CN104584486A - 分布式i/o控制系统、分布式i/o控制方法、分布式i/o控制系统的主站和辅站 - Google Patents

分布式i/o控制系统、分布式i/o控制方法、分布式i/o控制系统的主站和辅站 Download PDF

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Abstract

一种分布式I/O控制系统，其使对多个输入设备或者输出设备进行数据输入输出的辅站的共享存储器、和与辅站的共享存储器对应的主站的共享存储器经由网络进行通信，进行更新，其中，主站设定针对输入设备或者输出设备的组信息，根据周期表，输出规定有辅站的共享存储器和组信息的输入请求帧，并且辅站对多个输入设备或者输出设备进行数据的输入输出，并且判别来自主站的输入请求帧的输入请求内容是辅站的一个或多个单位的共享存储器的全部信息还是与组信息对应的信息，根据输入请求内容实施输出数据的转发。

Description

分布式I/O控制系统、分布式I/O控制方法、分布式I/O控制系统的主站和辅站
技术领域
本发明涉及分布式I/O控制系统及其控制方法。
背景技术
以搭载在汽车上的车载系统为例，多个ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)分别使用一个网络连接，而且进行多个中的一个ECU的通信的I/O器件(I/O：INPUT/OUTPUT，输入/输出)使用专用的信号线连接，其中一个ECU控制I/O器件。
这种车载系统具有的课题是，伴随控制对象的I/O器件的增加，与一个ECU连接的专用信号线的量增加。
为了解决该课题，在专利文献1中公开了这样的方法：将多个I/O器件各自的专用信号线收容在配置在车辆各部内的任意一个复用传送装置内，使这些复用传送装置间通过复用传送路与ECU连接。
然而，在连接有多个ECU的状况中，在复用传送路上，不仅进行一个ECU与复用传送装置之间的连接，而且进行与除此以外的多个ECU的连接，在各自的ECU间等还用于数据交换。并且，在ECU间交换的数据由于利用在行驶中的车身控制等，因而要求规定的实时性。
并且，在专利文献2中公开了这样的方法：在主站和多个辅站(相当于复用传送装置)的通信系统中将多个辅站按照通信周期分为组，通过从主站发送指定应处理的组的帧，仅使特定的组进行通信。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平2－1649号公报
专利文献2：日本特开2010－287959号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在主站和与多个I/O器件连接的多个辅站之间的通信系统中，在所连接的复用传送路发生其它主站和辅站的通信的状况下，需要提早通知I/O器件的输入数据的变化，另一方面，需要抑制从辅站到主站的数据发送，以便可以保证上述的实时性。
即，需要从辅站到主站将通信频带抑制到一定以下，使得其它装置可以进行通信。
然而，在每当输入数据发生变化时从辅站向主站发送输入数据的方式中，需要将通信频带始终分配给复用传送装置，以便也可以应对输入数据的变化集中发生在一定期间的状况。
而且，由于辅站连接有被要求各种通信周期的I/O设备，因而在根据通信周期指定辅站的方式中，还具有的问题是，不可以应对由I/O设备所要求的通信周期。
因此，不可以向利用复用传送路的其它装置保证充分的通信频带。
本发明是鉴于上述状况而作成的，本发明的主要目的是实现这样的结构：在实现通信频带抑制的同时，应对所要求的通信设备的通信周期，无迟滞地发送特定数据。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，达到目的，本发明是一种分布式I/O控制系统，其经由网络使辅站的共享存储器和主站的共享存储器进行通信而更新，其中，该辅站的共享存储器对多个输入设备或者输出设备进行数据的输入输出，该主站的共享存储器与辅站的共享存储器对应，该分布式I/O控制系统的特征在于，主站具有：周期表，其规定针对各个输入设备或者输出设备的通信周期和组信息；输入请求发送单元，其根据周期表，输出规定有进行输入请求的辅站的共享存储器和组信息的输入请求帧；发送控制单元，其参照周期表决定存储有用于输出设备的输出数据的主站的共享存储器的发送时机，并向共享存储器发出进行输出的发送指示；以及再现单元，在从网络输入的输出数据基于组信息时，该再现单元再现成用于输入到主站的共享存储器的数据，辅站具有：器件输入输出单元，其进行输出数据从辅站的共享存储器向输出设备的输出和输入数据从输入设备向辅站的共享存储器的输入；发送数据判定单元，其判定来自主站的输入请求帧的输入请求内容是辅站之一或多个单位的共享存储器的全部信息还是与组信息对应的信息，输出所对应的输出数据的送出指示；以及压缩单元，在来自辅站的共享存储器的输出数据基于组信息时，该压缩单元压缩成用于输入到主站的共享存储器的数据。
