DE112011104922T5

DE112011104922T5 - Kommunikationsvorrichtung und Kommunikationsverfahren

Info

Publication number: DE112011104922T5
Application number: DE112011104922T
Authority: DE
Inventors: Hisafumi Koumoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2013-11-21
Anticipated expiration: 2031-02-22
Also published as: WO2012114436A1; JPWO2012114436A1; CN103380595A; JP5383949B2; TW201236428A; US9385826B2; TWI500309B; US20130329753A1; DE112011104922B4; KR20130124979A; CN103380595B

Abstract

Eine Verwaltungsstation (10) umfasst eine Sendeeinheit (11) und eine Empfangseinheit (22), die mit Slave-Stationen kommunizieren; eine Verzögerungszeit-Messeinheit (16), die, während sie einen Verzögerungszeit-Messrahmen an jede der Slave-Stationen überträgt und einen Antwortrahmen reagierend auf den Verzögerungszeit-Messrahmen von der Slave-Station empfängt, eine verstrichene Zeit von dem Zeitpunkt, wenn der Verzögerungszeit-Messrahmen übertragen wird, bis zu dem Zeitpunkt misst, wenn der Antwortrahmen empfangen wird, und die eine Hälfte der verstrichenen Zeit als eine Verzögerungszeit der Slave-Station berechnet; und eine Verzögerungserfassungseinheit (19), die die durch die Verzögerungszeit-Messeinheit (16) berechnete Verzögerungszeit und einen Verzögerungsbeurteilungswert vergleicht, der ein Durchschnitt der Verzögerungszeiten ist, berechnet in einer Vergangenheit für die Slave-Station, um zu bestimmen, ob eine Verzögerung in der Slave-Station auftritt, für jede der Slave-Stationen, und die, falls eine Verzögerung in der Slave-Station auftritt, die Position eines Verzögerungselementes mit Verwendung einer Verbindungskonfigurationsinformation identifiziert, die Verbindungszustände zwischen den Kommunikationsvorrichtungen in dem Netzwerk angibt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung und ein Kommunikationsverfahren.
Damit in konventionellen Kommunikationssystemen eine Verwaltungsstation Slave-Stationen dazu bringt, im Betrieb sich zu synchronisieren, sendet die Verwaltungsstation einen Synchronisationsrahmen an jede Slave-Station aus, und die Slave-Station, die ihn empfangen hat, startet eine Verarbeitung auf den Empfang hin.
Wo beispielsweise ein Kommunikationssystem aus einem Leitungstypnetzwerk gebildet ist, unterscheidet sich die Erreichungszeit, wenn der Synchronisationsrahmen von der Verwaltungsstation die Slave-Station erreicht, für jede Slave-Station aufgrund des Einflusses von Transferverarbeitungszeiten in in dem Pfad angeordneten Slave-Stationen und Übertragungsverzögerungszeiten in den die Kommunikationsvorrichtungen verbindenen Kabeln.
Um die Differenz in der Erreichungszeit des Synchronisationsrahmens zu korrigieren, findet jede Slave-Station die Verzögerungszeit heraus, die der Synchronisationsrahmen benötigt, um die Slave-Station zu erreichen, wird ein der Verzögerungszeit entsprechender Versatzwert gegeben, und fügt den Versatzwert zu der Erreichungszeit hinzu, wodurch eine Synchronisationszeit zu derselben für jede Slave-Station gemacht wird. Als das Verfahren, bei dem jede Slave-Station die Verzögerungszeit herausfindet, ist ein Verfahren bekannt, das die Übertragungszeit eines bestimmten Signals misst, das hin und her gesendet wird zwischen der Verwaltungsstation und jeder Slave-Station, um eine Übertragungsverzögerungszeit von dieser Übertragungszeit zu erhalten (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
Zitierungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. H10-13394

Zusammenfassung
Technisches Problem
Wenn in der obigen konventionellen Technik eine unerwartete Verzögerung aufgetreten ist, weil eine Slave-Station auf dem Netzwerk eine Störung hat, oder ein Hub hinzugefügt worden ist, falls der Synchronisationsrahmen ausgesendet wird, ohne dass eine durch diese Verzögerung veranlasste Verzögerung berücksichtigt wird, wird dann die Zeit, wenn der Synchronisationsrahmen Slave-Stationen nachfolgend zu der gestörten Slave-Station oder dem hinzugefügten Hub erreicht, wie von der Verwaltungsstation gesehen, später, so dass ein Ereignis auftritt, wo die Synchronisationszeit nicht dieselbe ist (Synchronisationsverlust). Jedoch gibt es ein Problem, dass, falls solch ein unerwartetes Verzögerungselement aufgetreten ist, der Auftrittsort nicht identifiziert werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Tatsachen gemacht, und es ist eine Aufgabe davon, eine Kommunikationsvorrichtung und ein Kommunikationsverfahren bereitzustellen, die den Auftritt einer unerwarteten Verzögerung erfassen und den Auftrittsort des Verzögerungselementes in einem Kommunikationssystem identifizieren können, wo eine Verwaltungsstation und mehrfache Slave-Stationen via Übertragungspfade verbunden sind, und wo eine Kommunikation mit Aufrechterhaltung einer Synchronisation zwischen den Slave-Stationen durchgeführt wird.
