CN114268572B - 通信系统、设备以及通信方法 - Google Patents
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Abstract
一个实施方式的目的在于,提供能够将数据包适当地传输的通信系统、设备以及通信方法。根据一个实施方式,提供具有控制器、多个设备和通信路径的通信系统。通信路径将控制器及多个设备以环状连接。通信路径能够传送差动串行信号的数据包。通过通信路径在时间上连续地传送且个数是根据设备的通信能力和通信路径的通信容量而决定的数据包被分组作为通信帧。设备对每单位时间的发送量进行监视。设备在所监视的量超过阈值的情况下不能进行对接收到的通信帧所包含的数据包的数据插入。设备在所监视的量为阈值以下的情况下能够进行对接收到的通信帧所包含的数据包的数据插入。
Description
相关申请
本申请主张以日本专利申请2020-155881号(申请日:2020年9月16日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
技术领域
本实施方式涉及通信系统、设备以及通信方法。
背景技术
在具有控制器和多个设备的通信系统中,控制器和多个设备经由通信路径对数据包(packet)进行传输。此时,希望将数据包适当地传输。
发明内容
一个实施方式的目的在于,提供能够将数据包适当地传输的通信系统、设备以及通信方法。
根据一个实施方式,提供具有控制器、多个设备和通信路径的通信系统。通信路径将控制器及多个设备以环状连接。通信路径能够传输差动串行信号的数据包。通过通信路径在时间上连续地传送且个数是根据设备的通信能力和通信路径的通信容量而决定的数据包被分组作为通信帧。设备对每单位时间的发送量进行监视。设备在所监视的量超过阈值的情况下不能进行对接收到的通信帧中包含的数据包的数据插入。设备在所监视的量为阈值以下的情况下能够进行对接收到的通信帧中包含的数据包的数据插入。
附图说明
图1是表示第一实施方式的通信系统的结构的图。
图2是表示第一实施方式的通信系统的结构及动作的图。
图3是表示第一实施方式中的各数据包的结构的图。
图4是表示从第一实施方式的设备来看的情况下时序地变化的通信帧的图。
图5是表示经由第一实施方式的多个设备向控制器传送的通信帧的图。
图6是表示第二实施方式的通信系统的结构及动作的图。
图7是表示第二实施方式的通信系统的结构及动作的图。
图8是表示第三实施方式的通信系统的结构及动作的图。
图9是表示第三实施方式的通信系统的动作的图。
图10是表示第四实施方式的通信系统的结构及动作的图。
图11是表示第五实施方式的通信系统的结构及动作的图。
附图标记说明:
1,101,201,301,401通信系统,4,104,204,304,404控制器,6,6-1~6-5,106,106-1~106-5,206,206-1~206-5,306,306-1~306-5,406,406-1~406-5设备,8通信路径。
具体实施方式
以下,参照附图,详细说明实施方式的通信系统。另外,本发明不被这些实施方式限定。
(第一实施方式)
第一实施方式的通信系统具有控制器和多个设备,控制器和多个设备经由通信路径连接。通信系统中,控制器和多个设备经由通信路径对数据包进行传输。例如,设备是NAND型闪存,通信系统是SSD(Solid State Drive:固态硬盘)。
在将控制器及多个设备通过通信路径连接的通信系统中,追求大容量化、高速化,有时要求超宽频带(例如200GB/s以上)、大容量。在将通信系统应用于通过GPU(GraphicProcessing Unit:图形处理单元)处理的数据的存储的情况下,为了发挥GPU的处理能力,要求通信系统能够高速地与GPU交换大容量的数据。此外,在将通信系统应用于AI(Artifitial Intelligence:人工智能)处理器的机器学习的情况下,为了有效率地进行AI处理器的机器学习,要求通信系统能够高速地与AI处理器交换大容量的数据。
在进行高速通信时,优选的是利用噪声耐性好的差动信号的通信。根据利用了差动信号的通信,在接收时能够消除差动信号间的噪声,并且能够精度良好地进行信号的接收处理,从而能够容易地提高通信的可靠性。
在将控制器及多个设备通过对等(Peer to Peer)的通信路径连接的通信系统中,为了实现超宽频带、大容量,可以考虑用多条通信线构成控制器及多个设备间的通信路径的第一技术。在第一技术中,对控制器设置数量庞大的连接引脚。例如,在各设备具有20个2Gbps/pin的引脚、能够同时地差动收发8比特数据的情况下,作为通信路径的频带,为了实现200GB/s,连接100个设备。对于控制器,设置20×100=2000引脚。由此,有可能通信系统的成本显著增大。即,第一技术是不现实的。
此外,可以考虑第二技术,该第二技术为,构成将控制器及多个设备用环状的通信路径连接的通信系统,控制器经由通信路径将差动串行信号对多个设备间排他地传送。在第二技术中,对各设备搭载高速串行I/F,将多个设备与控制器进行环连接,因此还可以认为能够通过小引脚实现高速通信。
但是,由于从控制器向多个设备的信号传送是排他的,所以从控制器向各设备的数据传输效率有限,难以实现超宽频带、大容量。
相对于此,可以考虑第三技术,该第三技术为,在将控制器及多个设备用环状的通信路径连接的通信系统中,传送分别具有固定数据长的多个数据包,各设备能够根据规定的条件将数据包相对于通信帧进行插拔。在第三技术中,通过通信路径在时间上连续地传送且个数是根据设备的通信能力和通信路径的通信容量而决定的数据包被分组作为通信帧。多个设备能够将数据包相对于作为通信帧而被分组的多个数据包进行插拔,从而从控制器向多个设备的信号传送和从多个设备向控制器的信号传送能够并行进行。由此,能够连续地填充通信路径的频带而提高其性能,能够实现超宽频带、大容量的通信。
在第三技术中,如果环连接的设备的数量为通信帧中包含的数据包的个数以下,则可以认为不会发生即使有想要发送的信息却不存在能够包含想要发送的信息的数据包的状况。
但是,在环连接的设备的数量比通信帧中包含的数据包的个数多的情况下,在与控制器环连接的各设备中的通信路径的下游侧的设备中,会发生即使有想要发送的信息也不存在能够包含想要发送的信息的数据包的状况。
因此,在本实施方式中,在基于第三技术的同时,对各设备每单位时间发送的数据量设置频带限制,从而以时间平均的方式均等地保证各设备的发送权,实现通信系统的数据包传输的适当化。
具体而言,通信系统1能够如图1所示那样构成。图1是表示通信系统1的结构的图。
通信系统1具有系统板2、连接器3、控制器4、多个存储卡5(5-1~5-n)以及多个通信路径8(8-1~8-n)。
系统板2例如是与超宽频带(例如200GB/s以上)、大容量相对应的加速板。
连接器3配置于系统板2的一部分,能够连接其他装置(计算机等)。控制器4具有连接器接口电路4a,经由连接器接口电路4a及连接器3而与其他装置交换信息。
存储卡5-1~5-n具有基板7及串联连接的多个设备6(6-1~6-5)。多个设备6-1~6-5安装在基板7上,基板7安装在系统板2上。多个设备6-1~6-5能够沿着基板7的长度方向排列。各设备6例如是NAND型闪存等存储器设备。控制器4具有存储器接口电路4b,经由存储器接口电路4b及通信路径8而与多个设备6-1~6-5可通信地连接。
控制器4经由存储器接口电路4b及通信路径8而与各设备6交换信息。存储器接口电路4b构成为,能够收发差动串行信号。
多个通信路径8-1~8-n与多个存储卡5-1~5-n对应。各通信路径8将存储器接口电路4b与对应的存储卡5所具备的多个设备6-1~6-5环连接。即,控制器4与设备6-1之间、设备6-2~6-5之间、设备6-5与控制器4之间分别被通信路径8连接。各通信路径8能够传送差动串行信号。
各设备6-1~6-5构成为,能够收发差动串行信号。各设备6-1~6-5经由通信路径8,将多个数据包以差动串行信号进行收发。多个数据包分别具有固定数据长。通过通信路径8在时间上连续地传送的数据包被分组作为通信帧,该数据包的个数是根据设备6的通信能力和通信路径8的通信容量而决定的。通信帧中包含的数据包的个数相当于通信路径8的频带,各设备向通信帧插入数据包相当于用该数据包填充通信路径8的频带。各设备6-1~6-4在满足规定的条件的情况下执行数据包相对于通信帧的插拔。此时,通信帧能够包含与所要求的频带和各设备的频带相对应的个数的数据包。
另外,通信系统1也可以是省略了系统板2的结构。此外,连接器接口电路4a也可以不经由连接器3而与外部装置直接连接。此外,系统板2和基板7也可以一体形成。
例如,各设备6如图2所示,具有接收部(Rx)61、发送部(Tx)62、协议变换部(PCS)63、控制电路(cont)64、内部总线65和存储器66。图2是表示通信系统1的结构及动作的图,示出了控制器4与1个存储卡5的连接结构。控制电路64经由内部总线65而与存储器66以能够访问的方式连接。存储器66也可以是NAND型闪存等非易失性存储器。在各设备6中,接收部(Rx)61、发送部(Tx)62、协议变换部(PCS)63、控制电路(cont)64能够作为通信接口电路发挥功能。
这里,设通信路径8的通信容量为C8,设各设备6的通信能力为C6,则通信帧所包含的数据包的个数能够作为满足以下数学式1的NFR的最大值来赋予。
NFR≦C8/C6···数学式1
例如,在通信系统1所要求的通信容量为200[Gbps]、与控制器4并联连接的存储卡5的数量为n=4的情况下,1个存储卡所要求的通信容量为200/4=50[Gbps]。根据所要求的通信容量,如果通信路径8的通信容量是C8=56Gbps,各设备6的通信能力C6是14Gbps,则满足数学式1的NFR的最大值为4。该情况下,通信帧FR如图3所示,能够包含4个数据包PK(PK-1~PK-4)。图3是表示通信帧FR的结构的图。图3例示了通信帧FR包含4个数据包的结构。各数据包PK-1、PK-2、PK-3、PK-4具有固定数据长LPK-1、LPK-2、LPK-3、LPK-4。各数据包PK的固定数据长LPK满足以下数学式2。
