JP6247597B2 - Control device - Google Patents
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Description
本発明は、ノードがネットワークを介して接続された他のノード内のデータにアクセスする技術に関する。 The present invention relates to technology for accessing data in other nodes to which a node is connected via a network.
制御システムにおいて、計算機やコントローラ等の処理装置(以下、ノードと呼ぶ)上で動作するアプリケーションは、そのノードにネットワークを介して接続された複数の他ノードに存在するデータを利用して一定周期で動作する。アプリケーションが利用するデータの中には、他ノード上で動作するアプリケーションにより更新されるデータも存在する。この場合、他ノード上で動作するアプリケーションも一定周期で動作しているため、その更新は一定周期で行われる。 In a control system, an application that operates on a processing device (hereinafter referred to as a node) such as a computer or a controller uses data existing in a plurality of other nodes connected to the node via a network at a constant cycle. Operate. Among data used by an application, there is data updated by an application operating on another node. In this case, since the application running on the other node is also running at a constant cycle, the update is performed at a constant cycle.
アプリケーションの実行結果は、更新前のデータを利用した場合と更新後のデータを利用した場合で異なる可能性があるため、アプリケーションを安定的に動作させるためには、常にどちらかのデータを利用する必要がある。 The execution result of the application may differ depending on whether the data before update is used or the data after update. Therefore, to use the application stably, always use either data. There is a need.
このようなデータ品質を一定にする方法として、特許文献1には、複数のノード間において周期的な同報送信によりデータ共有する転写メモリシステムが記載されている。 As a method for keeping the data quality constant, Patent Document 1 describes a transfer memory system in which data is shared among a plurality of nodes by periodic broadcast transmission.
この転写メモリシステムにおいて、アプリケーションが周期的にデータ更新を行ったタイミングで、同報送信を行うことにより、常に更新後のデータがシステム内で共有されることになるため、安定的なアプリケーションの動作を実現することが可能となる。 In this transfer memory system, by performing broadcast transmission at the timing when the application periodically updates data, the updated data is always shared within the system, so stable application operation Can be realized.
ただし、特許文献1に記載されている技術では、予めノード毎に利用できるメモリ領域を固定化する方法がとられているため、制御アプリケーションがシステム更新を行うときや、メモリ領域の使い勝手の向上させたいときに、各ノードのメモリ使用領域の変更が必要な場合には適用することが困難であった。 However, in the technique described in Patent Document 1, since a memory area that can be used for each node is fixed in advance, when the control application updates the system or when the memory area is improved in use. When it is necessary to change the memory usage area of each node, it has been difficult to apply.
特許文献1の課題を解決する技術として、特許文献2には、各ノードが、メモリ上の領域毎に、この領域を確保しているノードの識別情報を示す領域管理情報を格納する転写メモリシステムが記載されている。 As a technique for solving the problem of Patent Document 1, Patent Document 2 discloses a transfer memory system in which each node stores area management information indicating identification information of a node that secures this area for each area on the memory. Is described.
各ノードが領域管理情報を格納することにより、もし、メモリ使用領域を変更する場合には、その領域管理情報にその旨を設定し、同報通信することにより、他ノードにも、その変更を通知することが可能となり、システム動作中のメモリ使用領域の変更が可能となる。 By storing the area management information in each node, if the memory use area is changed, the fact is set in the area management information and broadcast communication is performed so that other nodes can also change the area. Notification can be made, and the memory use area can be changed during system operation.
同報通信を送信するノード上のアプリケーションの変更により、システムで共有されるデータを追加する場合、特許文献2に記載の技術を利用することにより、追加されたデータを設定するメモリ領域を確保することが可能となり、追加されたデータをシステム内で共有することが可能となる。 When adding data shared by the system by changing an application on a node that transmits broadcast communication, a memory area for setting the added data is secured by using the technique described in Patent Document 2. And the added data can be shared within the system.
しかし、同報通信を受信するノード上のアプリケーションの変更により、システムで共有されていないデータが必要となった場合、そのデータを取得することはできないため、アプリケーションを正確に動作させることができない可能性がある。 However, if data that is not shared by the system becomes necessary due to a change in the application on the node that receives the broadcast communication, the data cannot be obtained, so the application cannot be operated correctly. There is sex.
このようなデータを取得するために、アプリケーションの動作に必要なデータを持つノードに対して直接データを要求する問合せ型データアクセス方式が考えられる。しかし、問合せ型データアクセス方式では、問合せ元のタイミングでデータを要求するため、応答として得られるデータの品質を一定に保つことが難しい。データの品質が一定に保たれなければ、アプリケーションを安定して動作させることができない場合がある。 In order to acquire such data, a query-type data access method that directly requests data from a node having data necessary for the operation of the application can be considered. However, in the query type data access method, since data is requested at the timing of the query source, it is difficult to keep the quality of data obtained as a response constant. If the data quality is not kept constant, the application may not be able to operate stably.
上記課題を解決するために、本発明の一態様である制御装置は、予め定められたアプリケーション実行周期を示す処理情報と、ネットワークを介して接続された他制御装置との通信の計画を示す通信情報とを記憶する記憶部と、前記アプリケーション実行周期毎に前記アプリケーションを実行し、処理の要求である処理要求メッセージを前記他制御装置から受信した場合に前記処理を実行し前記処理の結果を含む処理応答メッセージを前記他制御装置へ送信する応答処理を実行する処理部と、を備える。前記処理部は、予め定められた応答時間内に前記応答処理を完了することを通信条件とし、前記他制御装置からの前記通信の要求を受信した場合、前記処理情報及び前記通信情報に基づいて、前記通信が前記通信条件を満たすか否かを判定し、前記判定の結果を示す判定情報を前記他制御装置へ送信する。 In order to solve the above-described problem, a control device according to one aspect of the present invention provides communication information indicating a predetermined application execution cycle and a communication plan with another control device connected via a network. A storage unit that stores information, and the application is executed at each application execution cycle, and when the processing request message that is a request for processing is received from the other control device, the processing is executed and the result of the processing is included And a processing unit that executes a response process of transmitting a process response message to the other control device. The processing unit, based on the processing information and the communication information, when the communication condition is to complete the response processing within a predetermined response time and the communication request is received from the other control device Then, it is determined whether or not the communication satisfies the communication condition, and determination information indicating the result of the determination is transmitted to the other control device.
