CN100505670C - 通信装置及故障通知方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通信装置，其中具备：功能处理部(20)，其采用遵照以太网的现场总线(5)，通过与以环形布线方式连接的其他通信装置交换各种数据来实现规定功能；开关部(10)，其根据生成树协议(STP)来控制经由所述现场总线的所述功能处理部与所述其他通信装置之间的数据通信；半导体芯片(30)，其将构成所述功能处理部及开关部的信号处理电路作为集成电路而形成。

Description

通信装置及故障通知方法

技术领域

本发明涉及通信装置，尤其涉及经以太网(Ethernet，注册商标)而与其他通信装置连接的通信装置。

背景技术

在监视控制大厦设备或工厂设备的监视控制系统中，将具有信息收集功能或控制功能等各种功能的仪器作为通信装置，经通信网络连接，根据来自这些通信装置的信息，在中央监视装置中监视控制每台设备。在这种监视控制系统中，作为通信网络采用的是以太网。

在因特网中，在连接多个通信装置时，将各通信装置分别连接在总线或开关上的星形布线方式是基本的。这种星形布线方式虽然适合于规模较小的办公环境，但未必适合于大厦设备或工厂设备等大规模的设备。作为其理由，是因为：在星形布线方式中，需要经各不相同的布线来连接总线或开关与各通信装置，伴随于此，布线复杂化，布线工程的作业负担增大的缘故。

以往，在这种以太网中，例如如文献1(http://japan.moxa.com/Product/embedded_Network_Enablers/index.htm)和文献2(http://japan.moxa.com/solution/serial_to_ethernet.htm)所记载的，提出一种以环形布线方式连接各通信装置的以太网开关。

该以太网开关是利用实现通信路径的冗余化的STP(生成树协议，Spanning Tree Protocol)功能，经搭接布线将多个通信装置连接到环形模的中继装置。通过以环形布线方式连接这些以太网开关，并将通信装置连接到各以太网开关，从而不采用星形布线方式也可以用以太网连接多个通信装置。

然而，在这种现有技术中，存在：需要按每个通信装置设置以太网开关，成为通信网络整体的大幅度成本上升的主要原因的问题。另外，存在：在为了降低成本而削减功能的情况下，无法正确地进行故障发生及其故障场所的指定的问题。

发明内容

本发明为了解决这种问题，其目的在于，提供一种既可以抑制通信网络整体的成本上升，又可以采用以太网来构筑环形布线方式的通信装置及故障通知方法。

为了达成上述目的，本发明涉及的通信装置，其中具备：功能处理部，其采用遵照以太网的现场总线，通过与以环形布线方式连接的其他通信装置交换各种数据来实现规定功能；开关部，其根据生成树协议(STP)来控制经由所述现场总线的所述功能处理部与所述其他通信装置之间的数据通信；半导体芯片，其将构成所述功能处理部及开关部的信号处理电路作为集成电路而形成。

另外，本发明涉及的故障通知方法，其中具备：开关步骤，其在利用遵照以太网的现场总线以环形布线方式连接的多个通信装置之间进行数据通信之际，通过在一个通信装置的半导体芯片上作为集成电路而形成的信号处理电路所包含的开关部，根据生成树协议(STP)，控制所述信号处理电路所包含的功能处理部与其他通信装置之间的经由所述现场总线的数据通信；功能处理步骤，其通过所述功能处理部，并通过经所述开关部而与其他通信装置交换各种数据来实现规定功能；所述开关步骤包括链路信号监视步骤，其分别监视在经所述现场总线而与所述一个通信装置相邻的2个相邻装置之间定期交换的物理层上的链路信号；所述功能处理步骤备有：邮件生成步骤，其在通过所述链路信号监视步骤，根据来自一方的相邻装置侧的链路信号的异常而检测出故障的情况下，生成包括所述一个通信装置固有的网络地址的故障检测通知邮件；邮件发送步骤，其利用未检测出故障的另一相邻装置侧的现场总线，从所述开关部向任一邮件服务器发送故障检测通知邮件。

