CN114868366A - 通信装置、通信系统、通信控制方法以及程序 - Google Patents

通信装置、通信系统、通信控制方法以及程序 Download PDF

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CN114868366A CN202080089220.XA CN202080089220A CN114868366A CN 114868366 A CN114868366 A CN 114868366A CN 202080089220 A CN202080089220 A CN 202080089220A CN 114868366 A CN114868366 A CN 114868366A
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Abstract

通信装置具备：处理部；以及通信部，其与一个以上的从装置之间进行通信。处理部具有执行通信处理和设定处理的功能。通信处理是如下处理：从通信部以第一周期向一个以上的从装置发送包含主数据的主帧。设定处理是如下处理：设定短于第一周期的第二周期、以及在每个第二周期中分配给一个以上的从装置中的至少一台从装置的时隙。

Description

通信装置、通信系统、通信控制方法以及程序
技术领域
本公开一般涉及通信装置、通信系统、通信控制方法以及程序。更详细而言，本公开涉及与一个以上的从装置进行通信的通信装置、通信系统、通信控制方法以及程序。
背景技术
在专利文献1中，公开了每隔预先决定的周期更新数据的与网络连接的通信装置。该通信装置具备第一调度单元和第二调度单元。第一调度单元用于确保每隔预先决定的周期更新制造装置或生产设备的控制中使用的第一数据所需的第一通信频带。第二调度单元用于确保在网络所具有的通信频带中的除第一通信频带以外的通信频带内的、使第二数据在指定的时间内到达发送目的地所需的第二通信频带。
在专利文献1所记载的通信装置中，能够通过进行第一数据(主数据)的通信所需的通信频带以外的空闲频带发送第二数据(副数据)。然而，在该通信装置中，存在以下问题：难以在与通信装置连接的设备(从装置)中周期性地发送或接收或者发送接收第二数据(副数据)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-64245号公报
发明内容
本公开鉴于上述方面而完成，目的在于提供易于在与通信装置连接的从装置中周期性地发送或接收或者发送接收副数据的通信装置、通信系统、通信控制方法以及程序。
本公开的一个方式所涉及的通信装置具备：处理部；以及通信部，其与一个以上的从装置之间进行通信。所述处理部具有执行通信处理和设定处理的功能。所述通信处理是如下处理：从所述通信部以第一周期向所述一个以上的从装置发送包含主数据的主帧。所述设定处理是如下处理：设定短于所述第一周期的第二周期、以及在每个所述第二周期中分配给所述一个以上的从装置中的至少一台从装置的时隙。
本公开的另一个方式所涉及的通信系统具备上述的通信装置以及上述的一个以上的从装置。所述一个以上的从装置与所述通信装置连接来同所述通信装置通信。
本公开的另一个方式所涉及的通信控制方法具有通信步骤和设定步骤。所述通信步骤是如下步骤：以第一周期向与通信装置连接的一个以上的从装置发送包含主数据的主帧。所述设定步骤是如下步骤：设定短于所述第一周期的第二周期、以及在每个所述第二周期中分配给所述一个以上的从装置中的至少一台从装置的时隙。
本公开的另一个方式所涉及的程序使一个以上的处理器执行上述的通信控制方法。
本公开具有如下优点：易于在与通信装置连接的从装置中周期性地发送或接收或者发送接收副数据。
附图说明
图1是示出具备本公开的实施方式所涉及的通信装置的通信系统的概要的框图。
图2是由同上的通信装置进行的通信处理和分割通信处理的说明图。
图3是由同上的通信装置进行的设定处理的流程图。
图4是由比较例的通信装置进行的通信处理的说明图。
具体实施方式
(1)概要
图1是示出具备本公开的实施方式所涉及的通信装置1的通信系统100的概要的框图。如图1所示，本实施方式的通信装置1直接或者经由网络来与同通信装置1连接的一个以上(在此为n(“n”是自然数)台)的从装置2连接而构成通信系统100。也就是说，通信装置1是相当于一个以上的从装置2的上位装置的主装置。通信装置1及一个以上的从装置2与同一网络连接。也就是说，通信系统100具备通信装置1和一个以上的从装置2。而且，一个以上的从装置2与通信装置1连接来同通信装置1通信。
