CN102710480A - 通信管理装置、通信装置以及通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明得到一种通信管理装置，其与现有技术相比，可以缩短在网络内使令牌帧循环而进行通信的通信系统中，从通信节点获得令牌帧至发送数据之前所需的时间。其具有：令牌循环顺序信息存储部(22)，其存储令牌循环顺序；令牌帧处理部(23)，其对令牌帧的发送权获得装置信息是否为本装置进行判定，对设定有下述信息的令牌帧进行发送，即，在该令牌帧中设定有表示令牌循环顺序中的可获得发送权的通信装置的次序编号的第1发送权获得判定信息、表示在令牌帧从本装置开始循环一周的期间内可发送的帧数量的第2发送权获得判定信息、以及作为从令牌循环顺序中取得的本装置之后的下一个令牌帧发送目标的发送权获得装置信息；以及数据帧通信处理部(24)，其发送/接收数据帧。

Description

通信管理装置、通信装置以及通信方法

本申请是基于2008年12月25日提出的PCT/JP2008/073639(中国国家申请号200880132516.4)申请(通信管理装置、通信装置以及通信方法)的分案申请，以下引用其内容。

技术领域

本发明涉及一种在利用以太网(注册商标)连接的通信节点之间，利用令牌帧进行通信的通信管理装置、通信装置以及通信方法。

背景技术

当前，已知在连接有多个通信节点的局域网中，利用使表示发送权的令牌帧循环的令牌传递方式，对来自各通信节点的数据的发送进行控制的方法(例如，参照专利文献1)。在该专利文献1所记载的技术中，将在网络内循环一周的期间内可以发送的数据量、即容许发送数据量设定在令牌帧中，在获得令牌帧的通信节点中应发送的数据量小于或等于令牌帧中设定的容许发送数据量的情况下，在发送该数据后，向下一个通信节点发送将从容许发送数据量中减去已发送的数据量后的数据量作为新的容许发送数据量而设定的令牌帧。另外，在应发送的数据量比容许发送数据量大的情况下，该通信节点向下一个节点发送将容许发送数据量设定为0的令牌帧，并且存储将容许发送数据量设定为0这一情况。对于令牌循环顺序中次序位于该通信节点之后的通信节点，由于容许发送数据量为“0”，所以即使获得令牌帧，也无法发送数据。然后，如果网络内的管理站点接收到将容许发送数据量设定为0的令牌帧，则发送将容许发送数据量设定为“-1”的令牌帧。并且，如果将上一次接收到的令牌帧的容许发送数据量设为“0”的通信节点接收到容许发送数据量被设定为“-1”的令牌帧，则获得数据的发送权，将容许发送数据量设定为初始值，对上一次无法发送的数据进行发送。

专利文献1：日本专利第3487324号公报

发明内容

但是，在专利文献1所记载的通信方法中，在获得令牌帧的通信节点发送数据时，必须计算应发送的数据量，并且将计算出的应发送的数据量和包含在令牌帧中的容许发送数据量进行比较。由此，存在以下问题点，即，获得令牌帧后至发送数据为止需要时间。

另外，在专利文献1所记载的方法中，例如对于接收到第n次的令牌帧，但应发送的数据量比容许发送数据量大而无法发送数据的通信节点，在下一次获得第(n+1)次的令牌帧时，可以可靠地发送数据。但是，在接收第n次的令牌帧后，在令牌帧循环一周的期间内，如果向该通信节点中追加新的应发送的数据，则在获得第(n+1)次的令牌帧时，发送的是向获得第n次的令牌帧时的应发送的数据量中追加上述部分后的数据量。由此，存在下述问题点，即，例如如果位于上述通信节点的下游侧的通信节点保持有在接收第n次的令牌帧时应发送的数据，则应发送的数据的时间顺序发生错乱。无法在通信节点之间按照经由发送入口输入的时间进行发送。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到一种通信管理装置、通信装置以及通信方法，其与现有技术相比，可以缩短在网络内使令牌帧循环而进行通信的通信系统中从通信节点获得令牌帧开始至发送数据为止所需的时间。另外，其目的还在于，得到一种通信管理装置、通信装置以及通信方法，其可以大致按照数据生成的顺序，发送由构成通信系统的各通信节点发送的数据。

为了实现上述目的，本发明所涉及的通信管理装置对利用以太网(注册商标)线缆将1台通信管理装置和大于或等于1台通信装置连接而成的网络内的数据发送进行管理，其特征在于，具有：令牌循环顺序存储单元，其存储使令牌帧在所述网络内循环的令牌循环顺序；令牌帧接收单元，其对接收到的所述令牌帧内的下一个获得发送权的发送权获得装置信息是否为本装置进行判定；令牌帧发送单元，其对设定有下述信息的所述令牌帧进行发送，即，在所述令牌帧中设定有表示所述令牌循环顺序中的可获得发送权的通信装置的次序编号的第1发送权获得判定信息、表示在所述令牌帧从本装置开始循环一周的期间内可发送的帧数量的第2发送权获得判定信息、以及作为从所述令牌循环顺序中取得的本装置之后的下一个令牌帧发送目标的发送权获得装置信息；以及数据帧通信处理单元，其进行来自其它通信节点的数据帧的接收处理，如果获得所述发送权，则将数据以帧为单位进行数据帧化并发送。

发明的效果

根据本发明，通信系统内的通信节点在发送数据时，利用第1发送权获得判定信息进行是否为可以发送数据的通信节点的第1判定，在可以发送数据的情况下，在第2发送权获得判定信息的帧数量的范围内，使通信节点发送数据。其结果，由于各通信节点只要将存储在发送缓存器中的数据以帧为单位进行数据发送即可，所以不必计算可发送数据量，具有下述效果，即，与现有技术相比，可以缩短从通信节点获得令牌帧至发送数据之前所需的时间。另外，由于以经由发送入口输入的顺序实施发送，所以还具有易于进行在控制设备中使用的反馈控制的效果。

附图说明

图1是示意地表示本发明的实施方式1所涉及的通信系统的结构的一个例子的图。

图2-1是示意地表示主站点的功能结构的框图。

图2-2是示意地表示从属站点的功能结构的框图。

图3是表示本实施方式1中使用的令牌帧的格式的一个例子的图。

图4是示意地表示发送缓存器中的数据存储状态的一个例子的图。

图5-1是表示从属站点中的接收到令牌帧时的发送处理的一个例子的流程图(其1)。

图5-2是表示从属站点中的接收到令牌帧时的发送处理的一个例子的流程图(其2)。

图6是表示主站点中的接收到令牌帧时的处理的一个例子的流程图。

图7-1是示意地表示本实施方式1所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的一个例子的图(其1)。

图7-2是示意地表示本实施方式1所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的一个例子的图(其2)。

图7-3是示意地表示本实施方式1所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的一个例子的图(其3)。

图7-4是示意地表示本实施方式1所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的一个例子的图(其4)。

图7-5是示意地表示本实施方式1所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的一个例子的图(其5)。

图7-6是示意地表示本实施方式1所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的一个例子的图(其6)。

图7-7是示意地表示本实施方式1所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的一个例子的图(其7)。

图7-8是示意地表示本实施方式1所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的一个例子的图(其8)。

图7-9是示意地表示本实施方式1所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的一个例子的图(其9)。

图8是表示主站点的接收到令牌帧时的处理的一个例子的流程图。

图9-1是示意地表示本实施方式2所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的步骤的一个例子的图(其1)。

图9-2是示意地表示本实施方式2所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的步骤的一个例子的图(其2)。

图9-3是示意地表示本实施方式2所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的步骤的一个例子的图(其3)。

图9-4是示意地表示本实施方式2所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的步骤的一个例子的图(其4)。

图9-5是示意地表示本实施方式2所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的步骤的一个例子的图(其5)。

图9-6是示意地表示本实施方式2所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的步骤的一个例子的图(其6)。

图9-7是示意地表示本实施方式2所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的步骤的一个例子的图(其7)。

图9-8是示意地表示本实施方式2所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的步骤的一个例子的图(其8)。

图10是示意地表示本实施方式3所涉及的主站点的功能结构的框图。

图11是示意地表示构成通信系统的通信节点的站点编号、次序编号和优先度之间的关系的图。

图12-1是表示本实施方式3所涉及的主站点的令牌帧处理步骤的一个例子的流程图(其1)。

图12-2是表示本实施方式3所涉及的主站点的令牌帧处理步骤的一个例子的流程图(其2)。

图13-1是示意地表示本实施方式3所涉及的令牌帧发送处理的一个例子的图(其1)。

图13-2是示意地表示本实施方式3所涉及的令牌帧发送处理的一个例子的图(其2)。

图13-3是示意地表示本实施方式3所涉及的令牌帧发送处理的一个例子的图(其3)。

图13-4是示意地表示本实施方式3所涉及的令牌帧发送处理的一个例子的图(其4)。

图13-5是示意地表示本实施方式3所涉及的令牌帧发送处理的一个例子的图(其5)。

图14是表示本实施方式4中使用的令牌帧的格式的一个例子的图。

符号的说明

11-1、11-2、51-1、51-2端口

20、60通信处理部

21逻辑环构成部

22令牌循环顺序信息存储部

23、62令牌帧处理部

24、63数据帧通信处理部

25、64发送缓存器

26、65接收缓存器

27优先处理时变更目标信息存储部

28可发送帧数量“0”设定站点存储部

30运算处理部

61令牌循环目标信息存储部

101交换式集线器

200令牌帧

201发送目标地址(DA)

202发送源地址(SA)

203以太网(注册商标)类型

204数据

205帧种类信息

206发送权获得装置信息

207令牌转发计数器

208发送许可站值

208a开始发送许可站值

208b结束发送许可站值

209可发送帧数量

210可发送帧数量“0”设定站点

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明本发明所涉及的通信管理装置、通信装置以及通信方法的优选实施方式。另外，本发明并不由这些实施方式限定。

实施方式1.

