DE112016006244B4

DE112016006244B4 - Zeitsynchrone slave-vorrichtung und kommunikationssteuerverfahren

Info

Publication number: DE112016006244B4
Application number: DE112016006244.3T
Authority: DE
Inventors: Taichi Sakaue
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2020-01-23
Anticipated expiration: 2036-02-25
Also published as: TW201731265A; US20190013926A1; WO2017145292A1; JP6271113B1; JPWO2017145292A1; DE112016006244T5

Abstract

Zeitsynchrone Slave-Vorrichtung (SS1), die in einem Kommunikationssystem enthalten ist, das eine Master-Vorrichtung (M) und eine zeitasynchrone Slave-Vorrichtung (AS1) umfasst, die mit der Master-Vorrichtung kommuniziert und nicht mit der Master-Vorrichtung zeitsynchronisiert ist, wobei die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung mit der Master-Vorrichtung kommuniziert und mit der Master-Vorrichtung zeitsynchronisiert ist, wobei die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung Folgendes umfasst:eine Einstellungseinheit (21) zum Einstellen eines Zeitraums asynchroner Kommunikation, in dem die Master-Vorrichtung und die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung kommunizieren, zwischen mehreren Zeiträumen synchroner Kommunikation, die mehrere Zeiträume sind, in denen die Master-Vorrichtung und die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung kommunizieren; undeine Kommunikationsanweisungseinheit (20) zum Anweisen der zeitasynchronen Slave-Vorrichtung, mit der Master-Vorrichtung zu kommunizieren, wenn der Zeitraum asynchroner Kommunikation kommt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem mit einer Master- Slave-Konfiguration.
Stand der Technik
In einem System der FA (Fabrikautomatisierung) ist oft ein Steuersystem mit einer Master-Vorrichtung und mehreren Slave-Vorrichtungen konfiguriert. Im Allgemeinen kommunizieren die Master-Vorrichtung und die Slave-Vorrichtungen über ein Steuernetzwerk zur FA, die Master-Vorrichtung gibt den Slave-Vorrichtungen Anweisungen und die Slave-Vorrichtungen senden Antwortergebnisse auf die Anweisungen zu der Master-Vorrichtung.
Ein Zeitraum, bis eine Runde für die Anweisungen und die Antworten zwischen der Master-Vorrichtung und den Slave-Vorrichtungen abgeschlossen ist, wird als ein Kommunikationszyklus bezeichnet.
In dem im FA-System verwendeten Steuernetzwerk ist der Kommunikationszyklus voreingestellt, und Steuerkommunikation muss innerhalb dieses Kommunikationszyklus abgeschlossen werden.
In einem neueren FA-System werden Slave-Vorrichtungen (nachfolgend als zeitsynchrone Slave-Vorrichtungen bezeichnet), die mit der Master-Vorrichtung zeitsynchronisiert sind, verwendet. In einem FA-System, in dem die zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen verwendet werden, wird Übertragung zu vorbestimmter Zeit in zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen getriggert, und die zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen senden Kommunikationsrahmen zu der Master-Vorrichtung.
Im Gegensatz dazu werden bei einem herkömmlichen FA-System Slave-Vorrichtungen (im Nachfolgenden als zeitasynchrone Slave-Vorrichtungen bezeichnet), die nicht mit der Master-Vorrichtung zeitsynchronisiert sind, verwendet. In einem FA-System, in dem zeitsynchrone Slave-Vorrichtungen verwendet werden, wird ein Token-Weiterleitungsverfahren oder dergleichen verwendet, bei dem die Master-Vorrichtung ein Übertragungsrecht zeitasynchroner Slave-Vorrichtungen verwaltet und das Übertragungsrecht in einem bestimmten Zyklus unter den zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen zirkuliert.
Kommunikation zwischen der Master-Vorrichtung und zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen wird nachfolgend als zeitsynchrone Kommunikation bezeichnet, und Kommunikation zwischen der Master-Vorrichtung und zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen wird als zeitasynchrone Kommunikation bezeichnet.
Die Patentliteratur 1 offenbart ein Verfahren zum Wechseln der Kommunikationszeiträume zwischen einer Master-Vorrichtung und Slave-Vorrichtungen auf zeitgemultiplexte Weise, falls zeitsynchrone Slave-Vorrichtungen und zeitasynchrone Slave-Vorrichtungen in einem Netzwerk koexistieren. Das heißt, dieses Kommunikationsverfahren wechselt zwischen einem Zeitschlitz für die zeitsynchrone Kommunikation und einem Zeitschlitz für die zeitasynchrone Kommunikation mit der Master-Vorrichtung auf die zeitgemultiplexte Weise. In dem Zeitschlitz für die zeitasynchrone Kommunikation wird Tokenweiterleitung zwischen der Master-Vorrichtung und mehreren zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen durchgeführt.
Die US 6 005 869 A offenbart eine synchrone und asynchrone Datenkommunikation zwischen einer Master-Vorrichtung und mehreren zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen. Darin enthält eine Masterstation zumindest eine Token-Paket (ISO)- Managementta- belle, in der das gesamte Band des Busses in bestimmte Bänder unterteilt ist. Sie ändert diese Managementtabelle in Übereinstimmung mit der für eine isochrone Datenübertragung zwischen einzelnen Stationen erforderlichen Bandbreite.
Die DE 69 829 428 T2 offenbart ebenfalls die Zuweisung und dynamische Anpassung von Kennzeichnungen für eine isochrone Kommunikation an eine Vielzahl von Stationen mittels asynchroner Kommunikation.
Zitatliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: WO 2013/ 077 148 A1
Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei dem Verfahren der Patentliteratur 1 kann die zeitasynchrone Kommunikation erst gestartet werden, wenn Kommunikation zwischen der Master-Vorrichtung und allen zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen abgeschlossen ist. Außerdem kann die zeitsynchrone Kommunikation erst gestartet werden, wenn das Token an die Master-Vorrichtung zurückgegeben ist, wenn die zeitasynchrone Kommunikation durchgeführt wird. Folglich besteht dahingehend ein Problem, dass eine Echtzeiteigenschaft in der zeitsynchronen Kommunikation und der zeitasynchronen Kommunikation nicht sichergestellt werden kann.
Die vorliegende Erfindung versucht hauptsächlich, das obige Problem zu lösen. Die vorliegende Erfindung versucht hauptsächlich, die Echtzeiteigenschaft in der zeitsynchronen Kommunikation und der zeitasynchronen Kommunikation sicherzustellen.
Problemlösung
Eine zeitsynchrone Slave-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die in einem Kommunikationssystem enthalten ist, das eine Master-Vorrichtung und eine zeitasynchrone Slave-Vorrichtung umfasst, die mit der Master-Vorrichtung kommuniziert und nicht mit der Master-Vorrichtung zeitsynchronisiert ist, die mit der Master-Vorrichtung kommuniziert und mit der Master-Vorrichtung zeitsynchronisiert ist, umfasst:

eine Einstellungseinheit zum Einstellen eines Zeitraums asynchroner Kommunikation, in dem die Master-Vorrichtung und die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung kommunizieren, zwischen mehreren Zeiträumen synchroner Kommunikation, die mehrere Zeiträume sind, in denen die Master-Vorrichtung und die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung kommunizieren; und
eine Kommunikationsanweisungseinheit zum Anweisen der zeitasynchronen Slave-Vorrichtung, mit der Master-Vorrichtung zu kommunizieren, wenn der Zeitraum asynchroner Kommunikation ankommt.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Zeitraum asynchroner Kommunikation zwischen Zeiträumen synchroner Kommunikation eingestellt und eine zeitasynchrone Slave-Vorrichtung wird angewiesen, mit einer Master-Vorrichtung zu kommunizieren, wenn der Zeitraum asynchroner Kommunikation ankommt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es deshalb möglich, eine Echtzeiteigenschaft in der zeitsynchronen Kommunikation und der zeitasynchronen Kommunikation sicherzustellen.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung eines Beispiels für eine Konfiguration eines Kommunikationssystems gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ist eine Darstellung eines Beispiels für eine Hardwarekonfiguration einer Master-Vorrichtung und einer Slave-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ist eine Darstellung eines Beispiels für eine Funktionskonfiguration einer Kommunikationsvorrichtung der Master-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ist eine Darstellung eines Beispiels für eine Funktionskonfiguration einer Kommunikationsvorrichtung der Slave-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
5 ist ein Flussdiagramm, das schematisch die Funktionsweise der Master-Vorrichtung und der Slave-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Funktionsweise in einer anfänglichen Einstellungsphase gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Funktionsweise in einer anfänglichen Einstellungsphase gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Funktionsweise einer Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung in einer Festzyklus-Kommunikationsphase gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
9 ist eine Darstellung eines Beispiels für ein verfügbares Band gemäß der ersten Ausführungsform;
10 ist eine Darstellung von Kommunikationssequenzen der zeitsynchronen Kommunikation und zeitasynchronen Kommunikation gemäß der ersten Ausführungsform;
11 ist eine Darstellung eines Beispiels für eine Konfiguration eines Kommunikationssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform;
12 ist eine Darstellung eines Beispiels für verfügbare Bänder gemäß der zweiten Ausführungsform; und
13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für Funktionsweise in einer anfänglichen Einstellungsphase gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Beschreibung von Ausführungsformen

Erste Ausführungsform
*** Beschreibung der Konfiguration ***
1 zeigt ein Beispiel für eine Konfiguration eines Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Wie in 1 dargestellt, existieren in dem Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Master-Vorrichtung, zeitsynchrone Slave-Vorrichtungen und zeitasynchrone Slave-Vorrichtungen. Speziell sind eine Master-Vorrichtung M, zeitsynchrone Slave-Vorrichtungen SS1, SS2 und SS3 und zeitasynchrone Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 mit einem Netzwerk verbunden.
Wenn es nicht notwendig ist, die zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS1, SS2 und SS3 voneinander zu unterscheiden, werden die zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS1, SS2 und SS3 zusammen als zeitsynchrone Slave-Vorrichtung SS bezeichnet.
Wenn es nicht notwendig ist, die zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 voneinander zu unterscheiden, werden die zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 zusammen als zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS bezeichnet.
Die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung SS ist eine Slave-Vorrichtung, die mit der Master-Vorrichtung M kommuniziert und mit der Master-Vorrichtung M zeitsynchronisiert ist. Die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung SS kommuniziert mit der Master-Vorrichtung M, ohne Tokenweiterleitung durchzuführen.
Die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS ist eine Slave-Vorrichtung, die mit der Master-Vorrichtung M kommuniziert und nicht mit der Master-Vorrichtung M zeitsynchronisiert ist. Die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS kommuniziert mit der Master-Vorrichtung M, wenn sie durch Tokenweiterleitung ein Token empfängt.
Die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung SS und die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS werden im Nachfolgenden zusammen als eine Slave-Vorrichtung S bezeichnet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung SS1 als eine Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung ausgewählt. Die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung stellt einen Zeitraum ein, in dem die Master-Vorrichtung M und die zeitasynchrone Slave-Vorrichtungen AS asynchron kommunizieren, und steuert Tokenweiterleitung zwischen den zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS. Im Folgenden wird die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung SS1 auch als eine Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 bezeichnet. Betrieb durch die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung SS1 entspricht einem Beispiel für ein Kommunikationssteuerverfahren.