Lösung des Problems
Es wird eine Kommunikationsvorrichtung zum Verbundensein mit einer Vielzahl von Slave-Stationen via ein Netzwerk und zum Verwalten eines logischen Rings auf dem Netzwerk und zum Kommunizieren mit den Slave-Stationen bei einem vorbestimmten Kommunikationszyklus bereitgestellt, umfassend: eine Kommunikationseinheit, die mit den Slave-Stationen kommuniziert; eine Verzögerungszeit-Messeinheit, die, während sie einen Verzögerungszeit-Messrahmen an jede der Slave-Stationen via die Kommunikationseinheit überträgt und einen Antwortrahmen auf den Verzögerungszeit-Messrahmen von der Slave-Station via die Kommunikationseinheit empfängt, eine verstrichene Zeit von dem Zeitpunkt, wenn sie den Verzögerungszeit-Messrahmen übertragt, bis zu dem Zeitpunkt misst, wenn sie den Antwortrahmen empfängt, und eine Hälfte der gemessenen verstrichenen Zeit als eine Verzögerungszeit der Slave-Station berechnet; und eine Verzögerungserfassungseinheit, die die durch die Verzögerungszeit-Messeinheit berechnete Verzögerungszeit und einen Verzögerungsbeurteilungswert vergleicht, der ein Durchschnitt der Verzögerungszeiten ist, berechnet in einer Vergangenheit für die Slave-Station, um zu bestimmen, ob eine Verzögerung in der Slave-Station auftritt, für jede der Slave-Stationen, und, falls eine Verzögerung in der Slave-Station auftritt, eine Position eines Verzögerungselementes mit Verwendung einer Verbindungskonfigurationsinformation identifiziert, die Verbindungszustände zwischen der Kommunikationsvorrichtung und der Vielzahl von Slave-Stationen in dem Netzwerk angibt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Wenn die Verzögerungszeit einer Slave-Station größer als eine in der Vergangenheit gemessene Durchschnittverzögerungszeit ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt, dass ein Verzögerungselement auftritt, und sein Ort wird identifiziert mit Verwendung einer Verbindungskonfigurationsinformation. Daher hat die vorliegende Erfindung die Wirkung, dass, falls eine unerwartete Verzögerung auf dem Netzwerk aufgrund einer Störung in einer Slave-Station oder einer Hinzufügung einer Slave-Station aufgetreten ist, es unmittelbar bestimmt werden kann, wo das Verzögerungselement aufgetreten ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel der Ausgestaltung eines Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel der Ausgestaltung einer Verwaltungsstation gemäß der Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Prozedur eines Verzögerungszeit-Messprozesses zeigt.
4 ist ein Diagramm, das den Umriss des Verzögerungszeit-Messprozesses zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Prozedur eines Durchschnittverzögerungszeit-Berechnungsprozesses zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Prozedur eines Verzögerungserfassungsprozesses zeigt.
7 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel der Operation des Kommunikationssystems in dem Fall zeigt, wo ein Verzögerungselement auf dem Netzwerk aufgetreten ist.
8 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel der Operation des Kommunikationssystems in dem Fall zeigt, wo ein Verzögerungselement auf einem Leitungstyp-Sterntyp-Mischnetzwerk aufgetreten ist.
Beschreibung der Ausführungsformen
Eine bevorzugte Ausführungsform der Kommunikationsvorrichtung und des Kommunikationsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Detail unten mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden. Man beachte, dass diese Ausführungsform nicht zur Beschränkung der vorliegenden Erfindung beabsichtigt ist.
1 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel der Ausgestaltung eines Kommunikationssystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In dem Kommunikationssystem sind eine Verwaltungsstation 10 und mehrfache Slave-Stationen 30 (30A bis 30D) durch Übertragungspfade 50 verbunden und bilden ein Netzwerk. In diesem Beispiel sind vier Slave-Station 30A bis 30D in Linie bzw. Reihe mit der Verwaltungsstation 10 verbunden. Die Verwaltungsstation 10 verwaltet die Reihenfolge (ein logischer Ring), in der ein Kommunikationsrecht auf dem Netzwerk vergeben wird, und verwaltet eine Kommunikation, so dass eine Kommunikation bei einem vorbestimmten Kommunikationszyklus durchgeführt wird. Die Verwaltungsstation 10 überträgt beispielsweise an die Slave-Stationen 30A bis 30D Steuerdaten, um mit den Slave-Stationen 30A bis 30D zu verbindende gesteuerte Objekte bei einem vorbestimmten Kommunikationszyklus anzutreiben, und die Slave-Stationen 30A bis 30D steuern die gesteuerten Objekte auf Grundlage der Steuerdaten und übertragen die Statusdaten, die den Steuerstatus der gesteuerten Objekte angeben, an die Verwaltungsstation 10 bei einem vorbestimmten Kommunikationszyklus.
2 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel der Ausgestaltung der Verwaltungsstation gemäß der Ausführungsform zeigt. Die Verwaltungsstation 10 umfasst eine Sendeeinheit 11, eine Empfangseinheit 12, eine Timer-Einheit 13, eine Verbindungskonfigurationsinformations-Speichereinheit 14, eine Rahmenverarbeitungseinheit 15, eine Verzögerungszeit-Messeinheit 16, eine Durchschnittverzögerungszeit-Berechnungseinheit 17, eine Verzögerungszeit-Speichereinheit 18, eine Verzögerungserfassungseinheit 19, eine Ausgabeeinheit 20 und eine Steuereinheit 21, die jede dieser Einheiten steuert.
Die Sendeeinheit 11 sendet bzw. überträgt durch die Rahmenverarbeitungseinheit 15 erzeugte Rahmen oder einen durch die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 erzeugten Verzögerungszeit-Messrahmen (hier im Nachfolgenden ein Messrahmen genannt), und die Empfangseinheit 12 empfängt für ihre eigene Station vorgesehene Rahmen. Die Sendeeinheit 11 und die Empfangseinheit 12 bilden eine Kommunikationseinheit. Die Timer-Einheit 13 wird verwendet beim Messen einer Übertragungsverzögerungszeit (hier im Nachfolgenden eine Verzögerungszeit genannt) jeder Slave-Station 30A bis 30D, wird gestartet beim Übertragen eines Messrahmens und wird gestoppt beim Empfangen eines Verzögerungszeit-Messantwortrahmens (hier im Nachfolgenden ein Antwortrahmen genannt).