附图说明

图1是表示采用了本发明第1实施例的通信装置的监视控制系统的构成的框图；

图2是表示本发明第1实施例的通信装置的开关部的构成的框图；

图3是表示采用了本发明的第1实施例的通信装置的监视控制系统的其他构成的框图；

图4是表示采用了本发明第3实施例的通信装置的监视控制系统的构成的框图；

图5是表示本发明第3实施例的通信装置的开关部的构成的框图；

图6是表示本发明第3实施例的通信装置的通信控制部与功能处理部的详细构成的框图；

图7是表示本发明第3实施例的通信装置的链路信号监视处理的流程图；

图8是表示本发明第3实施例的通信装置的链路信号监视动作的时序图；

图9是表示本发明第3实施例的通信装置的校验消息监视处理的流程图；

图10是表示本发明第3实施例的通信装置的校验消息监视动作的时序图。

具体实施方式

接下来，参照附图，对本发明的实施例进行说明。

【第1实施例】

首先，参照图1，对本发明的第1实施例涉及的通信装置进行说明。

监视控制系统经通信网络而与具有信息收集功能或控制功能等各种功能的通信装置1连接，是根据这些来自通信装置1的信息而用中央监视装置监视控制每个设备的系统。

该监视控制系统由通信装置1、STP开关2、控制器3及中央监视装置4构成。

各通信装置1分别具备具有STP功能的开关部，并经该开关部、以环形布线方式连接在现场总线5上。现场总线5是遵照以太网标准的环形通信线路，连接在具有STP功能的STP开关2上。

STP开关2具有：对1条以上的现场总线5进行终端控制的功能；经通信线路6而与控制器3连接的功能；在连接于现场总线5的各通信装置1与控制器3之间中继传输数据的功能。

控制器3具有：经高位网络7而与中央监视装置4连接的功能；经通信线路6而与1个以上的STP开关2连接的功能；通过经STP开关2而与任意通信装置1进行数据通信，从而取得由通信装置1收集的各种信息并通知中央监视装置4的功能；根据来自中央监视装置4的指示或预先设定的控制程序，通过经STP开关2而与任意通信装置进行数据通信，从而控制该通信装置1的动作的功能。

在本实施例中，将各通信装置1的开关部的信号处理电路，与构成信息收集功能或控制功能等各种功能的功能处理部的信号处理电路一起形成在同一半导体芯片上，并经该开关部，以环形布线方式连接到现场总线5。

(通信装置)

接着，参照图2，对本发明第1实施例的通信装置进行详细说明。

通信装置1，作为主要的电路构成而具有开关部10和功能处理部20，这些信号处理电路作为集成电路，形成于FPGA(Field Programmable GateArray)等同一半导体芯片上。所谓的FPGA是指根据设计数据、可以使硬件动态地(在使用时)改作的栅极阵列。由于可以组合小的逻辑模块来进行设计，故存在自由度高、栅极(gate)的使用效率高的优点。

功能处理部20由CPU或专用的运算处理电路等构成，通过与其他装置交换各种数据，从而实现信息收集功能或控制功能等各种功能。

开关部10与功能处理部连接的同时，经现场总线5与其他装置连接，具有根据生成树协议(STP)、控制经由现场总线5的功能处理部20与其他装置之间的数据通信的STP功能，以环形布线方式连接在现场总线5上。STP是在以太网等网络上一边防止环路、一边实现总线的冗余性的第二层链路管理协议，在遵照IEEE802.id的桥及开关上动作。

在该开关部10上设置有用于连接到实现环形布线方式的现场总线5的2个通信系统A、B。其中，一方的通信系统A由通信端口A(11A)、接收处理部A(12A)、队列缓冲器(queue buffer)A(13A)及发送处理部A(14A)构成，另一通信系统B由通信端口B(11B)、接收处理部B(12B)、队列缓冲器B(13B)及发送处理部B(14B)构成。另外，在开关部10中设有统一控制这些通信系统A、B的通信控制部15。