Außerdem kann die Master-Vorrichtung M im Folgenden einfach als Master bezeichnet werden. Außerdem kann die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung SS im Folgenden einfach als zeitsynchroner Slave bezeichnet werden. Ferner kann die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS im Nachfolgenden einfach als zeitasynchroner Slave bezeichnet werden. Ferner kann die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 im Nachfolgenden einfach als Token-Verwaltungs-Slave bezeichnet werden.
Obwohl 1 ein Netzwerk des Ringtyps darstellt, ist die Netzwerktopologie nicht auf einen Ringtyp beschränkt und kann zum Beispiel ein Netzwerk des Sterntyps über einen Switching-Hub sein.
2 zeigt ein Beispiel für eine Hardwarekonfiguration der Master-Vorrichtung M und der Slave-Vorrichtung S gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform haben die Master-Vorrichtung M und die Slave-Vorrichtung S die Hardwarekonfiguration von 2 gemeinsam.
Die Master-Vorrichtung M und die Slave-Vorrichtung S sind jeweils mit einem Mikrocomputer 01, einer Kommunikationsvorrichtung 02, einer Eingabevorrichtung 03, einer Eingabeschnittstelle 04, einer Anzeigeschnittstelle 05 und einer Anzeige 06 konfiguriert. Der Mikrocomputer 01 umfasst eine CPU 07 und einen Speicher 08.
Da der Mikrocomputer 01, die Eingabevorrichtung 03, die Eingabeschnittstelle 04, die Anzeigeschnittstelle 05 und die Anzeige 06 dieselben wie die in einer existierenden Master-Vorrichtung und Slave-Vorrichtung enthaltenen sind, werden Beschreibungen weggelassen und nur eine Funktionskonfiguration der Kommunikationsvorrichtung 02 beschrieben.
3 zeigt ein Beispiel für die Funktionskonfiguration der Kommunikationsvorrichtung 02 der Master-Vorrichtung M, und 4 zeigt ein Beispiel für die Funktionskonfiguration der Kommunikationsvorrichtung 02 der Slave-Vorrichtung S.
Wie in 3 dargestellt, ist die Kommunikationsvorrichtung 02 der Master-Vorrichtung M mit einer Sende-/Empfangseinheit 10, einer Verwaltungseinheit 11 und einem internen Register 12 konfiguriert.
Außerdem ist wie in 4 dargestellt die Kommunikationsvorrichtung 02 der Slave-Vorrichtungen S mit einer Sende-/Empfangseinheit 20, einer Verwaltungseinheit 21 und einem internen Register 22 konfiguriert.
Die in 3 dargestellte Funktionskonfiguration wird als Hardware implementiert. Speziell werden die Sende-/Empfangseinheit 10, die Verwaltungseinheit 11 und das interne Register 12 durch Schaltungen realisiert.
Außerdem wird die in 4 dargestellte Funktionskonfiguration als Hardware implementiert. Speziell werden die Sende-/Empfangseinheit 20, die Verwaltungseinheit 21 und das interne Register 22 durch Schaltungen realisiert.
Eine Schaltung ist ein Konzept, das eine Verarbeitungsschaltung wie ein Logik-IC (integrierte Schaltung), ein Gatearray, ein ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) oder ein FPGA (Field-Programmable Gate Array) umfasst.
In 3 führen die Netzwerkschnittstellen 101 und 104 eine Fehlerprüfung von Kommunikationsrahmen (im Nachfolgenden als empfangene Rahmen bezeichnet), die von den Netzwerkports 102 und 103 empfangen werden, unter Verwendung von FCS (Frame Check Sequence) durch und fügen FCS beim Senden der Kommunikationsrahmen zu Kommunikationsrahmen hinzu. Außerdem bestimmen die Netzwerkschnittstellen 101 und 104 das Ziel eines empfangenen Rahmens, und wenn der empfangen Rahmen an die Vorrichtung selbst adressiert ist, transferieren sie den empfangenen Rahmen zu einer Rahmentransfereinheit 112 oder Rahmentransfereinheit 113. Wenn der empfangene Rahmen dagegen an eine andere Vorrichtung adressiert ist, transferieren die Netzwerkschnittstellen 101 und 104 den empfangenen Rahmen zu einer Datenarbitrierungseinheit 106, um so den empfangenen Rahmen weiterzuleiten.
Die Netzwerkports 102 und 103 sind physische Schnittstellen (Verbinder) mit einem Netzwerk.
Ein Puffer 105 behält den Rahmen, auf dessen Übertragung gewartet wird, falls ein Übertragungskonflikt in der Datenarbitrierungseinheit 106 zwischen einem durch den Netzwerkport 102 oder 103 empfangenen Relaisrahmen und einem durch eine Kommunikationsrahmen- Erzeugungseinheit 109 erzeugten Kommunikationsrahmen aufritt.
Die Datenarbitrierungseinheit 106 führt Übertragungsarbitrierung zwischen dem durch den Netzwerkport 102 und 103 empfangenen Relaisrahmen und den durch die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 109 erzeugten Kommunikationsrahmen durch.
Eine Phasenverwaltungseinheit 107 ist ein Automat, der Kommunikationsphasen verwaltet.
Die Kommunikationsphasen gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfassen eine anfängliche Einstellungsphase und eine Festzyklus-Kommunikationsphase.
