CN112715019B - 通信装置、通信系统、通信方法及计算机可读取的记录介质 - Google Patents

通信装置、通信系统、通信方法及计算机可读取的记录介质 Download PDF

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Abstract

优先级判定部(110)从多个通信装置中的当前最高级主站之外的其它通信装置，取得用于最高级主站的选出且包含其它通信装置的优先级的最高级主站仲裁消息。优先级判定部(110)对其它通信装置的优先级是否高于最高级主站优先级(22)进行判定。如果判定为其它通信装置的优先级高于最高级主站优先级(22)，则仲裁部(120)在将其它通信装置切换为最高级主站前，从其它通信装置取得包含其它通信装置的时刻的同步消息。仲裁部(120)对其它通信装置的时刻与本通信装置的时刻的差值进行计算，在差值小于阈值(23)的情况下，将其它通信装置切换为最高级主站。

Description

通信装置、通信系统、通信方法及计算机可读取的记录介质
技术领域
本发明涉及一种通信装置、通信系统、通信方法及通信程序。特别涉及在主从系统中进行时刻同步的通信装置、通信系统、通信方法及通信程序。
背景技术
如IEEE1588或IEEE802.1AS那样，存在在由多个节点构成的主从系统中使网络上的分布时钟同步的时刻同步技术的标准。在这些标准中，通过最佳主时钟算法(BMCA)而选出成为时刻的基准的最高级主站(grandmaster)，与最高级主站同步的从站与从最高级主站发布的时刻同步。在优先级高于最高级主站的节点新加入至运行中的系统的情况下，各节点进行选出最高级主站的仲裁，将新加入的高优先级的节点识别为最高级主站。然后，各节点与新加入的高优先级的节点同步。此时，有时发生意外的最高级主站的切换。此外，将由仲裁进行的最高级主站的选出处理称为“最高级主站仲裁”。
在专利文献1的技术中，在最高级主站和从站节点之间设置网络连接装置。而且，在专利文献1的技术中，如果新节点与网络连接装置连接，从新节点发送最佳定时(timing)同步请求，则网络连接装置拦截最佳定时同步请求。
专利文献1：日本特开2013-085278号公报
发明内容
在专利文献1中能够防止意外的最高级主站切换。但是，存在如下风险，即，在向通信系统中新加入优先级高的高精度的通信装置，高精度的通信装置与当前最高级主站的时刻差小的情况下，也无法与高精度的通信装置进行时刻同步。
本发明的目的在于防止意外的最高级主站切换，并且在新加入的通信装置与当前最高级主站的时刻差小的情况下，能够与该通信装置进行时刻同步。
本发明涉及的通信装置包含于具有多个通信装置的通信系统，且在该通信系统中从所述多个通信装置选出成为所述多个通信装置的时刻基准的最高级主站，所述通信装置具有：
优先级判定部，其从所述多个通信装置中的当前的最高级主站之外的其它通信装置，取得用于所述最高级主站的选出且包含所述其它通信装置的优先级的最高级主站仲裁消息，对所述其它通信装置的优先级是否高于所述当前的最高级主站的优先级进行判定；以及
仲裁部，如果判定为所述其它通信装置的优先级高于所述当前的最高级主站的优先级，则在将所述其它通信装置切换为所述最高级主站前，该仲裁部从所述其它通信装置取得包含所述其它通信装置的时刻的同步消息，对所述其它通信装置的时刻与本通信装置的时刻的差值进行计算，在所述差值小于阈值的情况下，将所述其它通信装置切换为所述最高级主站。
发明的效果
根据本发明涉及的通信装置，取得如下效果，即，在新加入的通信装置与当前最高级主站的时刻差小的情况下，能够与该通信装置进行时刻同步。
附图说明
图1是用于与实施方式1涉及的通信系统进行比较的通信系统的时序图。
图2是实施方式1涉及的通信装置的结构图。
图3是实施方式1涉及的通信装置的硬件的详细结构图。
图4是实施方式1涉及的通信系统的时序图。
图5是实施方式1涉及的通信装置的动作流程图。
图6是实施方式2涉及的通信系统的时序图。
图7是实施方式2涉及的通信装置的动作流程图。
图8是实施方式2涉及的通信装置的动作流程图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在各图中，对相同或相当的部分标注相同标号。在实施方式的说明中，对于相同或相当的部分，适当省略或简化说明。
实施方式1.