通信端口A、B具有用物理层终端控制分别连接的现场总线5的端点的功能。

接收处理部A、B按每个通信端口A、B设置，具有：从以与现有的通信装置具有的物理层接口同样的、不依存于介质的MII(MediaIndependent Interface)接口连接的通信端口A、B接收数据的功能；和针对该接收数据进行前同步码(preamble)废弃、CRC校验、目的地MAC地址确认等处理的功能。

队列缓冲器A、B按每个通信端口A、B设置，是暂时存储由接收处理部A、B接收处理的帧或从通信控制部15输出的帧的缓冲器。

发送处理部A、B按每个通信端口A、B设置，具有：从相对的通信系统的队列缓冲器B、A依次读出帧的功能；将读出的帧作为发送帧，向通过MII接口实现IP连接的通信端口A、B输出的功能；此时针对该发送帧进行CSMA/CD、前同步码再生、流程控制等发送处理的功能。

通信控制部15是根据STP，进行自节点帧收发、MAC地址·表管理、故障处理等通信控制的电路部，具体是具有：与经MII接口连接的功能处理部20交换帧的功能；将存储于队列缓冲器A、B中的给该装置的帧向功能处理部20输入的同时，将从功能处理部20接收的给其他装置的帧存储在队列缓冲器A、B中的功能；根据需要，在中央监视装置4中将发送电子邮件的请求经中断信号线16向功能处理部20通知的功能。

(通信装置的动作)

接着，参照图2，对本发明第1实施例的通信装置的动作进行详细说明。

向该开关部10分配监视控制系统上或现场总线5上固有的地址，通过上述2系统的构成，根据存储转发(store and forward)方式、半双工/全双工自动识别等构成第二层开关。另外，利用STP(生成树协议，SpanningTree Protocol)的通信功能来实现冗余化。

开关部10的通信控制部15校验经通信端口A、B接收的、存储于队列缓冲器A、B中的帧的MAC地址，从队列缓冲器A、B取得将自节点MAC地址作为目的地地址持有的帧并向功能处理部20输出。对于将自节点MAC地址不作为目的地地址持有的帧，从队列缓冲器A、B读出，从发送处理部B、A经另一方的通信端口向现场总线5传输。

另外，通信控制部15通过从功能处理部20接收发送帧并存储到队列缓冲器A、B中，从而向现场总线5发送。

此外，通信控制部15通过故障处理在与其他通信装置之间进行线路校验，经常校验是否没有发生故障。

这样，根据本实施例，由于将具有STP功能的开关部10和已有的、具有信息收集功能或控制功能的功能处理部20形成在同一半导体芯片30上，并与功能处理部20连接，故与按每个通信装置外加STP开关的情况相比，装置构成或连接器等的部件成本、甚至制造成本变为不必要的。

因此，即使在监视控制大厦设备或工厂设备的大规模的监视控制系统中，也可以一边抑制通信网络整体的成本上升，一边利用以太网构筑具有冗余性的环形布线方式。

进而，关于功能处理部20，由于以已有的通信装置所具有的以往的物理层接口同样的MII接口，和开关部10连接，故针对功能处理部20侧，可以利用以往的软件，可以抑制软件改造所需的成本上升。

【第2实施例】

接下来，参照图1及图2，对本发明第2实施例的通信装置进行说明。而且，关于本发明第2实施例的通信装置的构成，与上述第1实施例同样，在此省略详细说明。

在STP协议中，规定为：用现场总线5连接的各通信装置中的任一个成为路由(ROOT)，以控制协议。此时，各通信装置中、每个通信装置中设定的协议优先顺序(priority，优先次序)最高的装置成为路由。另外，之后现场总线5连接的通信装置的协议优先顺序比到此为止的路由高时，路由的变更处理发生，数据通信暂时中断。

在本实施例中，通常注意到出售的STP开关2的协议优先顺序设定为中等级别，由于将开关部10的通信控制部中设定的协议优先顺序设定为最低级别，故即使在通信装置1之后连接到现场总线5上的情况下，例如即使在用通信装置1来进行电源接通/断开的情况下，在以环形布线方式连接的各通信装置之间，用于路由决定的协议优先顺序不会产生变更，可以回避不需要的路由变更处理的发生，可以抑制起因于此的数据通信的中断。