本発明の一態様によれば、制御装置は、要求の受信からその応答の送信までの時間を予め定められた時間内に完了することができる。 According to one aspect of the present invention, the control device can complete the time from reception of the request to transmission of the response within a predetermined time.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明の実施形態を説明する図において、同一部には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は、省略することにする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings describing the embodiment of the present invention, the same parts are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.
図1は、本発明の実施形態の制御システムの構成を示す。この制御システムは、複数のノード100(100a,100b,100c,100d)を含む。或るノード100は、ネットワーク114経由で、他ノードに記憶されたデータへのアクセスを行う。なお、システム内のノード数は、この図に例示した数に限定されない。例えば、各ノードは、制御対象機器に接続され、制御対象装置の監視や制御を行う制御装置である。
FIG. 1 shows a configuration of a control system according to an embodiment of the present invention. This control system includes a plurality of nodes 100 (100a, 100b, 100c, 100d). A
図2は、ノード100の構成を示す。ノード100は、コントローラ(制御装置)、ワークステーション、パーソナルコンピュータ等のコンピュータである。
FIG. 2 shows the configuration of the
ノード100は、ハードウェアモジュールとして、揮発/不揮発性メモリやハードディスク装置等を含む記憶部111と、中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)等を含む処理部112と、通信インタフェース(通信I/F)113とを含む。この通信インタフェース113は、ネットワーク114との接続を行うインタフェースであり、イーサネット(登録商標)や無線LAN(Local Area Network)などの通信インタフェースが該当する。記憶部111は、プログラム及びデータを格納する。処理部112は、記憶部111に格納されたプログラムを実行する。
The
記憶部111は、プログラムとして、OS150、通信ミドルウェア160、アプリケーション170(170a、170b)を実行する。記憶部111は更に、データとして、設定ファイル120と、応答送信管理テーブル130と、要求送信管理テーブル140とを格納する。記憶部111は更に、他ノードからアクセス可能な領域である共有メモリ領域180を含む。
The
設定ファイル120は、アプリケーション170の実行の周期を示すアプリケーション実行周期171と、アプリケーション実行周期171内のアプリケーション170の実行時間であるアプリケーション実行時間172と、他ノードからのデータ取得要求メッセージの受信からその応答メッセージの送信までのデータ取得処理に掛かる時間(以下、データ取得処理時間と呼ぶ)と、OS150により確保されたバッファにおいて、通信インタフェース113により受信されバッファに保存できるメッセージの最大数である最大格納メッセージ数と、それぞれのノード100を一意に識別するノードアドレスに関する情報とを含む。
The
データ取得要求メッセージは、システム内のノード100に対して、そのノード100の記憶部111に格納されたデータにアクセスするために送信されるメッセージである。以後、データ取得要求メッセージを送信するノード100を要求元と呼び、データ取得要求メッセージを受信するノード100を要求先と呼ぶ。
The data acquisition request message is a message transmitted to the
本実施形態の制御システム、データ取得要求メッセージの送受信方式として、単発型要求メッセージ方式と、周期型要求メッセージ方式がある。 The control system of this embodiment and the data acquisition request message transmission / reception method include a single request message method and a periodic request message method.
単発型要求メッセージ方式において、データ取得要求メッセージを受信したノード100は、その受信毎に、記憶部111に格納されたデータをデータ取得応答メッセージとして送信する。これにより、要求先は、要求元からのデータ取得要求メッセージに応じてデータ取得応答メッセージを送信することができる。
In the one-shot request message method, the
一方、周期型要求メッセージ方式において、一度だけデータ取得要求メッセージを受信したノード100は、データ取得要求メッセージに示された周期で応答メッセージを自発的に送信する。これにより、その後、要求元がデータ取得要求メッセージを送信しなくても要求先が与えられた周期でデータ取得応答メッセージを送信することができる。
On the other hand, in the periodic request message method, the
なお、データ取得要求メッセージには、データアクセスの対象データの数、要求先の共有メモリ領域180内で対象データが格納された先頭のメモリアドレス、そのデータサイズ、周期型要求メッセージ方式のために応答メッセージを送信する周期などを含む。
The data acquisition request message is responded to because of the number of target data to be accessed, the top memory address where the target data is stored in the shared
図3は、アプリケーション実行周期171とアプリケーション実行時間172との関係を示す。この図に示すように、一般的に、制御システム上で動作するアプリケーション170は一定の周期であるアプリケーション実行周期171が経過する度に、一定のアプリケーション実行時間172の長さを有するアプリケーション実行期間だけ動作する。ノード100が複数のアプリケーション170a、170bを実行する場合、アプリケーション実行期間は、複数のアプリケーション170a、170bの実行期間を合わせた期間である。この場合のアプリケーション実行時間172は、複数のアプリケーション170a、170bの実行時間の合計である。アプリケーション実行周期171の中で、アプリケーション実行期間以外の期間をアプリケーション待機期間と呼ぶ。
FIG. 3 shows the relationship between the
ノード100は、他ノードよりデータ取得要求メッセージを受信すると、アプリケーション待機期間においてデータ取得要求メッセージを解析し、データ取得要求メッセージにより指定されたデータを記憶部111から取得し、取得されたデータを応答メッセージとして他ノードへ送信するデータ取得処理を行う。
When the
アプリケーション実行周期171と比較して、アプリケーション実行時間172が小さい場合や、受信したデータ取得要求メッセージの数が少ない場合、ノード100は、アプリケーション待機期間にデータ取得処理を行うことが可能である。
When the
しかし、アプリケーション実行周期171とアプリケーション実行時間172がほとんど同じ場合などは、そのデータ取得処理を行う時間がほとんどないため、ノード100は、或るアプリケーション実行周期で受信されたデータ取得要求メッセージのデータ取得処理を、次のアプリケーション実行周期に行う可能性がある。
However, when the
この場合、要求先によるデータ取得処理のタイミングが、要求されたデータが更新する前であるのか、更新する後であるのか分からない。そのため、例えば、アプリケーション170が制御ロジックや故障/事故の解析のように、データ取得要求を複数回発行する場合、そのデータの更新タイミングの違いにより、予想通りの動作ができない場合があるため、上記のような要求/応答型のデータアクセスを制御システムに適用できない場合がある。
In this case, it is not known whether the timing of data acquisition processing by the request destination is before or after the requested data is updated. Therefore, for example, when the
そのため、本実施例の制御システムは、一つのアプリケーション実行周期内で、要求先がデータ取得要求メッセージの受信とその応答メッセージの送信とを実行できるように、要求元によるデータ取得要求メッセージの送信を制御する。 Therefore, the control system of the present embodiment transmits the data acquisition request message by the request source so that the request destination can receive the data acquisition request message and transmit the response message within one application execution cycle. Control.