LPK-1=LPK-2=LPK-3=LPK-4···数学式2
各数据包PK包括头H及有效载荷P。在多个数据包PK-1~PK-4中可以有头H的数据长不同的数据包,也可以有有效载荷P的数据长不同的数据包,但各数据包PK的固定数据长LPK满足数学式2。
这里,通信帧FR是依据各设备6应填充的频带的观点而将多个数据包PK分组而成的。
因此,在以某设备6-1为基准来看的情况下,通信帧FR如图4所示那样按每1数据包PK而变化。图4是表示从设备来看时序地变化的通信帧FR的图。
在定时t1,通信帧FR-1包含数据包PK-1~PK-4。在满足了规定的条件的情况下,设备6-1在定时t1能够进行数据包PK-1的插拔,在定时t2能够进行数据包PK-2的插拔,···在定时t4能够进行数据包PK-4的插拔。
在定时t2,通信帧FR-2包含数据包PK-2~PK-5。在满足了规定的条件的情况下,设备6-1在定时t2能够进行数据包PK-2的插拔,在定时t3能够进行数据包PK-3的插拔,···在定时t5能够进行数据包PK-5的插拔。
在定时t7,通信帧FR-7包含数据包PK-7~PK-10。在满足了规定的条件的情况下,设备6-1在定时t7能够进行数据包PK-7的插拔,在定时t8能够进行数据包PK-8的插拔,···在定时t10能够进行数据包PK-10的插拔。
此外,在以多个设备6-1~6-5及控制器4为基准来看的情况下,通信帧FR如图5所示那样,按每1UI依次被传输。图5是表示经由多个设备6-1~6-5向控制器4传送的通信帧FR的图。
在定时t1,通信帧FR-1被向设备6-1传输。在满足了规定的条件的情况下,设备6-1在定时t1能够进行数据包PK-1的插拔,在定时t2能够进行数据包PK-2的插拔,···在定时t4能够进行数据包PK-4的插拔。
在定时t2,通信帧FR-1被向设备6-2传输。在满足了规定的条件的情况下,设备6-2在定时t2能够进行数据包PK-1的插拔,在定时t3能够进行数据包PK-2的插拔,···在定时t5能够进行数据包PK-4的插拔。
在定时t5,通信帧FR-1被向设备6-5传输。在满足了规定的条件的情况下,设备6-5在定时t5能够进行数据包PK-1的插拔,在定时t6能够进行数据包PK-2的插拔,···在定时t8能够进行数据包PK-4的插拔。
在定时t6,通信帧FR-1被向控制器4传输。控制器4在定时t6开始接收通信帧FR-1,在定时t10完成通信帧FR-1的接收。
如图1所示,在通信系统1中,各存储卡5具有例如5个设备6(6-1~6-5)。如图2所示,控制器4经由通信路径8而与5个设备6-1~6-5环连接。如图3所示,在通信帧FR中包含4个数据包PK-1~PK-4。环连接的设备的数量(5个)比在通信帧FR中包含的数据包的个数(4个)多。
若从图2所示的控制器4经由通信路径8发送通信帧FR,则各设备6-1~6-5根据规定的条件,执行数据包PK相对于通信帧FR的插拔。即,对应于如数学式1那样决定的个数NFR,控制器4将如图3所示那样构成的通信帧FR向通信路径8发送。各设备6-1~6-5依次并行地插拔通信帧FR内的数据包PK,从而能够实现所要求的通信频带。
各设备6若经由通信路径8接收通信帧FR,则确认在通信帧FR中包含的多个数据包PK各自的头H。设备6对应于数据包PK的头H包含自身设备的识别信息作为发送目的地的情况,从通信帧FR抽取数据包PK。
各设备6的每单位时间发送的数据量被施加有频带限制。对于各设备6,预先设定了针对每单位时间的发送量的阈值Ath。阈值Ath能够预先实验决定,以便对于所设想的通信路径8的通信环境以适当的级别(level)施加频带限制。各设备6按每规定的周期(例如,接收1个数据包PK的周期)监视每单位时间的发送量。每单位时间的发送量是依赖于从自身设备向通信路径8每单位时间发送的数据传输量的量。
例如,各设备6按每规定的周期来监视规定的监视时间(例如,接收100个数据包PK的时间)中的数据传输量。各设备6确定在规定的监视时间中通过通信路径8时间性地连续传送了总数据传输量Dall的数据包PK这一情况。各设备6确定在规定的监视时间中自身设备合计将数据传输量D6的信息插入到数据包PK中这一情况。各设备6进行如下数学式3所示的计算,求出每单位时间的发送量A6。每单位时间的发送量A6表示该设备6占有频带的比例。
A6=D6/Dall···数学式3
或者,在数学式2成立的情况下,各设备6监视规定的监视时间中的数据包数。各设备6确定在规定的监视时间中通过通信路径8时间性地连续传送了Nall个(例如100个)数据包PK这一情况。各设备6确定在规定的监视时间中自身设备向N6个数据包PK插入了信息这一情况。各设备6进行以下数学式4所示的计算,求出每单位时间的发送量A6。
A6=N6/Nall···数学式4
各设备6将所监视的时间平均的发送量A6与阈值Ath进行比较。时间平均的发送量A6和阈值Ath的单位都可以是%。
各设备6在时间平均的发送量A6超过阈值Ath时,设为过度占有通信路径8的频带,而不被赋予发送权。各设备6由于没有对通信路径8的发送权,所以无法将规定的信息插入到数据包PK。若无法从某设备6将规定的信息插入到数据包PK的状态持续,则由该设备6监视的时间平均的发送量A6时间性地逐渐下降。
各设备6在时间平均的发送量A6为阈值Ath以下时,设为通信路径8的频带使用被适当地限制,从而被赋予发送权。对应于被赋予了对通信路径8的发送权,各设备6能够对与包含自身设备的识别信息的头H对应的数据包PK,插入规定的信息。或者,对应于被赋予了对通信路径8的发送权,设备6能够对作为空数据包的数据包PK插入规定的信息。空数据包是有效载荷P中不包含有效数据、有效载荷P实质上为空(Null)的数据包PK。空数据包大多是头不包含发送目的地的信息或发送目的地为空(Null)。设备6能够对于与不包含发送目的地的信息或发送目的地为空(Null)的头H相对应的有效载荷P,插入规定的信息。
在各设备6中,Rx61是物理层,从控制器4或前级的设备6经由通信路径8接收通信帧FR。Rx61对接收到的通信帧FR进行波形均衡等物理处理后供给到PCS63。PCS63将从作为物理层的Rx61供给的通信帧FR向更上位层的通信帧进行协议变换。上位层是将通信层构造大致分为2个的情况下的比物理层更上位的层,例如包括连接层及协议变换层。PCS63将向上位层变换后的通信帧FR供给到控制电路64。
控制电路64确认在通信帧FR中包含的多个数据包PK各自的头H。控制电路64在数据包PK的头H包含自身设备的识别信息作为发送目的地的情况下,从该数据包PK的有效载荷P提取信息。在提取出的信息是写指令及写数据的情况下,控制电路64根据写指令,经由内部总线65访问存储器66并向存储器66写入写数据。
对控制电路64预先设定了相对每单位时间的发送量的阈值Ath。控制电路64按规定的周期监视每单位时间的发送量A6。控制电路64在时间平均的发送量A6超过阈值Ath时设为过度占有通信路径8的频带,而判断为不被赋予发送权。各设备6在时间平均的发送量A6为阈值Ath以下时设为通信路径8的频带使用被适当地限制,判断为被赋予发送权。
控制电路64在被赋予发送权且有该数据包PK中应包含的信息的情况下,将该数据包PK的头H中的发送目的地从自身设备的识别信息变换为控制器4的识别信息,将发送源从控制器4的识别信息变换为自身设备的识别信息,将规定的信息包含于该数据包PK的有效载荷P,从而更新通信帧FR。在规定的信息是已接收的通信帧FR中包含的读指令所对应的读数据的情况下,控制电路64使经由内部总线65从存储器66接收到的读数据包含于该数据包PK的有效载荷P。
控制电路64在不被赋予发送权、或没有该数据包PK中应包含的规定的信息的情况下,将该数据包PK的头H及有效载荷P的信息消除而设为空(Null)的状态,从而更新通信帧FR。控制电路64将更新后的通信帧FR作为上位层的通信帧FR向PCS63供给。
PCS63若接收到上位层的通信帧FR则将上位层的通信帧FR向物理层的通信帧FR进行协议变换。PCS63将物理层的通信帧FR向Tx62供给。Tx62是物理层,对从PCS63供给的通信帧FR进行波形生成等物理处理后,朝向后级的设备6或控制器4,发送给通信路径8。
例如,考虑图2所示的使用例子。在通信系统1中,将控制器4、设备6-1、设备6-2、设备6-3、设备6-4、设备6-5的识别信息分别设为ID0、ID1、ID2、ID3、ID4、ID5。对于各设备6-1~6-5,预先设定了20[%]作为对于每单位时间的发送量的阈值。
控制器4制作如下的通信帧FR,其中,2个数据包PK-1、PK-4的头H包含发送目的地的识别信息ID1、ID4,且对应的有效载荷P包含希望向该设备6发送的信息,2个数据包PK-2、PK-3的头H为空(Null)且有效载荷P为空(Null)。控制器4将制作出的通信帧FR向通信路径8发送。希望向设备6发送的信息包含应发送的信息或需要发送的信息。