而且，在图1中，对以STP开关2构筑多种环形布线方式的情况进行了说明，但也可以以各STP开关2仅构筑一种环形布线方式。另外，如图3所示，也可以在控制器3中设置与通信装置1同样的开关部，构筑环形布线方式，进而构筑高位网络。

此外，如图3所示，也可以是：作为用现场总线5连接的各通信装置的其中一个，通过采用可以构筑多种环形布线方式的STP开关2，从而多级连接多种环形布线方式，即使在监视控制大厦设备或工厂设备的大规模监视控制系统中，也可以有效地连接各通信装置。

【第3实施例】

接着，参照图4，对本发明的第3实施例的通信装置进行说明。

在本实施例中，针对在上述第1实施例涉及的通信装置及监视控制系统中，用各通信装置1检测以环形布线方式连接各通信装置1的现场总线5的异常，并通知该故障位置的情况进行说明。

与第1实施例的监视控制系统(参照图1)相比，在本实施例涉及的各通信装置1(1A～1N)中，具有检测连接相邻的通信装置1或与STP开关2之间现场总线5的链路5A～5N、50、51中的故障、或者各通信装置1中的故障。

另外，如图4所示，与本发明的第1实施例的监视控制系统(参照图1)相比，本实施例的监视控制系统中新设有邮件服务器8，经开关7A连接在高位网络7上。邮件服务器8由收发各种电子邮件的普通邮件服务器构成，将表示通信装置1检测出的通信故障的故障检测通知邮件从通信装置1开始，经STP开关2、通信线路6、控制器3、高位网络7及开关7A接收，根据来自中央监视装置4的访问，将故障检测通知邮件的内容通知给中央监视装置4。

(通信装置)

接下来，参照图5及图6，对本发明第3实施例涉及的通信装置进行详细说明。

与上述第1实施例涉及的通信装置相比，在本实施例涉及的通信装置1(1A～1N)中，设有用于检测经由现场总线5的数据通信相对的故障的功能机构。

如图6所示，在开关部10的通信控制部15中，设有STP控制机构15A、链路信号控制机构15B、链路信号监视机构15C、校验消息检测机构15D及校验消息监视机构15E。另外，在功能处理部20中设有邮件发送机构22。

STP控制机构15A具有：与队列缓冲器A、B交换各种数据的功能；经数据总线18，与功能处理部20交换各种数据的功能；根据生成树协议(STP)，控制经由现场总线5的、功能处理部20与其他装置之间的数据通信的功能。

链路信号控制机构15B具有：经通信端口A，在与相邻通信装置之间交换链路信号A(17A)的功能；经通信端口B，在与相邻通信装置之间交换链路信号B(17B)的功能。链路信号(Link signal)A、B例如在以以太网进行数据通信之际使用的物理层上的帧的间隙等定时内，在相邻的通信装置之间周期地进行交换。

链路信号监视机构15C具有：根据链路信号控制机构15B接收的、来自相邻通信装置的链路信号A、B的周期或内容，监视其正常性的功能；在根据链路信号A、B的异常，针对与相邻通信装置的数据通信检测出故障的情况下，通过中断信号16A向功能处理部20的邮件发送机构22通知检测出该故障的链路的功能。

校验消息检测机构15D具有检测经通信端口A及接收处理部A而存储在队列缓冲器A中的、来自STP开关2的校验消息，或经通信端口B及接收处理部B而存储在队列缓冲器B中的、来自STP开关2的校验消息的功能。检验消息是从STP开关2以巡回现场总线5上的各通信装置的方式定期地发送的数据链路层上的消息。

校验消息监视机构15E具有：根据由校验消息检测机构15D检测出的校验消息的周期或内容，监视其正常性的功能；在根据校验消息的异常，针对与相邻通信装置的数据通信检测出故障的情况下，通过中断信号16B向功能处理部20的邮件发送机构22通知检测出该故障的链路的功能。