図4は、応答送信管理テーブル130と要求送信管理テーブル140を示す。 FIG. 4 shows a response transmission management table 130 and a request transmission management table 140.
応答送信管理テーブル130は、他ノードから受信されたデータ取得要求メッセージを示すテーブルであり、データ取得要求メッセージ毎のエントリを含む。一つのコネクションに対応するエントリは、要求元ノードアドレス131と、要求先頭メモリアドレス132と、データサイズ133と、応答送信周期134とを含む。要求元ノードアドレス131は、当該データ取得要求メッセージの要求元のノードアドレスを示す。ノードアドレスは例えば、IP(Internet Protocol)アドレス等のネットワークアドレスである。要求先頭メモリアドレス132は、当該データ取得要求メッセージに含まれ、取得の対象データの先頭のメモリアドレスを示す。データサイズ133は、当該データ取得要求メッセージに含まれるデータサイズを示す。応答送信周期134は、当該データ取得要求メッセージに含まれ、応答メッセージの送信の周期を示す。これらの項目のうち、要求先頭メモリアドレス132と、データサイズ133と、応答送信周期134は、周期型要求メッセージ方式のデータ取得要求メッセージに含まれ、単発型要求メッセージ方式のデータ取得要求メッセージに含まれない。
The response transmission management table 130 is a table indicating a data acquisition request message received from another node, and includes an entry for each data acquisition request message. The entry corresponding to one connection includes a request
周期型要求メッセージ方式において、要求先は、要求先頭メモリアドレス132に示されたアドレスからデータサイズ133が示すサイズ分のデータを、応答送信周期134に示された周期で、応答メッセージとして送信する。周期型要求メッセージ方式を用いることにより、要求先は、要求元とのコネクションが確立されれば、要求元からのデータ取得要求メッセージを受信しなくても、応答送信周期134の経過毎に応答メッセージを送信することができる。
In the periodic request message method, the request destination transmits data corresponding to the size indicated by the
この応答送信管理テーブル130によれば、要求先は、要求元からの受信の計画を管理することができる。 According to this response transmission management table 130, the request destination can manage a plan for reception from the request source.
要求送信管理テーブル140は、要求元がデータ取得要求メッセージの送信タイミング制御に利用するテーブルであり、コネクションを確立した要求先毎のエントリを含む。一つの要求先に対応するエントリは、要求先ノードアドレス141と、要求送信周期142とを含む。要求先ノードアドレス141は、データ取得要求メッセージを送信するノードアドレスを示す。要求送信周期142は、要求先ノードアドレス141が示すノード100にデータ取得要求メッセージを送信する周期を示す。
The request transmission management table 140 is a table used by a request source for transmission timing control of a data acquisition request message, and includes an entry for each request destination that has established a connection. An entry corresponding to one request destination includes a request
要求元は、要求先ノードアドレス141に示されたノード100に対し、要求送信周期142毎にデータ取得要求メッセージを送信する。要求元が要求先から受信した要求送信周期142の経過毎にデータ取得要求メッセージを送信することにより、要求先のデータ取得要求メッセージの受信数を制限することができる。
The request source transmits a data acquisition request message to the
この要求送信管理テーブル140によれば、要求元は、要求先への送信の計画を管理することができる。 According to the request transmission management table 140, the request source can manage the transmission plan to the request destination.