设备6-1若从控制器4经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备6-1例如识别到数据包PK-1的发送目的地是自身设备(ID1),从而从数据包PK-1提取信息。此外,设备6-1监视每单位时间的发送量,得到监视值25[%]。设备6-1将监视值25[%]与阈值20[%]进行比较,由于监视值25[%]超过阈值20[%],所以判断为不被赋予发送权。与此相应地,设备6-1即使有希望发送的信息,也将数据包PK-1的头H改写为空(Null),将有效载荷P设为空(Null),从而更新通信帧FR。设备6-1将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备6-2若从设备6-1经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备6-2识别到不存在发送目的地是自身设备(ID2)的数据包。此外,设备6-2监视每单位时间的发送量,得到监视值16[%]。设备6-2将监视值16[%]与阈值20[%]比较,由于监视值16[%]为阈值20[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备6-2在有希望向控制器4发送的信息的情况下,能够向空数据包PK-1~PK-3的某一个插入信息。设备6-2将数据包PK-1的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID2),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备6-2将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备6-3若从设备6-2经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备6-3识别到不存在发送目的地是自身设备(ID3)的数据包。此外,设备6-3监视每单位时间的发送量,得到监视值25[%]。设备6-1将监视值25[%]与阈值20[%]比较,由于监视值25[%]超过阈值20[%],所以判断为不被赋予发送权。与之相应地,设备6-3即使有希望发送的信息也不更新通信帧FR而向通信路径8发送。
设备6-4若从设备6-3经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备6-4例如识别到数据包PK-4的发送目的地是自身设备(ID4),从而从数据包PK-4提取信息。此外,设备6-4监视每单位时间的发送量,得到监视值17[%]。设备6-4将监视值17[%]与阈值20[%]比较,由于监视值17[%]为阈值20[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备6-4在有希望向控制器4发送的信息的情况下能够向数据包PK-4插入信息。设备6-4将数据包PK-4的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID4),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备6-4将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备6-5若从设备6-4经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备6-5识别到不存在发送目的地为自身设备(ID5)的数据包。此外,设备6-5监视每单位时间的发送量,得到监视值17[%]。设备6-5将监视值17[%]与阈值20[%]比较,由于监视值17[%]为阈值20[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备6-5在有希望向控制器4发送的信息的情况下,能够向空数据包PK-2~PK-3的某个插入信息。设备6-5将数据包PK-2的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID5),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备6-5将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
控制器4若从设备6-5经由通信路径8接收到更新后的通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。控制器4根据确认的结果,识别到通信帧FR中包含的多个数据包PK-1~PK-4中的数据包PK-1、PK-2、PK-4不是空数据包。与此相应地,控制器4对数据包PK-1、PK-2、PK-4进行规定的接收处理,取出数据包PK-1、PK-2、PK-4的有效载荷P中包含的信息并进行规定的处理。如果针对通信帧FR来看,4个数据包PK-1~PK-4中的3个数据包PK-1、PK-2、PK-4中包含信息,所以可以说有效利用了频带。
在图2的例子中,多个设备6-1~6-5之中,每单位时间的发送量(时间平均的发送量)超过阈值的设备6-1、6-3不被赋予发送权,其频带使用被限制,每单位时间的发送量为阈值以下的设备6-2、6-4、6-5被赋予发送权,其频带使用被许可。
之后,若不对设备6-1、6-3赋予发送权的状况持续,则设备6-1、6-3所监视的时间平均的发送量时间性地逐渐下降。设备6-1、6-3在每单位时间的发送量达到阈值以下的情况下,设为其频带使用被适当地限制,从而赋予发送权。与之并行地,如果设备6-2、6-4、6-5中每单位时间的发送量超过阈值的设备6出现,则认为该设备6过度占有频带,从而不赋予发送权而限制其频带使用。这情况时间性重复,以时间平均来看的情况下,能够对多个设备6-1~6-5均等地赋予发送权。由此,通信系统1能够整体地有效提高其性能。
如以上那样,在第一实施方式中,在通信系统1中,对各设备6每单位时间发送的数据量施加频带限制。由此,在被环连接的设备6的数量(例如5个)比通信帧FR中包含的数据包的个数(例如4个)多的情况下,能够时间平均地均等保证各设备6的发送权。其结果,能够使通信系统1中的数据包传输适当化,从而通信系统1能够整体地有效提高性能。
(第二实施方式)
接着,对第二实施方式的通信系统101进行说明。以下,以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
第一实施方式中,例示了对于各设备固定地设定用于频带限制的阈值Ath的情况,但有时各通信路径8的通信环境根据控制器4从外部装置接受的指令请求的频率等而动态变化。各通信路径8的通信吞吐量高时,若阈值保持较低则可能频带限制不会有效起作用。各通信路径8的通信吞吐量低时,若阈值保持较高则可能频带限制过于有效而性能下降。考虑到该情况,在第二实施方式中,使得能够动态变更用于频带限制的阈值Ath。
具体而言,如图6所述,在通信系统101中,各存储卡105具有例如5个设备106(106-1~106-5)。图6是表示第二实施方式的通信系统101的结构及动作的图。控制器104经由通信路径8而与5个设备106-1~106-5环连接。通信帧FR中包含4个数据包PK-1~PK-4(参照图3)。被环连接的设备的数量(5个)比通信帧FR中包含的数据包的个数(4个)多。
控制器104制作各数据包PK的头H包含表示阈值的信息的通信帧FR并向通信路径8发送。各设备106根据接收到的通信帧FR中包含的数据包PK的头H中保存的信息,取得阈值Ath。
例如,考虑图6所示的使用例子。在通信系统101中,将控制器104、设备106-1、设备106-2、设备106-3、设备106-4、设备106-5的识别信息分别设为ID0、ID1、ID2、ID3、ID4、ID5。在初始状态下,对于各设备106-1~106-5,没有对于针对每单位时间的发送量的阈值。
控制器104根据当前的通信环境,将对于每单位时间的发送量的阈值决定为20[%]。控制器104制作如下通信帧FR:2个数据包PK-1、PK-4的头H包含发送目的地的识别信息ID1、ID4和阈值20[%]的信息,对应的有效载荷P包含希望向该设备106发送的信息,2个数据包PK-2、PK-3的头H包含阈值20[%]的信息并且其以外为空(Null),有效载荷P为空(Null)。控制器104将制作出的通信帧FR向通信路径8发送。
设备106-1若从控制器104经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备106-1取得阈值20[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备106-1例如识别到数据包PK-1的发送目的地是自身设备(ID1),从而从数据包PK-1提取信息。此外,设备106-1监视每单位时间的发送量,得到监视值27[%]。设备6-1将监视值27[%]与阈值20[%]比较,由于监视值27[%]超过阈值20[%],所以判断为未被赋予发送权。与之相应地,设备106-1即使有希望发送的信息也在数据包PK-1的头H中留下阈值20[%]的信息,同时将其以外改写为空(Null),将有效载荷P设为空(Null),从而更新通信帧FR。设备106-1将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备106-2若从设备106-1经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备106-2取得阈值20[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备106-2识别到不存在发送目的地为自身设备(ID2)的数据包。此外,设备106-2监视每单位时间的发送量,得到监视值16[%]。设备106-2将监视值16[%]与阈值20[%]比较,由于监视值16[%]为阈值20[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备106-2在有希望向控制器104发送的信息的情况下,能够向空数据包PK-1~PK-3的某个插入信息。设备106-2将数据包PK-1的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID2),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备106-2将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备106-3若从设备106-2经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备106-3取得阈值20[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备106-3识别到不存在发送目的地是自身设备(ID3)的数据包。此外,设备106-3监视每单位时间的发送量,得到监视值27[%]。设备106-3将监视值27[%]与阈值20[%]比较,由于监视值27[%]超过阈值20[%],所以判断为不被赋予发送权。与之相应地,设备106-3即使有希望发送的信息也将通信帧FR不进行更新地向通信路径8发送。