在本实施方式中，通信装置1及一个以上的从装置2与工业用网络连接。本公开中所说的“工业用网络”例如是工厂自动化中使用的现场网络，用于在工厂内设置的多个设备间进行通信。作为一例，工业用网络可以包括Ethernet/IP(注册商标)、EtherCAT(注册商标)或PROFINET(注册商标)等。作为一例，与工业用网络连接的设备可以包括控制器(例如，PLC(Programmable Logic Controller)等)、传感器(例如，位移传感器、流量计、压力计、图像传感器等)或远程I/O(Input/Output)等。另外，作为一例，与工业用网络连接的设备可以包括伺服放大器、逆变器、机器人、致动器或阀等。
相较于办公室等中使用的标准的尽力而为型的网络，工业用网络要求坚固性、定时性以及实时性。例如，在工业用网络中，在从控制器向伺服放大器等作为控制对象的设备周期性地发送控制数据的情况下，相较于尽力而为型的网络，不允许延迟。另外，要求对控制数据的响应速度的高速化。
如图1所示，本实施方式的通信装置1具备处理部11和通信部12。通信部12是与一个以上的从装置2之间进行通信的通信接口。处理部11具有执行通信处理和设定处理的功能。
图2是由本公开的实施方式所涉及的通信装置1进行的通信处理和分割通信处理的说明图。通信处理是使包含主数据的主帧F1从通信部12以第一周期CT1向一个以上的从装置2发送的处理。也就是说，通信装置1通过执行通信处理来以第一周期CT1向一个以上的从装置2发送主数据。例如，若通信装置1为控制器、且一个以上的从装置2为伺服放大器等作为控制对象的设备，主数据可以包括用于控制从装置2的控制数据。作为一例，第一周期CT1是零点几ms～几ms。各从装置2在接收到主数据时，执行与接收到的主数据相应的处理。例如，在主数据包含与一个以上的从装置2各自对应的一个以上的控制数据的情况下，各从装置2在接收到主数据时，获取主数据中包含的对应的控制数据，执行与获取到的控制数据相应的处理。
设定处理是设定短于第一周期CT1的第二周期CT2(参照图2)、以及时隙S0(参照图2)的处理。在每个第二周期CT2中将时隙S0分配给一个以上的从装置2中的至少一台从装置2。在设定处理中设定的时隙S0至少包含在副帧F2(参照图2)中。副帧F2是从通信装置1以在设定处理中设定的第二周期CT2发送的帧，其传输时间短于主帧F1的传输时间。另外，第二周期CT2长于副帧F2的传输时间。各从装置2能够获取对应的时隙S0中包含的数据，或者使用对应的时隙S0向其它设备(通信装置1或其它的从装置2)发送数据。
如上所述，通过设定处理被分配了时隙S0的从装置2能够与以第一周期CT1被发送的主数据分开地，在每个第二周期CT2中使用时隙S0来周期性地接收副数据。通过设定处理被分配了时隙S0的从装置2能够在每个第二周期CT2中使用时隙S0，与主数据分开地周期性地发送副数据。也就是说，在本实施方式中，具有如下优点：易于在与通信装置1连接的从装置2中周期性地发送或接收或者发送接收副数据。
(2)详细
以下，使用图1来对具备通信装置1的通信系统100详细地进行说明。通信装置1与多个(在此为n台)从装置2连接。多个从装置2(换言之，一个以上的从装置2)与通信装置1以菊花链的方式连接。具体而言，第一从装置21、第二从装置22、第三从装置23、……、第n从装置2n按顺序与通信装置1以环状连接。因此，从通信装置1发送的帧(例如，主帧F1)按第一从装置21、第二从装置22、第三从装置23、……、第n从装置2n、通信装置1这样的顺序进行传输。
在通信系统100中，多个从装置2中的一台从装置2是传感器，剩余的从装置2是伺服放大器。换言之，一个以上的从装置2中的至少一台从装置2是用于驱动马达的马达驱动装置。在通信系统100中，通信装置1是单独地或整体地控制多个从装置2(也就是说，多个伺服放大器和传感器)的控制器。
通信装置1具备处理部11和通信部12。在通信装置1中，在处理部11所具有的存储器中存储数据，但也可以与处理部11分开地具有存储部。作为一例，存储部是EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory：电可擦可编程只读存储器)等电可擦写的非易失性存储器、以及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等易失性存储器等。
处理部11例如包括计算机系统。计算机系统以作为硬件的处理器及存储器为主结构。通过处理器执行计算机系统的存储器中记录的程序，来实现作为处理部11的功能。程序可以预先记录于计算机系统的存储器，也可以通过电气通信线路来提供，也可以记录于计算机系统可读取的存储卡、光盘、硬盘驱动器等非暂时性记录介质来提供。此外，也可以是，通信部12的至少一部分或整体与处理部11的一部分或整体一体地构成。例如，通信部12包括计算机系统。在该结构中，还能够通过在通信部12中的计算机系统中执行程序，来实现作为处理部11的功能。