Eine Netzwerkkonfigurationsinformations-Verwaltungseinheit 108 liest aus dem internen Register 12 die Anzahl der mit der Master-Vorrichtung M verbundenen Slave-Vorrichtungen S, die Stream-Größe und die Anzahl der durch die Slave-Vorrichtungen S gesendeten Streams und die Empfangszeitgrenzen von Rahmen durch die Slave-Vorrichtungen. Außerdem erzeugt die Netzwerkkonfigurationsinformations-Verwaltungseinheit 108 Kommunikationsrahmen zum Einstellen der Slave-Vorrichtungen S in der anfänglichen Einstellungsphase. Ein Stream ist eine Menge von Rahmen, die durch eine Master-Vorrichtung M oder eine Slave-Vorrichtung S in einem Zyklus gesendet wird. Ein Token-Rahmen asynchroner Kommunikation ist auch in dem Stream enthalten.
Die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 109 erzeugt einen Kommunikationsrahmen auf der Basis der von dem Mikrocomputer 01 ausgegebenen Informationen über Festzykluskommunikation.
Eine Zeitverwaltungseinheit 110 zählt die aktuelle Zeit. Außerdem bewirkt die Zeitverwaltungseinheit 110, dass der Mikrocomputer 01 Übertragung eines Kommunikationsrahmens in einem eingestellten Zyklus startet.
Eine Zeitberechnungseinheit 111 berechnet eine Empfangszeitgrenze von Kommunikationsrahmen, die von den Slave-Vorrichtungen S gesendet werden, auf der Basis des Kommunikationszyklus, der Netzwerkkonfigurationsinformationen, der Rahmengröße und der Anzahl der Rahmen.
Die Rahmentransfereinheiten 112 und 113 transferieren empfangene Kommunikationsrahmen, die an die Vorrichtung selbst adressiert sind, zum Mikrocomputer 01.
In 4 führen wie bei den Netzwerkschnittstellen 102 und 104 der Master-Vorrichtung M die Netzwerkschnittstellen 201 und 204 eine Fehlerprüfung von (im Nachfolgenden als empfangene Rahmen bezeichneten) Kommunikationsrahmen, die von Netzwerkports 202 und 203 empfangen werden, unter Verwendung von FCS durch und fügen beim Senden der Kommunikationsrahmen FCS zu Kommunikationsrahmen hinzu. Außerdem bestimmen die Netzwerkschnittstellen 201 und 204 das Ziel eines empfangenen Rahmens, und wenn der empfangene Rahmen an die Vorrichtung selbst adressiert ist, transferieren sie den empfangen Rahmen zu einer Rahmentransfereinheit 213 oder einer Rahmentransfereinheit 214. Wenn der empfangene Rahmen dagegen an eine andere Vorrichtung adressiert ist, transferieren die Netzwerkschnittstellen 201 und 204 den empfangenen Rahmen zu einer Datenarbitrierungseinheit 206, um so den empfangenen Rahmen weiterzuleiten.
Die Netzwerkports 202 und 203 sind physische Schnittstellen (Verbinder) mit einem Netzwerk, wie bei den Netzwerkports 102 und 103 der Master-Vorrichtung M.
Wie bei dem Puffer 105 der Master-Vorrichtung M behält ein Puffer 205 den Rahmen, auf dessen Übertragungen gewartet wird, falls ein Übertragungskonflikt in der Datenarbitrierungseinheit 206 zwischen einem durch den Netzwerkport 202 oder 203 empfangenen Relaisrahmen und einem durch eine Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 209 erzeugten Kommunikationsrahmen auftritt.
Wie bei der Datenarbitrierungseinheit 106 der Master-Vorrichtung M führt die Datenarbitrierungseinheit 206 Übertragungsarbitrierung zwischen dem durch die Netzwerkports 202 und 203 empfangenen Relaisrahmen und dem durch die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 209 erzeugten Kommunikationsrahmen durch.
Wie bei der Phasenverwaltungseinheit 107 der Master-Vorrichtung M ist eine Phasenverwaltungseinheit 207 ein Automat, der die Kommunikationsphasen (anfängliche Einstellungsphase und Festzyklus-Kommunikationsphase) verwaltet.
Wenn die Vorrichtung selbst (Slave-Vorrichtung S) eine Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung ist, erkennt eine Netzwerkkonfigurationsinformations-Verwaltungseinheit 208 die Anzahl der durch die Vorrichtung selbst verwalteten zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS.
Wie bei der Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 109 der Master-Vorrichtung M erzeugt die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 209 einen Kommunikationsrahmen auf der Basis der von dem Mikrocomputer 01 ausgegebenen Informationen über Festzykluskommunikation. Außerdem erzeugt die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 209 einen Token-Rahmen.
Wie bei der Zeitverwaltungseinheit 110 der Master-Vorrichtung M zählt eine Zeitverwaltungseinheit 210 die aktuelle Zeit. Außerdem bewirkt die Zeitverwaltungseinheit 210, dass der Mikrocomputer 01 Übertragung eines Kommunikationsrahmens an einem eingestellten Zyklus startet.
Außerdem extrahiert die Zeitverwaltungseinheit 210 einen Zeitraum, für den keine Kommunikation im Netzwerk durchgeführt wird, als ein verfügbares Band und gibt einen Übertragungstrigger an eine Token-Verwaltungseinheit 212 aus, falls die Vorrichtung selbst (Slave-Vorrichtung S) eine Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung ist.
Außerdem spezifiziert die Zeitverwaltungseinheit 210 die Anzahl zeitasynchroner Slave-Vorrichtungen AS, an die innerhalb des extrahierten verfügbaren Bands (zeitasynchronen Kommunikationsbands) ein Token geleitet werden kann, und meldet die spezifizierte Anzahl zeitasynchroner Slave-Vorrichtungen AS an die Token-Verwaltungseinheit 212, falls die Vorrichtung selbst (Slave-Vorrichtung S) eine Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung ist.