图1是表示用于与本实施方式涉及的通信系统进行比较的通信系统501的动作序列的图。
图1的通信系统501和本实施方式涉及的通信系统采用了IEEE1588或IEEE802.1AS这样的时刻同步技术的标准。在这些标准中，通过使用了BMCA的最高级主站仲裁而选出最高级主站，最高级主站之外的从站与从最高级主站发布的时刻同步。
在图1的上部的动作序列中，通信系统501具有优先级3的通信装置1和优先级4的通信装置2。通信装置1是成为通信系统501的时刻基准的最高级主站GM。从通信装置1向通信装置2发送最高级主站仲裁消息Announce，接下来发送同步消息Sync。由此，通信装置1和通信装置2的时刻同步完成。下面，有时将最高级主站仲裁消息Announce简记为Announce而进行说明。另外，有时将同步消息Sync简记为Sync而进行说明。
Announce是用于进行最高级主站仲裁的帧。Sync是从最高级主站发送的、用于进行通信系统的时刻同步的帧。在图1的上部，示出的是最高级主站仲裁完成，在通信装置1与通信装置2之间进行了时刻同步。“M”表示主端口(MasterPort)。主端口是发送Announce及Sync的端口。另外，“S”表示从端口(SlavePort)。从端口是接收Sync的端口。此外，这里示出的是，优先级的值越小，则成为最高级主站的优先级越高。
在图1的下部的动作序列中示出的是，在通信装置1与通信装置2的最高级主站仲裁已完成的状态下，通信装置3新加入至通信系统501的状态。新加入的通信装置3发送表示通信装置3的优先级2高于作为最高级主站的通信装置2的优先级3的Announce，开始最高级主站仲裁。如果最高级主站仲裁完成，则通信装置3发送用于与本通信装置的时刻同步的Sync。此时，在该最高级主站的切换是意外切换的情况下，通信装置2能够以拦截或忽略通信装置3的Announce这样的方法防止切换。但是，在这样的方法中，在通信装置3与通信装置2的时刻的差小到没有问题的程度的情况下，也无法将优先级高的通信装置3设为最高级主站。
在本实施方式中，说明在通信装置3与通信装置2的时刻的差小的情况下，能够将优先级高的通信装置3设为最高级主站的通信系统的方案。
判断为通信装置已经与最高级主站同步的方法如下所述。在通信装置是从站的情况下，具有从端口。如果从端口大于或等于一定时间没有被变更，则通信装置判断为已经一度与最高级主站进行了同步。
另外，在通信装置是最高级主站的情况下，判断为通信装置已经与作为从站的通信装置同步的方法如下所述。通信装置如果以大于或等于一定时间没有从主端口接收到Announce，则判断为BMCA结束，从站已同步。
＊＊＊结构的说明＊＊＊
使用图2，对本实施方式涉及的通信装置100的结构进行说明。
首先，本实施方式涉及的通信系统500具有多个通信装置100。通信系统500从多个通信装置100选出成为多个通信装置100的时刻基准的最高级主站。
通信装置100是计算机。通信装置100具有处理器910，并且具有存储器921、辅助存储装置922、输入接口930、输出接口940、及通信控制部950这样的其它硬件。而且，通信装置100具有网络端口961、962、及系统时钟970这样的硬件。处理器910经由信号线与其它硬件连接，控制这些其它硬件。关于网络端口961、962、及系统时钟970，虽然在图2中未图示，但是关于它们的结构，会使用后述的图3进行说明。
通信装置100具有优先级判定部110和仲裁部120作为功能要素。在存储器921中存储有装置优先级21、最高级主站优先级22和阈值23。
优先级判定部110和仲裁部120的功能由软件实现。
处理器910是执行通信程序的装置。通信程序是实现优先级判定部110和仲裁部120的功能的程序。
处理器910是进行运算处理的IC(Integrated Circuit)。处理器910的具体例是CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(GraphicsProcessing Unit)。
存储器921是暂时对数据进行存储的存储装置。存储器921的具体例是SRAM(Static Random Access Memory)或者DRAM(Dynamic Random Access Memory)。
辅助存储装置922是对数据进行保存的存储装置。辅助存储装置922的具体例是HDD。另外，辅助存储装置922也可以是SD(注册商标)存储卡、CF、NAND闪存、软盘、光盘、压缩盘、蓝光(注册商标)盘、DVD这样的便携式存储介质。此外，HDD是Hard Disk Drive的缩写。SD(注册商标)是Secure Digital的缩写。CF是CompactFlash(注册商标)的缩写。DVD是Digital Versatile Disk的缩写。