Die Verbindungskonfigurationsinformations-Speichereinheit 14 speichert eine Verbindungskonfigurationsinformation (Netzwerktopologieinformation) der Kommunikationsvorrichtungen in dem Kommunikationssystem. Beispielsweise wird in ihr in dem in 1 gezeigten Kommunikationssystem eine Verbindungskonfigurationsinformation gespeichert, die angibt, dass die Slave-Station 30A mit der Verwaltungsstation 10 verbunden ist, dass die Slave-Station 30B mit der Slave-Station 30A verbunden ist, dass die Slave-Station 30C mit der Slave-Station 30B verbunden ist, und dass die Slave-Station 30D mit der Slave-Station 30C verbunden ist.
Die Rahmenverarbeitungseinheit 15 erzeugt an die Slave-Stationen 30A bis 30D zu übertragende Rahmen und gibt sie an die Sendeeinheit 11 aus und führt einen Empfangsprozess durch, um die Daten in einem durch die Empfangseinheit 12 empfangenen Rahmen beispielsweise verwendbar für die anderen Einheiten zu machen. Bei der normalen Verarbeitung erzeugt die Rahmenverarbeitungseinheit 15 einen Synchronisationsrahmen mit Steuerdaten und dergleichen für jede Slave-Station 30A bis 30D bei einem vorbestimmten Kommunikationszyklus und erhält Statusdaten von einem Rahmen, der von jeder Slave-Station 30A bis 30D empfangen worden ist.
Die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 misst die Verzögerungszeit jeder Slave-Station 30A bis 30D. Genauer genommen erzeugt die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 einen Messrahmen und startet eine Timing-Operation der Timer-Einheit 13, wenn die Sendeeinheit 11 ihn an eine Slave-Station 30 überträgt, und auf ein Empfangen eines Antwortrahmens, der eine Antwort auf den Messrahmen von der Slave-Station 30 durch die Empfangseinheit 12 ist, hin stoppt sie die Timing-Operation der Timer-Einheit 13, um die Hälfte des durch die Timer-Einheit 13 gezählten Timer-Wertes als die Verzögerungszeit jeder Slave-Station 30 zu nehmen. Die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 führt diesen Prozess sequenziell für sämtliche der Slave-Stationen 30A bis 30D, die in dem Netzwerk vorhanden sind, auf Grundlage der in der Verbindungskonfigurationsinformations-Speichereinheit 14 gespeicherten Verbindungskonfigurationsinformation durch.
Die Durchschnittverzögerungszeit-Berechnungseinheit 17 berechnet eine Durchschnittverzögerungszeit, die ein Verzögerungsbeurteilungswert für jede Slave-Station 30A bis 30D ist, mit Verwendung der Verzögerungszeiten, die durch die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 in der Vergangenheit berechnet worden sind, und speichert sie/ihn in der Verzögerungszeit-Speichereinheit 18. Ferner speichert die Verzögerungszeit-Speichereinheit 18 eine Durchschnittverzögerungszeitinformation, in der die Slave-Stationen 30A bis 30D mit ihren Durchschnittverzögerungszeiten verknüpft sind.
Beispielsweise kann als die Durchschnittverzögerungszeit der Durchschnittwert von Ergebnissen eines Durchführens einer Verzögerungszeitmessung für eine vorbestimmte Anzahl von Malen bei dem Start des Kommunikationssystems verwendet werden, danach kann der Durchschnittwert fest verwendet werden, bis das Kommunikationssystem initialisiert wird. In diesem Fall wird die Durchschnittverzögerungszeit nicht aktualisiert, bis das Kommunikationssystem das nächste Mal initialisiert wird.
Alternativ kann als die Durchschnittverzögerungszeit der Durchschnittwert von Verzögerungszeiten erhalten werden, die eine vorbestimmte Anzahl von Malen über eine Periode, von der Gegenwart in die Vergangenheit gemessen worden sind. Was das Verfahren zum Bestimmen der Anzahl von Malen angeht, kann in diesem Fall die Anzahl von Malen variabel gemäß der Länge der Verzögerungszeit sein oder kann variabel gemäß dem Ausmaß einer Variation des berechneten Durchschnittwertes sein. In diesem Fall werden beispielsweise Ergebnisse eines Messens der Verzögerungszeit eine vorbestimmte Anzahl von Malen zusammen mit der Durchschnittverzögerungszeit gespeichert, wobei sie mit den Slave-Stationen 30A bis 30D in der Durchschnittverzögerungszeitinformation verknüpft sind. Ferner wird die Durchschnittverzögerungszeit jedes Mal aktualisiert, wenn eine Messung durchgeführt wird.
Alternativ kann als die Durchschnittverzögerungszeit der Durchschnittwert von Verzögerungszeiten verwendet werden, die eine Anzahl von Malen über eine Periode von einer vorbestimmten Zeit gemessen worden sind. Hier kann die vorbestimmte Zeit eine Zeit sein, wenn sämtliche der Slave-Stationen 30A bis 30D in dem Netzwerk ihren Betrieb starten, oder eine Zeit, wenn der Auftritt einer unerwarteten Verzögerung in irgendeiner der Slave-Stationen 30A bis 30D erfasst worden ist.