设备106-4若从设备106-3经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备106-4取得阈值20[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备106-4识别到例如数据包PK-4的发送目的地是自身设备(ID4),从而从数据包PK-4提取信息。此外,设备106-4监视每单位时间的发送量,得到监视值15[%]。设备106-4将监视值15[%]与阈值20[%]比较,由于监视值15[%]在阈值20[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备106-4在有希望向控制器104发送的信息的情况下,能够向数据包PK-4插入信息。设备106-4将数据包PK-4的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID4),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备106-4将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备106-5若从设备106-4经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备106-5取得阈值20[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备106-5识别到不存在发送目的地为自身设备(ID5)的数据包。此外,设备106-5监视每单位时间的发送量,得到监视值15[%]。设备106-5将监视值15[%]与阈值20[%]比较,由于监视值15[%]为阈值20[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备106-5在有希望向控制器104发送的信息的情况下,能够向空数据包PK-2~PK-3的某个插入信息。设备106-5将数据包PK-2的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID5),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备106-5将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
控制器104若从设备106-5经由通信路径8接收到更新后的通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。控制器104根据确认的结果,识别到通信帧FR中包含的多个数据包PK-1~PK-4中的数据包PK-1、PK-2、PK-4不是空数据包。与之相应地,控制器104对数据包PK-1、PK-2、PK-4进行规定的接收处理,将数据包PK-1、PK-2、PK-4的有效载荷P中包含的信息取出并进行规定的处理。
例如,考虑图7所示的使用例子。图7是表示通信系统101的动作的图。控制器104根据当前的通信环境(例如,根据与图6相比通信吞吐量变高这一情况),将对于每单位时间的发送量的阈值决定为25[%]。控制器104制作如下通信帧FR:2个数据包PK-1、PK-4的头H包含发送目的地的识别信息ID1、ID3和阈值25[%]的信息,对应的有效载荷P包含希望向该设备106发送的信息,2个数据包PK-2、PK-3的头H包含阈值25[%]的信息并且其以外为空(Null),有效载荷P为空(Null)。控制器104将制作出的通信帧FR向通信路径8发送。
设备106-1若从控制器104经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备106-1取得阈值25[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备106-1例如识别到数据包PK-1的发送目的地是自身设备(ID1),从而从数据包PK-1提取信息。此外,设备106-1监视每单位时间的发送量,得到监视值22[%]。设备6-1将监视值22[%]与阈值25[%]比较,由于监视值22[%]为阈值25[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备106-1在有希望向控制器104发送的信息的情况下,能够向数据包PK-1插入信息。设备106-1将数据包PK-1的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID1),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备106-1将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备106-2若从设备106-1经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备106-2取得阈值25[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备106-2识别到不存在发送目的地为自身设备(ID2)的数据包。此外,设备106-2监视每单位时间的发送量,得到监视值27[%]。设备106-2将监视值27[%]与阈值25[%]比较,由于监视值27[%]超过阈值25[%],所以判断为不被赋予发送权。与之相应地,设备106-2即使有希望发送的信息,也将通信帧FR不更新地向通信路径8发送。
设备106-3若从设备106-2经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备106-3取得阈值25[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备106-3识别到例如数据包PK-4的发送目的地为自身设备(ID3),从而从数据包PK-4提取信息。此外,设备106-3监视每单位时间的发送量,得到监视值22[%]。设备106-3将监视值22[%]与阈值25[%]比较,由于监视值22[%]为阈值25[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备106-3在有希望向控制器104发送的信息的情况下,能够向数据包PK-4插入信息。设备106-3将数据包PK-4的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID3),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备106-3将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备106-4若从设备106-3经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备106-4取得阈值25[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备106-4识别到不存在发送目的地为自身设备(ID4)的数据包。此外,设备106-4监视每单位时间的发送量,得到监视值28[%]。设备106-4将监视值28[%]与阈值25[%]比较,由于监视值28[%]超过阈值25[%],所以判断为不被赋予发送权。与之相应地,设备106-4即使有希望发送的信息,也将通信帧FR不更新地向通信路径8发送。
设备106-5若从设备106-4经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备106-5取得阈值25[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备106-5识别到不存在发送目的地为自身设备(ID5)的数据包。此外,设备106-5监视每单位时间的发送量,得到监视值24[%]。设备106-5将监视值24[%]与阈值25[%]比较,由于监视值24[%]为阈值25[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备106-5在有希望向控制器104发送的信息的情况下,能够向空数据包PK-2~PK-3的某个插入信息。设备106-5将数据包PK-2的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID5),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备106-5将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