发明的效果
本发明的分布式I/O控制系统取得的效果是，可以在应对由与辅站连接的输入设备或者输出设备要求的通信周期的同时，实现复用传送路的通信频带的抑制。
附图说明
图1－1是实施方式1中的分布式I/O控制系统的主站100的结构图。
图1－2是实施方式1中的分布式I/O控制系统的辅站300的结构图。
图2是对实施方式1中的共享存储器101、301进行说明的图。
图3是针对实施方式1中的输出数据组和压缩单元112、312的压缩方法的说明图。
图4是针对实施方式1中的输入请求帧的说明图。
图5是说明实施方式1中的输入取得过程例的图。
图6是实施方式2中的辅站300的结构图。
图7是实施方式2中的辅站300的事件发生时的动作图。
图8是实施方式2中的辅站300的多个事件发生时的动作图。
图9－1是实施方式3中的分布式I/O控制系统的主站100的结构图。
图9－2是实施方式3中的分布式I/O控制系统的辅站300的结构图。
图10是针对实施方式3中的辅站300中的共享存储器301的更新时机和发送时机的说明图。
具体实施方式
以下，根据附图详细说明本发明的分布式I/O控制系统的实施方式。另外，本发明不受本实施方式限定。
实施方式1
在实施方式1中，对这样的系统进行说明：在从主站向与I/O器件连接的多个辅站发送输入请求、辅站将与输入请求对应的来自I/O器件的输入数据发送到主站的设计中，输入数据属于共享存储器或者称为组的数据组，通过指定共享存储器编号或组编号，从与从主站进行输入请求的I/O器件连接的辅站向主站输出。
图1－1是实施方式1中的分布式I/O控制系统的主站100的结构图。并且，图1－2是实施方式1中的分布式I/O控制系统的辅站300的结构图。
在图1－1中，主站100是单一节点，经由网络200从辅站300收集输入数据，进行控制运算，经由网络200向辅站300提供输出数据。网络200也进行除本实施方式记载以外的主站或辅站间的通信。在图1－2中，辅站300是单独的多个节点，将从多个输入设备400取得的输入数据发送到主站100。并且，辅站300根据从主站100取得的输出数据，对多个输出设备500进行输出。
在图1－1和图1－2中，主站100和辅站300的共享存储器101、301存储从输入设备400输入的输入数据或者从输出设备500输出的输出数据并在主站100与辅站300之间进行交换。将哪个输入设备400或者输出设备500的信息分配给哪个共享存储器的哪个位的信息在主站100与辅站300之间被预先共享。
另外，在本实施方式中，分开记载输入设备400和输出设备500，然而针对合并的输入输出设备，可以使用共享存储器101、301将从输入输出设备输入的输入数据或者从输入输出设备输出的输出数据在主站100与辅站300之间进行交换。
在图1－1和图1－2中，主站100和辅站300在交换共享存储器101、301的信息时，分别经由与网络200连接的通信单元110、310进行数据的交换。
此时，在将一个辅站300的一个共享存储器301的数据全部发送到所对应的主站100的一个共享存储器101的情况下，使用共享存储器帧经由通信单元310、110和网络200进行数据的交换。
并且，反之，在将主站100的一个或多个共享存储器101的数据全部发送到一个辅站的一个或多个共享存储器301的情况下，也使用共享存储器帧经由通信单元310、110和网络200进行数据的交换。
另一方面，在想要进行各自的共享存储器101、301的区域的一部分的数据交换的情况下，在通信单元110、310与共享存储器101、301的通信时，经由再现单元111、311或者压缩单元112、312。
与主站100和辅站300的通信单元110、310连接并在数据输入时通过的再现单元111、311在经由网络200进行数据通信时，将该数据压缩并省略不需要的数据，根据该压缩后的数据，再现输出侧的共享存储器101的位分配信息，输出到输入侧的共享存储器101、301。
与主站100和辅站300的通信单元110、310连接并在数据输出时从输出用的共享存储器101、301经由的压缩单元112、312省去在发送时不需要的数据，对输出侧共享存储器的位分配信息进行压缩，发送到通信单元110、310。后面，对该压缩、再现的方法进行描述。
下面对图1－1进行具体说明。
图1－1的主站100的应用102根据从辅站300经由网络200和通信单元110输出的共享存储器帧、以及经由再现单元111输出的位分配信息，读取输入到输入用的共享存储器101的输入数据，进行控制运算，向输出用的共享存储器101写入输出数据。并且，根据需要，还向周期表103提供进行针对辅站300的各输入和输出的周期信息。