Die Verzögerungserfassungseinheit 19 vergleicht die durch die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 berechnete Verzögerungszeit und die in der Verzögerungszeit-Speichereinheit 18 gespeicherte Durchschnittverzögerungszeit, um zu bestimmen, ob ein Verzögerungselement in dem Netzwerk aufgetreten ist, und identifiziert seinen Ort, falls der Auftritt eines Verzögerungselementes erfasst wird. Falls die Verzögerungszeit von der Durchschnittverzögerungszeit um ein vorbestimmtes Verhältnis abweicht, bestimmt dann genauer genommen die Verzögerungserfassungseinheit 19, dass eine Verzögerung auftritt. Ferner identifiziert die Verzögerungserfassungseinheit 19 den Auftrittsort des Verzögerungselementes von der Gegenwart/Nicht-Gegenwart einer Verzögerung in jeder Slave-Station 30A bis 30D und der Verbindungskonfigurationsinformation, die die Verbindungszustände der Slave-Stationen 30A bis 30D angibt. Um welchen Grad die Verzögerungszeit von der Durchschnittverzögerungszeit abweicht, wenn es bestimmt wird, dass eine Verzögerung auftritt, wird für jedes Netzwerk entschieden, und die Referenz zum Bestimmen, dass ein Verzögerungselement aufgetreten ist, kann gesetzt sein, so dass, falls die Verzögerungszeit sich um beispielsweise 10% der Durchschnittverzögerungszeit oder 50% davon ändert, die Erfassungseinheit es so bestimmt. Oder vielmehr als ein Erfassen einer Verzögerung mit Verwendung des Verhältnisses einer Abweichung kann es bestimmt werden, dass eine Verzögerung auftritt, falls die Differenz zwischen der Verzögerungszeit und der Durchschnittverzögerungszeit größer als oder gleich zu einem vorbestimmten Wert ist.
Die Ausgabeeinheit 20 gibt eine Warnung aus, wenn die Verzögerungserfassungseinheit 19 den Auftritt eines Verzögerungselementes erfasst hat. Beispielsweise kann eine Anzeigefunktion (Warnungsangabeeinheit), so wie eine LED (Light-Emitting Diode), in der Verwaltungsstation 10 bereitgestellt sein, um erhellt zu werden, oder eine LED als eine Warnungsangabeeinheit der Slave-Station 30A bis 30D nahe dem Ort, wo ein Verzögerungselement aufgetreten ist, oder eine LED als eine Warnungsangabeeinheit der Slave-Station 30A bis 30D, wo ein Verzögerungselement aufgetreten ist, kann erhellt sein. Oder diese LEDs können zu derselben Zeit erhellt sein. Oder, wo die Ausgabeeinheit 20 durch eine Anzeigevorrichtung begründet ist, wobei die von der Verbindungskonfigurationsinformation erhaltene Verbindungsbeziehung jeder Kommunikationsvorrichtung angezeigt wird, kann der Auftrittsort des Verzögerungselementes angezeigt werden, indem er über die Verbindungsbeziehungen der Kommunikationsvorrichtungen gelegt wird.
Die in diesem Kommunikationssystem verwendeten Slave-Stationen 30A bis 30D sind dieselben in der Konfiguration wie Slave-Stationen 30A bis 30D, die verwendet werden zum Realisieren einer synchronen Kommunikation, mit der Ausnahme, dass sie sofort einen für die Verwaltungsstation 10 vorgesehenen Antwortrahmen senden, wenn ein Messrahmen empfangen wird, und daher wird ihre Beschreibung weggelassen.
Als Nächstes werden Prozesse in diesem Kommunikationssystem beschrieben werden. Eine Beschreibung wird in der Reihenfolge eines Verzögerungszeit-Messprozesses, eines Durchschnittverzögerungszeit-Berechnungsprozesses und eines Verzögerungserfassungsprozesses gemacht werden.
<Verzögerungszeit-Messprozess>
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Prozedur des Verzögerungszeit-Messprozesses zeigt. Zuerst wählt die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 der Verwaltungsstation 10 eine Slave-Station 30 aus der in der Verbindungskonfigurationsinformations-Speichereinheit 14 gespeicherten Verbindungskonfigurationsinformation aus (Schritt S11), und erzeugt einen für diese Slave-Station 30 vorgesehenen Messrahmen (Schritt S12). Dann lässt die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 die Sendeeinheit 11 den Messrahmen übertragen und startet zu derselben Zeit eine Timing-Operation der Timer-Einheit 13 (Schritt S13).
Die Slave-Station 30, wenn sie den Messrahmen empfangen hat (Schritt S14), überträgt sofort einen Antwortrahmen an die Verwaltungsstation 10 (Schritt S15). Zu derselben Zeit, zu der die Empfangseinheit 12 der Verwaltungsstation 10 den Antwortrahmen von der Slave-Station 30 empfängt, an die sie den Messrahmen bei Schritt S13 übertrug, stoppt die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 die Timing-Operation der Timer-Einheit 13 (Schritt S16). Dann berechnet die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 die Verzögerungszeit der bei Schritt S11 ausgewählten Slave-Station 30 als die Hälfte des Timer-Wertes der gestoppten Timer-Einheit 13 (Schritt S17). Die berechnete Verzögerungszeit wird gespeichert, indem sie mit der Slave-Station 30 in der Verzögerungszeit-Speichereinheit 18 verknüpft ist (Schritt S18). Zu dieser Zeit wird der Timer-Wert zurückgesetzt.
Dann bestimmt die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 der Verwaltungsstation 10, ob die Verzögerungszeit für sämtliche der Slave-Stationen 30 in dem Netzwerk gemessen ist (Schritt S19), und, falls die Verzögerungszeit nicht für sämtliche der Slave-Stationen 30 gemessen ist (Nein bei Schritt S19), dann kehrt der Prozess zu Schritt S11 zurück, und der obige Prozess wird wiederholt durchgeführt. Falls die Verzögerungszeit für sämtliche der Slave-Stationen 30 gemessen ist, dann endet der Prozess.