控制器104若从设备106-5经由通信路径8接收到更新后的通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。控制器104根据确认的结果,识别到通信帧FR中包含的多个数据包PK-1~PK-4中的数据包PK-1、PK-2、PK-4不是空数据包。与之相应地,控制器104对数据包PK-1、PK-2、PK-4进行规定的接收处理,将数据包PK-1、PK-2、PK-4的有效载荷P中包含的信息取出并进行规定的处理。
如以上那样,第二实施方式中,控制器104设定与通信环境相应的阈值Ath的信息并包含在头H中而发送数据包PK,各设备106确认数据包PK的头H而取得阈值Ath。由于能够动态变更用于频带限制的阈值Ath,所以通信系统1能够对应于当前的通信环境,对各设备106的时间平均的发送量适当地施加频带限制。由此,通信系统101能够根据通信环境,有效地提高性能。
(第三实施方式)
接着,说明第三实施方式的通信系统201。以下,以与第一实施方式及第二实施方式不同的部分为中心进行说明。
在第一实施方式及第二实施方式中,有时在环连接的多个设备中的通信路径的下游侧的设备中不存在能够插入希望发送的信息的数据包,针对这样的状况,通过频带限制实现了抑制。在第三实施方式中,针对这样的状况,代替频带限制,而通过考虑了信息的优先级的优先控制来实现抑制。
具体而言,如图8所示,在通信系统201中,各存储卡205具有例如5个设备206(206-1~206-5)。图8是表示第三实施方式的通信系统201的结构及动作的图。控制器204经由通信路径8而与5个设备206-1~206-5环连接。通信帧FR中包含4个数据包PK-1~PK-4(参照图3)。环连接的设备的数量(5个)比通信帧FR中包含的数据包的个数(4个)多。
各设备206在所接收的通信帧FR内存在发送目的地为自身设备的数据包的情况下,能够对于该数据包插拔信息。各设备206在向数据包PK的有效载荷P插入信息时,将表示该信息的优先级的信息包含于数据包PK的头H中,从而更新通信帧FR,将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
各设备206在所接收的通信帧FR内不存在发送目的地为自身设备的数据包、且在通信帧FR内不存在空数据包的情况下,确认通信帧FR内是否存在具有优先级的数据包。各设备206在头中保存有表示接收到的通信帧FR中包含的数据包的有效载荷中保存的信息的优先级的信息的情况下,对应于应发送的信息的优先级高于有效载荷的信息的优先级这一情况,将接收到的通信帧FR中包含的数据包替换为将应发送的信息保存到有效载荷中并将该优先级保存在头中的数据包。
即,各设备206在接收到的通信帧FR内的至少一部分的数据包PK的头H中包含表示优先级的信息时,将该优先级与自身设备的希望发送的信息的优先级进行比较。各设备206在该优先级比自身设备的希望发送的信息的优先级低的情况下,将该数据包PK的头H及有效载荷P提取并原样保持。随之,各设备206将该数据包PK的头H的发送目的地改写为控制器204的ID,将发送源改写为自身设备的ID,并且使表示优先级的信息包含于头H,使自身设备的希望发送的信息包含于该数据包PK的有效载荷P而将通信帧FR更新,将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
例如,考虑图8所示的使用例子。在通信系统201中,将控制器204、设备206-1、设备206-2、设备206-3、设备206-4、设备206-5的识别信息分别设为ID0、ID1、ID2、ID3、ID4、ID5。控制器204制作如下通信帧FR:4个数据包PK-1、PK-2、PK-3、PK-4的头H包含发送目的地的识别信息ID1、ID2、ID3、ID4,有效载荷P包含希望向设备206发送的信息。控制器204将制作出的通信帧FR向通信路径8发送。
设备206-1若从控制器204经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备206-1识别出数据包PK-1的发送目的地为自身设备(ID1),从而从数据包PK-1提取信息。此外,设备206-1在有希望向控制器204发送的信息的情况下,将数据包PK-1的头H的发送目的地改写为控制器204(ID0),将发送源改写为自身设备(ID1),使优先级PR1的信息包含于头H,使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。优先级PR1是对通常的信息赋予的优先级。设备206-1将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备206-2若从设备206-1经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备206-2识别到数据包PK-2的发送目的地为自身设备(ID2),从而从数据包PK-2提取信息。此外,设备206-2在有希望向控制器204发送的信息的情况下,将数据包PK-2的头H的发送目的地改写为控制器204(ID0),将发送源改写为自身设备(ID2),使优先级PR1的信息包含于头H,使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备206-2将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备206-3若从设备206-2经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备206-3识别到数据包PK-3的发送目的地为自身设备(ID3),从而从数据包PK-3提取信息。此外,设备206-3在有希望向控制器204发送的信息的情况下,将数据包PK-3的头H的发送目的地改写为控制器204(ID0),将发送源改写为自身设备(ID3),使优先级PR1的信息包含于头H,使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备206-3将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备206-4若从设备206-3经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备206-4识别到数据包PK-4的发送目的地为自身设备(ID4),从而从数据包PK-4提取信息。此外,设备206-4在有希望向控制器204发送的信息的情况下,将数据包PK-4的头H的发送目的地改写为控制器204(ID0),将发送源改写为自身设备(ID4),使优先级PR1的信息包含于头H,使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备206-4将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备206-5若从设备206-4经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备206-5识别到通信帧FR内不存在发送目的地为自身设备(ID5)的数据包且通信帧FR内不存在空数据包。此外,设备206-5在有希望向控制器204发送的信息的情况下,确认通信帧FR内是否存在具有优先级的数据包。作为确认的结果,设备206-5识别到数据包PK-1~PK-4的优先级分别为PR1。设备206-5将自身设备希望发送的信息的优先级决定为PR2。
优先级PR2是被赋予给紧急时的信息的比通常高的优先级。紧急时的信息例如可以是响应于来自控制器204的再发送请求而应发送的信息,也可以是在自身设备内检测到的应向控制器204通知的异常的信息。
设备206-5将优先级PR1与优先级PR2比较,由于优先级PR1低于优先级PR2,所以提取数据包PK-1的头H及有效载荷P的信息INF并在自身设备内原样保持。信息INF中的头H包含表示发送目的地为控制器204(ID0)的信息、表示发送源为设备206-1(ID1)的信息、表示优先级PR1的信息。信息INF中的有效载荷P包含设备206-1希望向控制器204发送的信息。
随之,设备206-5将数据包PK-1的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID5),使表示优先级PR2的信息包含于数据包PK-1的头H,使自身设备的希望发送的信息包含于该数据包PK的有效载荷P而将通信帧FR更新,将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
控制器204若从设备206-5经由通信路径8接收到更新后的通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。控制器204根据确认的结果,对通信帧FR中包含的各数据包PK-1~PK-4进行规定的接收处理,将各数据包PK-1~PK-4的有效载荷P中包含的信息取出并进行规定的处理。
此外,控制器204根据确认的结果,识别到通信帧FR中包含的多个数据包PK-1~PK-4中的数据包PK-1是优先级比通常高的数据包。与之相应地,控制器204认为设备206-5有可能保持着未发送的其他设备的信息,从而如图9所示那样,制作对1个数据包PK(例如数据包PK-3)的头H指定了识别信息ID5作为发送目的地的通信帧FR。图9是表示通信系统201的动作的图。控制器204制作如下通信帧FR:4个数据包PK-11、PK-12、PK-13、PK-14的头H包含发送目的地的识别信息ID5、ID2、ID3、ID4,有效载荷P包含希望向设备6发生的信息。关于发送目的地为设备206-5(ID5)的数据包PK-11,在没有希望向设备206-5发送的信息的情况下,有效载荷P也可以包含伪信息。控制器204将制作出的通信帧FR向通信路径8发送。