Eine Zeitberechnungseinheit 211 berechnet eine Übertragungszeit des Kommunikationsrahmens der Vorrichtung selbst auf der Basis der Rahmenempfangszeitgrenzen der Slave-Vorrichtungen S, die durch die Master-Vorrichtung M gemeldet werden.
Die Token-Verwaltungseinheit 212 wählt auf der Basis der Anzahl der zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS, an die das Token innerhalb des extrahierten verfügbaren Bands (des zeitasynchronen Kommunikationsbands) geleitet werden kann, die durch die Zeitverwaltungseinheit 210 gemeldet wird, eine Tokenroute aus.
Außerdem verwaltet (speichert) die Token-Verwaltungseinheit 212 Informationen über die ausgewählte Tokenroute. Ferner gibt die Token-Verwaltungseinheit 212 die Informationen über die Tokenroute an die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 209 gemäß dem Übertragungstrigger von der Zeitverwaltungseinheit 210 aus.
Wie bei den Rahmentransfereinheiten 112 und 113 der Master-Vorrichtung M transferieren die Rahmentransfereinheiten 213 und 214 die empfangenen Kommunikationsrahmen, die an die Vorrichtung selbst adressiert sind, zu dem Mikrocomputer 01.
Wenn die Slave-Vorrichtung S die Token-Management-Slave-Vorrichtung ist, fungiert die Verwaltungseinheit 21 als eine Einstellungseinheit.
Das heißt, die Verwaltungseinheit 21 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 stellt ein Band zeitasynchroner Kommunikation ein (das Band zeitasynchroner Kommunikation entspricht einem Zeitraum asynchroner Kommunikation), das ein Zeitraum ist, in dem die Master-Vorrichtung M und die zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 Kommunikation durchführen, zwischen mehreren Bändern zeitsynchroner Kommunikation (ein Band zeitsynchroner Kommunikation entspricht einem Zeitraum synchroner Kommunikation), die mehrere Zeiträume sind, in denen die Master-Vorrichtung M und die zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS1, SS2 und SS3 zeitsynchrone Kommunikation durchführen. Spezieller überwacht die Verwaltungseinheit 21 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 Kommunikation zwischen der Master-Vorrichtung M und der zeitsynchronen Slave-Vorrichtung SS1 (Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1). Dann extrahiert die Verwaltungseinheit 21 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 einen Zeitraum, in dem Kommunikation zwischen der Master-Vorrichtung M und der zeitsynchronen Slave-Vorrichtung SS1 (der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1) durchgeführt wird, als das Band zeitsynchroner Kommunikation und stellt das Band zeitsynchroner Kommunikation zwischen extrahierten Bändern zeitsynchroner Kommunikationsbänder ein.
Außerdem stellt die Verwaltungseinheit 21 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 mehrere Bänder zeitasynchroner Kommunikation ein und bestimmt für jedes der Bänder zeitasynchroner Kommunikation, ob das Token an alle der zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 weitergeleitet werden kann und alle zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 Kommunikation mit der Master-Vorrichtung M innerhalb des Bands zeitasynchroner Kommunikation abschließen können. Speziell misst die Verwaltungseinheit 21 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 einen Zeitraum, der erforderlich ist, damit alle zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 Kommunikation mit der Master-Vorrichtung M abschließen, und bestimmt, ob alle zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 Kommunikation mit der Master-Vorrichtung M für jedes der Bänder zeitasynchroner Kommunikation abschließen können.
Wenn nicht alle zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 Kommunikation mit der Master-Vorrichtung M in jedem der Bänder zeitasynchroner Kommunikation abschließen können, wählt die Verwaltungseinheit 21 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS, die mit der Master-Vorrichtung M kommuniziert, aus den zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 für jeden der Zeiträume asynchroner Kommunikation auf der Basis der Reihenfolge der Tokenweiterleitung aus.
Wenn die Slave-Vorrichtung S die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 ist, fungiert die Sende-/Empfangseinheit 20 als eine Kommunikationsanweisungseinheit.
Das heißt, wenn das Band zeitasynchroner Kommunikation ankommt, weist die Sende-/Empfangseinheit 20 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 die zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 an, mit der Master-Vorrichtung M zu kommunizieren, indem ein Token-Rahmen gesendet wird.
*** Beschreibung der Funktionsweise ***
5 zeigt schematisch die Funktionsweise der Master-Vorrichtung M und der Slave-Vorrichtungen S.
Die Master-Vorrichtung M und die Slave-Vorrichtungen S führen zuerst Verarbeitung in der anfänglichen Einstellungsphase aus (Schritt S101). In der anfänglichen Einstellungsphase werden Bänder zeitsynchroner Kommunikation zwischen der Master-Vorrichtung M und den zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS eingestellt. Zusätzliche stellt die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 ein Band zeitasynchroner Kommunikation zwischen den Bändern zeitsynchroner Kommunikation ein.
Als Nächstes führen die Master-Vorrichtung M und die Slave-Vorrichtungen S Verarbeitung in der Festzyklus-Kommunikationsphase aus (Schritt S102). In der Festzyklus-Kommunikationsphase wird zeitsynchrone Kommunikation zwischen der Master-Vorrichtung M und den zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS in dem Band zeitsynchroner Kommunikation durchgeführt. Außerdem wird die zeitasynchrone Kommunikation zwischen der Master-Vorrichtung M und den zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS in dem Band zeitasynchroner Kommunikation durchgeführt. In der Festzyklus-Kommunikationsphase kommen das Band zeitsynchroner Kommunikation und das Band zeitasynchroner Kommunikation abwechselnd an. Im Prinzip wird die Festzyklus-Kommunikationsphase wiederholt, bis das System stoppt.