4 ist ein Diagram, das den Umriss des Verzögerungszeit-Messprozesses zeigt. Beispielsweise wird in dem Fall der in 1 gezeigten Netzwerkkonfiguration der Verzögerungszeit-Messprozess wie in 4 gezeigt durchgeführt. Und zwar wählt zuerst die Verwaltungsstation 10 die Slave-Station 30A aus und überträgt einen Messrahmen 110 an die Slave-Station 30A und startet zu derselben Zeit eine Timing-Operation der Timer-Einheit 13. Wenn sie den Messrahmen 110 empfangen hat, überträgt die Slave-Station 30 sofort einen Antwortrahmen 111 an die Verwaltungsstation 10. Wenn sie den Antwortrahmen 111 empfangen hat, stoppt die Verwaltungseinheit 10 eine Timing-Operation der Timer-Einheit 13. Dann berechnet die Verwaltungsstation 10 eine Hälfte des Timer-Wertes als die Verzögerungszeit der Slave-Station 30A und speichert die berechnete Verzögerungszeit.
Dann wählt die Verwaltungsstation 10 die Slave-Station 30B aus und berechnet mit Verwendung eines Messrahmens 112 und eines Antwortrahmens 113 ähnlich zwischen sich selbst und der Slave-Station 30B die Verzögerungszeit der Slave-Station 30B und speichert die Verzögerungszeit. Anschließend wählt die Verwaltungsstation 10 sequenziell die Slave-Stationen 30C, 30D aus und berechnet ähnlich die Verzögerungszeiten der Slave-Stationen 30C, 30D und speichert sie. Nach Speichern der Verzögerungszeit der Slave-Station 30D beendet die Verwaltungsstation 10 den Verzögerungszeit-Messprozess, weil keine andere Slave-Station in dem Netzwerk existiert.
<Durchschnittverzögerungszeit-Berechnungsprozess>
Hier wird eine Beschreibung gemacht werden, indem als ein Beispiel der Fall genommen wird, wo die Durchschnittverzögerungszeit berechnet wird, nachdem der Verzögerungszeit-Messprozess eine vorbestimmte Anzahl von Malen durchgeführt wird, wie der Fall, wo der Durchschnittverzögerungszeit-Berechnungsprozess durchgeführt wird, nachdem das Kommunikationssystem initialisiert wird.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Prozedur des Durchschnittverzögerungszeit-Berechnungsprozesses zeigt. Zuerst führt die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 der Verwaltungsstation 10 den Verzögerungszeit-Messprozess durch (Schritt S31). Dieser Verzögerungszeit-Messprozess ist der in dem Flussdiagramm von 3 gezeigte Prozess. Dann bestimmt die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 der Verwaltungsstation 10, ob der Verzögerungszeit-Messprozess eine vorbestimmte Anzahl von Malen durchgeführt worden ist (Schritt S32). Falls der Verzögerungszeit-Messprozess nicht eine vorbestimmte Anzahl von Malen durchgeführt worden ist (Nein bei Schritt S32), kehrt dann die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 zum Schritt S31 zurück. Falls der Verzögerungszeit-Messprozess eine vorbestimmte Anzahl von Malen durchgeführt worden ist (Ja bei Schritt S32), nimmt die Durchschnittverzögerungszeit-Berechnungseinheit 17 den Durchschnitt der Verzögerungszeiten für die vorbestimmte Anzahl von Malen, gespeichert in der Verzögerungszeit-Speichereinheit 18 für jede Slave-Station 30, um die Durchschnittverzögerungszeit zu erhalten (Schritt S33). Dann werden die Durchschnittverzögerungszeiten gespeichert, indem sie mit den Slave-Stationen 30 verknüpft sind in der Verzögerungszeit-Speichereinheit 18 (Schritt S34), und der Durchschnittverzögerungszeit-Berechnungsprozess endet.
<Verzögerungserfassungsprozess>
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Prozedur des Verzögerungserfassungsprozesses zeigt. Zuerst führt die Verzögerungszeit-Messeinheit 16 der Verwaltungsstation 10 den Verzögerungszeit-Messprozess durch (Schritt S51). Dieser Verzögerungszeit-Messprozess ist der in dem Flussdiagramm von 3 gezeigte Prozess. Dann wählt die Verzögerungserfassungseinheit 19 eine Slave-Station 30 aus der in der Verbindungskonfigurationsinformations-Speichereinheit 14 gespeicherten Verbindungskonfigurationsinformation aus (Schritt S52) und vergleicht die durch den Verzögerungszeit-Messprozess berechnete Verzögerungszeit und die Durchschnittverzögerungszeit in der Verzögerungszeit-Speichereinheit 18, um zu bestimmen, ob eine unerwartete Verzögerung auftritt (Schritt S53).
Falls eine unerwartete Verzögerung nicht auftritt (Nein bei Schritt S53), wird es bestimmt, dass diese Slave-Station 30 in einem Normalzustand ist (Schritt S54). Falls andererseits eine unerwartete Verzögerung auftritt (Ja bei Schritt S53), wird es bestimmt, dass eine unerwartete Verzögerung in dieser Slave-Station 30 auftritt (Schritt S55)
Danach oder nach Schritt S54 wird bestimmt, ob der Verzögerungserfassungsprozess für sämtliche der Slave-Stationen 30 durchgeführt worden ist (Schritt S56), und, falls der Verzögerungserfassungsprozess nicht für sämtliche der Slave-Stationen 30 durchgeführt worden ist (Nein bei Schritt S56), kehrt dann der Prozess zum Schritt S51 zurück.