图1是示意地表示本发明的实施方式1所涉及的通信系统的结构的一个例子的图。本通信系统由将多个通信节点A～C经由交换式集线器101利用以太网(注册商标，以下相同)连接为星状的同一网段的网络构成。通信节点A～C各自具有端口，各通信节点的端口之间经由双绞线线缆或光纤等可以进行全双工通信的线缆连接。在本例中，作为通信节点，示出了设有1台作为管理站点的主站点A以及2台从属站点B、C的情况，该主站点A对同一网段的网络内的数据(帧)的发送/接收进行管理，该从属站点B、C基于主站点A确定的发送顺序进行数据(帧)的发送。另外，在本例中，示出了通信系统由连接为星状的通信节点A～C构成的情况，但也可以是由以线状或环状等其它连接方式连接的通信节点构成的情况，或星状和线状的连接方式混合存在的情况。

在本实施方式1中，在将各通信节点A～C之间利用以太网连接的通信系统中，各通信节点A～C不是自由地进行数据发送的，而是向通信系统内的各通信节点A～C依次发送被称为令牌的用于获得数据发送权的帧(令牌帧)，获得该令牌帧的通信节点可以向其它通信节点进行数据发送。在这里，令牌帧的发送顺序例如如以下的(1)所示。

主站点A→从属站点B→从属站点C→主站点A…(1)

如上所述，通信系统虽然在物理的网络结构中不具有环路结构，但通过使数据的发送权(令牌帧)在通信系统内的通信节点A～C之间顺序循环，并使发送权返回环路管理站点X，从而形成以逻辑环结构反复传递发送权的结构。

图2-1是示意地表示主站点的功能结构的框图。主站点具有：2个端口11-1、11-2，它们用于与相邻的通信节点(从属站点)或者交换式集线器101之间连接以太网线缆；以及通信处理部20，其进行经由端口11-1、11-2的帧发送/接收处理、及确立令牌帧的发送顺序的处理等；以及运算处理部30，其利用来自从属站点的数据进行运算处理。

端口11-1、11-2由第1端口11-1和第2端口11-2这两个端口构成。只要上述2个端口11-1、11-2中的至少一个端口与相邻的从属站点的端口(或者经由交换式集线器101连接的从属站点的端口)连接即可。

通信处理部20具有：逻辑环构成部21、令牌循环顺序信息存储部22、令牌帧处理部23、数据帧通信处理部24、发送缓存器25、以及接收缓存器26。

逻辑环构成部21在主站点的电源接通时或者每隔规定的时间进行逻辑环构成处理，即，对与主站点存在于同一网段的网络内的通信节点(从属站点)进行检测，根据其连接关系，确定对作为数据发送权的令牌帧进行传送(传递)的顺序、即令牌循环顺序信息。另外，逻辑环构成部21向存在于同一网段的网络内的其它通信节点(从属站点)通知令牌循环目标信息，该令牌循环目标信息包含该通信节点之后的下一个获得发送权的通信节点的信息。另外，该令牌循环目标信息也可以是令牌循环顺序信息。

令牌循环顺序信息存储部22存储由逻辑环构成部21确定的令牌循环顺序信息。

如果逻辑环构成部21的逻辑环构成处理结束，则令牌帧处理部23生成令牌帧，基于令牌循环顺序信息进行令牌帧发送处理，另外如果接收到令牌帧，则对是否获得了发送权进行判定。图3是表示本实施方式1中使用的令牌帧的格式的一个例子的图。令牌帧200是以太网帧，具有：发送目标MAC(Media Access Control)地址(DA)201；发送源MAC地址(SA)202；以太网类型(type)203；数据204，其存储上位层的数据；以及FCS(Frame Check Sequence)211，其存储本帧的从DA 201至数据204为止所存储的信息中是否存在错误的校验结果。

在本实施方式1中，在数据204的一部分中存储：帧种类信息205、发送权获得装置信息206、令牌转发计数器207、发送许可站值208、可发送帧数量209、以及可发送帧数量“0”设定站点210。

在该帧种类信息205中存储表示以太网帧种类的信息，在此情况下，存储表示该帧为令牌帧的信息。另外，在发送权获得装置信息206中存储具有发送权的通信节点的MAC地址。该发送权获得装置信息206中的发送权，是指处于取得令牌帧且可获得发送权的状态，不是实际上可以进行数据发送的权利。

令牌转发计数器207对接收到该令牌帧200的通信节点在逻辑环中的从主站点开始数的次序编号进行计数，与权利要求书的令牌循环编号相对应。在这里，发送权获得装置信息206中所示出的通信节点，表示将主站点作为第0个而在逻辑环上是位于第几个的通信节点。例如，在图1的结构中具有上述(1)的令牌循环顺序的情况下，从属站点B在逻辑环上是第1个通信节点，同理，从属站点C是第2个通信节点。

发送许可站值208表示在逻辑环上的通信节点中最先可以进行数据帧发送的通信节点的次序编号。该次序编号与由令牌转发计数器207计数的值相同。另外，令牌转发计数器207和发送许可站值208构成权利要求书中的第1发送权获得判定信息。

可发送帧数量209表示在从主站点发送令牌帧200并循环一周的期间内可发送的帧数量。另外，可发送帧数量“0”设定站点210表示将可发送帧数量209设为“0”的通信节点的次序编号。该次序编号与令牌转发计数器207计数的值相同。

在这里，说明上述利用令牌帧200的情况下的接收处理和发送处理。如果令牌帧处理部23接收到从其它通信节点(从属站点)发送来的令牌帧200，则对该令牌帧200的数据204内的发送权获得装置信息206和本站点的MAC地址进行比较。在两者一致的情况下，判定为处于可以发送数据的状态，并且在根据存储于数据204内的信息，可以由本站点发送数据帧的情况下，向数据帧通信处理部24发送进行数据帧发送处理的指示，但在不能进行数据帧发送的情况下，判定为无法获得发送权。另外，在发送权获得装置信息206和本站点的MAC地址不一致的情况下，判定为尚未获得发送权。另外，在任意一种情况下，均将接收到的令牌帧200从除了接收到该帧的端口之外的其它端口转发。以上利用令牌帧处理部23进行的令牌帧200的接收处理，与权利要求书的令牌帧接收单元相对应。

另外，如果令牌帧处理部23接收到发送权获得装置信息206代表本站点的令牌帧200，则设定发送权获得装置信息206、令牌转发计数器207、发送许可站值208、以及可发送帧数量209，并利用广播进行发送。在这里，将令牌转发计数器207设定为“1”，将可发送帧数量209设定为预先确定的规定值，将发送权获得装置信息206基于令牌循环顺序信息设定为本站点之后的下一个获得发送权的从属站点(的MAC地址)。

另外，在接收到令牌帧时的可发送帧数量209不是“0”的情况下，在发送许可站值208中设定为逻辑环中本站点的排列次序即“0”，在接收到令牌帧时的可发送帧数量209为“0”的情况下，将发送许可站值208设定为存储在接收时刻的令牌帧200的可发送帧数量“0”设定站点210中的值。以上利用令牌帧处理部23进行的令牌帧200的发送处理，与权利要求书的令牌帧发送单元相对应。

数据帧通信处理部24进行数据帧的发送/接收处理。具体地说，具有以下功能，即，在获得发送权的情况下，将存储在发送缓存器25中的数据进行数据帧化后向从属站点发送，或者对从从属站点接收并存储在接收缓存器26中的数据帧进行接收处理，或者转送(转发)从属站点以其它从属站点为目标发送的数据帧。

发送缓存器25暂时存储由运算处理部30进行运算并利用数据帧通信处理部24向其它通信节点发送的数据帧。按照存储于该发送缓存器25中的顺序发送数据帧。

接收缓存器26暂时存储利用端口11-1、11-2接收的来自其它通信节点的数据帧。该接收缓存器26以帧为单位存储接收到的数据帧，仅可以存储规定数量的帧。

运算处理部30以规定周期利用由数据帧通信处理部24执行接收处理后得到的来自其它通信节点的数据，进行生成用于控制其它通信节点的信息等的规定运算。运算处理结果经由数据帧通信处理部24向其它通信节点发送。

图2-2是示意地表示从属站点的功能结构的框图。从属站点具有：2个端口51-1、51-2，它们用于与相邻的通信节点(环路管理站点、从属站点)或者交换式集线器101之间连接以太网线缆；以及通信处理部60，其进行经由端口51-1、51-2的帧的发送/接收处理。

端口51-1、51-2与主站点相同地，由第1端口51-1和第2端口51-2这2个端口构成。只要上述2个端口51-1、51-2中的至少1个端口与通信节点连接即可。

通信处理部60具有：令牌循环目标信息存储部61、令牌帧处理部62、数据帧通信处理部63、发送缓存器64、以及接收缓存器65。

令牌循环目标信息存储部61存储从主站点通知的令牌循环目标信息。在这里，仅将本从属站点之后的下一个获得发送权的通信节点的MAC地址，作为令牌循环目标信息而存储。

如果令牌帧处理部62接收到从其它通信节点发送的令牌帧200，则对该令牌帧200的数据204内的发送权获得装置信息206和本站点(从属站点)的MAC地址进行比较。在两者一致的情况下，判定为处于可发送的状态，将接收到的令牌帧200的令牌转发计数器207的值和发送许可站值208的值进行比较，在令牌转发计数器207≥发送许可站值208的情况下，判定为获得了可在可发送帧数量209的范围内发送数据帧的权利。但是，在可发送帧数量209为“0”的情况下，无法发送数据帧。另一方面，在令牌转发计数器207＜发送许可站值208的情况下，判定为没有得到数据帧的发送权。另外，在发送权获得装置信息206和本站点的MAC地址不一致的情况下，判定为尚未变成可以发送的状态。以上令牌帧处理部62中的对令牌帧进行接收的处理，与权利要求书的令牌帧接收单元相对应。

另外，令牌帧处理部62针对接收到的令牌帧200设定发送权获得装置信息206、令牌转发计数器207、以及可发送帧数量209，并在必要的情况下设定可发送帧数量“0”设定站点210，利用广播进行发送。

具体地说，将存储在令牌帧200中的令牌转发计数器207设定为递加1后的值，作为发送权获得装置信息206而设定为在令牌循环目标信息中设定的通信节点的MAC地址。

另外，在发送了数据帧的情况下，将“接收到令牌帧时的可发送帧数量209-所发送的数据帧数量”，设定为新的可发送帧数量209。并且，在新的可发送帧数量209为“0”的情况下，作为可发送帧数量“0”设定站点210而设定为接收时的令牌帧200的令牌转发计数器207的值。以上令牌帧处理部62中的对令牌帧进行发送的处理，与权利要求书中的令牌帧发送单元相对应。

在获得数据发送权的情况下，数据帧通信处理部63在由可发送帧数量209规定的范围内，进行数据帧的发送/接收处理。例如，在FA网络中，接收从主站点发送的用于在从属站点中进行设定的数据，或者向主站点发送在运算处理中使用的数据。另外，还具有以下功能，即，接收从从属站点发送的数据帧，或者转送(转发)从属站点以其它从属站点为目标发送的数据帧。

另外，数据帧通信处理部63进行以下处理，即，将可发送帧数量在本站点中成为“0”而无法发送的数据(帧)、以及获得了令牌帧200但可发送帧数量为“0”而无法发送的数据(帧)，与释放令牌帧200后存储于发送缓存器64中的数据进行区别。对于该处理，在后面记述。

发送缓存器64在直至由数据帧通信处理部63发送为止的期间内，暂时存储从从属站点的未图示的应用层向数据链路层输入(entry)的数据。另外，接收缓存器65在直至由数据帧通信处理部63进行接收处理为止的期间内，暂时存储由端口51-1、51-2接收到的数据。

图4是示意地表示发送缓存器中的数据存储状态的一个例子的图。如该图所示，在发送缓存器中，将应向其它通信节点(主要是主站点)发送的数据，作为待发送帧而按时间序列存储。另外，与各个待发送帧相对应，存储用于对获得了发送权但无法发送的数据(帧)进行区分的信息。在本实施方式1中，具有：可发送帧数量设定为“0”时的未发送帧信息，其用于对在本站点中可发送帧数量209成为“0”的情况下无法发送的数据(帧)进行识别；以及上一次令牌接收时的未发送帧信息，其用于对获得了将发送权设定为本站点的令牌帧，但未获得发送权(即，可发送帧数量209为“0”)而无法发送的数据(帧)进行识别。另外，上述可发送帧数量设定为“0”时的未发送帧信息和上一次令牌接收时的未发送帧信息，与权利要求书中的上一次未发送数据识别信息相对应。