Als Nächstes wird die Funktionsweise der anfänglichen Einstellungsphase unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben.
Als Erstes erhält in Schritt S300 die Netzwerkkonfigurationsinformations-Verwaltungseinheit 108 der Master-Vorrichtung M Netzwerkkonfigurationsinformationen von den Slave-Vorrichtungen S und meldet die Einstellungen der Slave-Vorrichtungen S und einen Kommunikationszyklus T_a der zeitsynchronen Kommunikation, der durch den Benutzer voreingestellt wird, an die Zeitberechnungseinheit 111.
Als Nächstes führen in Schritt S301 die Master-Vorrichtung M und die zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS1, SS2 und SS3 Zeitsynchronisation durch. Die Zeitsynchronisation wird durch das in der folgenden Referenzschrift beschriebene Verfahren durchgeführt.
Referenzschrift: IEEE Std 1588-2008
Als Nächstes berechnet in Schritt 302 die Zeitberechnungseinheit 111 der Master-Vorrichtung M die erforderliche Zeit für zeitsynchrone Kommunikation auf der Basis der Rahmengröße und der Anzahl der Rahmen zeitsynchroner Kommunikation, die in der Netzwerkkonfigurationsinformations-Verwaltungseinheit 108 gespeichert sind. Die Rahmengröße und die Anzahl der Rahmen der zeitsynchronen Kommunikation sind feste Werte. Dann berechnet die Zeitberechnungseinheit 111 der Master-Vorrichtung M die Empfangszeitgrenzen von Rahmen in der Master-Vorrichtung M aus den zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS unter Verwendung des nachfolgenden Ausdrucks (3).
Die durch eine Vorrichtung für einen Zyklus gesendete Menge von Rahmen wird wie oben beschrieben als Stream bezeichnet. Eine Stream-Größe S_n einer zeitsynchronen Slave-Vorrichtung n wird durch den nachfolgenden Ausdruck (1) berechnet. Die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung n repräsentiert die n-te zeitsynchrone Slave-Vorrichtung SS.
[Formel 1] $S_n = \sum_{i = 0}^{M - 1} F_{n}_i + L_{I F G} \cdot (M - 1)$
In der obigen Beschreibung repräsentiert Fn_i die Rahmengröße des i-ten Rahmens der zeitsynchronen Slave-Vorrichtung n. L_IFG repräsentiert die Lückenlänge zwischen Rahmen. M repräsentiert die Anzahl der durch eine Vorrichtung gesendeten Rahmen.
Außerdem wird ein Band zeitsynchroner Kommunikation T_n des zeitsynchronen Slave n folgendermaßen berechnet.
T_n = Kommunikationszyklus T_a × (Stream-Größe S_n der zeitsynchronen Slave-Vorrichtung n/Summe der Stream-Größen aller zeitsynchronen Slaves)
Das heißt, T_n kann durch den nachfolgenden Ausdruck (2) ausgedrückt werden.
[Formel 2] $T_n = T_a \times S_n / \sum_{n = 0}^{N_h - 1} S_n$
Die Empfangszeitgrenze im Master des Rahmens der zeitsynchronen Slave-Vorrichtung n kann durch den nachfolgenden Ausdruck (3) ausgedrückt werden. T_k gibt das Band der k-ten zeitsynchronen Slave-Vorrichtung SS an.
[Formel 3] $t_lim_n = \sum_{k = 0}^{n} T_k$
9 zeigt den Kommunikationszyklus T_a, die Bänder zeitsynchroner Kommunikation T_n und Empfangszeitgrenzen t_lim_n der zeitsynchronen Kommunikation. In 9 repräsentiert die vertikale Achse Zeit.
Wie oben beschrieben ist T_a der Kommunikationszyklus von zeitsynchroner Kommunikation. T_0, T_1 und T_2 sind die Zeiträume (Zeitschlitzlängen), die in dem Kommunikationszyklus der Rahmenübertragung der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 und der zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS2 und SS3 zugewiesen sind. T_lim_0, t_lim_1 und t_lim_2 sind die Empfangszeitgrenzen in der Master-Vorrichtung M der durch die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 und die zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS2 und SS3 gesendeten Streams.
Die durch „VERFÜGBAR“ angegebenen Zeiten sind verfügbare Bänder, in denen keine der zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen Kommunikation durchführen. Wie später beschrieben wird, führt die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 Tokenweiterleitung in verfügbaren Bändern durch und bewirkt, dass die zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 zeitasynchrone Kommunikation durchführen.
In Schritt S303 erzeugt die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 109 der Master-Vorrichtung M einen Rahmen zum Melden der Empfangszeitgrenze t_lim_n eines durch die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung n zu sendenden Rahmens, und die Netzwerkports 102 und 103 senden den Rahmen zu den zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen.
In Schritt S304 berechnet die Zeitberechnungseinheit 211 jeder der zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS eine Übertragungsstartzeit t_txlim_n der Vorrichtung selbst auf der Basis der durch die Master-Vorrichtung M gemeldeten Empfangszeitgrenze.
Die Zeitberechnungseinheit 211 berechnet die Übertragungsstartzeit t_txlim_n der Vorrichtung selbst gemäß dem nachfolgenden Ausdruck (4). T_delay_n ist eine Ausbreitungsverzögerung zu der zeitsynchronen Slave-Vorrichtung n, die durch Korrigieren einer Ausbreitungsverzögerung von der Master-Vorrichtung M erhalten wird. T_s repräsentiert die Übertragungsgeschwindigkeit.