通信部12是用于进行与多个从装置2的通信的通信接口，例如具有依据工业用的以太网(注册商标)协议的有线通信模块。通信部12将帧(主帧F1及副帧F2)发送给与通信装置1直接连接的位于最前级的从装置2(图1中为第一从装置21)的(后述的)通信部202。通信部12接收从与通信装置1直接连接的位于最后级的从装置2(图1中为第n从装置2n)的通信部202发送的帧(主帧F1及副帧F2)。
处理部11具有执行通信处理(主通信处理)、分割通信处理以及设定处理的功能。以下，为了将通信处理(主通信处理)与分割通信处理进行区别，而将通信处理称为主通信处理。设定处理是在使包括通信装置1的通信系统100工作之前执行的处理。主通信处理和分割通信处理均是在包括通信装置1的通信系统100的工作期间执行的处理。
主通信处理是从通信部12以第一周期CT1向多个从装置2发送主帧F1的处理。第一周期CT1由通信装置1预先设定。在本实施方式中，通信装置1向第一从装置21发送主帧F1，由此按第一从装置21、第二从装置22、第三从装置23、……、第n从装置2n的顺序传输主帧F1。
如图2所示，主帧F1包含头部(header)D100、主数据区域D1、副数据区域D2以及尾部(footer)D101。头部D100包含用于识别由各从装置2接收到的帧为主帧F1的标识符。
将主数据区域D1分割为多个(在此为n个)时隙D11、D12、……、D1n。将多个时隙D11、D12、……、D1n分别分配给多个从装置21、22、……、2n。
接收到主帧F1的从装置2能够使用主数据区域D1中的所分配的时隙，来获取来自通信装置1的主数据。主数据可以包括从通信装置1向各从装置2发送的每个从装置2的控制数据。主数据可以包括针对每个从装置2的控制数据的响应数据。
将副数据区域D2分割为多个(在此为n个)时隙D21、D22、……、D2n。多个时隙D21、D22、……、D2n均与通过设定处理设定的时隙S0相当，将该多个时隙分别分配给多个从装置21、22、……、2n。也就是说，主帧F1包含时隙S0。通过设定处理来设定时隙S0。
接收到主帧F1的从装置2能够获取副数据区域D2中的所分配的时隙S0中包含的副数据，或者使用时隙S0来向其它设备(通信装置1或其它的从装置2)发送副数据。副数据可以包括自从装置2向其它的从装置2发送的各种数据。也就是说，时隙S0被使用于一个以上的从装置2之间的通信。
分割通信处理是从通信部12以第二周期CT2向多个从装置2发送副帧F2的处理。第二周期CT2短于第一周期CT1，通过设定处理来设定第二周期CT2。副帧F2包含头部D200、副数据区域D2以及尾部D201。头部D200包含用于识别由各从装置2接收到的帧为副帧F2的标识符。
如图2所示，首先，通信装置1的处理部11在第一周期CT1中，通过执行主通信处理来从通信部12发送主帧F1。之后，通信装置1的处理部11在第一周期CT1中，通过执行分割通信处理，每隔第二周期CT2从通信部12发送副帧F2。
在此，在本实施方式中，处理部11每隔第一周期CT1更新主数据。具体而言，在发送主帧F1之后直到开始发送下一主帧F1为止的期间，处理部11生成下一主帧F1所包含的主数据。即，处理部11在时间短于第一周期CT1的期间，生成主数据来准备主帧F1。作为一例，在生成主数据时，处理部11参照来自作为通信装置1的上位系统的指令信息、以及从各从装置2接收到的响应信息等。例如，处理部11通过参照从传感器(从装置2)接收到的探测信息，来生成用于控制各伺服放大器(各从装置2)的控制数据(主数据)。因而，第一周期CT1需要设定为能够执行用于生成主数据的处理的程度，依赖于处理部11的处理性能。
设定处理是设定上述的在主通信处理及分割通信处理中使用的第二周期CT2和时隙S0的处理。换言之，基于在设定处理中设定的参数来执行主通信处理和分割通信处理。第二周期CT2短于第一周期CT1。处理部11如后述那样基于主帧F1的传输时间(最大传输时间Mt)，来设定第二周期CT2。此外，第二周期CT2长于最大传输时间Mt。在每个第二周期CT2中将时隙S0分配给从装置2。处理部11向全部的从装置2分配时隙S0。在设定处理中分配给各从装置2的时隙S0构成上述的副数据区域D2。在后述的“(3)设定处理”中详细地说明设定处理。此外，分配给各从装置2的时隙S0的时隙长度也可以根据数据大小而不同。
从装置2具备处理部201和通信部202。在从装置2中，在处理部201所具有的存储器中存储数据，但也可以与处理部201分开地具有存储部。作为一例，存储部是EEPROM等电可擦写的非易失性存储器以及RAM等易失性存储器等。