输入接口930是与鼠标、键盘或者触摸面板这样的输入装置连接的端口。输入接口930具体是USB(Universal Serial Bus)端子。此外，输入接口930也可以是与LAN(LocalArea Network)连接的端口。
输出接口940是与显示器这样的输出设备的线缆进行连接的端口。具体而言，输出接口940是USB端子或者HDMI(注册商标)(High Definition Multimedia Interface)端子。具体而言，显示器是LCD(Liquid Crystal Display)。
通信程序被读入至处理器910中，由处理器910执行。在存储器921中不仅存储有通信程序，还存储有OS(Operating System)。处理器910在执行OS的同时执行通信程序。通信程序以及OS也可以存储于辅助存储装置922。在辅助存储装置922中存储的通信程序以及OS被加载至存储器921中，由处理器910执行。此外，通信程序的一部分或者全部也可以被嵌入至OS中。
通信装置100也可以具有对处理器910进行替代的多个处理器。上述多个处理器分担地执行通信程序。各个处理器与处理器910相同，是执行通信程序的装置。
由通信程序利用、处理或者输出的数据、信息、信号值以及变量值被存储于存储器921、辅助存储装置922、或者处理器910内的寄存器或者高速缓冲存储器。
也可以将优先级判定部110和仲裁部120各构造部的“部”替换为“处理”、“过程”或“工序”。另外，也可以将优先级判定处理和仲裁处理的“处理”替换为“程序”、“程序产品”或“记录了程序的计算机可读取的存储介质”。
通信程序使计算机执行将上述各构造部的“部”替换为“处理”、“过程”或“工序”后的各处理、各过程或各工序。另外，通信方法是由通信装置100执行通信程序而进行的方法。
通信程序也可以储存在计算机可读取的记录介质中而进行提供。另外，通信程序也可以作为程序产品而进行提供。
图3是表示本实施方式涉及的通信装置100的硬件的详细结构的图。使用图3，进一步详细地对在图2中说明过的硬件进行说明。
处理器910、存储器921、辅助存储装置922、输入接口930、及输出接口940设置在微型计算机900中。
通信控制部950具有中断控制部11、发送部12、时分控制部13、接收部14、同步控制部15、数据仲裁部16、及网络接口17、18。网络接口17连接于网络端口961。网络接口18连接于网络端口962。
中断控制部11进行向处理器910的中断的输出、及中断的屏蔽控制。
发送部12进行通信帧的生成。另外，发送部12被时分控制部13输入定时，该发送部12进行发送启动的控制。
时分控制部13基于由同步控制部15输入的时刻，进行通信周期和时隙的控制。
接收部14进行帧的接收处理。接收部14从同步帧即同步消息提取时刻信息。
同步控制部15将时刻计数值输出至时分控制部13。另外，同步控制部15进行同步帧的发送时刻和接收时刻的保存。
数据仲裁部16进行通信帧的发送仲裁。另外，数据仲裁部16基于由时分控制部13输入的时隙信息，进行中继控制。另外，数据仲裁部16进行接收到的帧的类型的判定。另外，数据仲裁部16将同步帧的接收及发送通知给同步控制部15。
网络接口17、18将同步帧的发送及接收通知给同步控制部15。另外，网络接口17、18将所发送的帧传送至网络端口961、962。网络接口17、18将从网络端口961、962接收到的帧传送至数据仲裁部16。
网络端口961、962是与网络连接的物理端口。
系统时钟970通过振荡器将时钟信号输入至通信控制部950及内部总线。
＊＊＊功能的说明＊＊＊
通信装置100的优先级判定部110从多个通信装置中的当前最高级主站之外的其它通信装置取得最高级主站仲裁消息Announce。最高级主站仲裁消息Announce用于最高级主站的选出。在最高级主站仲裁消息Announce中包含作为发送源的其它通信装置的优先级。这里，具体而言，其它通信装置为新加入至通信系统500的通信装置。优先级判定部110对其它通信装置的优先级是否高于当前最高级主站的优先级即最高级主站优先级22进行判定。
通信系统500中的最高级主站的优先级被设定为最高级主站优先级22。在IEEE1588、或IEEE802.1AS中用Priority1这一参数表示最高级主站优先级22。
本通信装置即通信装置100的优先级被设定为装置优先级21。