主站100的周期表103描述有进行与辅站300的输入输出信息的交换的通信周期的各输入设备400和各输出设备500的一览。并且，在该通信周期表103内描述有各输入设备400和各输出设备500的组信息(例如通信周期等)。而且在该通信周期表103内还描述有分配给各输入设备400和各输出设备500的共享存储器信息。另外，上述组信息无需限定为通信周期，后面对该组定义的详情进行描述。
主站100的通信周期计算单元104参照周期表103，决定输入请求帧的发送周期，向输入请求发送单元106发送输入请求帧的发送周期信息。决定方法可以是利用最短周期等任意方法。
主站100的输入请求调度单元105参照周期表103，根据输入请求帧决定请求哪个共享存储器信息或组，向输入请求发送单元106发送共享存储器信息和周期组信息。决定方法可以是使针对网络102的通信量占有率恒定、与应用103的动作时机一致而可以利用最新值等任意方法。
主站100的输入请求发送单元106根据设定在通信周期设定单元104内的通信周期信息、从输入请求调度单元105指定的下一个应请求的共享存储器信息或者组信息生成输入请求帧并发送到通信单元110。
主站100的发送控制单元107参照周期表103，决定存储有用于输出设备500的控制输出信息的共享存储器101的发送时机，并向共享存储器101发出向通信单元110输出的发送指示。
通信单元110将从输入请求发送单元106发送的输入请求帧、从输出用的共享存储器101输出的共享存储器帧、以及从输出用的共享存储器101进一步经由压缩单元112输出的压缩后的位分配信息经由网络200输出到输出目的地的辅站300。
并且，通信单元110将经由网络200输入的共享存储器帧输出到输入侧的共享存储器101，并将经由压缩单元312的输出帧输出到再现单元。
下面对图1－2进行具体说明。
辅站300的器件输入输出单元302输入从输入侧的共享存储器301输出的输出数据，对相应的输出设备500进行与输出数据对应的控制。并且，器件输入输出单元302从输入设备400定期地输入数据并将该输入数据输出到输出侧的共享存储器301。
辅站300的发送数据判定单元303判定从通信单元310输入的输入请求帧的内容，针对从辅站300的输出用的共享存储器301利用输入请求帧指定的共享存储器信息、以及与对应于利用输入请求帧指定的特定的通信周期的组的输入设备400的输入数据对应的存储器地址或者位进行发送指示。
图2是对实施方式1中的共享存储器101、301进行说明的图。
在主站100与辅站300之间共享将哪个输入设备400或者输出设备500的信息分配给哪个共享存储器的哪个位的信息。一个共享存储器101、301作为单一发送帧的有效载荷以位串方式被收发。
共享存储器101、301供输入用、输出用而存在多个，主站100具有与连接的全部辅站300对应的输入用、输出用的共享存储器101。辅站300具有与该辅站300对应的主站的输入用、输出用的共享存储器101部分的输入用和输出用的共享存储器310，在辅站300间不具有重复的输入用和输出用共享存储器301。
下面对组的定义进行说明。
组能够针对来自各输入设备400的输入数据来设定，哪个输入数据属于哪个组，这在主站100与辅站300之间共享。除了使相同输入周期的为相同组以外，还可以与输入数据400连接的节点或所分配的共享存储器无关地任意设定。并且，一个输入数据可以属于多个不同组。另外，该组可以定义多个。
图3是针对实施方式1中的输出数据组和压缩单元112、312的压缩方法的说明图。
在输入请求帧内指定了图3所示的组B的情况下，在辅站300的共享存储器301内的信息中，与组B以外的输入设备400相关的信息由压缩单元312省略并作为发送帧输出到通信单元310，通信单元310经由网络200输出到主站100。接收到发送帧的主站100经由通信单元110通过复原单元111，针对发送帧判定哪个共享存储器的哪个组的信息，通过补充所省略的信息(作为未替换的信息)，再现原始的共享存储器的位分配。
这能够通过使与利用周期表103管理的组信息对应的共享存储器101、301的对应地址在主站100与辅站300之间共享来实现压缩再现。
并且，在从主站100向辅站300发送指定了组B的信息时，与除组B以外的输出设备500相关的信息从主站100的共享存储器101由压缩单元112省略并作为发送帧输出到通信单元110，经由网络200输出到辅站300。接收到发送帧的辅站300经由通信单元310通过复原单元311，针对发送帧判定哪个共享存储器的哪个组的信息，通过补充所省略的信息(作为未替换的信息)，再现原始的共享存储器的位分配。
图4是针对实施方式1中的输入请求帧的说明图。输入请求帧由帧头、数据区域、帧尾构成，输入请求帧与有效载荷对应的数据区域的各位对应于各辅站300的各自的共享存储器101、301或者组的输入请求的有无。如果分别对应的位是1，则表示进行输入请求，如果是0，则表示不进行输入请求。
图5是说明实施方式1中的输入取得过程例的图。根据图5说明通信过程。