下面，按照从属站点、主站点的顺序，说明接收到令牌帧时的处理。图5-1～图5-2是表示从属站点中的接收到令牌帧时的发送处理的一个例子的流程图。

首先，如果接收到令牌帧200(步骤S11)，则令牌帧处理部62对该令牌帧200的发送权获得装置信息206是否为本站点进行判定(步骤S12)。在发送权获得装置信息206不是本站点的情况(在步骤S12中为否的情况)下，对令牌帧进行转送(步骤S13)，结束处理。

另外，在发送权获得装置信息206是本站点的情况(在步骤S12中为是的情况)下，对接收到的令牌帧200的令牌转发计数器207的值是否大于或等于发送许可站值208进行判定(步骤S14)。在令牌转发计数器207的值大于或等于发送许可站值208的情况(在步骤S14中为是的情况)下，进一步对令牌帧200的可发送帧数量209是否大于“0”进行判定(步骤S15)。

在可发送帧数量209大于“0”的情况(在步骤S15中为是的情况)下，从属站点识别为获得了发送权。并且，对在接收到令牌帧200的时刻下存储在发送缓存器64中的帧数量(以下称为待发送帧数量)是否小于或等于可发送帧数量进行判定(步骤S16)。在待发送帧数量小于或等于可发送帧数量的情况(在步骤S16中为是的情况)下，进一步对在发送缓存器64内是否存在可发送帧数量设定为“0”时的未发送帧或者上一次令牌接收时的未发送帧进行判定(步骤S17)。

在发送缓存器64内不存在可发送帧数量设定为“0”时的未发送帧或者上一次令牌接收时的未发送帧的情况(在步骤S17中为否的情况)下，进行存储在发送缓存器64中的全部帧的发送处理(步骤S21)。另外，在发送缓存器64内存在可发送帧数量设定为“0”时的未发送帧或者上一次令牌接收时的未发送帧的情况(在步骤S17中为是的情况)下，数据帧通信处理部63仅发送可发送帧数量设定为“0”时的未发送帧或者上一次令牌接收时的未发送帧(步骤S22)。

然后，令牌帧处理部62在令牌帧200的可发送帧数量209中设定为(接收到令牌帧200时的可发送帧数量209)-(在步骤S21或者S22中发送的帧数量)(步骤S23)。然后，对在令牌帧200中设定的新的可发送帧数量209是否为“0”进行判定(步骤S24)。

在设定的可发送帧数量209不为“0”的情况(在步骤S24中为否的情况)下，将令牌帧200的令牌转发计数器207的值递加1(步骤S41)，在发送权获得装置信息206中设定为存储于令牌循环目标信息存储部61中的令牌循环目标信息(步骤S42)。并且，发送如上所述对数据204内的各项进行了设定后的令牌帧200(步骤S43)，结束处理。

另外，在步骤S23中设定的可发送帧数量209为0的情况(在步骤S24中为是的情况)下，在令牌帧200的可发送帧数量“0”设定站点210中，设定为接收到令牌帧200时的令牌转发计数器207的值(步骤S34)。然后，进行上述步骤S41之后的处理。

另一方面，在步骤S 16中待发送帧数量比可发送帧数量209大的情况(在步骤S16中为否的情况)下，数据帧通信处理部63从存储在发送缓存器64中的帧中先存储的帧开始，依次发送可发送帧数量209的帧(步骤S31)。此时，对于存储在发送缓存器64中的帧中未发送的帧，赋予对该帧是可发送帧设定为“0”时的未发送帧这一情况进行识别的标志(步骤S32)。另外，令牌帧处理部62将令牌帧200的可发送帧数量209设定为“0”、即(接收到令牌帧200时的可发送帧数量209)-(在步骤S31中发送的帧数量)(步骤S33)，将令牌帧200的可发送帧数量209设定为“0”。然后，进行上述步骤S34之后的处理。

另外，在步骤S15中，在可发送帧数量209为“0”的情况(在步骤S 15中为否的情况)下，令牌帧处理部62识别为没有获得发送权。并且，数据帧通信处理部63向在接收到令牌帧200的时刻存储于发送缓存器64中的帧，赋予对该帧是上一次令牌接收时的未发送帧这一情况进行识别的标志(步骤S25)。然后，进行上述步骤S41之后的处理。

并且，在步骤S14中，在令牌转发计数器207的值比发送许可站值208小的情况(在步骤S14中为否的情况)下，从属站点的令牌帧处理部62识别为没有获得发送权，进行上述步骤S41之后的处理。如上所述，由从属站点进行令牌帧的处理。

另外，由于步骤S34～S42的处理是令牌帧200的数据204内的信息的设定处理，所以设定顺序并不限定于这里示出的顺序。

图6是表示主站点中的接收到令牌帧时的处理的一个例子的流程图。首先，如果令牌帧处理部23接收到令牌帧200(步骤S71)，则对该令牌帧200的发送权获得装置信息206是否为本站点进行判定(步骤S72)。在发送权获得装置信息206不是本站点的情况(在步骤S72中为否的情况)下，对令牌帧200进行转送(步骤S73)，结束处理。

另外，在发送权获得装置信息206为本站点的情况(在步骤S72中为是的情况)下，对接收到的令牌帧200的可发送帧数量209是否为“0”进行确认(步骤S74)。在可发送帧数量不为“0”的情况(在步骤S74中为否的情况)下，主站点的令牌帧处理部23识别为不存在无法发送数据帧的通信节点(从属站点)，进行令牌帧200的设定处理，以使得在下一个令牌帧200的循环中，也按照令牌循环顺序信息，向通信节点依次赋予发送权。即，利用数据帧通信处理部24在预先设定的可发送帧数量的范围内发送了发送缓存器25内的帧后(步骤S75)，令牌帧处理部23将从预先设定的可发送帧数量中减去步骤S75中发送的帧数量后的值，设定至令牌帧200的可发送帧数量209中(步骤S76)，将令牌转发计数器207的值设定为“1”(步骤S77)，将发送许可站值208设定为“0”(步骤S78)。

另一方面，在步骤S74中可发送帧数量209为“0”的情况下(在步骤S74中为是的情况)下，主站点的令牌帧处理部23识别出在该令牌帧200循环一周的期间内，存在无法发送数据帧的通信节点(从属站点)这一情况，并进行令牌帧200的设定处理，以使得在下一个令牌帧200的循环中，可以从无法发送数据帧的通信节点(从属站点)进行数据帧的发送。即，将令牌帧200的可发送帧数量209设定为预先设定的值(步骤S81)，将令牌转发计数器207的值设定为“1”(步骤S82)，并且，在发送许可站值208中设定为接收到令牌帧200时的可发送帧数量“0”设定站点210的值(步骤S83)。

然后，或者在步骤S78之后，在令牌帧200的发送权获得装置信息206中设定为从令牌循环顺序信息存储部22中的令牌循环顺序信息中取得的本站点之后的下一个获得发送权的从属站点(步骤S91)。并且，对以上述方式设定的令牌帧进行发送(步骤S92)，结束处理。

另外，由于步骤S76～S78、S91的处理是令牌帧200的数据204内的信息的设定处理，所以也可以不按照这里示出的顺序。另外，对于步骤S81～S83、S91的处理也相同。

下面，举出具体的例子，说明上述通信系统中的利用令牌帧进行通信的方法。图7-1～图7-9是示意地表示本实施方式1所涉及的利用令牌进行通信的方法的一个例子的图。在这里，假定主站点A已进行逻辑环的构成处理，确定出如上述(1)所示的令牌循环顺序，由本站点最先获得发送权。图7-1表示主站点A获得发送权的时刻的通信系统的状态。在该状态下，在主站点A中，例如从应用层向数据链路层输入帧F 1～F5，以向其它从属站点B、C发送，这些帧F1～F5作为待发送帧而依次存储在发送缓存器25中。另外，在从属站点B中，从应用层向数据链路层输入帧F6～F7，以向其它通信节点发送，这些帧F6～F7作为待发送帧而依次存储在发送缓存器中。并且，在从属站点C中，从应用层向数据链路层输入帧F8，以向其它通信节点发送，该帧F8作为待发送帧而存储在发送缓存器中。

然后，如图7-2所示，主站点A的令牌帧处理部23将令牌帧200内的可发送帧数量，设定为预先在通信系统内设定的值(在这里为“6”)。另外，主站点A的数据帧通信处理部24将存储于发送缓存器25中的待发送帧，在令牌帧200中设定的可发送帧数量的范围内，按照存储于发送缓存器25中的顺序(从旧到新的顺序)发送。在这里，由于存储在发送缓存器25中的待发送帧F 1～F5的数量为“5”，令牌帧200中设定的可发送帧数量为“6”，所以将帧F 1～F5全部发送。由此，在该令牌帧200循环一周的期间内可发送的帧数量为“1(＝6-5)”。然后，主站点A的令牌帧处理部23对以下述方式设定的令牌帧200进行发送，即，在该令牌帧200中将可发送帧数量设定为“1”，将令牌转发计数器设定为1，并且将发送许可站值设定为表示本站点的“0”，将发送权获得装置信息设定为从属站点B。另外，将发送后的帧F1～F5从发送缓存器25中删除。

然后，如果从属站点B接收到将发送权获得装置信息设定为本站点的令牌帧200，则将令牌帧200内的令牌转发计数器的值和发送许可站值进行比较，对本站点可否发送数据进行判定。在这里，由于令牌转发计数器“1”＞发送许可站值“0”，所以识别为获得了在令牌帧200内的可发送帧数量的范围内进行数据发送的权利。

然后，如图7-3所示，从属站点B的数据帧通信处理部63将存储于发送缓存器64中的待发送帧，在令牌帧200中设定的可发送帧数量的范围内，按照存储于发送缓存器64中的顺序(从旧到新的顺序)发送。在这里，由于存储于发送缓存器64中的待发送帧F6～F7的数量为“2”，设定于令牌帧200中的可发送帧数量为“1”，所以仅将帧F6进行发送。由此，在直至该令牌帧200返回主站点A为止的期间内可发送帧数量成为“0(＝1-1)”。然后，从属站点B的令牌帧处理部62对以下述方式设定的令牌帧200进行发送，即，在该令牌帧200中将可发送帧数量设定为“0”，将可发送帧数量“0”设定站点设定为本站点的逻辑环上的次序编号即“1”，将令牌转发计数器207递加1而设为“2”，作为发送权获得装置信息设定为存储在令牌循环目标信息存储部61中的从属站点C。另外，在这里，可发送帧数量“0”设定站点中设定的值是从属站点B接收到令牌帧200时的令牌转发计数器所设定的值，是从逻辑环上的主站点A开始数的次序编号。

另外，从属站点B的数据帧通信处理部63将本次发送权获得时无法发送的发送缓存器64中的帧F7，作为可发送帧数量为“0”时的未发送帧而存储。这一处理可以通过向发送缓存器64中设定例如‘可发送帧数量设定为“0”时的未发送帧’这一项，并在该项中设立标志而进行，但在图中为了使说明易于理解而描述为，设置‘可发送帧数量设定为“0”时的未发送帧’这一项，在该项中也存储发送缓存器64中未发送的帧F7。另外，将发送后的帧F6删除。