Falls der Verzögerungserfassungsprozess für sämtliche der Slave-Stationen 30 durchgeführt worden ist (Ja bei Schritt S56), wird es dann bestimmt, ob es wenigstens eine Slave-Station 30 gibt, in der eine unerwartete Verzögerung erfasst worden ist (Schritt S57). Falls es keine Slave-Station 30 gibt, in der eine unerwartete Verzögerung erfasst worden ist (Nein bei Schritt S57), wird dann bestimmt, dass das Kommunikationssystem in einem Normalzustand ist, wo eine unerwartete Verzögerung nicht insoweit auftritt, um einen Synchronisationsverlust zu verursachen (Schritt S58). Dann wird es bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeit passiert hat, seitdem ein Messrahmen das letzte Mal übertragen wurde (Schritt S59), und, falls die vorbestimmte Zeit nicht passiert hat (Nein bei Schritt S59), geht dann die Verzögerungserfassungseinheit 19 in einen Wartezustand. Falls die vorbestimmte Zeit passiert hat (Ja bei Schritt S59), kehrt dann der Prozess zum Schritt S51 zurück.
Falls es andererseits wenigstens eine Slave-Station gibt, in der eine unerwartete Verzögerung beim Schritt S57 erfasst worden ist (Ja bei Schritt S57), wird dann bestimmt, dass in dem Kommunikationssystem eine so große unerwartete Verzögerung auftritt, dass sie einen Synchronisationsverlust verursacht (Schritt S60). Dann identifiziert die Verzögerungserfassungseinheit 19 die Position des Verzögerungselementes mit Verwendung der in der Verbindungskonfigurationsinformations-Speichereinheit 14 gespeicherten Verbindungskonfigurationsinformation (Schritt S61). Beispielsweise kann man es sich vorstellen, dass auf der Verbindungskonfigurationsinformation das Verzögerungselement bei der Grenze zwischen einer Slave-Station 30, in der eine unerwartete Verzögerung erfasst worden ist, und einer Slave-Station 30, in der eine unerwartete Verzögerung nicht erfasst worden ist, existiert, oder dass das Verzögerungselement in der Slave-Station 30 existiert, in der eine unerwartete Verzögerung erfasst worden ist, die am nächsten zu dieser Grenze ist. Dann gibt die Verzögerungserfassungseinheit 19 die Positionsinformation der Slave-Station 30 nah zu dem Verzögerungselement aus (Schritt S62). Beispielsweise werden in dem obigen Beispiel die Slave-Station 30, in der eine unerwartete Verzögerung erfasst worden ist, und die Slave-Station 30, in der eine unerwartete Verzögerung nicht erfasst worden ist, auf entgegengesetzten Seiten der obigen Grenze als Slave-Stationen 30 nah zu dem Verzögerungselement akquiriert. Dann kann die Ausgabeeinheit 20 der Verwaltungsstation 10 ein Warnungsangabelicht, so wie eine in ihrer eigenen Station bereitgestellte LED, erhellen, oder ein Warnungsangabelicht, so wie eine in der Slave-Station 30 bereitgestellte LED, erhellen, in der eine unerwartete Verzögerung erfasst worden ist, oder ein Verbindungszustandsdiagramm auf Grundlage der Verbindungskonfigurationsinformation auf einer Anzeigeeinheit, so wie eine Flüssigkristallanzeige, die in ihrer eigenen Station bereitgestellt ist, anzeigen und den Auftrittsort des Verzögerungselementes über das Diagramm gelegt anzeigen. Dies beendet den Verzögerungserfassungsprozess.
Man beachte, dass, falls eine unerwartete Verzögerung erfasst worden ist, die Verzögerungserfassungseinheit 19 der Verwaltungsstation 10 eine Kommunikation in dem Kommunikationssystem stoppen kann, oder die Verzögerungserfassungseinheit 19 der Verwaltungsstation 10 als eine neue Durchschnittverzögerungszeit die Verzögerungszeit, die bei Schritt S51 berechnet worden ist, für die Slave-Station 30, wo eine Verzögerung bestimmt ist, aufgetreten zu sein, in der Verzögerungszeit-Speichereinheit 18 speichern kann, um den Verzögerungserfassungsprozess auf Grundlage dieses Wertes durchzuführen. Ferner kann die Verzögerungserfassungseinheit 19 wirksam den Auftrittsort des Verzögerungselementes identifizieren durch Durchführen des Verzögerungszeit-Messprozesses in der Reihenfolge von einer Slave-Station 30 am nächsten zu dem Verzögerungselement mit Verwendung der Verbindungskonfigurationsinformation.
7 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel der Operation des Kommunikationssystems in dem Fall zeigt, wo ein Verzögerungselement auf dem Netzwerk aufgetreten ist. Hier wird angenommen, dass in dem Kommunikationssystem von 1 ein gewisses Verzögerungselement 140 zwischen den Slave-Stationen 30B und 30C aufgetreten ist. Und zwar sind Verzögerungszeiten, die berechnet worden sind aus einer Messung der Zeit von dem Zeitpunkt, wenn die Verwaltungsstation 10 Messrahmen 110, 112 an die Slave-Stationen 30A bzw. 30B sendet, bis zu dem Zeitpunkt, wenn Antwortrahmen 111, 113 empfangen werden, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs im Vergleich mit den Durchschnittverzögerungszeiten der Slave-Stationen 30A und 30B, die in der Verzögerungszeit-Speichereinheit 18 gespeichert sind. Im Gegensatz dazu werden Verzögerungszeiten, die berechnet worden sind aus einer Messung der Zeit von dem Zeitpunkt, wenn die Verwaltungsstation 10 Messrahmen 114, 116 an die Slave-Stationen 30C bzw. 30D sendet, bis zu dem Zeitpunkt, wenn Antwortrahmen 115, 117 empfangen werden, erfasst, überaus von dem vorbestimmten Bereich abzuweichen im Vergleich mit den Durchschnittverzögerungszeiten der Slave-Stationen 30C und 30D, die in der Verzögerungszeit-Speichereinheit 18 gespeichert sind. Zu dieser Zeit tritt eine unerwartete Verzögerung in der Slave-Station 30B nicht auf, und eine unerwartete Verzögerung tritt in der Slave-Station 30C auf.
