻設定命令挿入手段と、前記プロセッサノードの通信データ受信可能状態を判断する送信可能判定手段とを備えることを特徴とする時刻同期化システム。 An inter-node connection device that operates as a master connected in a network; and a plurality of processor nodes that operate as slaves connected to the inter-node connection device, and each of the processor nodes includes a copy clock included in the node In the time synchronization system that synchronizes with the master clock built in the inter-connection device,
The inter-node connection device calculates a time setting command generating means for generating a time setting command based on the master clock, a communication data storing means for storing communication data to the processor node, and an interval of the communication data A communication data interval calculating means; a time setting instruction inserting means for inserting the output of the time setting instruction creating means into an output of the communication data storing means; and a transmission capability determining means for judging a communication data receivable state of the processor node. A time synchronization system comprising:
前記ノード間接続装置は、前記マスタ時計に基づいて時刻設定命令を生成する時刻設定命令作成手段と、前記プロセッサノードへの通信データを格納する通信データ格納手段と、前記通信データ格納手段の出力に、前記時刻設定命令作成手段の出力を挿入する時刻設定命令挿入手段と、前記プロセッサノードの通信データ受信可能状態を判断する送信可能判定手段とを備え、
前記プロセッサノードの各々は、前記ノード間接続装置から受信した不完全な時刻設定命令を無効にする時刻設定命令廃棄手段を備えることを特徴とする時刻同期化システム。 An inter-node connection device that operates as a master connected in a network; and a plurality of processor nodes that operate as slaves connected to the inter-node connection device, and each of the processor nodes includes a copy clock included in the node In the time synchronization system that synchronizes with the master clock built in the inter-connection device,
The inter-node connection device includes a time setting command generating unit that generates a time setting command based on the master clock, a communication data storing unit that stores communication data to the processor node, and an output of the communication data storing unit. A time setting command insertion unit that inserts an output of the time setting command generation unit; and a transmission capability determination unit that determines a communication data receivable state of the processor node,
Each of the processor nodes comprises time setting command discarding means for invalidating an incomplete time setting command received from the inter-node connection device.
前記マスタ時計に基づいて時刻設定命令を生成する時刻設定命令作成手段と、
前記プロセッサノードへの通信データを格納する通信データ格納手段と、
前記通信データの間隔を計算する通信データ間隔計算手段と、
前記通信データ格納手段の出力に、前記時刻設定命令作成手段の出力を挿入する時刻設定命令挿入手段と、
前記プロセッサノードの通信データ受信可能状態を判断する送信可能判定手段とを備えることを特徴とするノード間接続装置。 An inter-node connection device that is connected to a plurality of processor nodes and synchronizes a copy clock built in each of the plurality of processor nodes with a built-in master clock,
Time setting command creating means for generating a time setting command based on the master clock;
Communication data storage means for storing communication data to the processor node;
Communication data interval calculation means for calculating the communication data interval;
Time setting instruction insertion means for inserting the output of the time setting instruction creation means into the output of the communication data storage means;
An inter-node connection device comprising: a transmission capability determination unit that determines a communication data reception enabled state of the processor node.
前記ノード間接続装置から受信した不完全な時刻設定命令を無効にする時刻設定命令廃棄手段を備えることを特徴とするプロセッサノード。 A processor node which is connected to an inter-node connection device incorporating a master clock and incorporates a copy clock synchronized with the master clock;
A processor node comprising time setting command discarding means for invalidating an incomplete time setting command received from the inter-node connection device.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020060461A (en) * | 2018-10-11 | 2020-04-16 | セイコーエプソン株式会社 | Real time clock device, electronic apparatus, and movable body |
-
2005
- 2005-02-28 JP JP2005052653A patent/JP2006234711A/en not_active Withdrawn
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