邮件发送机构22具有：经数据总线18及内部总线21，与通信控制部15的STP控制机构15A交换各种数据的功能；根据来自链路监视机构15C的中断信号16A或来自校验消息监视机构15E的中断信号16B，生成包含该通信装置固有的网络地址的向邮件服务器8的故障检测通知邮件的功能；向STP控制机构15A指示利用了与以中断信号16A、16B通知的故障发生链路相反侧的链路、即未检测出故障的相邻装置侧的现场总线5的故障检测通知邮件的发送的功能。

由于STP开关2在根据生成树协议(STP)、经现场总线5而与各通信装置1进行数据通信的同时，控制这些通信装置1，故除了具备与通信装置1同样的STP控制机构15A、链路信号控制机构15B、链路信号监视机构15C、校验消息检测机构15D及校验消息监视机构15E以外，还具备周期性发送校验消息的校验消息发送机构。

(第3实施例的动作)

接着，参照图7及图8，对本发明第3实施例涉及的通信装置的链路信号监视动作进行说明。

通信装置1通过通信控制部15及功能处理部20，进行图7的链路信号监视处理。

首先，通信控制部15通过链路信号控制机构15B，经常在与相邻通信装置1之间相互交换链路信号A、B，通过链路信号监视机构15C，根据检测周期或内容，针对来自相邻通信装置1的链路信号A、B校验正常性(步骤100)。在此，在链路信号A、B没有异常的情况下(步骤101的是)，返回步骤100。

另一方面，例如通过链路断路，在规定周期内没有检测出链路信号A、B的其中一个，认为链路信号A、B的其中一个产生异常的情况下(步骤101的是)，链路监视机构15C通过中断信号16A向邮件发送机构22通知检测出该故障的链路。

邮件发送机构22根据来自链路监视机构15C的中断信号16A，确认故障发生，生成包含该通信装置固有的网络地址的、向邮件服务器8的故障检测通知邮件(步骤102)。而且，利用与以中断信号16A通知的故障发生链路相反侧的链路、即未检测出故障的相邻装置侧的现场总线5，向邮件服务器8发送故障检测通知邮件(步骤103)，返回步骤100。

因此，如图8所示，在经链路5A在通信装置1A、1B之间相互交换链路信号之际(步骤110)，在链路5A断路的情况下，通信装置1A、1B通过各自的链路信号监视机构15C，检测链路信号的异常(步骤111、112)，分别生成故障检测通知邮件后向邮件服务器8发送(步骤113、114)。

在这些故障检测通知邮件中，例如包含有IP地址等、各通信装置1A、1B固有的网络地址。因此，在中央监视装置4中参照存储于邮件服务器8的故障检测通知邮件，通过确认邮件发送源的通信装置的网络地址，从而可以指定故障发生场所。

这样，由于本实施例在开关部10中设置分别监视经现场总线5、在与该通信装置1相邻的2个相邻装置之间定期地交换的物理层上的链路信号的链路信号监视机构15C，利用功能处理部20的邮件发送机构22，在通过链路信号监视机构15C根据来自一方相邻装置侧的链路信号的异常而检测出故障的情况下，生成包含该通信装置固有的网络地址的故障检测通知邮件，利用未检测出故障的另一相邻装置侧的现场总线5，从开关部10向邮件服务器8发送故障检测通知邮件，故通过确认这些故障检测通知邮件的网络地址，就可以指定故障发生场所。

因此，即使在将具有STP功能的开关部10与已有的具有信息收集功能或控制功能的功能处理部20形成在同一半导体芯片30上，并与功能处理部20连接的情况下，也可以容易地检测以环形连接方式连接各通信装置的现场总线5的各链路或各通信装置中的故障发生，同时可以容易地指定该故障发生场所。

而且，在通信装置1的链路信号监视机构15C中，在检测出链路信号的异常的情况下，也可以从链路信号控制机构15B向经由该故障发生链路而对置的相邻的通信装置1通知链路信号异常，此时例如可以采用链路信号的发送停止等方法。由此，由于在相对向的相邻通信装置1中，可以检测出该链路信号异常，并向邮件服务器8发送故障检测通知邮件，故即使在链路的上行或下行的任一方中发生了故障的情况下，可以从与该链路连接的两通信装置1发送故障检测通知邮件，可以指定故障发生场所。