Daher wird es bestimmt, dass das Verzögerungselement 140 auf dem Übertragungspfad 50 zwischen den Slave-Stationen 30B und 30C oder in der Slave-Station 30C auftritt. Dann wird eine Warnungsangabe des Auftritts des Verzögerungselementes 140 an die Ausgabeeinheit 20 ausgegeben. Beispielsweise kann ein in der Verwaltungsstation 10 bereitgestelltes Warnungsangabelicht 150 erhellt werden, oder Warnungsangabelichter 151, 152, die bereitgestellt sind in der Slave-Station 30B und/oder der Slave-Station 30C nah zu dem Auftrittsort des Verzögerungselementes 140, können erhellt sein.
Obwohl in dem obigen Beispiel eine Beschreibung der Netzwerkkonfiguration gemacht worden ist, wo die Verwaltungsstation 10 und die Slave-Stationen 30A bis 30D in Linie bzw. Reihe verbunden sind, beachte man, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern auf Sterntypnetzwerke und Linientyp-Sterntyp-Mischnetzwerke angewendet werden kann.
8 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel der Operation des Kommunikationssystems in dem Fall zeigt, wo ein Verzögerungselement auf einem Linientyp-Sterntyp-Mischnetzwerk aufgetreten ist. Dieses Beispiel zeigt eines, wo ein Hub 60 bereitgestellt ist zwischen den Slave-Stationen 30A und 30B in dem Netzwerk von 1, und wo Slave-Stationen 30E bis 30G ferner in Linie mit dem Hub 60 verbunden sind. Nachdem der Verzögerungszeit-Messprozess auf den Slave-Stationen 30A bis 30D auf dieselbe Weise wie mit Verweis auf 4 und 7 beschrieben durchgeführt wird, wird der Verzögerungszeit-Messprozess sequenziell auf den Slave-Stationen 30E bis 30G mit Messrahmen 120, 122, 124 und Antwortrahmen 121, 123, 125 darauf durchgeführt, die gesendet/empfangen werden.
Es wird hier angenommen, dass ein gewisses Verzögerungselement 141 aufgetreten ist zwischen den Slave-Stationen 30E und 30F. Das heißt, dass eine Verzögerungszeit, die berechnet worden ist aus einer Messung der Zeit von dem Zeitpunkt, wenn die Verwaltungsstation 10 einen Messrahmen 120 an die Slave-Station 30E sendet, bis zu dem Zeitpunkt, wenn ein Antwortrahmen 121 empfangen wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist im Vergleich mit der Durchschnittverzögerungszeit der Slave-Station 30E, die in der Verzögerungszeit-Speichereinheit 18 gespeichert ist. Im Gegensatz dazu wird eine Verzögerungszeit, die berechnet worden ist, aus einer Messung der Zeit von dem Zeitpunkt, wenn die Verwaltungsstation 10 einen Messrahmen 122 an die Slave-Station 30F sendet, bis zu dem Zeitpunkt, wenn ein Antwortrahmen 123 empfangen wird, erfasst, überaus von dem vorbestimmten Bereich abzuweichen, im Vergleich mit der Durchschnittverzögerungszeit der Slave-Station 30F, die in der Verzögerungszeit-Speichereinheit 18 gespeichert ist. Zu dieser Zeit tritt eine unerwartete Verzögerung nicht in der Slave-Station 30E auf, und eine unerwartete Verzögerung tritt in der Slave-Station 30F auf. Daher wird es bestimmt, dass das Verzögerungselement 141 auf dem Übertragungspfad 50 zwischen den Slave-Stationen 30E und 30F oder in der Slave-Station 30F auftritt. Dann wird eine Warnung, die den Auftritt des Verzögerungselements 141 angibt, an die Ausgabeeinheit 20 ausgegeben. Beispielsweise kann ein in der Verwaltungsstation 10 bereitgestelltes Warnungsangabelicht 150 erhellt sein, oder Warnungsangabelichter 153, 154, die in der Slave-Station 30E und/oder der Slave-Station 30F nah zu dem Auftrittsort des Verzögerungselementes 141 bereitgestellt sind, können erhellt sein.
Diese Ausführungsform hat die Wirkung, dass, falls eine unerwartete Verzögerung auf dem Netzwerk aufgrund einer Störung in einer Slave-Station 30 oder einer Hinzufügung einer Slave-Station 30 aufgetreten ist, es sofort bestimmt werden kann, wo das Verzögerungselement aufgetreten ist, und dass der Auftrittsort des Verzögerungselementes visuell mittels Warnungsangabe gezeigt werden kann.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, ist die Kommunikationsvorrichtung gemäß dieser Erfindung nützlich für Netzwerke, wo Daten periodisch ausgetauscht werden.