如果从其它通信装置发送Announce，判明其它通信装置的优先级高于当前最高级主站的优先级，则通常，通信装置进行将其它通信装置切换为最高级主站的处理。
如果判定为其它通信装置的优先级高于最高级主站优先级22，则本实施方式涉及的通信装置100的仲裁部120在将其它通信装置切换为最高级主站前，从其它通信装置取得包含其它通信装置的时刻的同步消息Sync。仲裁部120对其它通信装置的时刻与本通信装置的时刻的差值进行计算，在差值小于阈值23的情况下，将其它通信装置切换为最高级主站。另外，仲裁部120在差值大于或等于阈值23的情况下，不将其它通信装置切换为最高级主站。即，通信装置100处于已与当前最高级主站进行了时刻同步的状态。
对于阈值23，设定即使将时刻与新加入的通信装置同步也没有问题的能够允许的差值的最大值。
＊＊＊动作的说明＊＊＊
图4是表示本实施方式涉及的通信系统500的动作序列的图。使用图4，对本实施方式涉及的通信系统500的动作进行说明。
在图4中，通信系统500具有多个通信装置。多个通信装置是通信装置1、通信装置2、及通信装置3。这里，将通信装置2作为通信装置100而进行说明。另外，通信装置3是新加入至通信系统500的其它通信装置的例子。
在步骤S11中，从通信装置1将最高级主站仲裁消息Announce发送至通信装置2。由于通信装置1的优先级是3，通信装置2的优先级是4，因此通信装置1成为最高级主站GM。
在步骤S12中，从通信装置1将同步消息Sync发送至通信装置2，通信装置2与通信装置1进行时刻同步。
在步骤S13中，通信装置3新加入至通信系统500。通信装置3的优先级是2。即，新加入的通信装置3的优先级高于当前最高级主站即通信装置1的优先级。对于通信装置2而言，通信装置3成为多个通信装置中的当前最高级主站即通信装置1之外的其它通信装置。
在步骤S14中，从通信装置2将包含通信装置1的优先级是3这一点的Announce发送至通信装置3。
在步骤S15中，从通信装置3将包含通信装置3的优先级是2这一点的Announce发送至通信装置2。这样，在通信装置2和通信装置3之间进行最高级主站仲裁。
在步骤S16中，通信装置2如果判定为通信装置3的优先级高于当前最高级主站的优先级，则将最高级主站仲裁中断。即，尽管通信装置3的优先级高于最高级主站优先级22，通信装置2也不进行将通信装置3切换为最高级主站的处理。具体而言，通信装置2将与通信装置3连接的端口保持为主端口而不进行变更。至接收到来自通信装置3的同步消息Sync为止，通信装置2暂停最高级主站的切换。
在步骤S17中，通信装置2从通信装置3接收同步消息Sync。
在步骤S18中，通信装置2如果接收到来自通信装置3的同步消息Sync，则对通信装置3的时刻与本通信装置的时刻的差值进行计算。在计算出的时刻的差值超过阈值23的情况下，通信装置2不进行最高级主站的切换，将通信装置1识别为最高级主站而继续进行动作。在图4的例子中，阈值23为±15分钟。根据步骤S17的同步消息Sync，通信装置3的时刻为0：30。另外，通信装置2的时刻为1：00。因此，通信装置2与通信装置3的时刻差为-30分钟。因此，通信装置2判定为时刻的差值大于阈值23，忽略通信装置3的同步消息Sync，将通信装置1识别为最高级主站而继续进行动作。
如上所述，在本实施方式涉及的通信系统500中，在新加入了优先级高的通信装置的情况下，通信装置100如果没有判定为与本通信装置的时刻差小于阈值，则也忽略与新加入的通信装置的BMCA。
接着，对本实施方式涉及的通信装置100的动作进行说明。
图5是本实施方式涉及的通信装置100的动作流程图。使用图5，对通信装置100的通信处理S100进行说明。
在步骤S101中，通信装置100处于最高级主站仲裁消息Announce的接收等待状态。
在步骤S102中，通信装置100的优先级判定部110经由通信控制部950取得Announce。在Announce中包含作为Announce的发送源的通信装置(下面，记作其它通信装置)的优先级。优先级判定部110对Announce所包含的其它通信装置的优先级是否高于当前最高级主站的优先级即最高级主站优先级22进行判定。如果Announce所包含的其它通信装置的优先级低于最高级主站优先级22，则不需要进行最高级主站的切换，因此处理返回至步骤S101。如果Announce所包含的其它通信装置的优先级大于或等于最高级主站优先级22，则处理进入步骤S103。