接着，参照图9、图10，对本发明第3实施例涉及的通信装置的校验消息监视动作进行说明。

通信装置1通过通信控制部15及功能处理部20，进行图10的校验消息监视处理。

首先，通信控制部15在启动时通过校验消息检测机构15D，检测是否用STP检测机构15A接收了来自STP开关2的最初的校验消息(步骤130)，在接收了最初的校验消息的情况下(步骤131的是)，通过校验消息监视机构15E，为了接收下一校验消息而启动足够期间的接收定时器(步骤132)。

而且，校验消息经通信端口A由接收处理部A接收，并存储在队列缓冲器A中。然后，由发送处理部B读出存储在队列缓冲器A中的校验消息，并从通信端口B向后续的通信装置1传输。

另一方面，由通信控制部15的STP控制机构15A读出并接收存储在队列缓冲器A中的校验消息，通过校验消息检测机构15D检测该消息。

步骤132之后，校验消息监视机构15E检测是否用STP控制机构15A接收了来自STP开关2的最初的检验消息(步骤133)，在没有接收校验消息的情况下(步骤134的否)，判断接收定时器是否超时了(步骤135)，在没有超时的情况下(步骤133)返回。

在此，在接收定时器超时之前接收了下一校验消息的情况下(步骤134的是)，因为可以判断为从STP开关2到该通信装置1为止的区间的各装置及链路是正常的，故在停止了接收定时器后(步骤136)，再次启动接收定时器(步骤137)，返回步骤133。

另外，在接收下一校验消息之前接收定时器超时了的情况下(步骤135的是)，因为可以判断为从STP开关2到该通信装置1为止的区间的各装置及链路中发生了故障，故校验消息监视机构15E通过中断信号16B向邮件发送机构22通知检测出该故障的链路。

邮件发送机构22根据来自校验消息监视机构15E的中断信号16B，确认故障产生，生成包含该通信装置固有的网络地址的向邮件服务器8的故障检测通知邮件(步骤138)。而且，利用与以中断信号16B通知的故障发生链路相反侧的链路、即未检测出故障的相邻装置侧的现场总线5，将故障检测通知邮件发送到邮件服务器8(步骤139)，返回步骤130。

因此，如图10所示，从STP开关2发送的校验消息60，经现场总线5的各链路及通信装置1，被按顺序传输，到达任一个通信装置1中设定的模块端口(Blocking Port)后被废弃。

另外，各通信装置1根据校验消息60的接收检测，分别启动接收定时器，监视下一校验消息的接收。例如，在通信装置1A在时刻T1A接收检测到校验消息60的情况下，在该时刻T1A启动接收定时器TM1A。此外，即使在通信装置1B、1C...中也同样，在接收检测到校验消息60的时刻T1B、T1C...，分别启动接收定时器TM1B、TM1C...。

在从时刻T1经过规定时间后的时刻T2，STP开关2发送同样的校验消息60。

在此，在通信装置1A、1B之间的链路5A被切断的情况下，由于校验消息60正常到达通信装置1A，故在通信装置1A中，在接收定时器TM1A超时前的时刻T2A，下一校验消息60被正常地接收检测，再次启动接收定时器TM1A。

另一方面，由于在校验消息61被接收检测前的时刻T2B，接收定时器TM1B超时，故通信装置1B向邮件服务器8发送故障检测通知邮件70。以后，从通信装置1C开始也同样地向邮件服务器8发送故障检测通知邮件70。

在这些故障检测通知邮件中，例如包含有IP地址等、各通信装置1所固有的网络地址。因此，在中央监视装置4中，参照存储于邮件服务器8内的故障检测通知邮件，确认邮件发送源的通信装置的网络地址，在校验消息的传输顺序中、发送了各故障检测通知邮件的最上游侧的通信装置之前知道发生了故障。