设备206-1若从控制器204经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备206-1识别到通信帧FR内不存在发送目的地为自身设备(ID1)的数据包且通信帧FR内不存在空数据包。此外,设备206-1在有希望向控制器204发送的信息的情况下,确认通信帧FR内是否存在具有优先级的数据包。作为确认的结果,设备206-1识别到不存在具有优先级的数据包。与之相应地,设备206-1即使有希望发送的信息也将通信帧FR不更新地向通信路径8发送。
设备206-2若从设备206-1经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备206-2识别到数据包PK-12的发送目的地为自身设备(ID2),从而从数据包PK-12提取信息。此外,设备206-2在有希望向控制器204发送的信息的情况下,将数据包PK-12的头H的发送目的地改写为控制器204(ID0),将发送源改写为自身设备(ID2),使优先级PR1的信息包含于头H,使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备206-2将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备206-3若从设备206-2经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备206-3识别到数据包PK-13的发送目的地为自身设备(ID3),从而从数据包PK-13提取信息。此外,设备206-3在有希望向控制器204发送的信息的情况下,将数据包PK-13的头H的发送目的地改写为控制器204(ID0),将发送源改写为自身设备(ID3),使优先级PR1的信息包含于头H,使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备206-3将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备206-4若从设备206-3经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备206-4识别到数据包PK-14的发送目的地为自身设备(ID4),从而从数据包PK-14提取信息。此外,设备206-4在有希望向控制器204发送的信息的情况下,将数据包PK-14的头H的发送目的地改写为控制器204(ID0),将发送源改写为自身设备(ID4),使优先级PR1的信息包含于头H,使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备206-4将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备206-5若从设备206-4经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备206-5识别到数据包PK-11的发送目的地为自身设备(ID5),从而从数据包PK-11提取信息。设备206-5在提取出的信息为伪信息的情况下,也可以将该信息丢弃。此外,设备206-5由于存在所保持的信息INF,所以即使有希望发送的信息,也将保持的信息INF优先向数据包PK-11插入。设备206-5将数据包PK-11的头H用信息INF中的头H改写,将数据包PK-11的有效载荷P用信息INF中的有效载荷P改写,从而更新通信帧FR。设备206-5将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
控制器204若从设备206-5经由通信路径8接收到更新后的通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。控制器204根据确认的结果,对通信帧FR中包含的各数据包PK-11~PK-14进行规定的接收处理,将各数据包PK-11~PK-14的有效载荷P中包含的信息取出并进行规定的处理。
如以上那样,第三实施方式中,各设备206在接收到的通信帧FR内包含具有比自身设备希望发送的信息的优先级低的优先级的数据包PK的情况下,代替该数据包PK的信息而将包含自身设备希望发送的信息及其优先级的数据包PK向控制器204发送。由此,在环连接的设备206的数量(例如5个)比通信帧FR中包含的数据包的个数(例如4个)多的情况下,环连接的下游侧的设备206能够将优先级高的信息代替优先级低的信息而发送。其结果,对于优先级高的信息,能够保证频带,能够使通信系统201中的数据包传输适当化。
另外,在图8所示的使用例子中,设备206-5也可以将信息INF不保持而丢弃。该情况下,控制器204也可以对应于应从设备206-1接收的信息INF在规定时间内未被接收这一情况,向设备206-1发出再发送请求。由此,在信息INF被设备206-5丢弃了的情况下,能够从设备206-1向控制器204可靠地将信息INF再发送。
(第四实施方式)
接着,说明第四实施方式的通信系统301。以下,以与第一实施方式~第三实施方式不同的部分为中心进行说明。
第四实施方式中,将第一实施方式和第三实施方式组合。在通信系统中,在作为原则而进行使用了固定的阈值的频带限制的同时,例外地进行考虑了优先级的优先控制。
具体而言,如图10所示,在通信系统301中,各存储卡305具有例如5个设备306(306-1~306-5)。图10是表示第四实施方式的通信系统301的结构及动作的图。控制器304经由通信路径8而与5个设备306-1~306-5环连接。通信帧FR中包含4个数据包PK-1~PK-4(参照图3)。环连接的设备的数量(5个)比通信帧FR中包含的数据包的个数(4个)多。
各设备306对每单位时间发送的数据量被施加了频带限制。对于各设备306,预先设定了对于每单位时间的发送量的阈值Ath。各设备306按每规定的周期监视每单位时间的发送量。各设备306将监视到的时间平均的发送量A6与阈值Ath比较。
各设备306在时间平均的发送量A6为阈值Ath以下时,被赋予发送权,能够将规定的信息向数据包PK插入。
各设备306在时间平均的发送量A6超过阈值Ath时,作为原则,不被赋予发送权。各设备306确认在通信帧FR内是否存在具有比自身设备的希望发送的信息的优先级低的优先级的数据包。如果存在具有比自身设备的希望发送的信息的优先级低的优先级的数据包,则各设备306例外地被赋予发送权。与之相应地,各设备306将具有低优先级的数据包替换为将自身设备的希望发送的信息保存在有效载荷中并将该优先级保存在头中的数据包。即,各设备306将该数据包PK的头H及有效载荷P提取并原样保持。随之,各设备306将表示优先级的信息包含于该数据包PK的头H并将自身设备的希望发送的信息包含于该数据包PK的有效载荷P而将通信帧FR更新,将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
例如,考虑图10所示的使用例子。在通信系统301中,将控制器304、设备306-1、设备306-2、设备306-3、设备306-4、设备306-5的识别信息分别设为ID0、ID1、ID2、ID3、ID4、ID5。对于各设备306-1~306-5,作为对于每单位时间的发送量的阈值而预先设定了20[%]。控制器304制作如下通信帧FR:4个数据包PK-1、PK-2、PK-3、PK-4的头H包含发送目的地的识别信息ID1、ID2、ID3、ID4且有效载荷P包含希望向设备306发送的信息。控制器304将制作出的通信帧FR向通信路径8发送。
设备306-1若从控制器304经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备306-1识别到数据包PK-1的发送目的地为自身设备(ID1),从而从数据包PK-1提取信息。此外,设备306-1监视每单位时间的发送量,得到监视值17[%]。设备306-1将监视值17[%]与阈值20[%]比较,由于监视值17[%]为阈值20[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备306-1在有希望向控制器304发送的信息的情况下,将数据包PK-1的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID1),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备306-1将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备306-2若从设备306-1经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备306-2识别到数据包PK-2的发送目的地是自身设备(ID2),从而从数据包PK-2提取信息。此外,设备306-2监视每单位时间的发送量,得到监视值19[%]。设备306-2将监视值19[%]与阈值20[%]比较,由于监视值19[%]为阈值20[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备306-2在有希望向控制器304发送的信息的情况下,将数据包PK-2的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID2),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备306-2将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备306-3若从设备306-2经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备306-3识别到数据包PK-3的发送目的地为自身设备(ID3),从而从数据包PK-3提取信息。