在步骤S103中，通信装置100的仲裁部120对初始化序列是否已经完成进行判定。在初始化序列尚未完成的情况下，仲裁部120实施最高级主站仲裁即BMCA，进行最高级主站的选出。在初始化序列已完成的情况下，即选出了当前最高级主站的情况下，处理进入步骤S104。初始化序列是否已完成的判定方法的具体例如下。可以是，通信装置100如果从进行网络管理的主站接收到初始化序列完成的通知，则判定为初始化序列已完成。或者，也可以是，通信装置100设置对初始化序列的完成进行监视的计时器，如果该计时器超时则判定为初始化序列已完成。
在步骤S104中，通信装置100的仲裁部120不实施最高级主站仲裁即BMCA，而是成为同步消息Sync的接收等待状态。即，仲裁部120在将其它通信装置切换为最高级主站前，成为Sync的接收等待状态。
在步骤S105中，仲裁部120如果经由通信控制部950取得Sync，则进入步骤S106。
在步骤S106中，仲裁部120对其它通信装置的时刻与本通信装置的时刻的差值进行计算。在图4的例子中，通信装置100是通信装置2，其它通信装置是新加入的通信装置3。另外，阈值23是±15分钟。根据Sync，通信装置3的时刻是0：30。通信装置2的时刻是1：00。因此，仲裁部120计算出通信装置2与通信装置3的时刻的差值＝0：30-1：00＝-30分钟。
在步骤S107中，仲裁部120将时刻的差值的绝对值与阈值23进行比较。
在时刻的差值的绝对值大于或等于阈值23的情况下，处理返回至步骤S101。即，仲裁部120不执行最高级主站仲裁，再次返回至Announce的接收等待状态。在图4的例子中，在该时间点，最高级主站保持为通信装置1。
另一方面，在时刻的差值的绝对值小于阈值23的情况下，处理进入步骤S108。
在步骤S108中，仲裁部120继续执行最高级主站仲裁即BMCA。由此，仲裁部120将其它通信装置切换为最高级主站。例如，在图4的步骤S17中，假设根据Sync，通信装置3的时刻是0：55。此时，时刻的差值是-5分钟，通信装置2判定为时刻的差值小于阈值23，将新加入的通信装置3切换为最高级主站。
＊＊＊其它结构＊＊＊
在本实施方式中，优先级判定部110和仲裁部120的功能由软件实现。作为变形例，优先级判定部110和仲裁部120的功能也可以由硬件实现。
通信装置100也可以替代图2及图3的处理器910而具有电子电路。电子电路是实现优先级判定部110和仲裁部120的功能的专用电子电路。
具体而言，电子电路为单一电路、复合电路、被程序化后的处理器、被并行程序化后的处理器、逻辑IC、GA、ASIC、或FPGA。GA是Gate Array的缩写。ASIC是ApplicationSpecific Integrated Circuit的缩写。FPGA是Field－Programmable Gate Array的缩写。
优先级判定部110和仲裁部120的功能可以由1个电子电路实现，也可以分散地由多个电子电路实现。
作为其它变形例，也可以是优先级判定部110和仲裁部120的一部分功能由电子电路实现，剩余的功能由软件实现。
处理器和电子电路的每一者也称为处理电路。即，在通信装置100中，优先级判定部110和仲裁部120的功能由处理电路实现。
＊＊＊本实施方式的效果的说明＊＊＊
本实施方式涉及的通信系统500的通信装置100具有时刻同步功能和最高级主站仲裁功能。通信装置100具有对与新加入至通信系统500的通信装置的时刻差进行计算，将该时刻差与阈值进行比较的功能。通信装置100在时刻差大于或等于阈值的情况下，不将新加入的通信装置切换为最高级主站，不与新加入的通信装置进行同步。通信装置100在时刻差小于阈值的情况下，将新加入的通信装置切换为最高级主站。
换言之，在本实施方式涉及的通信系统500的通信装置100中，即使接收到新加入的通信装置的最高级主站仲裁消息也不会立刻实施最高级主站仲裁即BMCA，而是等待同步消息的接收。而且，通信装置100对通过来自新加入的通信装置的同步消息而通知的时刻与本通信装置的时刻差进行计算，如果时刻差大于或等于阈值，则不将新加入的通信装置切换为最高级主站，不与新加入的通信装置进行时刻同步。
根据本实施方式涉及的通信系统500，能够防止意外的最高级主站切换，并且在新加入的通信装置与当前最高级主站的时刻差小的情况下，能够与该通信装置进行同步。因此，根据本实施方式涉及的通信系统500，在新加入了优先级高且高精度的通信装置的情况下，如果时刻差大则能够忽略新加入的通信装置。另一方面，根据本实施方式涉及的通信系统500，在新加入了优先级高且高精度的通信装置的情况下，只要是没有问题的范围的时刻差，则能够与新加入的通信装置进行时刻同步。
实施方式2.