然后，从属站点C的令牌帧处理部62接收将发送权获得装置信息设定为本站点的令牌帧200，将令牌帧200内的令牌转发计数器的值和发送许可站值进行比较，对本站点可否发送数据进行判定。在这里，由于令牌转发计数器“2”＞发送许可站值“0”，所以识别为获得了在令牌帧200内的可发送帧数量的范围内发送数据的权利。

然后，如图7-4所示，从属站点C将存储于发送缓存器64中的待发送帧，在令牌帧200中设定的可发送帧数量的范围内，按照存储于发送缓存器64中的顺序(从旧到新的顺序)发送，但在这里，由于令牌帧200中设定的可发送帧数量为“0”，所以无法对发送缓存器64内的帧F8进行发送。因此，从属站点C的令牌帧处理部62对以下述方式设定的令牌帧200进行发送，即，在该令牌帧200中将令牌转发计数器递加1而设为“3”，作为下一个发送权获得装置信息设定为存储在令牌循环目标信息存储部61中的主站点A。另外，在该令牌帧200中，可发送帧数量保持为“0”，可发送帧数量“0”设定站点也保持为“1”。

此时，从属站点C的数据帧通信处理部63将本次发送权获得时无法发送的发送缓存器64中的帧F8，作为上一次令牌接收时的未发送帧而存储。这一处理可以通过向发送缓存器64中设定例如“上一次令牌接收时的未发送帧”这一项，并在该项中设立标志而进行，但在图中为了使说明易于理解而描述为，设置“上一次令牌接收时的未发送帧”这一项，在该项中也存储发送缓存器64中未发送的帧F8。

然后，如图7-5所示，假定在从属站点C刚刚发送了将发送权获得装置信息设定为主站点A的令牌帧200后的状态下，各通信节点取得新的应发送的数据。即，在主站点A中，例如从应用层向数据链路层输入帧F9～F 10，以向其它从属站点发送，上述帧F9～F10作为待发送帧而依次存储在发送缓存器25中。另外，在从属站点B中，从应用层向数据链路层输入F11～F14，以向其它通信节点发送，上述帧F11～F14作为待发送帧而依次存储在发送缓存器64中。并且，在从属站点C中，从应用层向数据链路层输入帧F15，以向其它通信节点发送，该帧F15作为待发送帧而存储在发送缓存器64中。

然后，如图7-6所示，如果主站点A的令牌帧处理部23接收到将发送权获得装置信息设定为本站点的令牌帧200，则对令牌帧200内的可发送帧数量进行确认。在这里，由于可发送帧数量为“0”，所以判断为在逻辑环中的通信节点中存在获得了发送权但无法发送帧的通信节点、即无法获得发送权的通信节点。其结果，主站点A的数据帧通信处理部24不对存储在发送缓存器25中的帧F9～F10进行发送处理。并且，对以下述方式设定的令牌帧200进行发送，即，在该令牌帧200中将接收到的令牌帧200的可发送帧数量设定为预先设定的值“6”，将发送许可站值设定为接收到的令牌帧200的可发送帧数量“0”设定站点的值、即“1”，将令牌转发计数器207再次设定为“1”，作为发送权获得装置信息206而设定为从属站点B。

然后，如果从属站点B接收到将发送权获得装置信息206设定为本站点的令牌帧200，则将令牌帧200内的令牌转发计数器207的值和发送许可站值208进行比较，对本站点可否发送数据进行判定。在这里，由于令牌转发计数器207的值“1”＝发送许可站值208的值“1”，即令牌转发计数器≥发送许可站值，所以识别出获得了在令牌帧200内的可发送帧数量的范围内发送数据的权利这一情况。

然后，如图7-7所示，从属站点B的数据帧通信处理部24识别出在存储于发送缓存器64中的未发送帧中，存在“可发送帧数量设定为“0”时的未发送帧”这一情况。并且，将该“可发送帧数量设定为“0”时的未发送帧”，在令牌帧200中设定的可发送帧数量的范围内，按照发送缓存器64中存储的顺序(从旧到新的顺序)进行发送。在这里，在发送缓存器64中存储有帧F7、F11～F14，但由于“可发送帧数量设定为“0”时的未发送帧”为帧F7，所以仅对帧F7进行发送。由此，在直至该令牌帧200返回主站点A为止的期间内，可发送帧数量为“5(＝6-1)”。然后，从属站点B的令牌帧处理部62对以下述方式设定的令牌帧200进行发送，即，在该令牌帧200中将可发送帧数量设定为“5”，将令牌转发计数器递加1而设为“2”，将发送权获得装置信息设定为从属站点C。另外，从属站点B将本次发送权获得时无法发送的帧F11～F14作为“上一次令牌接收时的未发送帧”而存储。另外，令牌帧200内的可发送帧数量“0”设定站点没有变更，保持接收到的令牌帧200中所设定的值。另外，将发送后的帧F7从发送缓存器64中删除。

然后，从属站点C接收将发送权获得装置信息设定为本站点的令牌帧200，将令牌帧200内的令牌转发计数器的值和发送许可站值进行比较，对本站点可否发送数据进行判定。在这里，由于令牌转发计数器“2”＞发送许可站值“1”，所以识别出获得了在令牌帧200内的可发送帧数量的范围内发送数据的权利这一情况。

然后，如图7-8所示，从属站点C识别出在存储于发送缓存器64中的待发送帧中存在“上一次令牌接收时的未发送帧”这一情况。并且，数据帧通信处理部24将该“上一次令牌接收时的未发送帧”，在令牌帧200中设定的可发送帧数量的范围内，按照向发送缓存器64中存储的顺序(从旧到新的顺序)进行发送。在这里，在发送缓存器64中存储有帧F8、F15，但由于“上一次令牌接收时的未发送帧”为帧F8，所以仅对帧F8进行发送。由此，在直至该令牌帧200返回主站点A为止的期间内，可发送帧数量为“4(＝5-1)”。然后，从属站点C的令牌帧处理部62对以下述方式设定的令牌帧200进行发送，即，在该令牌帧200中将可发送帧数量设定为“4”，将令牌转发计数器递加1而设为“3”，将发送权获得装置信息设定为主站点A。另外，从属站点C的数据帧通信处理部24将本次发送权获得时无法发送的发送缓存器64中的帧F 15，作为上一次令牌接收时的未发送帧而存储。另外，令牌帧200内的可发送帧数量“0”设定站点没有变更，保持接收到的令牌帧200中所设定的值。另外，将发送后的帧F8从发送缓存器64中删除。

然后，如果主站点A的令牌帧处理部23接收到将发送权获得装置信息设定为本站点的令牌帧200，则对令牌帧200内的可发送帧数量进行确认。在这里，由于可发送帧数量为“4”，所以判断为逻辑环中全部的通信节点都实现了帧的发送。

然后，如图7-9所示，主站点A的数据帧通信处理部24对存储于发送缓存器25中的帧F9～F10进行发送处理。然后，令牌帧处理部23对以下述方式设定的令牌帧200进行发送，即，在该令牌帧200中，将令牌帧200的可发送帧数量设定为，从作为可发送帧数量而预先设定的值“6”中减去已发送的帧数量“2”而得到的“4”，将发送许可站值设定为表示本站点的“0”，将令牌转发计数器再次设定为“1”，将发送权获得装置信息设定为从属站点B。另外，令牌帧200内的可发送帧数量“0”设定站点的值可以不变更而保持原样，也可以删除。然后，反复执行上述处理，在各通信节点中进行应发送帧的发送。

根据本实施方式1，由于在各通信节点中针对处于待发送状态的数据，以帧为单位判定是否可以进行发送，所以不必如现有技术所示计算处于待发送状态的数据量。其结果，可以缩短接收令牌帧200后至发送数据为止的期间的时间。另外，由于进行以帧为单位的发送，所以虽然在如现有技术所示根据数据量对可否发送进行判断的情况中，在某个通信节点中应发送的数据量超过通信系统内可发送的数据量的情况下，无法将该应发送的数据全部发送，但在本实施方式1中，可以在可发送帧数量209的范围内以帧为单位发送数据。

即，从属站点在令牌转发计数器207大于或等于发送许可站值208的情况下，观察令牌帧200内的可发送帧数量209是否为“0”，对本站点是否具有发送权进行判断，因此，在直至上述令牌帧200返回主站点的期间内即使可发送帧数量209为1的情况下，也可以将帧进行发送。其结果，具有可以进行实时通信的效果。另外，具有可以在使令牌帧200循环一周的期间内高效地发送帧的效果。

并且，由于设置在逻辑环的结构中将主站点作为第0个、且在令牌帧200循环时每次经过从属站点则递加1的令牌转发计数器207，所以从属站点可以根据该令牌转发计数器207识别出是逻辑环中的从主站点开始数第几个从属站点。并且，利用该一点，针对将可发送帧数量209设为“0”的从属站点，将该从属站点的令牌转发计数器207的值，作为可发送帧数量“0”设定站点210而存储在令牌帧200中，在主站点中将发送许可站值208设定为该可发送帧数量“0”设定站点210，因此，可以从具有在上一次令牌帧获得时无法发送的数据的从属站点发送数据。其结果，具有下述效果，即，可以将各站点中生成的数据以时间上从旧到新的顺序发送，可以进行重视实时性的通信。

并且，由于将获得令牌帧200时无法发送的帧作为上一次未发送帧而存储，在下一次获得令牌帧200的情况下，仅将上一次未发送帧进行发送，所以具有下述效果，即，即使在从上一次获得令牌帧200后至下一次获得令牌帧200为止的期间内生成了应发送的帧的情况下，也可以将在该通信节点内按从旧到新的顺序、且在整个通信系统中也是在大致相同的阶段经由发送入口输入的帧集中发送。

实施方式2.