在步骤S001中，主站100的输入请求发送单元106以所设定的周期生成以与应进行输入请求的共享存储器或组的编号对应的位为1的输入请求帧，输出到通信单元110，且通信单元110经由网络200对各辅站300进行广播。作为例子，假设该输入请求帧如图2或图4所示，请求共享存储器301中的#21和#24的取得，而不请求组的取得。
在辅站300中，器件输入输出单元302定期地取得输入设备400的输入信息，作为输入数据输出到输出用的共享存储器301，输出用的共享存储器301根据该输入数据更新信息。
在步骤S002中，辅站300接收到输入请求帧之后，通过发送数据判定单元303，判定请求了哪个共享存储器301或者组，发出所对应的共享存储器301或者组的发送指示。本次，由于仅发送共享存储器301的信息，因而共享存储器301将共享存储器帧的有效载荷与共享存储器的信息一并存储并发送。
在步骤S003中，主站100接收到共享存储器帧之后，将所对应的共享存储器101的内容一并更新。
下面，对输入请求组的例子进行说明。
在步骤S004中，主站100的输入请求发送单元106以所设定的周期生成以与应进行输入请求的组的编号对应的位为1的输入请求帧，输出到通信单元110，且通信单元110经由网络200对各辅站300进行广播。作为例子，假设该输入请求帧假定如图4所示请求共享存储器301中属于组A的数据的取得。
在步骤S005中，各辅站300接收到输入请求帧之后，通过发送数据判定单元303，判定请求了哪个共享存储器301或者组，发出所对应的共享存储器301或者组的发送指示。本次，由于仅发送组A的信息，因而各辅站300的组A所属的数据存在的共享存储器301向压缩单元312发送存储器的数据。各辅站300的压缩单元312在删除除组A以外的数据之后，作为输出帧输出到通信单元310，通信单元310发送到主站100。
此时，为了表示作为组进行发送，可以在发送帧的帧头或有效载荷内附加表示是组发送的信息。
在步骤S006中，主站100在接收到仅组A的信息即发送帧之后，通过再现单元111再现原始的共享存储器301的位分配，并改写共享存储器。因此，在再现所省略的位时，该值使用更新前的值而使得值不变。
另外，在从主站100发送到辅站300的情况下，也可以设定各组的发送。发送时，是发送共享存储器101的全部数据、还是作为组进行发送由发送控制单元107决定，对共享存储器101进行发送指示。发送控制单元107的发送时机决定方法可以参照周期表103而任意地进行。
并且，在从主站100发送各组的数据时，为了表示是组发送，可以在发送帧的帧头或有效载荷内附加表示是组发送的信息，或者可以在全部发送了属于组的信息之后，以别的帧指定组名。在发送各组的数据的情况下，也可以进行广播。
当从主站100发送到辅站300时，也使用主站100的压缩单元112和辅站300的再现单元311，与从辅站300到主站100的情况一样，可以省略不发送的组的信息并缩短帧进行发送。
在上述结构中，首先，由于可以选择性地仅发送访问了更新时机的共享存储器或组，因而可以以少的通信量进行不同周期混合存在的分布式I/O系统的控制。
并且，由于设定了各输入设备400和各输出设备500的组信息(例如通信周期等)，因而如果将平常以短的周期取得的信息设定为通信周期长的组信息，则可以以长的周期取得，或者如果设定通信周期短的组信息，则相反地可以以短的周期集中取得平常以长的周期取得的信息等，动态地变更周期来控制通信量。
并且，由于输入请求被广播，各辅站300发送输入请求接收时的数据，因而即使是与不同节点连接的输入设备，也可以将相同时机的输入值集中到主站。
并且，例如在某个节点有以5ms和10ms周期取得的输入信息、而且全部输入信息可以位分配给单一共享存储器301的情况下，将5ms周期的输入信息设定在同一组B内，以5ms周期发送输入请求，以10ms周期请求共享存储器301，在之后的输入请求中以10ms周期请求组B，从而在组B的发送时可以以通过压缩单元省略了10ms周期信息得到的短帧进行发送。在该情况下，与将5ms周期的信息和10ms周期的信息位分配给各自的共享存储器301而分别进行输入请求的情况、将全部位分配给共享存储器而不使用组并以5ms周期发送相比，可以降低通信量。并且，通过将周期不同的输入信息存储在同一共享存储器内，可以削减共享存储器的数量，减少存储器资源。