此外,设备306-3监视每单位时间的发送量,得到监视值19[%]。设备306-3将监视值19[%]与阈值20[%]比较,由于监视值19[%]为阈值20[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备306-3在有希望向控制器304发送的信息的情况下,将数据包PK-3的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID3),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备306-3将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备306-4若从设备306-3经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备306-4识别到数据包PK-4的发送目的地为自身设备(ID4),从而从数据包PK-4提取信息。此外,设备306-4监视每单位时间的发送量,得到监视值17[%]。设备306-4将监视值17[%]与阈值20[%]比较,由于监视值17[%]为阈值20[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备306-4在有希望向控制器304发送的信息的情况下,将数据包PK-4的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID4),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备306-4将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备306-5若从设备306-4经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备306-5识别到在通信帧FR内不存在发送目的地为自身设备(ID5)的数据包,且在通信帧FR内不存在空数据包。此外,设备306-5监视每单位时间的发送量,得到监视值28[%]。设备306-5将监视值28[%]与阈值20[%]比较,由于监视值28[%]超过阈值20[%],所以作为原则,判断为不被赋予发送权。
设备306-5在有希望向控制器304发送的信息的情况下,确认在通信帧FR内是否存在具有低优先级的数据包。作为确认的结果,与自身设备希望发送的信息的优先级PR2相比,数据包PK-1~PK-4的优先级PR1更低,所以设备306-5例外地被赋予了发送权。与之相应地,设备306-5将数据包PK-1的头H及有效载荷P的信息INF提取并原样保持。信息INF中的头H包含表示发送目的地为控制器304(ID0)的信息、表示发送源为设备306-1(ID1)的信息、表示优先级PR1的信息。信息INF中的有效载荷P包含设备306-1希望向控制器304发送的信息。
随之,设备306-5将数据包PK-1的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID5),使表示优先级PR2的信息包含于数据包PK-1的头H,使自身设备的希望发送的信息包含于该数据包PK的有效载荷P而将通信帧FR更新,将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
控制器304若从设备306-5经由通信路径8接收到更新后的通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。控制器304根据确认的结果,对通信帧FR中包含的各数据包PK-1~PK-4进行规定的接收处理,将各数据包PK-1~PK-4的有效载荷P中包含的信息取出并进行规定的处理。
之后,进行将图2所示的动作和图9所示的动作组合起来的动作。
如以上那样,第四实施方式中,在通信系统301中,在作为原则而进行利用了固定阈值的频带限制的同时,例外地进行考虑了优先级的优先控制。由此,能够将各设备306的发送权时间平均地均等保证,并且能够对优先级高的信息保证频带。其结果,能够使通信系统301中的数据包传输适当化。
(第五实施方式)
接着,说明第五实施方式的通信系统401。以下,以与第一实施方式~第四实施方式不同的部分为中心进行说明。
第五实施方式中,将第二实施方式和第三实施方式组合。在通信系统中,在作为原则而进行使用了动态阈值的频带限制的同时,例外地进行考虑了优先级的优先控制。
具体而言,如图11所示,通信系统401中,各存储卡405具有例如5个设备406(406-1~406-5)。图11是表示第五实施方式的通信系统401的结构及动作的图。控制器404经由通信路径8而与5个设备406-1~406-5环连接。通信帧FR中包含4个数据包PK-1~PK-4(参照图3)。环连接的设备的数量(5个)比通信帧FR中包含的数据包的个数(4个)多。
各设备406对每单位时间发送的数据量被施加了频带限制。控制器404制作各数据包PK的头H包含表示阈值的信息的通信帧FR并向通信路径8发送。各设备406根据接收到的通信帧FR中包含的数据包PK的头H中保存的信息,取得阈值Ath。
各设备406按每规定的周期监视每单位时间的发送量。各设备406将监视到的时间平均的发送量A6与阈值Ath比较。
各设备406在时间平均的发送量A6为阈值Ath以下时,被赋予发送权,能够将规定的信息向数据包PK插入。
各设备406在时间平均的发送量A6超过阈值Ath时,原则上不被赋予发送权。各设备406确认在通信帧FR内是否存在具有比自身设备的希望发送的信息的优先级低的优先级的数据包。如果存在具有比自身设备的希望发送的信息的优先级低的优先级的数据包,则各设备406例外地被赋予发送权。与之相应地,各设备406将具有低优先级的数据包替换为将自身设备的希望发送的信息保存在有效载荷中且将该优先级保存在头中的数据包。即,各设备406将该数据包PK的头H及有效载荷P提取并原样保持。随之,各设备406使表示优先级的信息包含于该数据包PK的头H,使自身设备的希望发送的信息包含于该数据包PK的有效载荷P而将通信帧FR更新,将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
例如,考虑图11所示的使用例子。在通信系统401中,将控制器404、设备406-1、设备406-2、设备406-3、设备406-4、设备406-5的识别信息分别设为ID0、ID1、ID2、ID3、ID4、ID5。对于各设备406-1~406-5,作为对于每单位时间的发送量的阈值而预先设定了20[%]。控制器304制作如下通信帧FR:4个数据包PK-1、PK-2、PK-3、PK-4的头H包含发送目的地的识别信息ID1、ID2、ID3、ID4且有效载荷P包含希望向设备406发送的信息。控制器404将制作出的通信帧FR向通信路径8发送。
设备406-1若从控制器404经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备406-1取得阈值20[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备406-1识别到数据包PK-1的发送目的地为自身设备(ID1),从而从数据包PK-1提取信息。此外,设备406-1监视每单位时间的发送量,得到监视值17[%]。设备406-1将监视值17[%]与阈值20[%]比较,由于监视值17[%]为阈值20[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备406-1在有希望向控制器404发送的信息的情况下,将数据包PK-1的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID1),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备406-1将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备406-2若从设备306-1经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备406-2取得阈值20[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备406-2识别到数据包PK-2的发送目的地为自身设备(ID2),从而从数据包PK-2提取信息。此外,设备406-2监视每单位时间的发送量,得到监视值19[%]。设备306-2将监视值19[%]与阈值20[%]比较,由于监视值19[%]为阈值20[%]以下,则判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备406-2在有希望向控制器404发送的信息的情况下,将数据包PK-2的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID2),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备406-2将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备406-3若从设备406-2经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备406-3取得阈值20[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备406-3识别到数据包PK-3的发送目的地为自身设备(ID3),从而从数据包PK-3提取信息。