在本实施方式中，主要对与实施方式1的不同点进行说明。此外，对与实施方式1相同的结构标注相同的标号并省略其说明。
＊＊＊结构的说明＊＊＊
本实施方式涉及的通信系统的结构与实施方式1相同。
在实施方式1中，仲裁部在时刻的差值大于或等于阈值的情况下，不进行最高级主站的切换，将当前最高级主站保持为最高级主站而继续执行处理。在本实施方式中，对在时刻的差值大于或等于阈值的情况下，一边维持当前通信系统的时刻，一边使通信系统选出新加入的通信装置作为最高级主站的方式进行说明。
在本实施方式中，通信装置100a从没有将新加入的通信装置切换为最高级主站的状态起，将本通信装置的优先级设定为最高优先级。在将本通信装置的优先级设为最高优先级，本通信装置成为最高级主站的状态下，对同步消息Sync进行发送。之后，通信装置100a将最高级主站优先级即本通信装置的优先级恢复为原来的优先级的值。由此，在通信系统500a中，将新加入的通信装置设为最高级主站，进行时刻同步。
对本实施方式涉及的通信装置100a的仲裁部120的功能进行说明。仲裁部120在差值大于或等于阈值23的情况下，将本通信装置的优先级即装置优先级21设定得高于其它通信装置的优先级。由此，通信装置100a的优先级在通信系统500a中成为最高优先级。这样，仲裁部120选出本通信装置作为最高级主站。另外，仲裁部120如果将本通信装置设为最高级主站而完成多个通信装置的同步，则将装置优先级21恢复为原来的值。之后，仲裁部120也可以通过发送包含装置优先级21的最高级主站仲裁消息，从而进行选出其它通信装置作为最高级主站的最高级主站仲裁。
＊＊＊动作的说明＊＊＊
图6是表示本实施方式涉及的通信系统500a的动作序列的图。使用图6，对本实施方式涉及的通信系统500a的动作进行说明。
在图6中，通信系统500a具有多个通信装置。多个通信装置是通信装置1、通信装置2、及通信装置3。将通信装置100a作为通信装置2而进行说明。另外，通信装置3是新加入至通信系统500a的其它通信装置的例子。
步骤S15至步骤S17与图4的步骤S15至步骤S17相同。在本实施方式中，图4中的步骤S15至步骤S17及其后的处理与实施方式1不同。
在步骤S15中，通信装置2从通信装置3接收包含通信装置3的优先级是2这一点的Announce。在该时间点，通信装置1的优先级是3，通信装置2的优先级是4，当前最高级主站是通信装置1。
在步骤S16中，通信装置2如果判定为通信装置3的优先级高于当前最高级主站的优先级，则将最高级主站仲裁中断。
在步骤S17中，通信装置2从通信装置3接收同步消息Sync。至此为止的处理与实施方式1相同。
在步骤S21中，通信装置2如果接收到来自通信装置3的Sync，则对通信装置3的时刻与本通信装置的时刻的差值进行计算。在计算出的时刻的差值大于或等于阈值23的情况下，通信装置2不进行最高级主站的切换。此时，通信装置2将本通信装置的优先级从4提高至1。即，通信装置2将本通信装置的装置优先级21提高得高于通信系统500a的当前的最高级主站优先级22，并且高于新加入的通信装置3的优先级。通信装置2将本通信装置的优先级设为1而发送最高级主站仲裁消息Announce。
在步骤S22中，通信装置1将通信装置2识别为最高级主站。
在步骤S23中，通信装置3将通信装置2识别为最高级主站。
在步骤S24中，通信装置2发送Sync。
在步骤S25中，通信装置1及通信装置3接收来自通信装置2的Sync，与通信装置2进行时刻同步。在该时间点，通信装置2已经与通信装置1同步。因此，通信装置3与通信装置2进行时刻同步。在具体例中，通信装置3的时刻通过时刻同步被从0：45校正为1：15。
在步骤S26中，通信装置2在发送了Sync后，将本通信装置的优先级恢复为原来的优先级的值4。例如，通信装置2在发送了Sync后，在经过一定时间后将本通信装置的优先级恢复为原来的值。或者，也可以是通信装置2在发送了Sync后，在通信系统500a中完成了时刻同步后，将本通信装置的优先级恢复为原来的值。
在步骤S27中，通信装置2在将本通信装置的优先级恢复为原来的值后，再次进行最高级主站仲裁。
在步骤S28中，通信装置3被识别为最高级主站。在该时间点，通信装置3已经与通信装置1进行了时刻同步。因此，在通信装置3成为最高级主站后，在通信装置1及通信装置2与通信装置3进行了时刻同步的情况下，不会产生时刻跳跃。
如上所述，根据通信系统500a，不会产生时刻跳跃，能够使新加入的通信装置3加入至通信系统500a。