这样，因为本实施例设置校验消息监视机构15E，其对从根据生成树协议(STP)来控制各通信装置1的STP开关(开关装置)2以在现场总线5上巡回的方式定期发送的数据链路层上的校验消息进行监视，以功能处理部20的邮件发送机构22，在通过校验消息监视机构15E根据来自一方相邻装置的校验消息的异常而检测出故障的情况下，生成包含该通信装置固有的网络地址的故障检测通知邮件，利用未检测出故障的另一相邻装置侧的现场总线，从开关部10向邮件服务器8发送故障检测通知邮件，故通过确认这些故障检测通知邮件的网络地址，从而可以指定故障产生场所。

因此，即使在将具有STP功能的开关部10与已有的具有信息收集功能或控制功能的功能处理部20形成在同一半导体芯片30上，并与功能处理部20连接，也可以容易地检测以环形连接方式连接各通信装置的现场总线5的各链路或各通信装置中的故障发生，同时可以容易地指定该故障发生场所。另外，由于利用普通的电子邮件协议来通知故障，故不改变·扩张STP等已有的通信关系协议，即可实现故障检测功能，也可以容易且低价地导入已有的系统中。

一直以来，在采用具有STP(生成树协议，Spanning Tree Protocol)功能的以太网开关，通过搭接布线以环形布线方式连接各通信装置，以冗余化网络的情况下，在通信正常时，通过将任意的以太网开关的一方的通信端口设为模块端口(Blocking Port)，从而防止无线环路，在任意链路或通信装置中发生了故障的情况下，采取通过STP解除模块端口，针对故障场所与模块端口之间的区间维持通信的对应方法。

根据该方法，虽然可以对应于故障场所为1处的情况，但在以下在不同位置发生了故障的情况下，对于2处故障场所之间的区间变得无法维持通信，到最初的故障被修复为止，网络整体的运转性(可用性，availability)降低。因此，马上检测故障发生并迅速修复，是较高维持网络整体的运转性(可用性)所需的。

根据本实施例，由于根据故障发生马上从通信装置向邮件服务器发送故障检测通知邮件，同时根据该故障检测通知邮件所包含的网络地址，可以指定故障场所，从而可以较高维持网络整体的运转性(可用性)。

而且，在图10中，根据来自从STP开关2发送的校验消息的传输顺序中、最上游侧的通信装置1的故障检测邮件，判断故障场所，但也可以通过用故障检测通知邮件通知故障检测时刻，从而特定最初检测出故障的通信装置。

另外，在图10中，对以从STP开关2向通信装置1A侧巡回的方式发送了校验消息的情况进行了说明，但也可以根据设有模块端口的位置，向反方向发送校验消息。此外，也可以双向并行地发送校验消息，可以更准确地指定故障位置。

Claims (5)

1.一种通信装置，其中具备：

功能处理部(20)，其采用遵照以太网的现场总线(5)，通过与以环形布线方式连接的其他通信装置交换各种数据来实现规定功能；

开关部(10)，其根据生成树协议STP来控制经由所述现场总线的所述功能处理部与所述其他通信装置之间的数据通信；

半导体芯片(30)，其将构成所述功能处理部及开关部的信号处理电路作为集成电路而形成，

其中，所述开关部具备：

第一通信端口(11A)和第二通信端口(11B)，所述第一通信端口(11A)与所述现场总线的第一端点连接，所述第二通信端口(11B)与所述现场总线的不同于所述第一端点的第二端点连接，所述第一通信端口(11A)对所述第一端点由物理层进行终端控制，所述第二通信端口(11B)对所述第二端点由物理层进行终端控制；

第一接收处理部(12A)和第二接收处理部(12B)，所述第一接收处理部(12A)对应于所述第一通信端口(11A)并且经所述第一通信端口(11A)接收来自其他通信装置的帧，所述第二接收处理部(12B)对应于所述第二通信端口(11B)并且经所述第二通信端口(11B)接收来自其他通信装置的帧；

第一队列缓冲器(13A)和第二队列缓冲器(13B)，所述第一队列缓冲器(13A)对应于所述第一通信端口(11A)并且暂时存储由所述第一接收处理部(12A)接收的帧，所述第二队列缓冲器(13B)对应于所述第二通信端口(11B)并且暂时存储由所述第二接收处理部(12B)接收的帧；