在如实施方式1所示，由主站点和从属站点构成的、利用来自从属站点的数据进行运算并将其运算结果向从属站点通知的通信系统中，存在从属站点所发送的数据向主站点集中的可能性。另外，也存在下述可能性，即，在主站点中发送/接收处理的处理能力暂时比其它处理差，接收缓存器成为存满(Full)状态，而将帧废弃。如果发生上述状况，则实施重发处理，恢复被废弃的数据，但该恢复处理导致网络及主站点、从属站点的性能劣化。由此，在本实施方式2中，说明一种通信系统以及通信方法，其在主站点中接收处理的处理能力暂时劣化的情况下，可以进行数据的发送/接收，而无需进行恢复处理。

本实施方式2所涉及的主站点在实施方式1的基础上还具有以下功能，即，如果令牌帧处理部23接收到发送权获得装置信息206为本站点的令牌帧200，则根据接收缓存器26的使用状态取得可接收缓存数量，在令牌帧200的可发送帧数量209中设定为可接收缓存数量。例如接收缓存器26的最大帧存储数量为n(n为自然数)，在获得了令牌帧200的时刻接收缓存器26中存储有m(m为自然数且n≥m)个帧的情况下，在令牌帧200的可发送帧数量209中设定为“n-m”。另外，对于与实施方式1相同的构成要素，标注相同标号，省略其说明。另外，由于本实施方式2所涉及的从属站点的结构与实施方式1相同，所以省略其说明。

下面，说明本实施方式2所涉及的数据的通信方法。图8是表示主站点的接收到令牌帧时的处理的一个例子的流程图。首先，与实施方式1的图6所说明的步骤S71～S74相同地，主站点的令牌帧处理部23针对发送权获得装置信息206并非代表本站点的令牌帧200进行转送，在以本站点为发送目标的令牌帧200的情况下，对可发送帧数量209是否为“0”进行判定(步骤S101～S104)。

在可发送帧数量209不为“0”的情况(在步骤S104中为否的情况)下，主站点的令牌帧处理部23取得当前时刻接收缓存器26中可存储的帧数量(步骤S105)。例如，在处于能够存储6个帧的接收缓存器26中，已存储有4个帧的状态的情况下，可以存储2个帧。并且，作为令牌帧200的可发送帧数量209而设定为所取得的该接收缓存器26中可存储的帧数量(步骤S106)。然后，数据帧通信处理部24在所设定的可发送帧数量209的范围内将发送缓存器25内的帧发送之后(步骤S107)，令牌帧处理部23将从步骤S106所设定的可发送帧数量209中减去步骤S107所发送的帧数量而得到的值，设定为令牌帧200的可发送帧数量209(步骤S108)。另外，将令牌转发计数器207的值设定为“1”(步骤S109)，将发送许可站值208设定为“0”(步骤S110)。

另一方面，在步骤S104中接收到的令牌帧200内的可发送帧数量209为“0”的情况(在步骤S104中为是的情况)下，主站点的令牌帧处理部23取得接收缓存器26中可存储的帧数量(步骤S121)。并且，作为令牌帧200的可发送帧数量209而设定为所取得的该接收缓存器26中可存储的帧数量(步骤S122)。另外，将令牌转发计数器207的值设定为“1”(步骤S123)，将发送许可站值208设定为接收到令牌帧时的可发送帧数量“0”设定站点210的值(步骤S124)。

然后，或者在步骤S110之后，与图6的步骤S91～S92相同地，在令牌帧200的发送权获得装置信息206中设定为从令牌循环顺序信息中取得的本站点之后的下一个获得发送权的从属站点(步骤S125)。并且，对以上述方式设定的令牌帧进行发送(步骤S126)，结束处理。

下面，举出具体的例子，说明上述通信系统中的利用令牌帧进行通信的方法。图9-1～图9-8是示意地表示本实施方式2所涉及的利用令牌帧进行通信的方法的步骤的一个例子的图。在这里，假定主站点A可以处理6个帧。即，假定主站点A的接收缓存器26可以存储6个帧。另外，假定处于如下状态，即，主站点A已经进行了逻辑环构成处理，并确定出实施方式1的(1)所示的令牌循环顺序，在向各从属站点B、C通知与令牌循环顺序相关的信息(令牌循环目标信息)后，按照令牌循环顺序使令牌帧循环。

并且，如图9-1所示，在从从属站点C发送了将发送权获得装置信息设定为主站点A的令牌帧的时刻，在从属站点B中，从应用层向数据链路层输入帧F1～F5这5个帧，以向主站点A发送，这些帧F1～F5处于作为待发送帧而依次存储在发送缓存器64中的状态。

然后，如图9-2所示，如果主站点A接收到将发送权获得装置信息206设定为本站点的令牌帧200，则对令牌帧200内的可发送帧数量进行确认。在这里，假定可发送帧数量是以不为“0”的数量被返回的。由此，不存在如实施方式1所说明的那样的虽获得发送权但无法发送帧的从属站点，进行按照帧循环顺序依次赋予发送权的一般通信。

另外，对于主站点A的数据帧通信处理部24，由于本站点获得了发送权，所以可以对发送缓存器25的帧进行发送，但由于在该时刻没有应发送的帧，所以不进行发送处理。然后，主站点A的令牌帧处理部23发送以下述方式设定的令牌帧200，即，在该令牌帧200中将可发送帧数量设定为通信系统内预先设定的值“6”，将令牌转发计数器再次设定为“1”，并且将发送许可站值设定为表示本站点的“0”，将发送权获得装置信息206设定为从属站点B。

然后，如果从属站点B的令牌帧处理部62接收到将发送权获得装置信息设定为本站点的令牌帧200，则将令牌帧200内的令牌转发计数器的值和发送许可站值进行比较，对本站点可否发送数据进行判定。在这里，由于令牌转发计数器“1”＞发送许可站值“0”，所以识别出获得了在令牌帧200内的可发送帧数量的范围内进行数据发送的权利这一情况。

然后，如图9-3所示，从属站点B的数据帧通信处理部63将存储于发送缓存器64中的待发送帧，在令牌帧200中设定的可发送帧数量的范围内，按照存储于发送缓存器64中的顺序(从旧到新的顺序)进行发送。在这里，由于存储于发送缓存器64中的待发送帧F1～F5的数量为“5”，在令牌帧200中设定的可发送帧数量为“6”，所以将帧F1～F5全部以主站点A为发送目标进行发送。由此，在直至该令牌帧200返回主站点A的期间内，可发送帧数量为“1(＝6-5)”。然后，从属站点B的令牌帧处理部62发送以下述方式设定的令牌帧200，即，在该令牌帧200中将可发送帧数量设定为“1”，将令牌转发计数器递加1而设为“2”，将发送权获得装置信息设定为从属站点C。另外，将发送后的帧F1～F5从发送缓存器64中删除。

另外，从从属站点B发送的数据被主站点A接收，暂时存储在接收缓存器26中。其结果，由于在主站点A的接收缓存器26中存储5个帧，所以接收缓存器可处理数量成为“1”。

然后，从属站点C接收将发送权获得装置信息设定为本站点的令牌帧200，将令牌帧200内的令牌转发计数器的值和发送许可站值进行比较，对本站点可否发送数据进行判定。在这里，由于令牌转发计数器“2”＞发送许可站值“0”，所以识别出获得了在令牌帧200内的可发送帧数量的范围内发送数据的权利这一情况。

然后，如图9-4所示，从属站点C将存储于发送缓存器64中的待发送帧，在令牌帧200中设定的可发送帧数量“1”的范围内，按照存储于发送缓存器64中的顺序(从旧到新的顺序)进行发送，但在这里，由于在发送缓存器64内没有应发送的数据，所以结果是从属站点C不发送帧。

并且，从属站点C的令牌帧处理部62发送以下述方式设定的令牌帧200，即，在该令牌帧200中将令牌转发计数器递加1而设为“3”，将发送权获得装置信息设定为主站点A。另外，在该令牌帧200中，可发送帧数量保持为“1”。

另外，假定在直至该从属站点C发送出令牌帧200时为止的时间内，在主站点A中，针对接收缓存器26所存储的帧中的1个帧的处理结束，处于在接收缓存器中确保了2个帧量的存储容量的状态。即，主站点A的接收缓存器可处理数量成为“2”。

然后，如图9-5所示，在从属站点C刚刚发送了将发送权获得装置信息设定为主站点A的令牌帧200之后的状态下，在从属站点C中，从应用层向数据链路层输入帧F6～F9，以向主站点A发送，这些帧F6～F9作为待发送帧而存储于发送缓存器64中。

然后，如图9-6所示，如果主站点A接收到将发送权获得装置信息设定为本站点的令牌帧200，则对令牌帧200内的可发送帧数量进行确认。在这里，由于可发送帧数量209为“1”，所以判断为逻辑环中的全部通信节点都实现了帧的发送。其结果，主站点A可以进行存储于发送缓存器25中的帧的发送处理，但在本例中由于在发送缓存器25中没有存储帧，所以主站点A不进行帧的发送处理。

然后，主站点A发送以下述方式设定的令牌帧200，即，在该令牌帧200中，作为令牌帧200的可发送帧数量，本来应当是将可发送帧数量设定为通信系统中预先设定的值“6”，但由于接收缓存器可处理数量为“2”，所以将令牌帧200的可发送帧数量设定为“2”，将令牌转发计数器再次设定为“1”，将发送权获得装置信息设定为从属站点B。

然后，如果从属站点B接收到将发送权获得装置信息设定为本站点的令牌帧200，则将令牌帧200内的令牌转发计数器的值和发送许可站值进行比较，对本站点可否发送数据进行判定。在这里，由于令牌转发计数器“1”＞发送许可站值“0”，所以识别出获得了在令牌帧内的可发送帧数量的范围内发送数据的权利这一情况。但是，由于在从属站点B的发送缓存器64中不存在帧，所以不进行帧的发送处理。

然后，如图9-7所示，从属站点B发送以下述方式设定的令牌帧200，即，在该令牌帧200中，将令牌转发计数器递加1而设为“2”，将发送权获得装置信息设定为从属站点C。另外，令牌帧200内的可发送帧数量没有变更，保持接收到的令牌帧200所设定的值。

然后，从属站点C接收将发送权获得装置信息设定为本站点的令牌帧200，对令牌帧200内的令牌转发计数器的值和发送许可站值进行比较，对本站点可否发送数据进行判定。在这里，由于令牌转发计数器“2”＞发送许可站值“0”，所以识别出获得了在令牌帧内的可发送帧数量的范围内发送数据的权利这一情况。

然后，如图9-8所示，从属站点C的数据帧通信处理部63将发送缓存器64中存储的待发送帧，在令牌帧200所设定的可发送帧数量209的范围内，按照存储于发送缓存器64中的顺序(从旧到新的顺序)进行发送。在这里，虽然在发送缓存器64中存储有帧F6～F9，但由于可发送帧数量为“2”，所以仅发送帧F6、F7。由此，在直至该令牌帧200返回主站点A为止的期间内，可发送帧数量成为“0(＝2-2)”。然后，从属站点C的令牌帧处理部62发送以下述方式设定的令牌帧200，即，在该令牌帧200中，将可发送帧数量设定为“0”，将可发送帧数量“0”设定站点设定为接收到令牌帧时的令牌转发计数器的值、即(表示本站点的)“2”，将令牌转发计数器递加1而设为“3”，将发送权获得装置信息设定为主站点A。另外，从属站点C将本次发送权获得时无法发送的发送缓存器64中的帧F8、F9，作为可发送帧数量为“0”时的未发送帧而存储。并且，将发送后的帧F6、F7从发送缓存器64中删除。之后，进行以上说明的处理或者实施方式1所说明的处理。

如上所述，与主站点A的接收处理能力相对应，以可变方式设定可发送帧数量，进行与该设定相对应的帧发送处理。

根据本实施方式2，由于与主站点的接收处理能力相对应，设定在接下来使令牌循环时可发送的帧数量，所以可以防止数据向主站点集中，可以防止由于接收缓存器成为存满(Full)状态而将帧废弃。另外，由于不进行因帧被废弃而执行的恢复处理，所以也具有以下效果，即，可以防止主站点、从属站点以及具有这些通信节点的通信系统中的通信性能及数据处理性能的劣化。

实施方式3.