OS150は、ノード100の動作を統括的に制御する基本ソフトウェアである。
The
図5は、通信ミドルウェア160の機能構成を示す。
FIG. 5 shows a functional configuration of the
通信ミドルウェア160は、データ取得要求メッセージの受信とそれに対する応答メッセージの送信とを一つのアプリケーション実行周期内で処理できるように、データ取得要求メッセージの送信タイミングなどの制御を行う。通信ミドルウェア160は、モジュールとして、メッセージ生成/送信部161と、メッセージ解析/受信部162と、データ取得要求受付部163と、データ取得部164と、周期データ管理部165と、帯域管理部166とを含む。
The
メッセージ生成/送信部161は、他モジュールからの命令に応じたメッセージを生成し、通信インタフェース113を通じて送信する。
The message generation /
メッセージ解析/受信部162は、他ノードから通信インタフェース113を介して送信されたメッセージを受信し、そのメッセージを解析した後、その解析結果に応じて、他モジュールにその結果を送信する。
The message analysis /
データ取得要求受付部163は、アプリケーション170からのデータ取得要求を受付け、その要求を要求送信管理テーブル140に示された要求送信周期142に合わせてメッセージ生成/送信部161へ送信する。メッセージ生成/送信部161は、その要求に基づくデータ取得要求メッセージを送信し、メッセージ解析/受信部162は、データ取得要求メッセージに対する応答メッセージを受信し、データ取得要求に対する応答をデータ取得要求受付部163へ送信する。データ取得要求受付部163は、メッセージ解析/受信部162からその応答を受信し、該当するアプリケーション170へその応答を送信する。
The data acquisition
データ取得部164は、メッセージ解析/受信部162により受信されたデータ取得要求メッセージに応じて、記憶部111よりデータを取得し、その結果をメッセージ生成/送信部161に送信する。
The
周期データ管理部165は、周期型要求メッセージ方式のデータ取得要求メッセージを受信した後、応答送信管理テーブル130に示された応答送信周期134に合わせて、データ取得部164にデータ取得要求を送信する。
After receiving the data acquisition request message of the periodic request message method, the periodic
帯域管理部166は、後に述べる電源起動時に上限受信パケットレートを算出し、その算出したレートに応じて、他ノードによるデータ取得要求メッセージの送信を制御する。なお、上限受信パケットレートは、アプリケーション実行周期内にノード100が受信できるデータ取得要求メッセージ数である。
The
アプリケーション170は、アプリケーション実行周期171毎に、アプリケーション実行期間の間、動作する。記憶部111は、他ノードの記憶部111内の要求先の共有メモリ領域180内でアプリケーション170の動作に必要なデータのメモリアドレスを記憶する。アプリケーション170は、他ノードのメモリアドレスを指定するデータ取得要求を通信ミドルウェア160へ発行することにより、通信ミドルウェア160からデータを取得する。OS150は、アプリケーション170の動作保証を行い、データ取得処理などの他の処理よりアプリケーション170の実行を優先し、アプリケーション170をアプリケーション実行周期171毎に実行する。
The
以下、ノード100の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the
ノード100の電源起動時、帯域管理部166は、データ取得要求メッセージの受信量の上限を決定する上限受信量決定処理を行う。
When the
図6は、上限受信量決定処理のフローを示す。 FIG. 6 shows a flow of the upper limit reception amount determination process.
ノード100の電源起動後、帯域管理部166は、記憶部111に格納された設定ファイル120を読込み、アプリケーション実行周期171と、アプリケーション実行時間172と、データ取得処理時間と、最大メッセージ数などの情報を取得する(S500)。なお、これらの情報の中で、OS150を通じて取得できる情報がある場合には、設定ファイル120を利用せず、OS150を通じて取得してもよい。
After powering on the
次に、帯域管理部166は、取得した情報を利用して、要求メッセージ処理レートとバッファあふれ防止レートをそれぞれ算出する(S510、S520)。
Next, the
要求メッセージ処理レートは、単位時間に、データ取得処理できるデータ取得要求メッセージ数である。アプリケーション実行周期中に受信したデータ取得要求メッセージは、アプリケーション待機期間中にデータ取得処理される。例えば、単位時間をアプリケーション実行周期171とし、アプリケーション実行周期171が50ms、アプリケーション実行時間172が30ms、データ取得処理時間が1msの場合、要求メッセージ処理レートは、(アプリケーション実行周期171−アプリケーション実行時間172)÷データ取得処理時間÷アプリケーション実行周期171=(50ms−30ms)÷1ms÷50ms=20個/50msとなる。この場合、ノード100は、アプリケーション待機期間中内に、20個までのデータ取得要求メッセージのデータ取得処理を行うことができる。
The request message processing rate is the number of data acquisition request messages that can be subjected to data acquisition processing per unit time. The data acquisition request message received during the application execution cycle is subjected to data acquisition processing during the application standby period. For example, when the unit time is the
ノード100がアプリケーション実行周期内に要求メッセージ処理レートを超えたメッセージ数を受信した場合、そのアプリケーション実行周期内にデータ取得処理を完了できない恐れがある。
When the
バッファあふれ防止レートは、アプリケーション実行期間中の単位時間に、バッファが格納できるデータ取得要求メッセージ数であり、例えば、バッファが格納できるデータ取得要求メッセージの最大数である最大格納メッセージ数が90個、アプリケーション実行時間172が30msとすると、最大格納メッセージ数÷アプリケーション実行時間172=90個÷30ms=3個/ms=150個/50msとなる。この場合、ノード100は、アプリケーション実行期間内に、150個までのデータ取得要求メッセージを受信することができる。
The buffer overflow prevention rate is the number of data acquisition request messages that can be stored in the buffer per unit time during the application execution period. For example, the maximum number of data acquisition request messages that can be stored in the buffer is 90, If the
ノード100がアプリケーション実行期間中にバッファあふれ防止レートを超えたメッセージ数を受信した場合、データ取得要求メッセージをバッファに格納することができないため、データ取得要求メッセージをロストする恐れがある。
When the
要求メッセージ処理レートならびにバッファあふれ防止レートの両方を算出した後、帯域管理部166は、これら2つのレートの中で小さい方を上限受信パケットレートとする(S530)。例えば、上記の要求メッセージ処理レート及びバッファあふれ防止レートの値では、要求メッセージ処理レートを上限受信パケットレートとする。
After calculating both the request message processing rate and the buffer overflow prevention rate, the
以上が電源起動時の帯域管理部166のフローである。複数のノード100は非同期で動作し、要求先は、要求元によるデータ取得要求メッセージの送信タイミングを知らない。即ち、要求先は、アプリケーション実行期間中にデータ取得要求メッセージを受信する場合と、アプリケーション待機期間中にデータ取得要求メッセージを受信する場合とがある。帯域管理部166のフローによれば、それぞれの期間で受信可能なデータ取得要求メッセージ数を算出し、少ない方を上限受信パケットレートとして決定し、アプリケーション実行周期内で受信されるデータ取得要求メッセージ数が上限受信パケットレート以下に制限する。これにより、データ取得要求メッセージの受信から応答メッセージの送信までのデータ取得処理に掛かる時間を、予め定められた応答時間以下にすることができる。
The above is the flow of the
なお、帯域管理部166は、予め定められた計測時間内でアプリケーション実行期間中に処理できるデータ取得要求メッセージの数を、要求メッセージ処理レートとし、計測時間内でアプリケーション待機期間中に受信できるデータ取得要求メッセージの数を、バッファあふれ防止レートとし、計測時間内に処理できるデータ取得要求メッセージの数を、上限受信パケットレートとしても良い。この場合、帯域管理部166は、計測時間をアプリケーション実行周期としても良い。
The
データ取得要求メッセージを送信する送信処理の時間は、アプリケーション実行時間やデータ取得処理時間に比べて小さく、他の処理に与える影響は小さいため、ノード100は、要求メッセージ処理レートの算出に送信処理の時間を考慮しなくても良い。また、ノード100は、アプリケーション待機期間の長さから予め設定された送信処理の時間を減じて、要求メッセージ処理レートを算出しても良い。
Since the transmission processing time for transmitting the data acquisition request message is smaller than the application execution time and the data acquisition processing time, and the influence on other processing is small, the
以下、要求元であるノード100aが要求先であるノード100bと通信を行うことにより対象データを取得する通信処理について説明する。
Hereinafter, a communication process in which the target data is acquired by the
図7は、通信処理のシーケンスを示す。 FIG. 7 shows a communication processing sequence.