如上所述，可以实现这样的分布式I/O控制系统，其经由网络200使辅站300的共享存储器301和主站100的共享存储器101进行通信而更新，其中，该辅站300的共享存储器301对输入设备400或者输出设备500进行数据的输入输出，该主站100的共享存储器101与辅站300的共享存储器301对应，主站100具有：周期表103，其规定针对各个输入设备400或者输出设备500的通信周期、和针对各个输入设备400或者输出设备500的组信息；输入请求发送单元106，其根据周期表103，输出规定有进行输入请求的共享存储器301和组信息的输入请求帧；发送控制单元107，其参照周期表103决定存储有用于输出设备500的输出数据的共享存储器101的发送时机，并向共享存储器101发出进行输出的发送指示；压缩单元112，当来自共享存储器101的输出基于组信息时，该压缩单元112删除不需要输出的数据；以及再现单元111，当从网络200输入的数据基于组信息时，该再现单元111再现成用于输入到共享存储器101的数据，辅站300具有：再现单元311，当来自主站100的输出数据基于组信息时，该再现单元311再现成用于输入到共享存储器301的数据；器件输入输出单元302，其针对输入设备400或者输出设备500进行与共享存储器301之间的数据的输入输出；发送数据判定单元303，其根据来自主站100的输入请求帧针对共享存储器301判定是共享存储器301的信息还是与组信息对应的信息，并输出所对应的数据的送出指示；以及压缩单元312，当来自存储器301的输出基于组信息时，再现成用于输入到共享存储器301的数据，因而削减辅站发送的数据，使分组尺寸压缩，因而在减少通信量的增加的同时，实时取得所需要的信息。
另外，当发送多个组时，也可以针对属于同一共享存储器的不同组，不按各组划分帧，而以一个帧发送。并且，在同一辅站具有的多个共享存储器之间有属于同一组的信息的情况下，只要不超过有效载荷的容量，就可以将这些同一组的信息汇集为一个帧。当汇集多个组时的数据的顺序根据组编号的顺序或者共享存储器编号的顺序决定，在主站与辅站之间共享。
并且，属于多个组的信息当同时由多个组进行输入请求而被传递时，有时使用同一帧发送多个同一数据。此时，再现单元可以用于错误判定，即，从多个组提取出的同一值是否相等。
实施方式2
在实施方式2中，对具有实施方式1的全部结构、而且追加了在辅站侧需要按需式通信的事件发生时的处理的结构进行说明。
主站100与图1－1和实施方式1记载的主站相同，辅站300具有图1－2和实施方式1记载的结构，而使用图6对进一步附加的结构进行说明。图6是实施方式2中的辅站300的结构图。
仅对附加给实施方式1的结构进行说明。
辅站300的事件表304登记有：按用于将从输入设备400经由器件输入输出单元302输入的输入数据作为事件来检测的特定的各输入设备400设定的输入数据的特定型式、以及从检测到该事件后到向主站100传递事件发生的输入数据的宽限时间。
辅站300的事件判定单元305在取得针对各输入设备400的输入数据之后参照事件表304判定是否发生事件。在确认了事件发生之后，针对与存储有与输入设备400的事件对应的输入数据的共享存储器301对应的事件计时器306，设置宽限时间。
在辅站300的事件计时器306被设置了宽限时间之后开始计数(递减)，在成为零之后对发送数据判定单元303进行所对应的共享存储器301的输出请求。
图7是实施方式2中的辅站300的事件发生时的动作图。
上侧示出根据来自输入设备400的输入数据而发生事件、在到宽限时间经过时没有来自主站100的输入请求帧的情况，下侧示出根据来自输入设备400的输入数据而发生事件、在到宽限时间经过时有来自主站100的输入请求帧的情况。
在上侧的情况下，根据来自输入设备400的输入数据，事件判定单元305参照事件表304判定为发生事件时，针对与存储有与输入设备400的事件对应的输入数据的共享存储器301对应的事件计时器306，设置宽限时间。事件计时器306在被设置了宽限时间之后开始计数(递减)，在成为零之后对发送数据判定单元303进行所对应的共享存储器301的输出请求，共享存储器301以共享存储器帧或者经由压缩单元312而以发送帧发送到主站100。
在下侧的情况下，根据来自输入设备400的输入数据，事件判定单元305参照事件表304判定为发生事件时，针对与存储有与输入设备400的事件对应的输入数据的共享存储器301对应的事件计时器306，设置宽限时间。事件计时器306在被设置了宽限时间之后开始计数(递减)。在事件计时器306成为零之前，发送数据判定单元303接收来自主站100的输入请求帧。此时，发送数据判定单元303在进行包含所指定的共享存储器301或者事件信息的组的发送指示时，进行所指定的共享存储器的事件计时器306的重置。因此，在发生事件并等待了宽限时间的期间根据输入请求指定了包含该共享存储器301或者事件信息的组的情况下，不等待宽限事件的经过，包含共享存储器301或者事件信息的组以共享存储器帧或者经由压缩单元312而以发送帧发送到主站100，并且事件计时器306被重置。
下面对根据来自单个或多个输入设备400的输入数据而发生多个事件的情况的动作进行说明。
图8示出实施方式2中的辅站300的多个事件发生时的动作图。
上侧示出根据来自输入设备400的输入数据而发生事件1、到宽限时间经过时发生事件2、事件2的宽限时间为事件1的宽限时间经过后的情况，下侧示出根据来自输入设备400的输入数据而发生事件1、到宽限时间经过时发生事件2、事件2的宽限时间为事件1的宽限时间经过前的情况。