例如，在利用网络将与主站点相对应的可编程控制器和与从属站点相对应的控制对象设备连结而形成的FA系统中，由于基于从控制对象设备输出的数据，利用可编程控制器进行运算处理，并将该运算结果向控制对象设备输出而进行控制对象设备的控制，所以要求数据的实时性。在上述情况下，在对于运算处理的结果要求高精度的情况下，需要大量来自控制对象设备的数据，在对于运算处理的结果不要求那么高的精度的情况下，来自控制对象设备的数据较少也是可以的。这样，在FA系统中，对于控制对象设备存在重要度的区别。

由此，在各从属站点的发送请求负荷暂时变高的情况下，如果利用实施方式1所示的方法，对来自全部从属站点的数据进行接收处理，则存在无法接收来自重要度较高的控制对象设备的数据，无法进行高精度运算处理的可能性。因此，在本实施方式3中说明一种通信系统以及通信方法，其在来自各从属站点的发送请求负荷暂时变高的情况下，可以将来自重要度较高的从属站点的数据优先向主站点发送。

图10是示意地表示本实施方式3所涉及的主站点的功能结构的框图。本主站点在实施方式1、2的结构的基础上还具有：优先处理时变更目标信息存储部27，其存储优先处理时变更目标信息，该优先处理时变更目标信息表示在从属站点的发送请求负荷增高的情况下优先向哪个从属站点赋予发送权；以及可发送帧数量“0”设定站点存储部28，其在从属站点的发送请求负荷增高的情况下，存储令牌帧200内的可发送帧数量“0”设定站点210。另外，令牌帧处理部23根据令牌帧200内的可发送帧数量209是否为“0”，对是否处于从属站点的发送请求负荷增高的状态进行判定。

将存储在优先处理时变更目标信息存储部27中的优先处理时变更目标信息设定为，在逻辑环(令牌循环顺序)中，优先度设定得最高的从属站点中的令牌循环顺序最早的从属站点。另外，从属站点的优先度根据从属站点的种类而预先设定，或者由用户设定。

图11是示意地表示构成通信系统的通信节点的站点编号和次序编号之间的关系的图。在这里，所谓站点编号是指为了使用户唯一地识别通信系统的通信节点而任意设定的信息。另外，如实施方式1的说明所示，次序编号是表示在逻辑环中以主站点A为基准的各从属站点的排列次序的编号。主站点A将上述站点编号和次序编号相关联而存储在例如令牌循环顺序信息存储部22的令牌循环顺序信息中。并且，将用户提高了哪个站点编号的通信节点的优先度这一信息，作为优先处理时变更目标信息而存储在优先处理时变更目标信息存储部27中。例如，假设从属站点C、E的优先度最高，则作为优先处理时变更目标信息，选择从属站点C。其原因在于，通过选择从属站点C，从而在之后的逻辑环中令牌帧也会循环至优先度高的从属站点E。另外，对于通信节点的站点编号和次序编号之间的关联，在由逻辑环构成部21进行逻辑环构成处理时，从通信节点中取得各通信节点中设定的站点编号的信息，由此可以得到如图11所示的关系。

另外，如果令牌帧处理部23接收到令牌帧200，则在接收到的令牌帧的可发送帧数量为“0”的情况下，在可发送帧数量“0”设定站点存储部28中，存储接收到的令牌帧200中存储的可发送帧数量“0”设定站点的值，并且，将令牌帧200的发送许可站值，设定为优先处理时变更目标信息存储部27中存储的优先处理时变更目标信息。并且，如果在可发送帧数量“0”设定站点存储部28中存储有可发送帧数量“0”设定站点的状态下，接收到将发送权获得装置信息设定为本站点的令牌帧200，则生成下述令牌帧200并将可发送帧数量“0”设定站点存储部28内的信息删除，即，在该令牌帧200中将令牌帧200的发送许可站值设定为可发送帧数量“0”设定站点存储部28中存储的可发送帧数量“0”设定站点。

另外，对于与实施方式1～2中说明的构成要素相同的构成要素，标注相同标号，省略其说明。另外，由于从属站点的结构与实施方式1～2所说明的结构相同，所以省略其说明。

下面，说明主站点向期望使其优先的从属站点赋予数据发送权的处理步骤。图12-1～图12-2是表示本实施方式3所涉及的主站点的令牌帧处理步骤的一个例子的流程图。首先，与实施方式1的图6所说明的步骤S71～S73相同地，主站点的令牌帧处理部23针对发送权获得装置信息206不是本站点的令牌帧200进行转送(步骤S151～S153)。

另外，在发送权获得装置信息206是本站点的令牌帧200的情况下，对是否在可发送帧数量“0”设定站点存储部28中存储有信息进行判定(步骤S 154)。令牌帧处理部23在可发送帧数量“0”设定站点存储部28中没有存储信息的情况(在步骤S154中为否的情况)下，识别出下述情况，即，上一次令牌帧200的循环不是使优先度高的通信节点进行数据发送的处理(以下，称为优先模式处理)，而是处于实施方式1、2所说明的向通信系统内的通信节点均等地发行用于赋予数据发送权的令牌帧200的状态。由此，接下来对令牌帧200内的可发送帧数量209是否为“0”进行判定(步骤S155)。

在可发送帧数量209不为“0”的情况(在步骤S155中为否的情况)下，判断为构成通信系统的各通信节点的发送请求负荷没有增高。然后，令牌帧处理部23将可发送帧数量设定为预先设定的值(步骤S156)，数据帧通信处理部24对发送缓存器25内的帧进行发送(步骤S157)。另外，令牌帧处理部23将令牌帧200的可发送帧数量209设定为，从步骤S156中设定的可发送帧数量中减去步骤S157所发送的帧数量而得到的值(步骤S158)。另外，将令牌转发计数器207再次设定为“1”(步骤S159)，将令牌帧200的发送许可站值208设定为“0”(步骤S160)。并且，将发送权获得装置信息206设定为符合令牌循环顺序信息的通信节点(步骤S175)，将令牌帧200进行发送(步骤S176)而结束处理。

另一方面，在步骤S155中，在可发送帧数量为0的情况(在步骤S 155中为是的情况)下，令牌帧处理部23判断为构成通信系统的通信节点的发送请求负荷暂时增高。然后，将可发送帧数量设定为预先设定的值(步骤S171)，将令牌转发计数器207再次设定为“1”(步骤S172)。另外，在可发送帧数量“0”设定站点存储部28中存储接收到的令牌帧200内的可发送帧数量“0”设定站点210(步骤S173)，将发送许可站值208设定为优先处理时变更目标信息存储部27的优先处理时变更目标信息中存储的值(步骤S174)。然后，进行上述步骤S175之后的处理。

另外，在步骤S154中，在可发送帧数量“0”设定站点存储部28中存储有信息的情况(在步骤S154中为是的情况)下，识别出在上一次令牌帧200循环时进行了优先模式处理这一情况。由此，主站点的令牌帧处理部23在将可发送帧数量设定为预先设定的值后(步骤S181)，数据帧通信处理部24对发送缓存器25内的帧进行发送(步骤S182)。另外，令牌帧处理部23将令牌帧200的可发送帧数量209设定为，从步骤S181所设定的可发送帧数量中减去步骤S182所发送的帧数量而得到的值(步骤S183)。并且，将令牌帧200内的令牌转发计数器207再次设定为“1”(步骤S184)，将发送许可站值208设定为可发送帧数量“0”设定站点存储部28中存储的可发送帧数量“0”设定站点(步骤S185)，将发送权获得装置信息206设定为符合令牌循环顺序信息的通信节点(步骤S186)。对如上所述设定了数据204内的各种信息的令牌帧200进行发送(步骤S187)。此时，令牌帧处理部23将在可发送帧数量“0”设定站点存储部28中存储的可发送帧数量“0”设定站点删除。由此结束处理。

下面，说明本实施方式3所涉及的令牌帧的发送处理的具体例子。图13-1～图13-5是示意地表示本实施方式3所涉及的令牌帧发送处理的一个例子的图。本通信系统是将1台主站点A和3台从属站点B～D由交换式集线器101连接而构成的。假定通过主站点A的逻辑环构成部21如下述(2)所示确定令牌循环顺序。另外，假定处于在主站点A向各从属站点B～D通知下述(2)所示的与令牌循环顺序相关的信息(令牌循环目标信息)后，使令牌帧200按照该令牌循环顺序在通信系统内循环的状态。

主站点A→从属站点B→从属站点C→从属站点D→主站点A…(2)

在这里，假定从从属站点B发送的数据的优先度较高，在优先处理时变更目标信息存储部27中，作为优先处理时变更目标信息而设定为表示从属站点B的“2”。另外，假定主站点A的接收缓存器26可以存储6个帧。

首先，如图13-1所示，从属站点C获得可发送帧数量为“3”的发送权，将发送缓存器64中的待发送帧F1～F5中的帧F1～F3发送出。并且，发送出以下述方式设定的令牌帧200，并且将发送缓存器64内的无法发送的帧F4、F5作为可发送帧数量设定为“0”时的未发送帧而存储，即，在该令牌帧200中将可发送帧数量设定为“0”，将可发送帧数量“0”设定站点210设定为本站点的次序编号即“2”，将令牌转发计数器设定为“3”，将发送权获得装置信息设定为从属站点D。

然后，如图13-2所示，从属站点D如实施方式1的说明所示获得发送权，但无法将发送缓存器64内的未发送帧F6、F7进行发送。由此，对以下述方式设定的令牌帧200进行发送，并将发送缓存器64内的无法发送的帧F6、F7作为上一次令牌接收时的未发送帧而存储，即，在该令牌帧200中将令牌转发计数器207设定为“4”，将发送权获得装置信息设定为主站点A。

另外，假定在从从属站点D刚刚发送了将发送权获得装置信息设定为主站点A的令牌帧200之后的时刻，在从属站点B中，从应用层向数据链路层输入帧F8～F13这6个帧，以向主站点A发送，这些帧F8～F13处于作为待发送帧而依次存储在发送缓存器64中的状态。并且，在从属站点C中，从应用层向数据链路层输入帧F14～F15这2个帧，以向主站点A发送，这些帧F14～F15处于作为待发送帧而依次存储在发送缓存器64中的状态。另外，在该时刻，在主站点A中，由于从从属站点C接收到的帧F1～F3使得接收缓存器26处于存满了数据的状态。

在上述状态下，如果主站点A的令牌帧处理部23接收到将发送权获得装置信息设定为本站点的令牌帧200，则对是否在可发送帧数量“0”设定站点存储部28中存储有信息进行确认。在这里，假定在可发送帧数量“0”设定站点存储部28中没有存储信息。然后，进一步对令牌帧200内的可发送帧数量进行确认，但在这里，由于可发送帧数量为“0”，所以转变至优先模式，即，使优先处理时变更目标信息存储部27的优先处理时变更目标信息中预先设定的从属站点B的数据优先发送。

如图13-3所示，在这里，主站点A将接收到的令牌帧200内的可发送帧数量“0”设定站点210存储在可发送帧数量“0”设定站点存储部28中。然后，发送以下述方式设定的令牌帧200，即，在该令牌帧200中，将可发送帧数量设定为通信系统内预先设定的值“6”，将令牌转发计数器再次设定为“1”，并且，将发送许可站值设定为优先处理时变更目标信息中存储的值“1”(＝从属站点B)，将发送权获得装置信息设定为从属站点B。

然后，从属站点B接收将发送权获得装置信息206设定为本站点的令牌帧200，将令牌帧200内的令牌转发计数器207的值和发送许可站值208进行比较。然后，由于令牌转发计数器“1”＝发送许可站值“1”，所以识别出获得了发送权这一情况。