[Formel 4] $t_t x lim_n = t_lim_n - S_n / T_s - t_{d e l a y_n}$
Als Nächstes meldet in Schritt S305 die Zeitberechnungseinheit 211 jeder der zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS die berechnete Übertragungsstartzeit an die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 und die Zeitverwaltungseinheit 210 speichert die gemeldete Übertragungsstartzeit. Außerdem meldet jede der zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS die Übertragungsstartzeit der Vorrichtung selbst an die Master-Vorrichtung M.
Als Nächstes stellt in Schritt S306 die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 das Band zeitsynchroner Kommunikation ein. Das heißt, die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 stellt das Band zeitsynchroner Kommunikation auf der Basis der Stream-Größe, der Anzahl der Streams und der Übertragungsstartzeit des Kommunikationsrahmens jeder der zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS1, SS2 und SS3 ein.
Die Master-Vorrichtung M meldet die Stream-Größe, die Anzahl der Streams und die Übertragungsstartzeit des Kommunikationsrahmens jeder der zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS1, SS2 und SS3 an die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1.
Die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 stellt einen Zeitraum von (t_txlim_n) bis (t_txlim_n + S_n/Ts) als ein Band zeitsynchroner Kommunikation innerhalb eines Kommunikationszyklus gemäß Ausdruck (1) und Ausdruck (4) unter Verwendung der von der Master-Vorrichtung M gemeldeten Informationen ein.
Als Nächstes extrahiert in Schritt S307 die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 ein verfügbares Band der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 in einem Kommunikationszyklus. Als Erstes führt die Zeitverwaltungseinheit 210 die zeitsynchrone Kommunikation für einen Zyklus mit der Master-Vorrichtung M und allen mit dem Netzwerk verbundenen zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS durch. Die zeitsynchrone Kommunikation wird gestartet, wenn die Master-Vorrichtung M einen Rahmen zum Melden des Kommunikationsstarts sendet. Jede der synchronen Slave-Vorrichtungen SS, die diesen Rahmen von der Master-Vorrichtung M empfangen hat, erkennt den Start zeitsynchroner Kommunikation und sendet einen Rahmen der Vorrichtung selbst zu der in S304 berechneten Übertragungsstartzeit.
Zu diesem Zeitpunkt verzeichnet die Zeitberechnungseinheit 211 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 die Zeit, in der das Band der Vorrichtung selbst in einem Kommunikationszyklus verfügbar ist.
Die Datenarbitrierungseinheit 206 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 setzt ein Leitungsbenutzungsflag während des Sendens des Kommunikationsrahmens von der Vorrichtung selbst oder des Weiterleitens des Kommunikationsrahmens. Außerdem verzeichnet die Zeitberechnungseinheit 211 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 einen Zeitraum, für den das Leitungsbenutzungsflag negiert ist.
Außerdem meldet die Zeitberechnungseinheit 211 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 einen Zeitraum, in dem ein Band verfügbar wird, das heißt einen Zeitraum, für den das Leitungsbenutzungsflag negiert ist, an die Zeitverwaltungseinheit 210 nach der Kommunikationszyklus-Startzeit. Die Zeitverwaltungseinheit 210 speichert dieses Ergebnis.
Dann stellt die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 als das Band zeitasynchroner Kommunikation den Zeitraum ein, in dem das Band verfügbar wird, der von der Zeitberechnungseinheit 211 gemeldet wird. Das heißt, die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 stellt den Zeitraum zwischen den Bändern zeitsynchroner Kommunikation als das Band zeitasynchroner Kommunikation ein. Da die Intervalle zwischen den Bändern zeitsynchroner Kommunikation bei der vorliegenden Ausführungsform gleich sind, ist das Band zeitasynchroner Kommunikation einer fester Wert.
Als Nächstes misst in Schritt S308 die Zeitberechnungseinheit 211 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 den Kommunikationszeitraum asynchroner Kommunikation (Tokenweiterleitung). Die Zeitberechnungseinheit 211 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 misst den Zeitraum von wenn die Token-Rahmen von der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 gesendet werden bis wenn die Token-Rahmen von den zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS empfangen werden. Da die Token-Rahmen gemulticastet werden, kann die Zeitberechnungseinheit 211 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 den Zeitraum, bis ein Token-Rahmen von der zeitasynchronen Slave-Vorrichtung AS empfangen wird, für jede der zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS messen.
Als Nächstes bestimmt in Schritt S309 die Token-Verwaltungseinheit 212 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 eine Token-Route innerhalb des Bands zeitasynchroner Kommunikation. Die Token-Route ist die Kombination und Reihenfolge zeitasynchroner Slave-Vorrichtungen AS, durch die ein Token in dem Band zeitasynchroner Kommunikation zirkuliert werden kann. Die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 spezifiziert die Anzahl der zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS, an die das Token innerhalb des Bands zeitasynchroner Kommunikation weitergeleitet werden kann, auf der Basis des in Schritt S308 gemessenen Zeitraums. Außerdem meldet die Zeitverwaltungseinheit 210 die spezifizierte Anzahl der zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS an die Tokenverwaltungseinheit 212. Die Tokenverwaltungseinheit 212 lässt die Netzwerkkonfigurationsinformations-Verwaltungseinheit 208 die von der Zeitverwaltungseinheit 210 gemeldete Anzahl der zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS speichern.