图7及图8是本实施方式涉及的通信装置100a的动作流程图。使用图7及图8，对通信装置100a的通信处理S100a进行说明。
此外，图7的步骤S101至步骤S108与图5的步骤S101至步骤S108相同。但是，在步骤S107中，在时刻的差值的绝对值大于或等于阈值23的情况下，处理进入到步骤S109。
在步骤S109中，通信装置100a的仲裁部120将本通信装置的优先级即装置优先级21设定成在通信系统500a中成为最高优先级。在图6的例子中，仲裁部120将通信装置2的优先级设定为优先级1，使得优先级比最高级主站即通信装置1的优先级3高且比新加入的通信装置3的优先级2高。此时，仲裁部120将原来的装置优先级21的值存储于存储器921。
在步骤S110中，仲裁部120在将本通信装置的优先级设定为最高优先级后，从全部端口发送包含本通信装置的优先级的最高级主站仲裁消息Announce。
然后，在步骤S111及步骤S112中，仲裁部120等待至最高级主站仲裁完成为止。即，仲裁部120等待至BMCA结束为止。BMCA是否结束的判定方法的具体例如下。通信装置100a如果从进行网络管理的主站接收到最高级主站的选出完成的通知，则判定为BMCA已结束。或者，也可以是，通信装置100a设置对BMCA的处理时间进行测量的计时器，如果该计时器超时则判定为BMCA已结束。
如果判定为BMCA已结束，则处理进入步骤S113。
在步骤S113中，仲裁部120发送同步消息Sync。
在步骤S114中，仲裁部120对Sync的发送是否已完成进行判定。在本实施方式中，仲裁部120在Sync的发送已完成的情况下，判定为通信系统500a的时刻同步已完成。如果通信系统500a的Sync的发送完成，则处理进入步骤S115。
在步骤S115中，仲裁部120将本通信装置的优先级即装置优先级21恢复为原来的值。之后，仲裁部120也可以从全部端口发送包含装置优先级21的Announce。在图6的例子中，由于通信装置2的优先级恢复为4，通信装置3的优先级是2，因此通过最高级主站仲裁而选出通信装置3作为最高级主站。
此外，在本实施方式中，通信装置100a根据Sync的发送是否已完成而对时刻同步是否已完成进行判定，将本通信装置的优先级恢复为原来的值。但是，也可以是如果从将优先级提高为最高优先级的状态起经过一定时间，则通信装置将优先级恢复为原来的值。
＊＊＊本实施方式的效果的说明＊＊＊
根据本实施方式涉及的通信系统500a的通信装置100a，如果检测到新加入了优先级高的通信装置，则将本通信装置的优先级提高为最高优先级。然后，通信装置100a将本通信装置作为最高级主站，使新加入的通信装置与通信装置100a进行时刻同步。之后，通信装置100a将本通信装置的优先级复原。因此，根据本实施方式涉及的通信系统500a的通信装置100a，不会产生时刻跳跃，能够将新加入的通信装置设为最高级主站。另外，在新加入的通信装置是优先级高且高精度的通信装置的情况下，不会产生时刻跳跃，能够将新加入的通信装置选为最高级主站，因此能够提供高精度的通信系统。
在以上的实施方式1及2中，将通信装置的各构造部设为独立的功能模块进行了说明。但是，通信装置的结构也可以不是上述实施方式那样的结构。只要通信装置的功能模块能够实现在上述实施方式中说明过的功能，则可以是任意结构。另外，通信装置可以不是1个装置而是由多个装置构成的系统。
另外，也可以将实施方式1及2中的多个部分组合而实施。或者，也可以实施这些实施方式中的一部分。除此之外，这些实施方式也可以整体地或局部地以任何方式进行组合而实施。
即，在实施方式1及2中，能够进行实施方式的自由组合、或实施方式的任意的结构要素的变形、或者在实施方式中省略任意的结构要素。
此外，上述实施方式在本质上是优选的例示，并不意在对本发明的范围、本发明的适用物的范围、及本发明的用途的范围进行限制。上述实施方式能够根据需要进行各种变更。
标号的说明
11中断控制部，12发送部，13时分控制部，14接收部，15同步控制部，16数据仲裁部，17、18网络接口，21装置优先级，22最高级主站优先级，23阈值，100、100a通信装置，110优先级判定部，120，仲裁部，500、500a、501通信系统，900微型计算机，910处理器，921存储器，922辅助存储装置，930输入接口，940输出接口，950通信控制部，961、962网络端口，970系统时钟，Announce最高级主站仲裁消息，Sync同步消息，GM最高级主站。