另外，如图13-4所示，从属站点B在由可发送帧数量规定的范围内，将发送缓存器64中存储的待发送帧中帧F8～F13这6个帧进行发送。然后，发送以下述方式设定的令牌帧200，即，在该令牌帧200中，将令牌转发计数器递加1而设为“2”，将可发送帧数量设定为“0”，将发送权获得装置信息设定为从属站点C。另外，在优先模式下发送数据的过程中，即使可发送帧数量成为“0”，也不对令牌帧200中的可发送帧数量“0”设定站点进行设定(写入)。

在这里，在实施方式1的方法中，主站点A设定令牌帧200的数据内的信息，以向图13-2中被设定在可发送帧数量“0”设定站点中的从属站点C赋予发送权。但是，在本实施方式3中，在主站点A的接收缓存器26的可处理帧数量为“0”的情况下，向存储于优先处理时变更目标信息存储部27中的从属站点B赋予发送权。

然后，使令牌帧200以从属站点C、D的顺序循环，但由于可发送帧数量均为“0”，所以无法发送数据帧。然后，如图13-5所示，从属站点D发送以下述方式设定的令牌帧200，即，在该令牌帧200中将令牌转发计数器设定为“4”，将可发送帧数量设定为“0”，将发送权获得装置信息设定为主站点A。

然后，如图13-5所示，主站点A接收将发送权获得装置信息设定为本站点的令牌帧200，对在可发送帧数量“0”设定站点存储部28中是否存储有信息进行确认。在这里，由于存储有信息，所以主站点A的令牌帧处理部23将令牌帧200的发送许可站值设定为可发送帧数量“0”设定站点存储部28中存储的值“2”。另外，生成并发送以下述方式设定的令牌帧200，即，在该令牌帧200中，将令牌转发计数器再次设定为“1”，将可发送帧数量设定为“6”，将发送权获得装置信息设定为表示从属站点B的“1”。另外，如果令牌帧处理部23完成令牌帧200的生成处理，则将存储在可发送帧数量“0”设定站点存储部28中的信息删除。

然后，进行与实施方式1所说明的处理相同的处理。即，在这里，首先，向从属站点C赋予发送权，将发送缓存器64内的作为可发送帧数量设定为“0”时的未发送帧而存储的帧F4、F5进行发送，然后将从属站点D的发送缓存器64内的作为上一次令牌接收时的未发送帧而存储的帧F6、F7进行发送。

另外，在以上的说明中，举例说明了从属站点的通信请求负荷暂时增高的情况，但并不是仅在该情况下进行上述处理，在主站点的接收处理劣化的情况等下，也可以同样地执行将通信系统转变至优先模式的处理。

根据本实施方式3，在接收到的令牌帧的可发送帧数量为“0”的情况下，向预先设定的优先度较高的从属站点赋予发送权，暂时存储可发送帧数量“0”设定站点210的内容，不向可发送帧数量“0”设定站点210所设定的从属站点赋予发送权。其结果，具有下述效果，即，可以在维持实时性的同时，发送需要向主站点频繁进行数据发送的从属站点的数据。

实施方式4.

在本实施方式4中，说明在接收到的令牌帧的可发送帧数量为“0”的情况下，向通信系统内的从属站点中优先度最高的从属站点赋予发送权的其它方法。

图14是表示本实施方式4中使用的令牌帧的格式的一个例子的图。在该令牌帧200中，图3所示的发送许可站值208由开始发送许可站值208a和结束发送许可站值208b构成，它们规定了在逻辑环上的优先进行数据发送的从属站点的范围。即，开始发送许可站值208a表示在接收到的令牌帧的可发送帧数量为“0”而向优先模式转变时，逻辑环上的通信节点中被优先赋予发送权的最先的通信节点的次序编号，同理，结束发送许可站值208b表示逻辑环上的通信节点中被优先赋予发送权的最后的通信节点的次序编号。其结果，在逻辑环上的通信节点中，从具有开始发送许可站值208a的次序编号的通信节点至具有结束发送许可站值208b的次序编号的通信节点为止的通信节点，获得发送权而进行数据帧的发送。

对于主站点的结构，在优先处理时变更目标信息存储部27中存储包含向优先模式转变时的开始发送权许可站值和结束发送权许可站值在内的优先处理时变更目标信息这一点，与实施方式3的结构不同，但由于其它结构相同，所以省略其说明。

另外，对于从属站点的结构，令牌帧处理部62在接收到发送权获得装置信息206为本站点的令牌帧200后，对令牌转发计数器207的值是否大于或等于开始发送许可站值208a而小于或等于结束发送许可站值208b进行判定这一点，与实施方式1～3的结构不同，但由于其它结构相同，所以省略其说明。

并且，由于上述结构下的通信系统的通信方法也与实施方式3所说明的方法相同，所以省略其说明。

根据本实施方式4，由于在接收到的令牌帧的可发送帧数量为“0”的情况下，指定期望优先发送数据的通信节点在逻辑环上的开始次序编号和结束次序编号，所以具有以下效果，即，可以使逻辑环上的任意选择的通信节点的集合优先发送数据。另外，由于转变至优先模式时的数据发送处理，仅通过由开始发送许可站值和结束发送许可站值设定的范围内的通信节点进行，所以与实施方式3的情况相比，可以缩短令牌帧循环一周的期间内进行的处理。

在上述实施方式3、4中，也可以在主站点中设置优先处理信息设定单元，在优先处理时变更目标信息存储部27中设定用户输入的期望优先的从属站点。通过按照上述方式处理，可以针对所发生的事件，进行期望优先的从属站点的发送权控制。

另外，在实施方式1～4中，对于获得发送权的通信节点所发送的帧的大小没有特别地限制，但例如也可以在主站点中设定为仅发送小于或等于规定长度的帧。此时，只要在发送比设定的规定长度长的帧的情况下，在数据链路层的上位层中将数据分割为可发送的长度，在接收的情况下，在接收侧将分割后的数据合并为1个即可。

实施方式5.

另外，上述实施方式1～4的通信系统可以适用于下述FA网络(FA系统)等，在该FA网络(系统)中具有：控制对象设备；以及可编程控制器等控制装置，其将控制对象设备的状态作为输入数据而进行规定的运算，将控制对象设备的动作条件作为输出数据而输出。

在FA网络中，在接收到令牌帧时总是从各通信节点发送的同步数据(周期数据)、和不重视实时性而可以不以周期性发送的非同步数据(非周期数据)共存。作为同步数据，可以例示出主站点向各从属站点发送的用于控制从属站点的数据、及主站点的运算处理所需的由从属站点取得的数据等控制数据，作为非同步数据，可以例示出例如从属站点的控制记录等数据。

在上述网络中，也可以不针对由通信系统发送的所有数据应用实施方式1～4所示的功能。具体地说，在通信节点接收到将发送权获得装置信息设定为本站点的令牌帧的情况下，对于同步数据，总是进行发送，仅对于非同步数据利用实施方式1～4所说明的方法进行发送。

在此情况下，只要在帧内设置对是同步帧还是非同步帧进行判断的标志(非同步帧判定标志)，获得了发送权的通信节点读入帧的非同步帧判定标志信息，仅对于非同步帧应用上述实施方式1～4，对于同步帧，在获得了发送权的情况下一定进行发送即可。

根据本实施方式5，具有下述效果，即，可以根据数据的重要度，变更确保实时性的对象。

另外，上述主站点和从属站点中的通信方法，可以通过利用具有CPU(中央运算处理单元)的可编程控制器或个人计算机等计算机执行写入有各个处理步骤的程序而实现。在此情况下，计算机的CPU(控制单元)根据程序执行上述通信方法的各处理工序。上述程序记录在硬盘、软(注册商标)盘、CD(Compact Disk)-ROM(ReadOnly Memory)、MO(Magneto-Optical disk)、DVD(Digital VersatileDisk或者Digital Video Disk)等可以由计算机读取的记录介质中，通过由计算机从记录介质中读出而被执行。另外，上述程序也可以经由互联网等网络(通信线路)发布。

另外，主站点也可以形成为通信管理电路，该通信管理电路是由使上述实施方式所记载的各处理部以上述处理步骤执行处理的电路而实现的。相同地，从属站点也可以形成为通信电路，该通信电路是由使上述实施方式所记载的各处理部以上述处理步骤执行处理的电路而实现的。

另外，主站点也可以形成为以使上述实施方式所记载的各处理部按上述处理步骤执行处理的方式制作的LSI(Large-ScaleIntegration)。相同地，从属站点也可以形成为以使上述实施方式所记载的各处理部按上述处理步骤执行处理的方式制作的LSI。

工业实用性

如上所述，本发明所涉及的通信管理装置，作为在由以太网连接的要求数据通信的实时性的网络系统中对数据发送权进行管理的通信装置有用。

Claims (23)

1.一种通信管理装置，其对利用以太网将多个通信节点连接而成的网络内的数据发送进行管理，其中，以太网为注册商标，

其特征在于，具有：

令牌帧接收单元，其接收用于获得数据发送权的令牌帧，对该令牌帧内进行解析，对是否获得了发送权进行判定；

令牌帧发送单元，其对设定有下述信息的所述令牌帧进行发送，即，表示在所述网络内的令牌帧循环顺序中的可获得发送权的通信节点的次序编号的第1发送权获得判定信息、表示在所述令牌帧循环一周的期间内可发送的帧数量的第2发送权获得判定信息、以及下一个获得发送权的通信节点的信息；以及

数据帧通信处理单元，其进行来自其它通信节点的数据帧的接收处理，如果获得所述发送权，则将数据以帧为单位进行发送。

2.根据权利要求1所述的通信管理装置，其特征在于，

所述第1发送权获得判定信息包含：令牌循环编号，其表示所述网络内的令牌帧循环顺序中的以本站点为基准的次序编号；以及发送许可站值，其表示可发送数据帧的通信节点在所述循环顺序中的次序编号，

所述令牌帧发送单元将所述令牌循环编号设定为“1”，将所述发送许可站值设定为与接收到的所述令牌帧中设定的信息相对应的值。

3.根据权利要求2所述的通信管理装置，其特征在于，

所述令牌帧发送单元在接收到的令牌帧的所述第2发送权获得判定信息不为“0”的情况下，将所述发送许可站值设定为表示本站点的所述次序编号的“0”。

4.根据权利要求2所述的通信管理装置，其特征在于，

在接收到的令牌帧中，所述第2发送权获得判定信息为“0”，且设定有表示将第2发送权获得判定信息设为“0”的通信装置的可发送帧数量“0”设定站点信息的情况下，

所述令牌帧接收单元不向所述数据帧通信处理单元发出数据帧发送指示，

所述令牌帧发送单元将所述令牌帧的所述发送许可站值设定为所述可发送帧数量“0”设定站点信息。

5.根据权利要求4所述的通信管理装置，其特征在于，

还具有可发送帧数量“0”设定站点存储单元，其存储所述令牌帧的所述可发送帧数量“0”设定站点信息的内容，

如果所述令牌帧接收单元接收到所述发送权获得装置信息为本装置、且所述第2发送权获得判定信息为“0”的令牌帧，则将所述可发送帧数量“0”设定站点信息的内容存储在所述可发送帧数量“0”设定站点存储单元中，