处理部201例如包括计算机系统。计算机系统以作为硬件的处理器及存储器为主结构。通过处理器执行计算机系统的存储器中记录的程序，来实现作为处理部201的功能。程序可以预先记录于计算机系统的存储器，也可以通过电气通信线路来提供，也可以记录于计算机系统可读取的存储卡、光盘、硬盘驱动器等非暂时性记录介质来提供。
处理部201具有执行基于由通信部202接收到的主数据中的对应的数据(在此为控制数据)的处理的功能。另外，处理部201具有执行基于由通信部202接收到的副数据中的对应的数据的处理的功能。处理部201具有执行使用接收到的主帧F1或副帧F2的副数据区域D2中的所分配的时隙S0来向其它设备发送副数据的处理的功能。
通信部202是用于进行与通信装置1或其它的从装置2的通信的通信接口，例如具有依据工业用的以太网(注册商标)协议的有线通信模块。通信部202接收从与从装置2直接连接的位于前级的通信装置1的通信部12或从装置2的通信部202发送的帧(主帧F1及副帧F2)。通信部202将接收到的帧(主帧F1及副帧F2)发送给与从装置2直接连接的位于后级的通信装置1的通信部12或从装置2的通信部202。作为一例，第一从装置21的通信部202接收从通信装置1的通信部12发送的帧，并将接收到的帧发送给第二从装置22的通信部202。此时，第一从装置21的通信部202也可以对接收到的帧适当地进行更新后进行发送。
(3)设定处理
以下，使用图3来详细地说明由本实施方式的通信装置1的处理部11执行的设定处理。图3是由本公开的实施方式所涉及的通信装置1进行的设定处理的流程图。
例如在使通信系统100工作之前，根据用户使用通信装置1所具备的用户接口进行规定的操作，来在处理部11中执行设定处理。在执行设定处理的前阶段，用户使用用户接口来将执行设定处理时所需的设定用数据输入到通信装置1。
设定用数据包含主数据的总数据大小、副数据的总数据大小以及最小的通信周期CTmin。主数据的总数据大小是各从装置2中所能够接收的主数据的数据大小的总和。副数据的总数据大小是各从装置2中所能够发送或接收或者发送接收的副数据的数据大小的总和。最小的通信周期CTmin是通信装置1与一个以上的从装置2进行的通信所允许的最小的通信周期。
也可以是，在建立通信装置1与各从装置2的通信后将初始化帧从通信装置1发送给各从装置2时，通信装置1从各从装置2获取设定用数据。也就是说，作为对初始化帧的响应，通信装置1从各从装置2获取设定用数据。在该情况下，假定为例如由用户输入设定用数据等而预先在各从装置2中设定有设定用数据。
在设定处理中，处理部11在被输入设定用数据时(步骤ST1)，首先，使用设定用数据，来计算主帧F1的最大传输时间Mt(步骤ST2)。具体而言，处理部11通过基于下述的式(1)进行运算，来计算主帧F1的最大传输时间Mt。
[数1]。
Figure BDA0003706036910000091
在上述的式(1)中，“Sh”表示主帧F1的头部的数据大小，“Sm”表示主数据的总数据大小，“Ss”表示副数据的总数据大小，“Sf”表示主帧F1的尾部的数据大小。在上述的式(1)中，“Tr”表示传输速率，“n”表示属于通信系统100的设备(通信装置1及从装置2)的台数，“Td1”表示每台设备的延迟时间，“Td2”表示通信系统100整体上的延迟时间。
在设定处理中，接着处理部11将最大传输时间Mt与最小的通信周期CTmin进行比较(步骤ST3)。具体而言，处理部11将最大传输时间Mt与考虑了抖动(Jitter)的余裕时间α之和同最小的通信周期CTmin进行比较。在最大传输时间Mt与余裕时间α之和小于最小的通信周期CTmin的情况下(步骤ST3中为“是”)，处理部11将最小的通信周期CTmin设定为第二周期CT2(步骤ST4)。另一方面，在最大传输时间Mt与余裕时间α之和为最小的通信周期CTmin以上的情况下(步骤ST3中为“否”)，处理部11通过基于下述的式(2)进行运算，来设定第二周期CT2。
[数2]
Figure BDA0003706036910000101
在上述的式(2)中，“β”是分割数。分割数β是通过将第一周期CT1除以最大传输时间Mt与余裕时间α之和而计算出的商。也就是说，在设定处理中，处理部11计算分割数β(步骤ST5)，并使用计算出的分割数β来计算第二周期CT2(步骤ST6)。