ノード100aで動作するアプリケーション170aは、通信ミドルウェア160に対して、データ取得要求を送信する(S610)。この要求には要求先のノードアドレスや対象データが格納されたメモリアドレスを指定する。周期型要求メッセージ方式の場合、データ取得要求は更に、データ取得の周期である応答送信周期を指定する。
The
データ取得要求を受信した通信ミドルウェア160は、必要に応じてコネクション確立処理を行う(S700)。なお、コネクション確立処理の詳細はのちに説明する。コネクション確立処理によって、ノード100aの要求により、ノード100bは電源起動に算出した上限受信パケットレートを超えるか否かを判断する。これにより、ノード100bとのコネクションを確立済みのノード100の動作に影響を与えることを防ぐ。
The
コネクション確立処理(S700)の結果、コネクション確立が困難な場合(S720のNoの場合)、通信ミドルウェア160はアプリケーション170aに対して、データ取得ができないことを通知する(S820)。
If it is difficult to establish a connection as a result of the connection establishment process (S700) (No in S720), the
コネクション確立処理(S700)の結果、コネクション確立ができる場合(S720のYesの場合)、通信ミドルウェア160はノード100bの記憶部111に格納されたデータにアクセスするデータ取得処理を実行し(S800)、その実行結果であるデータ取得応答を、アプリケーション170aに通知する(S820)。周期型要求メッセージ方式の場合、S800及びS820が繰り返し行われる。
If the connection can be established as a result of the connection establishment process (S700) (Yes in S720), the
以上の通信処理によれば、要求元は、要求先との通信によりコネクションを確立し、コネクションが確立されれば、要求先からデータを取得することができる。 According to the above communication processing, the request source establishes a connection by communication with the request destination, and if the connection is established, data can be acquired from the request destination.
図8は、要求元におけるコネクション確立処理及びデータ取得処理のフローを示す。 FIG. 8 shows a flow of connection establishment processing and data acquisition processing at the request source.
コネクション確立処理(S700)において、ノード100aの通信ミドルウェア160のデータ取得要求受付部163は、アプリケーション170aよりデータ取得要求を受信すると、その受信内容を解析し、要求送信管理テーブル140を参照する(S710、S712)。
In the connection establishment process (S700), when receiving the data acquisition request from the
要求送信管理テーブル140に、要求先のノードアドレスが含まれている場合、データ取得要求受付部163は、コネクション確立済みと判断し(S714のYesの場合)、データ取得処理(S810以降)を実行する。
If the request transmission management table 140 includes the node address of the request destination, the data acquisition
要求送信管理テーブル140に、要求先のノードアドレスが含まれていない場合、データ取得要求受付部163は、コネクションが未確立と判断し(S714のNoの場合)、コネクション処理を実行するために、メッセージ生成/送信部161は、コネクション確立要求メッセージを生成し、コネクション確立要求メッセージをノード100bに対して送信する(S716)。
When the request transmission management table 140 does not include the node address of the request destination, the data acquisition
コネクション確立要求メッセージを送信後、メッセージ解析/受信部162が、その要求に対するコネクション確立応答メッセージを受信、解析した結果(S718)、コネクション確立が可能と判断された場合(S720のYesの場合)、データ取得要求受付部163は、要求先ノードアドレス141と、その応答に含まれる要求送信周期141とを、要求送信管理テーブル140に設定し、データ取得処理(S810以降)へ移行する。
After transmitting the connection establishment request message, the message analysis /
解析した結果、コネクション確立が困難と判断された場合(S720のNoの場合)、データ取得要求受付部163は、アプリケーション170aに対して、データ取得ができないことを通知する(S820)。
As a result of the analysis, when it is determined that connection establishment is difficult (No in S720), the data acquisition
以上が要求元のノード100aにおけるコネクション確立処理の説明である。次に、ノード100aにおけるデータ取得処理(S800)を説明する。
The above is the description of the connection establishment process in the requesting
通信ミドルウェア160のデータ取得要求受付部163は、要求送信管理テーブル140に含まれる要求送信周期142を参照して、データ取得要求メッセージを送信するタイミングか否かを判断する(S810)。
The data acquisition
送信するタイミングであると判断された場合(S810のYesの場合)、メッセージ生成/送信部161は、データ取得要求メッセージの生成、ならびに送信を行う(S812)。
When it is determined that it is time to transmit (Yes in S810), the message generation /
送信したデータ取得要求メッセージに対する応答メッセージを、メッセージ解析/受信部162が受信し解析すると(S814)、データ取得要求受付部163は、その結果をアプリケーション170aに通知する(S820)。
When the message analysis /
一方、データ取得要求メッセージを送信するタイミングではないと判断された場合(S810のNoの場合)、データ取得要求受付部163は、データ取得要求メッセージの待ち状態になり、アプリケーション170a又は他アプリケーションからのデータ取得要求を待つ(S816)。
On the other hand, when it is determined that it is not the timing to transmit the data acquisition request message (No in S810), the data acquisition
以上の要求元の処理によれば、要求先とのコネクションが確立されていなければ、コネクションを確立すると共に、要求先から要求送信周期を受信することができる。これにより、要求元は、要求送信周期に従ってデータ取得要求メッセージを送信することができる。 According to the above processing of the request source, if the connection with the request destination is not established, the connection can be established and the request transmission cycle can be received from the request destination. Thereby, the request source can transmit the data acquisition request message according to the request transmission cycle.