在上侧的情况下，根据来自输入设备400的输入数据，事件判定单元305参照事件表304判定为发生了事件时，针对与存储有与输入设备400的事件对应的输入数据的共享存储器301对应的事件计时器306，设置宽限时间。事件计时器306在被设置了宽限时间之后开始计数(递减)。并且，在宽限时间的等待中发生别的事件的情况下，事件判定单元305将先前设置的事件的剩余宽限时间与新的事件的宽限时间进行比较。如果先前设置的事件的宽限时间短，则保持原样，在事件计时器306成为零之后对发送数据判定单元303进行所对应的共享存储器301的输出请求，共享存储器301以共享存储器帧或者经由压缩单元312而以发送帧发送到主站100。
在下侧的情况下，根据来自输入设备400的输入数据，事件判定单元305参照事件表304判定为发生了事件时，针对与存储有与输入设备400的事件对应的输入数据的共享存储器301对应的事件计时器306，设置宽限时间。事件计时器306在被设置了宽限时间之后开始计数(递减)。并且，在宽限时间的等待中发生了别的事件的情况下，事件判定单元305将先前设置的事件的剩余宽限时间与新的事件的宽限时间进行比较。如果后面的事件的宽限时间短，则事件判定单元305将事件计时器306再设置为后面的时间的宽限时间。在事件计时器306成为零之后对发送数据判定单元303进行所对应的共享存储器301的输出请求，共享存储器301以共享存储器帧或者经由压缩单元312而以发送帧发送到主站100。
在上述结构中，在事件的宽限时间等待中发生了新事件的情况下，通过与先前发生的事件的剩余宽限时间进行比较，可以使用单一事件计时器306实现在事件频发时也减少通信量的增加的设计。并且，在宽限时间的计数中根据来自主站的输入请求发送共享存储器的情况下，通过重置事件计时器306，可以使用单一计时器实现这样的设计：使用定期进行的与主站100的请求、响应的通信替代按需式的通信，减少通信量的增加。
并且，由于辅站300不具有管理通信周期的事件计时器306，在宽限时间等待中针对来自主站100的输入请求的动作也恒定，因而即使是事件发生时也可以动态进行通信周期的变化。
如上所述，可以实现这样的分布式I/O控制系统，其具有：事件表，其登记有按特定的各输入设备400作为事件设定的输入数据的特定模式、和从检测到该事件后到向主站100输出发生了事件的输入数据的宽限时间；事件判定单元305，其经由器件输入输出单元302根据来自输入设备400的输入数据参照事件表判定是否发生了事件，针对与共享存储器301对应的事件计时器306进行计时器的设置；以及发送数据判定单元303，其根据来自主站100的输入请求或者来自事件计时器306的输出请求将对主站100的发送指示发送到共享存储器301，从而即使是定期通信中混合存在有按需式通信的系统，也能够以少的计时器资源减少通信量的增加来进行通信。
实施方式3
在实施方式3中，对除了实施方式1和实施方式2的结构以外、还追加了针对输入请求帧的通信周期、以不是整数倍的周期由主站取得来自辅站的输入的处理的结构进行说明。
主站100具有图1－1和实施方式1和2记载的结构，使用图9－1对进一步附加的结构进行说明。辅站300具有图1－2、图6和实施方式1和2记载的结构，使用图9－2对进一步附加的结构进行说明。
图9－1是实施方式3中的分布式I/O控制系统的主站100的结构图。并且，图9－2是实施方式1中的分布式I/O控制系统的辅站300的结构图。
在图9－2中，辅站300的调整单元313对根据来自各输入设备400的输入设备由器件输入输出单元302始终更新的共享存储器301的输入数据进行滤波，调整对共享存储器301的更新时机，以便发送设定在来自各输入设备400的输入数据内的各输入周期的输入数据。
在图9－1中，主站100的调整单元113在从应用102参照与通信周期同步更新的共享存储器101的值时，以根据所设定的输入周期来更新的方式调整更新时机。
图10是针对实施方式3中的辅站300中的共享存储器301的更新时机和发送时机的说明图。
对于输入请求帧的通信周期和其倍数的周期的输入值，通过由辅站300按照接收到输入请求的时机发送存储有输入数据的共享存储器301的信息，可以向主站100提供各输入周期的共享存储器301的信息。
在输入周期不是输入请求帧的通信周期的倍数的情况、例如，输入帧的发送周期是5ms且将输入周期7ms的输入传递到主站的情况下，以下对3种方法进行说明。
第一方法是以比输入周期短的周期进行输入请求。辅站300的调整单元313通过进行缓存，每7ms更新共享存储器301的输入值。主站100的输入请求调度单元105以5ms周期请求取得存储有7ms周期的输入的共享存储器101。主站100的共享存储器101以5ms周期被更新，然而可看似是，通过主站100的调整单元113进行一次缓存，针对应用102以7ms周期进行更新。