像这样，在设定处理中，处理部11至少基于第一周期CT1、一个以上的从装置2的台数以及主数据的数据大小来计算主帧F1的传输时间(最大传输时间Mt)。然后，处理部11基于计算出的传输时间(最大传输时间Mt)来设定第二周期CT2。特别是，如上所述，在最大传输时间Mt与余裕时间α之和小于最小的通信周期CTmin的情况下，处理部11将最小的通信周期CTmin设定为第二周期CT2。也就是说，在设定处理中，处理部11将与一个以上的从装置2进行的通信所允许的最小的通信周期CTmin设定为第二周期CT2。
在设定处理中，接着处理部11设定在每个所设定的第二周期CT2中从通信部12发送的副数据区域D2(步骤ST7)。换言之，处理部11向各从装置2分配时隙S0。在本实施方式中，处理部11向从装置21、22、……、2n分别分配时隙D21、D22、……、D2n，来作为时隙S0。
以下，说明设定处理的具体例。在以下的说明中，假定第一周期CT1是500μs。另外，在以下的说明中，假定通信系统100具备三台从装置2(第一从装置21、第二从装置22以及第三从装置23)。也就是说，在以下的说明中，属于通信系统100的设备(通信装置1及从装置2)的台数n是四台。并且，在以下的说明中，假定传输速率Tr为100Mbps，每台从装置2的延迟时间Td1为3μs，通信系统100整体上的延迟时间Td2为1.5μs，余裕时间α为3μs。
首先，说明各从装置2的设定用数据为以下的表1所示的数据的情况。
[表1]
Figure BDA0003706036910000111
在该情况下，主数据的总数据大小Sm为80(＝32+16+32)字节(Bytes)，副数据的总数据大小Ss为16(＝4+4+8)字节，因此最大传输时间Mt根据式(1)而计算为24.36μs。另外，在该情况下，在全部的从装置21、22、23能够支持的通信周期中，第一从装置21及第三从装置23能够支持的通信周期最长，因此将最小的通信周期CTmin设为31.25μs。因此，由于最大传输时间Mt与余裕时间α之和(24.36μs+3μs＝27.36μs)小于最小的通信周期CTmin(31.25μs)，因此处理部11将最小的通信周期CTmin(31.25μs)设定为第二周期CT2。
接着，说明各从装置2的设定用数据为以下的表2所示的数据的情况。
[表2]
Figure BDA0003706036910000112
在该情况下，主数据的总数据大小Sm为160(＝64+64+32)字节，副数据的总数据大小Ss为44(＝8+4+32)字节，因此最大传输时间Mt根据式(1)而计算为33μs。另外，在该情况下，全部的从装置21、22、23能够支持的通信周期中，第一从装置21及第三从装置23能够支持的通信周期最长，因此将最小的通信周期CTmin设为31.25μs。因此，最大传输时间Mt与余裕时间α之和(33μs+3μs＝36μs)大于最小的通信周期CTmin(31.25μs)，因此处理部11计算分割数β，基于计算出的分割数β来计算第二周期CT2并设定该第二周期CT2。在此，分割数β是通过将第一周期CT1(500μs)除以最大传输时间Mt与余裕时间α之和(36μs)而计算出的商，因此计算为“13”。因而，第二周期CT2根据式(2)而计算为38.46μs。
在此，在计算出的第二周期CT2与各从装置2能够支持的通信周期的整数倍不一致的情况下，将第二周期CT2设定为大于计算出的第二周期CT2的值且为各从装置2能够支持的通信周期的整数倍。在此，将第二周期CT2设定为各从装置2能够支持的通信周期31.25μs的2倍即62.5μs。此外，在存在能够支持的通信周期互不相同的多种从装置2的情况下，将各从装置2能够支持的通信周期的最小公倍数设定为第二周期CT2。
以下，结合与比较例的通信装置的比较来说明本实施方式的通信装置1的优点。比较例的通信装置不具有执行分割通信处理和设定处理的功能，也就是说，与本实施方式的通信装置1不同之处在于没有在每个第二周期CT2中分配时隙S0。如图4所示，在从通信装置1或从装置2发送与主数据不同的副数据的情况下，比较例的通信装置通过第一周期CT1中的除去了主帧F100的空闲区域CT10发送包含副数据区域D2的副帧F200。然而，在比较例的通信装置中，没有设定第二周期CT2，因此也没有规定发送副帧F200的定时，因此无法周期性地发送副数据。因此，在比较例的通信装置中，难以对与主数据不同的副数据进行能够耐受工业用网络中的使用的、周期性的通信。
另一方面，在本实施方式的通信装置1中，通过设定处理被分配了时隙S0的从装置2能够与以第一周期CT1发送的主数据分开地，在每个第二周期CT2中使用时隙S0来周期性地接收副数据。另外，通过设定处理被分配了时隙S0的从装置2能够在每个第二周期CT2中使用时隙S0，与主数据分开地周期性地发送副数据。也就是说，在本实施方式中，具有如下优点：易于在与通信装置1连接的从装置2中周期性地发送或接收或者发送接收副数据。因此，在本实施方式中，具有如下优点：不仅对于主数据，而且对于副数据，也易于进行能够耐受工业用网络中的使用的、周期性的通信。