図9は、要求先におけるコネクション確立処理及びデータ取得処理のフローを示す。 FIG. 9 shows a flow of connection establishment processing and data acquisition processing at the request destination.
メッセージ解析/受信部162はノード100aからコネクション確立要求メッセージを受信すると(S750のYesの場合)、帯域管理部166にその旨を通知、通知を受けた帯域管理部166は、応答送信管理テーブル130を参照し(S752)、確立されたコネクションにより受信されるデータ取得要求メッセージ数と、受信されたコネクション確立要求メッセージとの合計を算出し、単位時間あたりの合計のメッセージ数である受信パケットレートを算出し、算出された受信パケットレートが上限受信パケットレートを超えるか否かを判断する(S754)。データ取得要求メッセージ数は例えば、応答送信管理テーブル130のエントリ数である。単位時間は例えば、アプリケーション実行周期171である。
When the message analysis /
受信パケットレートが上限受信パケットレートを超えないと判断された場合(S754のNoの場合)、メッセージ生成/送信部161は、要求送信周期を示すコネクション確立応答メッセージを送信し(S756)、処理をS750へ移行させる。
If it is determined that the received packet rate does not exceed the upper limit received packet rate (No in S754), the message generation /
受信パケットレートが上限受信パケットレートを超えると判断された場合、(S754のYesの場合)、メッセージ生成/送信部161は、コネクション確立不可を示すコネクション確立応答メッセージを送信し(S758)、処理をS750へ移行させる。
When it is determined that the received packet rate exceeds the upper limit received packet rate (Yes in S754), the message generation /
以上が要求先のノード100bにおけるコネクション確立処理の説明である。次に、ノード100bにおけるデータ取得処理(S800)を説明する。
The above is the description of the connection establishment process in the requested
メッセージ解析/受信部162は、コネクション確立要求メッセージでなく(S750のNoの場合)、データ取得要求メッセージを受信すると(S850のYesの場合)、データ取得部164にその旨を通知する。その通知を受けたデータ取得部164は、要求先の共有メモリ領域180より該当データを取得し(S854)、メッセージ生成/送信部161は、取得されたデータを含む応答をノード100aへ送信し(S856)、処理をコネクション確立処理のS750へ移行させる。
When the message analysis /
また、周期データ管理部165は、応答送信管理テーブル130を参考し、周期データを送信するタイミングか否か、即ち、前回の周期データの送信から応答送信周期134が経過したか否かを判断する(S858)。周期データは、周期型要求メッセージ方式において、要求先が応答送信周期134毎に送信する応答メッセージである。
Further, the periodic
判断した結果、周期データを送信するタイミングであると判断された場合(S858のYesの場合)、データ取得部164にその旨を通知する。通知を受けたデータ取得部164は、要求先の共有メモリ領域180より該当データを取得し(S854)、メッセージ生成/送信部161は、取得したデータを含む応答をノード100aへ送信する(S856)。
As a result of the determination, if it is determined that it is time to transmit the periodic data (Yes in S858), the
S858において、周期データを送信するタイミングではないと判断された場合(S858のNoの場合)、周期データ管理部165は、周期データを送信するタイミングになるまで待つ。
In S858, when it is determined that it is not the timing for transmitting the periodic data (No in S858), the periodic
以上の要求先の処理によれば、要求元からコネクション確立要求メッセージを受信した場合に、アプリケーション実行周期171内に受信されるデータ取得要求メッセージの数に基づいて、コネクションを確立するか否かを判定することができる。これにより、アプリケーション実行周期171内に受信されるデータ取得要求メッセージの数を制限することができ、データ取得要求メッセージの数の増大による応答メッセージの遅れを防ぐことができる。また、要求先は、コネクション確立と共に周期型要求メッセージ方式のデータ取得要求メッセージを受信した場合、その後、データ取得要求メッセージを受信することなく、応答送信周期134毎に応答メッセージを送信することができる。
According to the above processing of the request destination, whether or not to establish a connection based on the number of data acquisition request messages received within the
以上の動作により、ノード100aはノード100bに格納された対象データを取得することができる。
With the above operation, the
以上に説明したように、コネクション確立要求メッセージを受信した要求先は、コネクションを確立すると判定した場合に、要求送信周期を示すコネクション確立応答メッセージを送信することにより、アプリケーション170が共有メモリ領域180内のデータを更新するタイミングに対して、データ取得応答メッセージを送信するタイミングを一定に保つことができる。
As described above, when the request destination that has received the connection establishment request message determines to establish a connection, the
また、要求先が確立済のコネクションの情報に基づいて、新たに要求されたコネクションを確立するか否かを判定することにより、要求先が他ノードから受信するデータ取得要求メッセージの量を制限することができる。また、要求先がデータ取得要求メッセージの受信からデータ取得応答メッセージの送信までの応答処理を、予め定められた応答時間内に完了することができる。これにより、要求先のアプリケーション170が共有メモリ領域180内のデータを更新するタイミングに対して、データ取得要求メッセージを受信するタイミングを一定に保つことができる。また、応答時間をアプリケーション実行周期とすることにより、アプリケーション実行周期内に処理することができるデータ取得要求メッセージの量を制限することができる。
In addition, the request destination limits the amount of data acquisition request messages received from other nodes by determining whether or not to establish a newly requested connection based on information on connections that have already been established. be able to. Further, the response process from the reception of the data acquisition request message to the transmission of the data acquisition response message by the request destination can be completed within a predetermined response time. As a result, the timing at which the data acquisition request message is received can be kept constant with respect to the timing at which the requested
図10は、データ取得要求メッセージの受信タイミングを示す。 FIG. 10 shows the reception timing of the data acquisition request message.