在有存储了其它5ms周期的信息的共享存储器内尽可能存储了该7ms信息的剩余区域的情况下，由于可以以5ms周期信息的顺序发送，因而可以减少通信量。
第二方法是以比输入请求长的周期从主站进行输入请求，当在1周期内多次更新时将多次的数据汇集来发送。辅站300的调整单元313通过进行缓存，每7ms更新共享存储器301的输入值。在共享存储器101、301内按2个数据量预约存储7ms周期的数据的区域。主站100的输入请求调度单元105以10ms周期请求并取得存储有7ms周期的输入的共享存储器101。在同一周期内二次取得了输入的情况下，将双方的数据存储在共享存储器内进行发送。主站100的共享存储器101以10ms周期被更新，然而看似是，通过主站100的调整单元113缓存一次，针对应用102以7ms周期进行更新。同样，在将7ms周期的信息存储在以15ms或20ms周期被请求的共享存储器内时，预约3个数据量的区域等，可以全部发送在以所请求的周期内所更新的数据。
因此，在主站100中，与第一方法一样，通过调整单元123进行缓存一次并以7ms周期进行更新，然而由于以10ms周期进行传递，因而与第一方法相比从输入取得到向应用102的提供的延迟变大，然而可以减少通信量。
第三方法是通过动态变更周期，或者分开使用共享存储器和组，使用共享存储器的更新后的下一输入请求帧发送到主站。辅站300的调整单元313通过进行缓存，每7ms更新共享存储器301的输入值。主站100的输入请求调度单元105在上次请求取得后5ms以内被更新的情况下以5ms周期请求、在上次请求取得后5ms以内未被更新的情况下以10ms周期请求来取得存储有7ms周期的输入的共享存储器101。主站100的共享存储器101根据输入请求调度单元105的请求以5ms周期或者10ms周期被更新，然而看似是，通过主站100的调整单元113进行缓存一次，针对应用102以7ms周期进行更新。
因此，由于可以分开使用10ms和5ms周期来发送，因而可以减少通信量，而且当仅以5ms周期进行发送时延迟时间不变。
如上所述，可以提供这样的分布式I/O控制系统：通过在主站100和辅站300内具有周期调整单元113、313，即使将被请求以通信周期的非倍数的周期输入的输入数据和以正确的周期取得的输入数据以不同的传送周期传送到主站，调整单元113、313也进行缓冲，以便在传递到应用102时可以以正确的周期再现，因而每输入周期提供给应用102。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的分布式I/O控制系统及其控制方法在主站和与多个I/O器件连接的辅站(复用传送装置)的通信系统中，在所连接的网络发生其它站的通信的状况下是有用的，特别是适合于在应对通信周期的同时、实现通信频带的抑制的分布式I/O控制系统。
标号说明
100：主站；101：共享存储器；102：应用；103：周期表；104：通信周期计算单元；105：输入请求调度单元；106：输入请求发送单元；107：发送控制单元；110：通信单元；111：再现单元；112：压缩单元；113：调整单元；200：网络；300：辅站；301：共享存储器；302：器件输入输出单元；303：发送数据判定单元；304：事件表；305：事件判定单元；306：事件计时器；310：通信单元；311：再现单元；312：压缩单元；313：调整单元；400：输入设备；500：输出设备。

Claims (8)

1.一种分布式I/O控制系统，其经由网络使辅站的共享存储器和主站的共享存储器进行通信并更新，其中，该辅站的共享存储器对多个输入设备或者输出设备进行数据的输入输出，该主站的共享存储器与所述辅站的共享存储器对应，该分布式I/O控制系统的特征在于，
所述主站具有：
周期表，其规定针对所述各个输入设备或者输出设备的通信周期和组信息；
输入请求发送单元，其根据所述周期表，输出规定有进行输入请求的所述辅站的共享存储器和组信息的输入请求帧；
发送控制单元，其参照所述周期表决定存储有用于所述输出设备的输出数据的所述主站的共享存储器的发送时机，并向共享存储器发出进行输出的发送指示；以及
再现单元，当从所述网络输入的输出数据基于组信息时，该再现单元再现成用于输入到所述主站的共享存储器的数据，
所述辅站具有：
器件输入输出单元，其进行输出数据从所述辅站的共享存储器向所述输出设备的输出和输入数据从所述输入设备向所述辅站的共享存储器的输入；
发送数据判定单元，其判定来自所述主站的输入请求帧的输入请求内容是所述辅站的一个或多个单位的共享存储器的全部信息还是与组信息对应的信息，输出对应的输出数据的送出指示；以及
压缩单元，当来自所述辅站的共享存储器的输出数据基于组信息时，该压缩单元压缩成用于输入到所述主站的共享存储器的数据。
2.根据权利要求1所述的分布式I/O控制系统，其特征在于，权利要求1所述的辅站具有：
事件表，其登记有按各个输入设备作为事件设定的输入数据的特定模式和从检测到所述事件后到向主站输出发生了事件的输入数据为止的宽限时间；