(4)变形例
上述的实施方式不过是本公开的各种实施方式之一。只要能够达成本公开的目的，上述的实施方式能够根据设计等进行各种变更。另外，与通信装置1同样的功能也可以通过通信控制方法、(计算机)程序或记录有程序的非暂时性记录介质等来具体实现。
一个方式所涉及的通信控制方法具有通信步骤和设定步骤。通信步骤是如下的步骤：以第一周期CT1向与通信装置1连接的一个以上的从装置2发送包含主数据的主帧F1。设定步骤是如下的步骤：设定短于第一周期CT1的第二周期CT2、以及在每个第二周期CT2中分配给一个以上的从装置2中的至少一台从装置2的时隙S0。另外，一个方式所涉及的程序使一个以上的处理器执行上述的通信控制方法。
以下，列举上述的实施方式的变形例。以下说明的变形例能够适当地组合来应用。
本公开的通信装置1例如在处理部11中包括计算机系统。计算机系统以作为硬件的处理器及存储器为主结构。通过处理器执行计算机系统的存储器中记录的程序，来实现作为本公开的处理部11的功能。程序可以预先记录于计算机系统的存储器，也可以通过电气通信线路来提供，也可以记录于计算机系统可读取的存储卡、光盘、硬盘驱动器等非暂时性记录介质来提供。计算机系统的处理器由包括半导体集成电路(IC)或大规模集成电路(LSI)的一个或多个电子电路构成。在此所说的IC或LSI等集成电路根据集成的程度而称呼不同，包括称为系统LSI、VLSI(Very Large Scale Integration：超大规模集成电路)或ULSI(Ultra Large Scale Integration：特大规模集成电路)的集成电路。并且，也能够采用在制造出LSI之后进行编程的FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、或者能够重构LSI内部的接合关系或重构LSI内部的电路分区的逻辑器件，来作为处理器。多个电子电路可以集成到一个芯片，也可以分散地设置于多个芯片。多个芯片可以集成于一个装置，也可以分散地设置于多个装置。在此所说的计算机系统包括具有一个以上的处理器和一个以上的存储器的微控制器。因而，微控制器也可以由包括半导体集成电路或者大规模集成电路的一个或多个电子电路构成。
另外，将处理部11中的多个功能集成在一个框体中并不是处理部11所必需的结构。处理部11的结构要素也可以分散地设置于多个框体。并且，处理部11的至少一部分功能例如也可以由服务器装置和云(云计算)等实现。相反，如上述的实施方式那样，处理部11的全部的功能也可以集成在一个框体中。
在上述的实施方式中，在设定处理中能够支持的通信周期较长的从装置2属于通信系统100的情况下，通信装置1的处理部11也可以使该从装置2能够支持的通信周期与其它的从装置2能够支持的通信周期一致。即，从装置2能够支持的通信周期例如是执行生成并发送数据的处理等处理负荷较大的处理的情况所需的周期。因此，在执行仅获取数据的处理等处理负荷较小的处理的情况下，也能够将从装置2能够支持的通信周期设定得短。像这样，通过使从装置2能够支持的通信周期与其它的能够支持的通信周期一致，作为结果而能够对最小的通信周期CTmin进行调整。换言之，也可以是，最小的通信周期CTmin能够任意地设定。
在上述的实施方式中，时隙S0也可以以规定时间为基准而存在某种程度的偏差。也就是说，优选的是，时隙S0的偏差至少收敛到短于第二周期CT2的允许时间内。具体而言，在发送主帧F1的第二周期CT2中，只要在该第二周期CT2结束之前从装置2能够完成时隙S0的接收，开始时隙S0的发送的定时可以是任意定时。例如，即使是主数据区域D1的结束定时晚于图2所示的例子的情况，也只要在各从装置2中的时隙S0的接收在该第二周期CT2结束之前完成，允许开始发送时隙S0的定时的偏差。
在上述的实施方式的设定处理中，在存在能够支持的通信周期互不相同的多种从装置2的情况下，将能够支持的通信周期的最小公倍数设定为第二周期CT2，但不限于此。例如，也可以是，不将多种从装置2全部设为时隙S0的分配对象，而将一部分从装置2设为时隙S0的分配对象之外。例如，若仅将多种从装置2中的一种从装置2设为时隙S0的分配对象，则将第二周期CT2设定为该种从装置2能够支持的通信周期。
在上述的实施方式的设定处理中，即使是计算出的第二周期CT2与各从装置2能够支持的通信周期的整数倍不一致的情况，也可以将计算出的第二周期CT2直接设定为第二周期CT2。
在上述的实施方式中，从装置2不限于马达驱动装置，也可以是传感器等其它设备。另外，在上述的实施方式中，多个从装置2也可以不包括马达驱动装置。例如，也可以是，全部的从装置2为传感器。