要求先がアプリケーション実行周期の終了直前にデータ取得要求メッセージを受信した場合など、データ取得要求メッセージの受信タイミングによっては、データ取得処理の途中でアプリケーション実行期間になってデータ取得処理が中断され、アプリケーション実行期間後にデータ取得処理が再開される可能性がある。このように、データ取得処理が次のアプリケーション実行周期に跨ると、対象データがアプリケーションにより更新される恐れがある。ここでは、データ取得処理が次のアプリケーション実行周期に跨る場合を検出するデータ取得処理について説明する。 Depending on the reception timing of the data acquisition request message, such as when the request destination receives a data acquisition request message just before the end of the application execution cycle, the data acquisition process is interrupted during the data acquisition process, and the data acquisition process is interrupted. Data acquisition processing may be resumed after the execution period. Thus, when the data acquisition process extends over the next application execution cycle, the target data may be updated by the application. Here, a data acquisition process for detecting a case where the data acquisition process extends over the next application execution cycle will be described.
図11は、要求先におけるデータ取得処理のフローを示す。 FIG. 11 shows the flow of data acquisition processing at the request destination.
要求先であるノード100bのメッセージ解析/受信部162は、要求元であるノード100aからデータ取得要求メッセージを受信し(S850)、そのメッセージを解析した後(S852)、データ取得部164は処理部112等に含まれる時計を利用して現時刻を確認し、時刻Aとして記憶部111に保存する(S1000)。
The message analysis /
次に、データ取得部164は要求先の共有メモリ領域180より該当データを取得する(S854)。
Next, the
データ取得後、データ取得部164は、S1000と同様、現時刻を確認し、その時刻Bと時刻Aを比較する(S1010、S1020)。
After data acquisition, the
比較した結果、2つの時刻の差が、アプリケーション実行時間172より長い場合(S1020のYesの場合)、データ取得部164は、データ取得処理中にアプリケーション170の実行が行われたと判断し、エラーとして応答をノード100aへ送信し(S1030)、処理を前述のS750へ移行させる。
As a result of the comparison, if the difference between the two times is longer than the application execution time 172 (Yes in S1020), the
比較した結果、2つの時刻の差が、アプリケーション実行時間172より短い場合(S1020のNoの場合)、データ取得部164は、データ取得処理が正常に行われたと判断し、取得したデータを応答として送信し(S1040)、処理を前述のS750へ移行させる。
As a result of the comparison, if the difference between the two times is shorter than the application execution time 172 (No in S1020), the
このデータ取得処理によれば、データ取得前と、データ取得後の時刻を確かめることにより、データ取得処理中にアプリケーションの実行が行われた否かを判断することが可能となる。 According to this data acquisition process, it is possible to determine whether or not the application has been executed during the data acquisition process by checking the time before the data acquisition and the time after the data acquisition.
なお、他ノードから要求メッセージにより要求される処理は、共有メモリ領域180に格納されたデータの送信だけでなく、そのデータを用いた演算とその演算結果の送信など、他の処理であっても良い。また、データ取得要求メッセージが、コネクション確立要求メッセージの代わりに用いられても良い。周期型要求メッセージにおいて、コネクション確立要求メッセージが、データ取得要求メッセージの代わりに用いられても良い。
The process requested by the request message from the other node is not only the transmission of the data stored in the shared
以上に説明したように、要求先のアプリケーション170が共有メモリ領域180内のデータを更新するタイミングと、データ取得要求メッセージを受信するタイミングとの順序が異なる場合に、要求元へエラーを送信することにより、要求元が誤ったデータを用いることを防ぐことができる。また、要求元は、或るアプリケーション実行周期内に要求したデータをその周期内に取得できると共に、取得されたデータがその周期内に更新されたデータであることを保証することができる。
As described above, an error is transmitted to the request source when the timing at which the
本発明の表現のための用語について説明する。制御装置として、ノード100b等が用いられても良い。他制御装置として、ノード100a等が用いられても良い。アプリケーション実行周期として、アプリケーション実行周期171等が用いられても良い。記憶部として、記憶部111等が用いられても良い。処理部として、処理部112等が用いられても良い。処理情報として、設定ファイル120等が用いられても良い。通信情報として、応答送信管理テーブル130及び要求送信管理テーブル140等が用いられても良い。通信及び第2通信として、コネクション等が用いられても良い。処理として、共有メモリ領域180に格納されたデータを取得する処理等が用いられても良い。判定情報として、コネクション確立応答メッセージ等が用いられても良い。通信要求メッセージ及び第2通信要求メッセージとして、コネクション確立要求メッセージ等が用いられても良い。処理要求メッセージ及び第2処理要求メッセージとして、データ取得要求メッセージ等が用いられても良い。処理応答メッセージとして、データ取得応答メッセージ等が用いられても良い。受信時間として、単位時間やアプリケーション実行周期等が用いられても良い。上限受信数として、上限受信パケットレート等が用いられても良い。受信数として、データ取得要求メッセージ数等が用いられても良い。上限応答処理数として、要求メッセージ処理レート等が用いられても良い。上限格納数として、バッファあふれ防止レート等が用いられても良い。動作期間として、アプリケーション実行期間等が用いられても良い。動作期間以外の期間として、アプリケーション待機時間等が用いられても良い。動作時間として、アプリケーション実行時間172等が用いられても良い。応答処理時間として、処理時間等が用いられても良い。要求送信周期及び第2要求送信周期として、要求送信周期142等が用いられても良い。応答送信周期として、応答送信周期134等が用いられても良い。
Terms for the expression of the present invention will be described. The
以上、実施形態を具体的に説明したが、上記開示に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。 The embodiment has been specifically described above, but the present invention is not limited to the above disclosure, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the embodiment.