Bezugszeichenliste

10: Verwaltungsstation
11: Sendeeinheit
12: Empfangseinheit
13: Timer-Einheit
14: Verbindungskonfigurationsinformations-Speichereinheit
15: Rahmenverarbeitungseinheit
16: Verzögerungszeit-Messeinheit
17: Durchschnittverzögerungszeit-Berechnungseinheit
18: Verzögerungszeit-Speichereinheit
19: Verzögerungserfassungseinheit
20: Ausgabeeinheit
21: Steuereinheit
30, 30A bis 30G: Slave-Station
50: Übertragungspfad
60: Hub

Claims

Kommunikationsvorrichtung zum Verbundensein mit einer Vielzahl von Slave-Stationen via ein Netzwerk und zum Verwalten eines logischen Rings auf dem Netzwerk und zum Kommunizieren mit den Slave-Stationen bei einem vorbestimmten Kommunikationszyklus, umfassend: eine Kommunikationseinheit, die mit den Slave-Stationen kommuniziert; eine Verzögerungszeit-Messeinheit, die, während sie einen Verzögerungszeit-Messrahmen an jede der Slave-Stationen via die Kommunikationseinheit überträgt und einen Antwortrahmen auf den Verzögerungszeit-Messrahmen von der Slave-Station via die Kommunikationseinheit empfängt, eine verstrichene Zeit von dem Zeitpunkt, wenn sie den Verzögerungszeit-Messrahmen übertragt, bis zu dem Zeitpunkt misst, wenn sie den Antwortrahmen empfängt, und eine Hälfte der gemessenen verstrichenen Zeit als eine Verzögerungszeit der Slave-Station berechnet; und eine Verzögerungserfassungseinheit, die die durch die Verzögerungszeit-Messeinheit berechnete Verzögerungszeit und einen Verzögerungsbeurteilungswert vergleicht, der ein Durchschnitt der Verzögerungszeiten ist, berechnet in einer Vergangenheit für die Slave-Station, um zu bestimmen, ob eine Verzögerung in der Slave-Station auftritt, für jede der Slave-Stationen, und, falls eine Verzögerung in der Slave-Station auftritt, eine Position eines Verzögerungselementes mit Verwendung einer Verbindungskonfigurationsinformation identifiziert, die Verbindungszustände zwischen der Kommunikationsvorrichtung und der Vielzahl von Slave-Stationen in dem Netzwerk angibt.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1 mit ferner: einer Anzeigeeinheit, die die Position des Verzögerungselementes auf einem Diagramm der Verbindungszustände zwischen der Kommunikationsvorrichtung und der Vielzahl von Slave-Stationen auf Grundlage der Verbindungskonfigurationsinformation anzeigt.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1 mit ferner: einer Ausgabeeinheit, die eine Warnungsangabe auf einer Warnungsangabeeinheit durchführt, wobei die Warnungsangabe einen Auftritt des Verzögerungselementes zeigt, wobei die Warnungsangabeeinheit im Besitz der Slave-Station ist, in der das Verzögerungselement sich befindet, oder im Besitz der Slave-Station nah zu der Position des Verzögerungselementes ist.
Kommunikationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 wobei die Verzögerungserfassungseinheit, falls die Verzögerungszeit von dem Verzögerungsbeurteilungswert um ein vorbestimmtes Ausmaß oder Verhältnis abweicht, die Verzögerungszeit als einen neuen Verzögerungsbeurteilungswert setzt.
Kommunikationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Netzwerk von einem Leitungstyp und/oder einem Sterntyp ist.
Kommunikationsverfahren in einem Kommunikationssystem, wo eine Verwaltungsstation und eine Vielzahl von Slave-Stationen via ein Netzwerk verbunden sind, und wo die Verwaltungsstation einen logischen Ring auf dem Netzwerk verwaltet und mit den Slave-Stationen bei einem vorbestimmten Kommunikationszyklus kommuniziert, wobei das Verfahren umfasst: einen Messrahmen-Übertragungsschritt, bei dem die Verwaltungsstation einen Verzögerungszeit-Messrahmen an die Slave-Station überträgt und eine Timing-Operation startet; einen Antwortrahmen-Übertragungsschritt, bei dem die Slave-Station einen Antwortrahmen reagierend auf den Verzögerungszeit-Messrahmen überträgt; einen Antwortrahmen-Empfangsschritt, bei dem die Verwaltungsstation den Antwortrahmen empfängt, um die Timing-Operation abzuschließen zum Messen einer verstrichenen Zeit von dem Zeitpunkt, wenn der Verzögerungszeit-Messrahmen übertragen wird, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Antwortrahmen empfangen wird; einen Verzögerungszeit-Berechnungsschritt zum Berechnen einer Hälfte der verstrichenen Zeit als eine Verzögerungszeit der Slave-Station; einen Verzögerungsbestimmungsschritt zum Vergleichen der berechneten Verzögerungszeit und eines Verzögerungsbeurteilungswertes, der ein Durchschnitt der Verzögerungszeiten ist, berechnet in einer Vergangenheit für die Slave-Station, um zu bestimmen, ob eine Verzögerung in der Slave-Station auftritt, für jede der Slave-Stationen; und einen Verzögerungselement-Identifizierschritt zum Identifizieren, falls eine Verzögerung in der Slave-Station auftritt, der Position eines Verzögerungselementes mit Verwendung einer Verbindungskonfigurationsinformation, die Verbindungszustände zwischen der Verwaltungsstation und der Vielzahl von Slave-Stationen in dem Netzwerk angibt, wobei das Verfahren für jede der Slave-Stationen den Prozess von dem Messrahmen-Übertragungsschritt bis zu dem Verzögerungselement-Identifizierschritt durchführte.
Kommunikationsverfahren gemäß Anspruch 6 mit ferner: einem Anzeigeschritt zum Anzeigen der Position des Verzögerungselementes auf einem Diagramm der Verbindungszustände zwischen der Kommunikationsvorrichtung und der Vielzahl von Slave-Stationen auf Grundlage der Verbindungskonfigurationsinformation.
Kommunikationsverfahren gemäß Anspruch 6 mit ferner: einem Ausgabeschritt zum Durchführen einer Warnungsangabe auf einer Warnungsangabeeinheit, wobei die Warnungsangabe einen Auftritt des Verzögerungselementes zeigt, wobei die Warnungsangabeeinheit im Besitz der Slave-Station, in der das Verzögerungselement sich befindet, oder im Besitz der Slave-Station nahe zu der Position des Verzögerungselementes ist.
Kommunikationsverfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei, falls die Verzögerungszeit von dem Verzögerungsbeurteilungswert um ein vorbestimmtes Ausmaß oder Verhältnis abweicht, der Verzögerungsbestimmungsschritt ein Setzen der Verzögerungszeit als einen neuen Verzögerungsbeurteilungswert enthält.
Kommunikationsverfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Netzwerk von einem Leitungstyp und/oder einem Sterntyp ist.