在上述的实施方式中，属于通信系统100的从装置2也可以是一台。在该方式中，通信装置1能够在每个第一周期CT1中，一边生成主数据一边获取自从装置2以第二周期CT2发送的副数据。
在上述的实施方式中，通信装置1使用有线通信模块以有线的方式与各从装置2进行通信，但不限于此。例如，通信装置1也可以使用无线通信模块以无线的方式与各从装置2进行通信。
在上述的实施方式中，从装置2的处理部201例如也可以使用第二周期CT2中的除去了主帧F1或副帧F2的空闲区域CT10(图2参照)，来从通信部202发送副数据以外的其它数据。作为一例，其它数据是数据大小比主数据所包含的控制数据的数据大小更大的数据，可以包括用于对生产线或工厂中的制造工序等进行监视或者进行管理的图像等。其它数据与主数据及副数据不同，可以不要求定时性和实时性。
在上述的实施方式中，通信装置1的处理部11在主通信处理及分割通信处理中未向各从装置2发送副数据，但也可以向各从装置2发送副数据。即，只要处理部11的处理性能有余裕，处理部11能够使生成副数据的处理与生成主数据的处理并行地执行，并向各从装置2发送所生成的副数据。
(总结)
如上所述，第一方式所涉及的通信装置(1)具备：处理部(11)；以及通信部(12)，其与一个以上的从装置(2)之间进行通信。处理部(11)具有执行通信处理和设定处理的功能。通信处理是如下处理：从通信部(12)以第一周期(CT1)向一个以上的从装置(2)发送包含主数据的主帧(F1)。设定处理是如下处理：设定短于第一周期(CT1)的第二周期(CT2)、以及在每个第二周期(CT2)中分配给一个以上的从装置(2)中的至少一台从装置(2)的时隙(S0)。
根据该方式，能够使用时隙(S0)来周期性地发送或接收或者发送接收与主数据不同的副数据。因此，根据此方式，具有如下优点：易于在与通信装置(1)连接的从装置(2)中周期性地发送或接收或者发送接收副数据。
在根据第一方式的第二方式所涉及的通信装置(1)中，主帧(F1)包含时隙(S0)。
根据此方式，具有如下优点：易于避免在从装置(2)中隔开长于第二周期(CT2)的间隔地发送或接收或者发送接收副数据的情形。
在根据第一方式或第二方式的第三方式所涉及的通信装置(1)中，一个以上的从装置(2)与通信装置(1)以菊花链的方式连接。
根据此方式，具有如下优点：通信装置(1)仅向一个以上的从装置(2)中的与通信装置(1)直接连接的从装置(2)发送帧即可，因此易于降低通信装置(1)的处理负荷。
在根据第一方式～第三方式中的任一方式的第四方式所涉及的通信装置(1)中，在设定处理中，处理部(11)至少基于第一周期(CT1)、一个以上的从装置(2)的台数以及主数据的数据大小来计算主帧(F1)的传输时间(最大传输时间(Mt))，基于计算出的传输时间来设定第二周期(CT2)。
根据此方式，具有如下优点：易于将第一周期(CT1)中所包含的第二周期(CT2)的次数设定得多，作为结果，易于增加在第一周期(CT1)中发送或接收或者发送接收副数据的次数。
在根据第四方式的第五方式所涉及的通信装置(1)中，在设定处理中，处理部(11)将与一个以上的从装置(2)进行的通信中所允许的最小的通信周期(CTmin)设定为第二周期(CT2)。
根据此方式，具有如下优点：易于将第一周期(CT1)中所包含的第二周期(CT2)的次数设定得多，作为结果，易于增加在第一周期(CT1)中发送或接收或者发送接收副数据的次数。
在根据第五方式的第六方式所涉及的通信装置(1)中，最小的通信周期(CTmin)能够任意地设定。
根据此方式，具有如下优点：能够提高第二周期(CT2)的设定自由度。
在根据第四方式的第七方式所涉及的通信装置(1)中，在设定处理中，处理部(11)将一个以上的从装置(2)能够支持的通信周期的整数倍的周期设定为第二周期(CT2)。
根据此方式，具有如下优点：易于在通信装置(1)与一个以上的从装置(2)之间取得同步。
在根据第一方式～第七方式中的任一方式中的第八方式所涉及的通信装置(1)中，第二周期(CT2)的偏差至少收敛到短于第二周期(CT2)的允许时间内。
根据此方式，具有如下优点：易于避免在从装置(2)中隔开长于第二周期(CT2)的间隔地发送或接收或者发送接收副数据的情形。
在根据第一方式～第八方式中的任一方式的第九方式所涉及的通信装置(1)中，时隙(S0)用于一个以上的从装置(2)之间的通信。
根据此方式，具有如下优点：易于使用副数据来执行一个以上的从装置(2)的控制。
在根据第一方式～第九方式中的任一方式的第十方式所涉及的通信装置(1)中，一个以上的从装置(2)中的至少一台从装置(2)是用于驱动马达的马达驱动装置。