所述令牌帧发送单元，在所述第2发送权获得判定信息为“0”的情况下将所述发送许可站值设定为被优先赋予发送权的通信装置的所述次序编号。

6.根据权利要求5所述的通信管理装置，其特征在于，

所述令牌帧发送单元在接收到的所述令牌帧的所述第2发送权获得判定信息为“0”的情况下，将所述令牌帧的所述发送许可站值设定为开始发送许可站值和结束发送许可站值，它们表示被优先赋予发送权的通信装置的范围的次序编号。

7.根据权利要求5所述的通信管理装置，其特征在于，

在所述可发送帧数量“0”设定站点存储单元中存储有所述可发送帧数量“0”设定站点信息的情况下，如果接收到所述发送权获得装置信息为本装置的所述令牌帧，则所述令牌帧发送单元将所述令牌帧的所述发送许可站值设定为所述可发送帧数量“0”设定站点信息，将存储于所述可发送帧数量“0”设定站点存储单元中的所述可发送帧数量“0”设定站点信息删除。

8.一种通信装置，其在利用以太网将多个通信节点连接而成的网络内，接收按照由通信管理装置确定的循环顺序循环的用于获得数据发送权的令牌帧，而进行数据发送，其中，以太网为注册商标，

其特征在于，具有：

令牌循环目标信息存储单元，其存储表示基于所述循环顺序下一个获得所述数据发送权的通信节点的令牌循环目标信息；

令牌帧接收单元，其接收令牌帧，对该令牌帧进行解析，从而对是否获得发送权进行判定，在获得发送权的情况下，利用接收到的令牌帧内存储的表示所述循环顺序中可获得发送权的通信装置的次序编号的第1发送权获得判定信息、和表示接收到所述令牌帧时的可发送帧数量的第2发送权获得判定信息，对是否可以发送数据帧进行判定；

令牌帧发送单元，其对以下述方式设定的令牌帧进行发送，即，在该令牌帧中，在可以发送数据帧的情况下，将所述第2发送权获得判定信息设定为从接收到的令牌帧的第2发送权获得判定信息中减去所发送的所述数据帧的数量而得到的值；以及

数据帧通信处理单元，其进行来自其它通信节点的数据帧的接收处理，如果获得所述发送权，则将数据以帧为单位进行发送。

9.根据权利要求8所述的通信装置，其特征在于，

所述第1发送权获得判定信息包含：令牌循环编号，其表示循环顺序中的以所述通信管理装置为基准的次序编号；以及发送许可站值，其表示可发送数据帧的通信节点在所述循环顺序中的次序编号，

如果所述令牌帧接收单元判定为获得了发送权，则利用所述令牌循环编号和所述发送许可站值，对是否可以发送数据帧进行判定。

10.根据权利要求9所述的通信装置，其特征在于，

所述令牌帧发送单元将使接收到的所述令牌帧的所述令牌循环编号递加1后的值，设定为新的所述令牌循环编号。

11.根据权利要求9所述的通信装置，其特征在于，

所述令牌帧接收单元在所述令牌帧内的所述令牌循环编号大于或等于所述发送许可站值，且所述第2发送权获得判定信息大于“0”的情况下，判定为可以发送数据帧，

所述数据帧通信处理单元在所述第2发送权获得判定信息的范围内，对数据帧进行发送。

12.根据权利要求11所述的通信装置，其特征在于，

所述令牌帧中存储可发送帧数量“0”设定站点信息，其表示将所述第2发送权获得判定信息设定为“0”的通信节点，

所述令牌帧发送单元在从接收到的令牌帧中的第2发送权获得判定信息的值中减去所发送的数据帧数量后得到的值成为“0”的情况下，将所述可发送帧数量“0”设定站点信息设定为所述接收到的令牌帧中的令牌循环编号的值。

13.一种通信方法，其用于在通信系统中利用令牌帧进行数据通信，该通信系统具有对利用以太网线缆连接多个通信节点而形成的网络内的数据发送进行管理且作为所述通信节点之一的通信管理装置、以及作为所述网络内的其它通信节点的通信装置，其中，以太网为注册商标，

该通信方法的特征在于，具有下述工序：

发送权判定工序，在该工序中，所述通信管理装置对接收到的所述令牌帧内的下一个获得发送权的发送权获得装置信息是否为本装置进行判定；

第1数据帧发送工序，在该工序中，所述通信管理装置在所述发送权获得装置信息为本装置的情况下，对处于待发送状态的数据以帧为单位进行发送；

第1令牌帧发送工序，在该工序中，所述通信管理装置对设定有下述信息的所述令牌帧进行发送，即，在所述令牌帧中设定有表示在所述网络内使令牌帧循环的令牌循环顺序中的可获得发送权的通信装置的次序编号的第1发送权获得判定信息、表示在所述令牌帧从本装置开始循环一周的期间内可发送的帧数量的第2发送权获得判定信息、以及作为从所述令牌循环顺序中取得的本装置之后的下一个令牌帧发送目标的发送权获得装置信息；

令牌帧取得判定工序，在该工序中，所述通信装置对接收到的所述令牌帧的所述发送权获得装置信息是否为本装置进行判定；

第1发送权判定工序，在该工序中，所述通信装置在所述发送权获得装置信息为本装置的情况下，利用所述第1发送权获得判定信息，对本站点是否具有发送权进行判定；

第2发送权判定工序，在该工序中，所述通信装置在所述第1发送权判定工序中判定为本站点具有发送权的情况下，利用所述第2发送权获得判定信息，对可否发送数据帧进行判定；

第2数据帧发送工序，在该工序中，所述通信装置在所述第2发送权判定工序中判定为可以发送数据帧的情况下，在所述第2发送权获得判定信息的范围内发送数据帧；以及

第2令牌帧发送工序，在该工序中，所述通信装置在所述第1发送权判定工序中判定为本站点不具有发送权之后，在第2发送权判定工序中判定为无法发送数据帧之后，或者在所述第2数据帧发送工序中发送了所述数据帧之后，对以如下方式设定的所述令牌帧进行发送，即，在该令牌帧中，将所述发送权获得装置信息设定为表示在本站点之后的下一个被赋予发送权的通信节点的令牌循环目标信息，在所述第2数据帧发送工序中发送了所述数据帧的情况下，将所述第2发送权获得判定信息设定为从接收到所述令牌帧时的所述第2发送权获得判定信息中减去所发送的所述数据帧的数量而得到的值。

14.根据权利要求13所述的通信方法，其特征在于，

所述第1发送权获得判定信息中具有：令牌循环编号，其表示所述发送权获得装置信息中设定的通信装置在所述令牌循环顺序中的以所述通信管理装置为基准的次序编号；以及发送许可站值，其表示可发送数据帧的通信装置在所述令牌循环顺序中的次序编号，

在所述第1令牌帧发送工序中，所述通信管理装置将所述令牌循环编号设定为“1”，将所述发送许可站值设定为与在接收到的所述令牌帧中设定的信息相对应的值，

在所述第1发送权判定工序中，所述通信装置利用所述令牌循环编号和所述发送许可站值，对有无发送权进行判定，

在所述第2令牌帧发送工序中，所述通信装置将所述令牌循环编号设定为表示所述令牌循环目标信息的次序编号。

15.根据权利要求14所述的通信方法，其特征在于，

在所述第2令牌帧发送工序中，所述通信装置将使接收到的所述令牌帧的所述令牌循环编号递加1后的值，设定为新的所述令牌循环编号。

16.根据权利要求14所述的通信方法，其特征在于，

在所述第1发送权判定工序中，所述通信装置在所述令牌帧内的所述令牌循环编号大于或等于所述发送许可站值的情况下，判定为本站点具有发送权，

在所述第2发送权判定工序中，所述通信装置在所述第2发送权获得判定信息大于“0”的情况下，判定为可以发送帧，

在所述第2数据帧发送工序中，将对在接收到所述令牌帧时处于待发送状态，且在所述第2发送权获得判定信息的范围内无法发送的数据进行识别的上一次未发送数据识别信息，向所述无法发送的数据附加，

在所述第2令牌帧发送工序中，在由于通过所述第2数据帧发送工序进行的所述数据帧的发送而使所述第2发送权获得判定信息成为“0”的情况下，将表示使所述第2发送权获得判定信息成为“0”的通信节点的可发送帧数量“0”设定站点信息设定为接收到所述令牌帧时的所述令牌循环编号的值，

在所述发送权判定工序中，所述通信管理装置在接收到的所述令牌帧内的所述发送权获得装置信息为本装置，且所述第2发送权获得判定信息为“0”，并且设定有所述可发送帧数量“0”设定站点信息的情况下，判定为没有获得发送权，

在所述第1令牌帧发送工序中，所述通信管理装置进一步将所述令牌帧的所述发送许可站值设定为所述可发送帧数量“0”设定站点信息。

17.根据权利要求16所述的通信方法，其特征在于，

在所述第2数据帧发送工序中，所述通信装置在具有附加了所述上一次未发送数据识别信息的数据的情况下，在获得发送权时仅发送附加有所述上一次未发送数据识别信息的数据。

18.根据权利要求14所述的通信方法，其特征在于，

在所述第2数据帧发送工序中，所述通信装置在所述令牌循环编号大于或等于所述发送许可站值，且所述第2发送权获得判定信息为“0”的情况下，附加对在接收到所述令牌帧的时刻处于待发送状态但无法发送的数据进行识别的上一次未发送数据识别信息。

19.根据权利要求18所述的通信方法，其特征在于，

在所述第2数据帧发送工序中，所述通信装置在具有附加了所述上一次未发送数据识别信息的数据的情况下，在获得发送权时仅发送附加有所述上一次未发送数据识别信息的数据。

20.根据权利要求13所述的通信方法，其特征在于，

在所述第1令牌帧发送工序中，所述通信管理装置将在接收到所述发送权获得装置信息为本装置的所述令牌帧的时刻可接收的帧数量，作为所述第2发送权获得判定信息而设定。

21.根据权利要求14所述的通信方法，其特征在于，

在所述发送权判定工序中，如果所述通信管理装置接收到所述第2发送权获得判定信息为“0”的令牌帧，则对所述可发送帧数量“0”设定站点信息的内容进行存储，

在所述第1令牌帧发送工序中，所述通信管理装置在所述第2发送权获得装置信息为“0”的情况下，将发送许可站值设定为被优先赋予发送权的通信装置的所述次序编号即优先处理时变更目标信息。

22.根据权利要求21所述的通信方法，其特征在于，

所述优先处理时变更目标信息是开始发送许可站值和结束发送许可站值，它们表示在所述第2发送权获得判定信息为“0”的情况下，被优先赋予发送权的通信装置的范围的所述次序编号，

在所述第1发送权判定工序中，所述通信装置在所述令牌循环编号存在于由所述开始发送许可站值和所述结束发送许可站值表示的范围内的情况下，判定为本站点具有发送权。

23.根据权利要求21所述的通信方法，其特征在于，

在所述第1令牌帧发送工序中，所述通信管理装置在接收到所述发送权获得装置信息为本装置的所述令牌帧时，在存储有所述可发送帧数量“0”设定站点信息的内容的情况下，将所述发送许可站值设定为所存储的所述可发送帧数量“0”设定站点信息。

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