事件判定单元，其根据从所述输入设备经由所述器件输入输出单元输入的输入数据，参照事件表来判定是否发生了事件，针对与所述辅站的共享存储器对应的事件计时器进行计时器的设置；以及
所述发送数据判定单元，其根据来自所述主站的输入请求或者由所述事件计时器的计时器变为0所产生的输出请求，向所述辅站的共享存储器发送对所述主站的发送指示。
3.根据权利要求1或2所述的分布式I/O控制系统，其特征在于，所述分布式I/O控制系统具有：
所述辅站的调整单元，在记载在所述周期表中的通信周期有多个、且一部分所述通信周期为规定的周期的非整数倍的情况下，所述辅站的调整单元以所述规定的周期的非整数倍的周期对所述辅站的共享存储器更新输入数据；以及
所述主站的调整单元，从对应于所述输入数据经由网络更新后的所述主站的共享存储器以所述规定的周期的非整数倍的周期将所述输入数据输出给所述应用。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的分布式I/O控制系统，其特征在于，
在记载在所述周期表中的通信周期有多个的情况下，
所述输入请求发送单元针对与多个通信周期的最小公倍数相当的周期，输出指定了所述辅站的全部共享存储器的所述输入请求帧，并针对除此以外的周期，输出基于组信息的所述输入请求帧。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的分布式I/O控制系统，其中，
主站具有压缩单元，当来自主站的共享存储器的输出基于组信息时，所述压缩单元删除不需要输出的数据，
辅站具有再现单元，当来自主站的输出数据基于组信息时，所述再现单元再现成用于输入到辅站的共享存储器的数据。
6.一种分布式I/O控制方法，经由网络使辅站的共享存储器和主站的共享存储器进行通信并更新，其中，该辅站的共享存储器对多个输入设备或者输出设备进行数据的输入输出，该主站的共享存储器与所述辅站的共享存储器对应，该分布式I/O控制方法的特征在于，
所述分布式I/O控制方法具有在主站侧执行的如下步骤：
输入请求发送步骤，根据规定针对所述各个输入设备或者输出设备的通信周期和组信息的周期表，输出规定有进行输入请求的所述辅站的共享存储器和组信息的输入请求帧；以及
发送控制步骤，参照所述周期表决定存储有用于所述输出设备的输出数据的所述主站的共享存储器的发送时机，并向共享存储器发出进行输出的发送指示；
所述分布式I/O控制方法具有在辅站侧执行的如下步骤：
器件输入输出步骤，进行输出数据从所述辅站的共享存储器向所述输出设备的输出和输入数据从所述输入设备向所述辅站的共享存储器的输入；
发送数据判定步骤，判定来自所述主站的输入请求帧的输入请求内容是所述辅站的一个或多个单位的共享存储器的全部信息还是与组信息对应的信息，输出对应的输出数据的送出指示；以及
压缩步骤，当来自所述辅站的共享存储器的输出数据基于组信息时，压缩成用于输入到所述主站的共享存储器的数据，
所述分布式I/O控制方法具有在主站侧执行的再现步骤，在该再现步骤中，当从所述网络输入的输出数据基于组信息时，再现成用于输入到所述主站的共享存储器的数据。
7.一种分布式I/O控制系统的主站，该分布式I/O控制系统经由网络使辅站的共享存储器和主站的共享存储器进行通信并更新，其中，该辅站的共享存储器对多个输入设备或者输出设备进行数据的输入输出，该主站的共享存储器与所述辅站的共享存储器对应，所述主站的特征在于，
所述主站具有：
周期表，其规定针对所述各个输入设备或者输出设备的通信周期和组信息；
输入请求发送单元，其根据所述周期表，输出规定有进行输入请求的所述辅站的共享存储器和组信息的输入请求帧；
发送控制单元，其参照所述周期表决定存储有用于所述输出设备的输出数据的所述主站的共享存储器的发送时机，并向共享存储器发出进行输出的发送指示；以及
再现单元，当从所述网络输入的输出数据基于组信息时，该再现单元再现成用于输入到所述主站的共享存储器的数据。
8.一种分布式I/O控制系统的辅站，所述分布式I/O控制系统经由网络使辅站的共享存储器和主站的共享存储器进行通信并更新，其中，该辅站的共享存储器对多个输入设备或者输出设备进行数据的输入输出，该主站的共享存储器与所述辅站的共享存储器对应，所述辅站的特征在于，
所述辅站具有：
器件输入输出单元，其进行输出数据从所述辅站的共享存储器向所述输出设备的输出和输入数据从所述输入设备向所述辅站的共享存储器的输入；
发送数据判定单元，其判定来自所述主站的输入请求帧的输入请求内容是所述辅站的一个或多个单位的共享存储器的全部信息还是与组信息对应的信息，输出对应的输出数据的送出指示；以及
压缩单元，当来自所述辅站的共享存储器的输出数据基于组信息时，该压缩单元压缩成用于输入到所述主站的共享存储器的数据。
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