第一发送处理部(14A)和第二发送处理部(14B)，所述第二发送处理部(14B)对应于所述第一通信端口(11A)并且将经所述第一通信端口(11A)接收并存储在所述第一队列缓冲器(13A)中的帧经所述第二通信端口(11B)向其他通信装置发送，所述第一发送处理部(14A)对应于所述第二通信端口(11B)并且将经所述第二通信端口(11B)接收并存储在所述第二队列缓冲器(13B)中的帧经所述第一通信端口(11A)向其他通信装置发送；

通信控制部(15)，所述通信控制部(15)将存储于所述第一队列缓冲器(13A)和所述第二队列缓冲器(13B)中的给该通信装置的帧输出到所述功能处理部的同时，将从所述功能处理部接收的给其他通信装置的帧存储在所述第一队列缓冲器(13A)和所述第二队列缓冲器(13B)中。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，

所述开关部包括链路信号监视机构(15C)，其分别监视在经所述现场总线而与该通信装置相邻的2个相邻装置之间定期地被交换的物理层上的链路信号；

所述功能处理部包括邮件发送机构(22)，其在通过所述链路信号监视机构根据来自一方的相邻装置侧的链路信号的异常而检测出故障的情况下，生成包含该通信装置固有的网络地址的故障检测通知邮件，并利用未检测出故障的另一相邻装置侧的现场总线，从所述开关部向任意的邮件服务器(8)发送故障检测通知邮件。

3.根据权利要求1所述的通信装置，其中，

所述开关部具备校验消息监视机构(15E)，所述校验消息监视机构(15E)对数据链路层上的校验消息进行监视，所述校验消息从开关装置(2)被周期性发送，并且所述校验信息通过通信装置被按顺序传输，所述开关装置(2)根据生成树协议STP对所述通信装置分别进行控制；

所述功能处理部具备邮件发送机构(22)，其在通过所述校验消息监视机构根据来自一方的相邻装置侧的校验消息的异常而检测出故障的情况下，生成包含该通信装置固有的网络地址的故障检测通知邮件，并利用未检测出故障的另一相邻装置侧的现场总线，从所述开关部向任意的邮件服务器(8)发送故障检测通知邮件。

4.一种故障通知方法，其中包括：

开关步骤，其在利用遵照以太网的现场总线(5)以环形布线方式连接的多个通信装置之间进行数据通信之际，通过在一个通信装置的半导体芯片(30)上作为集成电路而形成的信号处理电路所包含的开关部(10)，根据生成树协议STP，控制所述信号处理电路所包含的功能处理部(20)与其他通信装置之间的经由所述现场总线的数据通信；

功能处理步骤，其通过所述功能处理部，并通过经所述开关部而与其他通信装置交换各种数据来实现规定功能；

所述开关步骤包括链路信号监视步骤(100)，其分别监视在经所述现场总线而与所述一个通信装置相邻的2个相邻装置之间定期交换的物理层上的链路信号；

所述功能处理步骤包括：

邮件生成步骤(102)，其在通过所述链路信号监视步骤，根据来自一方的相邻装置侧的链路信号的异常而检测出故障的情况下，生成包括所述一个通信装置固有的网络地址的故障检测通知邮件；

邮件发送步骤(103)，其利用未检测出故障的另一相邻装置侧的现场总线，从所述开关部向任一邮件服务器(8)发送故障检测通知邮件。

5.根据权利要求4所述的故障通知方法，其中，

所述开关步骤还具备校验消息监视步骤(133)，在所述校验消息监视步骤(133)中，对数据链路层上的校验消息进行监视，所述校验消息从开关装置(2)被周期性发送，并且所述校验消息通过通信装置被按顺序传输，所述开关装置(2)根据生成树协议STP对所述通信装置分别进行控制；

所述功能处理步骤还具备：

邮件生成步骤(138)，其在通过所述校验消息监视步骤，根据来自一方的相邻装置侧的校验消息的异常而检测出故障的情况下，生成包括所述一个通信装置固有的网络地址的故障检测通知邮件；

邮件发送步骤(139)，其利用未检测出故障的另一相邻装置侧的现场总线，从所述开关部向任一邮件服务器发送故障检测通知邮件。

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