根据此方式，具有如下优点：不仅使用主数据还使用副数据，从而易于周期性地控制马达驱动装置。
第十一方式所涉及的通信系统(100)具备第一方式～第十方式中的任一方式的通信装置(1)、以及一个以上的从装置(2)。一个以上的从装置(2)与通信装置(1)连接来同通信装置(1)通信。
根据此方式，能够使用时隙(S0)来周期性地发送或接收或者发送接收与主数据不同的副数据。因此，根据此方式，具有如下优点：易于在与通信装置(1)连接的从装置(2)中周期性地发送或接收或者发送接收副数据。
第十二方式所涉及的通信控制方法具有通信步骤和设定步骤。通信步骤是如下步骤：以第一周期(CT1)向与通信装置(1)连接的一个以上的从装置(2)发送包含主数据的主帧(F1)。设定步骤是如下步骤：设定短于第一周期(CT1)的第二周期(CT2)、以及在每个第二周期(CT2)中分配给一个以上的从装置(2)中的至少一台从装置(2)的时隙(S0)。
根据此方式，能够使用时隙(S0)来周期性地发送或接收或者发送接收与主数据不同的副数据。因此，根据此方式，具有如下优点：易于在与通信装置(1)连接的从装置(2)中周期性地发送或接收或者发送接收副数据。
第十三方式所涉及的程序使一个以上的处理器执行第十二方式的通信控制方法。
根据此方式，能够使用时隙(S0)来周期性地发送或接收或者发送接收与主数据不同的副数据。因此，根据此方式，具有如下优点：易于在与通信装置(1)连接的从装置(2)中周期性地发送或接收或者发送接收副数据。
第二方式～第十方式所涉及的结构不是通信装置(1)所必需的结构，能够适当地省略。
附图标记说明
1：通信装置；11：处理部；12：通信部；2：从装置；21：第一从装置；22：第二从装置；23：第三从装置；2n：第n从装置；100：通信系统；201：处理部；202：通信部；F1：主帧；F2：副帧；S0：时隙。

Claims (13)

1.一种通信装置，具备：
处理部；以及
通信部，其以第一周期发送包含主数据的主帧，所述通信部用于与一个以上的从装置之间进行通信，
其中，所述处理部具有执行通信处理和设定处理的功能，
在所述通信处理中，在短于所述第一周期的时间内生成所述主帧，
在所述设定处理中，设定短于所述第一周期且长于所述主数据的传输时间的第二周期、以及在每个所述第二周期中分配给所述一个以上的从装置中的至少一台从装置的时隙。
2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述主帧包含所述时隙。
3.根据权利要求1或2所述的通信装置，其中，
所述一个以上的从装置与所述通信装置以菊花链的方式连接。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的通信装置，其中，
在所述设定处理中，所述处理部至少基于所述第一周期、所述一个以上的从装置的台数以及所述主数据的数据大小来计算所述主帧的传输时间，基于计算出的所述传输时间来设定所述第二周期。
5.根据权利要求4所述的通信装置，其中，
在所述设定处理中，所述处理部将与所述一个以上的从装置进行的通信中所允许的最小的通信周期设定为所述第二周期。
6.根据权利要求5所述的通信装置，其中，
所述最小的通信周期能够任意地设定。
7.根据权利要求4所述的通信装置，其中，
在所述设定处理中，所述处理部将所述一个以上的从装置能够支持的通信周期的整数倍的周期设定为所述第二周期。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的通信装置，其中，
所述时隙的偏差至少收敛到短于所述第二周期的允许时间内。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的通信装置，其中，
所述时隙用于所述一个以上的从装置之间的通信。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的通信装置，其中，
所述一个以上的从装置中的至少一台从装置是用于驱动马达的马达驱动装置。
11.一种通信系统，具备
根据权利要求1～10中的任一项所述的通信装置；以及
与所述通信装置连接来同所述通信装置通信的所述一个以上的从装置。
12.一种通信控制方法，包括：
通信步骤，以第一周期向与通信装置连接的一个以上的从装置发送包含主数据的主帧；以及
设定步骤，设定短于所述第一周期的第二周期、以及在每个所述第二周期中分配给所述一个以上的从装置中的至少一台从装置的时隙。
13.一种程序，使一个以上的处理器执行根据权利要求12所述的通信控制方法。
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