此外,设备406-3监视每单位时间的发送量,得到监视值19[%]。设备306-3将监视值19[%]与阈值20[%]比较,由于监视值19[%]为阈值20[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备406-3在有希望向控制器404发送的信息的情况下,将数据包PK-3的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID3),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备406-3将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备406-4若从设备406-3经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备406-4取得阈值20[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备406-4识别到数据包PK-4的发送目的地为自身设备(ID4),从而从数据包PK-4提取信息。此外,设备406-4监视每单位时间的发送量,得到监视值17[%]。设备306-4将监视值17[%]与阈值20[%]比较,由于监视值17[%]为阈值20[%]以下,所以判断为被赋予了发送权。由于被赋予了发送权,所以设备406-4在有希望向控制器404发送的信息的情况下,将数据包PK-4的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID4),使该希望发送的信息包含于有效载荷P,从而更新通信帧FR。设备406-4将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
设备406-5若从设备306-4经由通信路径8接收到通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。作为确认的结果,设备406-5取得阈值20[%]的信息。随之,作为确认的结果,设备406-5识别到在通信帧FR内不存在发送目的地为自身设备(ID5)的数据包且在通信帧FR内不存在空数据包。此外,设备406-5监视每单位时间的发送量,得到监视值28[%]。设备306-5将监视值28[%]与阈值20[%]比较,由于监视值28[%]超过阈值20[%],所以作为原则,判断为不被赋予发送权。
设备406-5在有希望向控制器404发送的信息的情况下,确认在通信帧FR内是否存在具有低优先级的数据包。作为确认的结果,由于与自身设备希望发送的信息的优先级PR2相比,数据包PK-1~PK-4的优先级PR1更低,所以设备406-5被例外地赋予发送权。与之相应地,设备406-5将数据包PK-1的头H及有效载荷P的信息INF提取并原样保持。信息INF中的头H包含表示发送目的地为控制器404(ID0)的信息、表示发送源为设备406-1(ID1)的信息、表示优先级PR1的信息。信息INF中的有效载荷P包含设备406-1希望向控制器404发送的信息。
随之,设备406-5将数据包PK-1的头H的发送目的地改写为ID0,将发送源改写为自身设备(ID5),使表示优先级PR2的信息包含于数据包PK-1的头H,使自身设备希望发送的信息包含于该数据包PK的有效载荷P而将通信帧FR更新,将更新后的通信帧FR向通信路径8发送。
控制器404若从设备406-5经由通信路径8接收到更新后的通信帧FR,则确认接收到的通信帧FR中包含的各数据包PK的头H。控制器404根据确认的结果,对通信帧FR中包含的各数据包PK-1~PK-4进行规定的接收处理,将各数据包PK-1~PK-4的有效载荷P中包含的信息取出并进行规定的处理。
之后,进行将图6所示的动作和图9所示的动作组合起来的动作。
如以上那样,第五实施方式中,在通信系统401中,在作为原则而进行使用了动态阈值的频带限制的同时,例外地进行考虑了优先级的优先控制。由此,能够时间平均地均等保证各设备406的发送权,并且能够对优先级高的信息保证频带。其结果,能够使通信系统401中的数据包传输适当化。
说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式是作为例子提示的,并不意欲限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的形态实施,在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中,并且包含在权利要求所记载的发明及其等同范围中。
Claims (9)
1.一种通信系统,其中,
具备:
控制器;
多个设备,与上述控制器串联连接;以及
通信路径,将上述控制器及上述多个设备以环状连接,能够传送差动串行信号的数据包,
通过上述通信路径在时间上连续传送且个数是根据上述设备的通信能力和上述通信路径的通信容量而决定的数据包被分组作为通信帧,
上述设备监视对上述通信路径的每单位时间的发送量,在监视到的量超过阈值的情况下,不能进行对接收到的通信帧中包含的数据包的数据插入,在监视到的量为上述阈值以下的情况下,能够进行对接收到的通信帧中包含的数据包的数据插入。
2.如权利要求1所述的通信系统,其中,
对上述设备预先设定有上述阈值。
3.如权利要求1所述的通信系统,其中,
上述数据包具有保存有表示上述阈值的信息的头和有效载荷,上述设备根据接收到的通信帧中包含的数据包的头中保存的信息,取得上述阈值。
4.如权利要求1所述的通信系统,其中,
上述数据包具有头和有效载荷,
上述设备在头中保存有表示接收到的通信帧中包含的数据包的有效载荷中保存的第一信息的第一优先级的信息的情况下,对应于应发送的第二信息的第二优先级高于上述第一优先级这一情况,将接收到的通信帧中包含的数据包替换为在头中保存有上述第二优先级且在有效载荷中保存有上述第二信息的数据包。
5.一种通信系统,其中
具备:
控制器;
多个设备;以及
通信路径,将上述控制器及上述多个设备以环状连接,能够传送差动串行信号的数据包,
通过上述通信路径在时间上连续传送且个数是根据上述设备的通信能力和上述通信路径的通信容量而决定的数据包被分组作为通信帧,
上述数据包具有头和有效载荷,
上述设备在头中保存有表示接收到的通信帧中包含的数据包的有效载荷中保存的第一信息的第一优先级的信息的情况下,对应于应发送的第二信息的第二优先级高于上述第一优先级这一情况,将接收到的通信帧中包含的数据包替换为在头中保存有上述第二优先级且在有效载荷中保存有上述第二信息的数据包。
6.一种存储器设备,其中,
具备:
通信接口电路,能够连接将控制器及多个设备以环状连接而能够传送差动串行信号的数据包的通信路径,上述多个设备与上述控制器串联连接;以及
监视部,监视对上述通信路径的每单位时间的发送量;
通过上述通信路径在时间上连续传送且个数是根据上述设备的通信能力和上述通信路径的通信容量而决定的数据包被分组作为通信帧,
上述通信接口电路,在上述监视部所监视到的量超过阈值的情况下,不能进行对接收到的通信帧中包含的数据包的数据插入,在上述监视部所监视到的量为上述阈值以下的情况下,能够进行对接收到的通信帧中包含的数据包的数据插入。
7.一种存储器设备,其中,
具备通信接口电路,该通信接口电路能够连接将控制器及多个设备以环状连接而能够传送差动串行信号的数据包的通信路径,
通过上述通信路径在时间上连续传送且个数是根据上述设备的通信能力和上述通信路径的通信容量而决定的数据包被分组作为通信帧,
上述通信接口电路,在头中保存有表示接收到的通信帧中包含的数据包的有效载荷中保存的第一信息的第一优先级的信息的情况下,对应于应发送的第二信息的第二优先级高于上述第一优先级这一情况,将接收到的通信帧中包含的数据包替换为在头中保存有上述第二优先级且在有效载荷中保存有上述第二信息的数据包。
8.一种通信方法,其中,
包括:
通信系统具有控制器,与上述控制器串联连接的多个设备以及将上述控制器和上述多个设备以环状连接而能够传送差动串行信号的数据包的通信路径,该通信系统中的上述控制器将具有固定数据长的数据包向上述通信路径发送;
上述设备监视对上述通信路径的每单位时间的发送量;
上述设备在监视到的上述量超过阈值的情况下,不对通信帧中包含的数据包插入数据,上述通信帧是将通过上述通信路径在时间上连续传送且个数是根据上述设备的通信能力和上述通信路径的通信容量而决定的数据包分组而成的通信帧,
上述设备在监视到的上述量为上述阈值以下的情况下,对接收到的通信帧中包含的数据包插入数据。
9.一种通信方法,其中,
包含:
通信系统具有控制器、多个设备以及将上述控制器和上述多个设备以环状连接而能够传送差动串行信号的数据包的通信路径,该通信系统中的上述控制器将具有固定数据长的数据包向上述通信路径发送;
上述设备在头中保存有表示通信帧中包含的数据包的有效载荷中保存的第一信息的第一优先级的信息的情况下,对应于应发送的第二信息的第二优先级高于上述第一优先级这一情况,将接收到的通信帧中包含的数据包替换为在头中保存有上述第二优先级且在有效载荷中保存有上述第二信息的数据包,上述通信帧是将通过上述通信路径在时间上连续传送且个数是根据上述设备的通信能力和上述通信路径的通信容量而决定的数据包分组而成的通信帧。
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