Claims (7)

1.一种通信装置，其包含于具有多个通信装置的通信系统，且在该通信系统中从所述多个通信装置选出成为所述多个通信装置的时刻基准的最高级主站，
该通信装置具有：
优先级判定部，其从新加入至所述通信系统的其它通信装置，取得用于所述最高级主站的选出且包含所述其它通信装置的优先级的最高级主站仲裁消息，对所述其它通信装置的优先级是否高于当前的最高级主站的优先级进行判定；以及
仲裁部，如果判定为所述其它通信装置的优先级高于所述当前的最高级主站的优先级，则在将所述其它通信装置切换为所述最高级主站前，该仲裁部从所述其它通信装置取得包含所述其它通信装置的时刻的同步消息，对所述其它通信装置的时刻与本通信装置的时刻的差值进行计算，在所述差值小于阈值的情况下，将所述其它通信装置切换为所述最高级主站。
2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述仲裁部在所述差值大于或等于阈值的情况下，不将所述其它通信装置切换为所述最高级主站，使时刻与所述当前的最高级主站同步。
3.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述仲裁部在所述差值大于或等于阈值的情况下，将本通信装置的优先级即装置优先级设定得高于所述其它通信装置的优先级，选出本通信装置作为所述最高级主站。
4.根据权利要求3所述的通信装置，其中，
所述仲裁部如果将本通信装置设为所述最高级主站而完成所述多个通信装置的同步，则将所述装置优先级恢复为原来的值，发送包含所述装置优先级的最高级主站仲裁消息，由此选出所述其它通信装置作为所述最高级主站。
5.一种通信系统，其具有多个通信装置，且从所述多个通信装置选出成为所述多个通信装置的时刻基准的最高级主站，
在该通信系统中，
所述多个通信装置所包含的通信装置具有：
优先级判定部，其从新加入至所述通信系统的其它通信装置，取得用于所述最高级主站的选出且包含所述其它通信装置的优先级的最高级主站仲裁消息，对所述其它通信装置的优先级是否高于当前的最高级主站的优先级进行判定；以及
仲裁部，如果判定为所述其它通信装置的优先级高于所述当前的最高级主站的优先级，则在将所述其它通信装置切换为所述最高级主站前，该仲裁部从所述其它通信装置取得包含所述其它通信装置的时刻的同步消息，对所述其它通信装置的时刻与本通信装置的时刻的差值进行计算，在所述差值小于阈值的情况下，将所述其它通信装置切换为所述最高级主站。
6.一种通信方法，其是通信装置的通信方法，该通信装置包含于具有多个通信装置的通信系统，且在该通信系统中从所述多个通信装置选出成为所述多个通信装置的时刻基准的最高级主站，
在该通信方法中，
优先级判定部从新加入至所述通信系统的其它通信装置，取得用于所述最高级主站的选出且包含所述其它通信装置的优先级的最高级主站仲裁消息，对所述其它通信装置的优先级是否高于当前的最高级主站的优先级进行判定，
如果判定为所述其它通信装置的优先级高于所述当前的最高级主站的优先级，则在将所述其它通信装置切换为所述最高级主站前，仲裁部从所述其它通信装置取得包含所述其它通信装置的时刻的同步消息，对所述其它通信装置的时刻与本通信装置的时刻的差值进行计算，在所述差值小于阈值的情况下，将所述其它通信装置切换为所述最高级主站。
7.一种存储有通信程序的计算机可读取的记录介质，该通信程序是通信装置的通信程序，该通信装置包含于具有多个通信装置的通信系统，且在该通信系统中从所述多个通信装置选出成为所述多个通信装置的时刻基准的最高级主站，
该通信程序使作为计算机的所述通信装置执行如下处理：
优先级判定处理，从新加入至所述通信系统的其它通信装置，取得用于所述最高级主站的选出且包含所述其它通信装置的优先级的最高级主站仲裁消息，对所述其它通信装置的优先级是否高于当前的最高级主站的优先级进行判定；以及
仲裁处理，如果判定为所述其它通信装置的优先级高于所述当前的最高级主站的优先级，则在将所述其它通信装置切换为所述最高级主站前，从所述其它通信装置取得包含所述其它通信装置的时刻的同步消息，对所述其它通信装置的时刻与本通信装置的时刻的差值进行计算，在所述差值小于阈值的情况下，将所述其它通信装置切换为所述最高级主站。
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