100…ノード 111…記憶部 112…処理部 113…通信インタフェース 114…ネットワーク 120…設定ファイル 130…応答送信管理テーブル 140…要求送信管理テーブル 150…OS 160…通信ミドルウェア 170…アプリケーション 180…共有メモリ領域
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記アプリケーション実行周期毎に前記アプリケーションを実行し、処理の要求である処理要求メッセージを前記他制御装置から受信した場合に前記処理を実行し前記処理の結果を含む処理応答メッセージを前記他制御装置へ送信する応答処理を実行する処理部と、
を備え、
前記処理部は、
予め定められた前記アプリケーション実行周期である応答時間内に前記応答処理を完了することを通信条件とし、前記他制御装置からの前記通信の要求を受信した場合、前記処理情報及び前記通信情報に基づいて、前記通信が前記通信条件を満たすか否かを判定し、前記判定の結果を示す判定情報を前記他制御装置へ送信し、
前記通信の要求である通信要求メッセージを前記他制御装置から受信した場合、前記通信が前記通信条件を満たすか否かを判定し、
前記通信が前記通信条件を満たすために、予め定められた前記アプリケーション実行周期である受信時間内に受信可能な処理要求メッセージの数である上限受信数を算出し、
前記通信要求メッセージを前記他制御装置から受信した場合、前記通信情報に基づいて、前記受信時間内に受信される予定の処理要求メッセージの数である受信数を算出し、前記受信数が前記上限受信数以下であることを前記通信条件とし、
前記処理情報は更に、前記アプリケーション実行周期内の前記アプリケーションの動作期間の長さである動作時間と、前記応答処理の時間の長さである応答処理時間とを含み、
前記処理部は、前記アプリケーション実行周期内で前記動作期間以外の期間に実行可能な応答処理の数である上限応答処理数を算出し、前記上限応答処理数に基づいて上限受信数を決定する、
制御装置。 A storage unit for storing processing information indicating a predetermined application execution cycle and communication information indicating a plan of communication with another control apparatus connected via a network;
The application is executed at each application execution cycle, and a processing response message including a result of the processing is executed to the other control device when the processing request message which is a processing request is received from the other control device. A processing unit for executing a response process to be transmitted;
With
The processor is
Based on the processing information and the communication information when the communication processing is received from the other control device, and the response processing is completed within a response time that is a predetermined application execution cycle. Determining whether or not the communication satisfies the communication condition, and transmitting determination information indicating the result of the determination to the other control device ,
When a communication request message that is a request for the communication is received from the other control device, it is determined whether the communication satisfies the communication condition,
In order for the communication to satisfy the communication condition, an upper limit reception number that is the number of processing request messages that can be received within a reception time that is a predetermined application execution cycle is calculated,
When the communication request message is received from the other control device, a reception number that is the number of processing request messages scheduled to be received within the reception time is calculated based on the communication information, and the reception number is the upper limit The communication condition must be less than the number of receptions,
The processing information further includes an operation time that is the length of the operation period of the application within the application execution cycle, and a response processing time that is the length of the response processing time,
The processing unit calculates an upper limit response process number that is the number of response processes that can be executed in a period other than the operation period within the application execution cycle, and determines an upper limit reception number based on the upper limit response process number.
Control device.
前記処理部は、前記上限格納数に基づいて上限受信数を決定する、
請求項1に記載の制御装置。 The processing information further includes an upper limit storage number that is the number of processing request messages that can be received and stored during the operation period,
The processing unit determines an upper limit reception number based on the upper limit storage number.
The control device according to claim 1 .
請求項2に記載の制御装置。 The processing unit determines the smaller of the upper limit response processing number and the upper limit storage number as the upper limit reception number,
The control device according to claim 2 .
前記処理要求メッセージは、前記要求送信周期毎に、前記他制御装置から送信される、
請求項3に記載の制御装置。 When it is determined that the communication satisfies the communication condition, the processing unit transmits information indicating a request transmission cycle, which is a transmission cycle of a processing request message, to the other control device,
The processing request message is transmitted from the other control device for each request transmission cycle.
The control device according to claim 3 .
請求項4に記載の制御装置。 The processing unit measures a processing time from a time at which the processing request message is received to a time at which the processing is completed, determines whether the processing time is longer than the operation time, and the processing time When it is determined that the operation time is longer, a response indicating an error is transmitted to the other control device.
The control device according to claim 4 .
請求項1に記載の制御装置。 The processing unit transmits a second communication request message requesting second communication to the other control device, and the second control device determines that the second communication satisfies the communication condition, and sets a second request transmission cycle. When receiving the information indicating from the other control device, the second processing request message is transmitted to the other control device every second request transmission cycle.
The control device according to claim 1 .
請求項1に記載の制御装置。 When it is determined that the communication satisfies the communication condition and information indicating a response transmission period is received from the other control device, the processing unit executes the process for each response transmission period, and the result of the process A processing response message indicating
The control device according to claim 1.
Priority Applications (1)
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