Die Token-Verwaltungseinheit 212 bestimmt, ob das Token innerhalb des Bands zeitasynchroner Kommunikation an alle der zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS weitergeleitet werden kann. Wenn das Token innerhalb des Bands zeitasynchroner Kommunikation an alle zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS weitergeleitet werden kann, verwendet die Token-Verwaltungseinheit 212 als die Token-Route die Route, mit der das Token in jedem der Bänder zeitasynchroner Kommunikation an alle zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS weitergeleitet werden kann. Wenn dagegen das Token nicht innerhalb des Bands zeitasynchroner Kommunikation an alle zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS weitergeleitet werden kann, wählt die Token-Verwaltungseinheit 212 die zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS (zeitasynchrone Slave-Vorrichtungen AS, die mit der Master-Vorrichtung M kommunizieren), zwischen denen das Token zirkuliert wird, für jedes der Bänder zeitasynchroner Kommunikation aus.
Speziell wählt die Token-Verwaltungseinheit 212 die zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS, zwischen denen das Token zirkuliert wird, für jedes der Bänder zeitasynchroner Kommunikation gemäß der Reihenfolge der Token-Weiterleitung innerhalb der Anzahl der zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS, an die das Token innerhalb des Bands zeitasynchroner Kommunikation weitergeleitet werden kann, aus. Die mit den zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS, die für jedes der Bänder zeitasynchroner Kommunikation ausgewählt werden, konfigurierte Route wird als die Token-Route für jedes der Bänder zeitasynchroner Kommunikation verwendet. Die Informationen der verwendeten Token-Routen werden in der Token-Verwaltungseinheit 212 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 gespeichert.
Die Informationen der Token-Route, die in der Token-Verwaltungseinheit 212 gespeichert werden, umfassen die Kombination und Reihenfolge der zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS, zwischen denen das Token zirkuliert wird.
Falls zum Beispiel das Token zwischen den beiden zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 in einem Band asynchroner Kommunikation zirkuliert werden kann, entscheidet die Token-Verwaltungseinheit 212 eine Token-Route, die die beiden zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS 1 und AS2 umfasst, als die Token-Route für jedes der Bänder zeitasynchroner Kommunikation.
Falls dagegen das Token nicht in einem Band zeitasynchroner Kommunikation zwischen den beiden zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 zirkuliert werden kann, entscheidet die Token-Verwaltungseinheit 212 eine Token-Route, die nur die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS1 umfasst, als die Token-Route für das anfängliche Band zeitasynchroner Kommunikation und entscheidet eine Token-Route, die nur die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS2 umfasst, als die Token-Route für das nächste Band zeitasynchroner Kommunikation.
Die Token-Verwaltungseinheit 212 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 kann die Token-Route eines bestimmten Bands zeitasynchroner Kommunikation ändern.
Wie oben beschrieben ist die anfängliche Einstellungsphase abgeschlossen und die Festzyklus-Kommunikationsphase wird gestartet (Schritt S310).
Wenn die Token-Route bestimmt wird, meldet spezieller die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 an die Master-Vorrichtung M, dass die Token-Route entschieden wurde, und die Master-Vorrichtung M sendet eine Benachrichtigung zum Starten der Festzyklus-Kommunikation zu den Slave-Vorrichtungen S.
Dann vollzieht die Phasenverwaltungseinheit 107 der Master-Vorrichtung M einen Zustandsübergang zu der Festzyklus-Kommunikationsphase. In jeder der Slave-Vorrichtungen S vollzieht die Phasenverwaltungseinheit 207, wenn die Benachrichtigung zum Starten der Festzyklus-Kommunikation empfangen wird, einen Zustandsübergang zu der Festzyklus-Kommunikationsphase.
In den zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS1, SS2 und SS3 startet die Zeitverwaltungseinheit 210, wenn die Startzeit der Festzyklus-Kommunikation erkannt wird, einen Timer zum Zählen eines Kommunikationszyklus, und der Timer beginnt, heraufzuzählen.
In den zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS1, SS2 und SS3 weist die Zeitverwaltungseinheit 210, wenn der Timer die in Schritt S304 erreichte Übertragungsstartzeit erreicht, die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 209 an, einen Kommunikationsrahmen zu erzeugen. Die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 209 erzeugt einen Kommunikationsrahmen zur zeitsynchronen Kommunikation. Der erzeugte Kommunikationsrahmen wird über die Datenarbitrierungseinheit 206, die Netzwerkschnittstellen 201 und 204 und die Netzwerkports 202 und 203 zu dem Netzwerk gesendet.
Wenn der Timer die Startzeit des Bands zeitasynchroner Kommunikation erreicht, weist außerdem in der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 die Zeitverwaltungseinheit 210 die Token-Verwaltungseinheit 212 an, die Informationen der Token-Route an die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 209 auszugeben. Die Token-Verwaltungseinheit 212 gibt die Informationen der Token-Route an die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 209 aus. Die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 209 erzeugt auf der Basis der Informationen der Token-Route einen Token-Rahmen. Der erzeugte Token-Rahmen wird über die Datenarbitrierungseinheit 206, die Netzwerkschnittstelle 201 und 204 und die Netzwerkports 202 und 203 zu dem Netzwerk gesendet. Ein Beispiel für eine Prozedur zum Senden des Token-Rahmens ist in 8 dargestellt.
Wenn der Timer der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 die Startzeit des Bands zeitasynchroner Kommunikation erreicht (JA in Schritt S311), weist als Erstes in Schritt S312 die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 die Token-Verwaltungseinheit 212 an, den Token-Rahmen zu senden. Die Token-Verwaltungseinheit 212 gibt die gespeicherten Informationen der Token-Route an die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 209 aus und weist die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 209 an, den Token-Rahmen zu erzeugen.
Als Nächstes prüft in Schritt S313 die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 209 die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS, die ein Übertragungsziel des Token-Rahmens ist, mit Bezug auf die Informationen der Token-Route, die von der Token-Verwaltungseinheit 212 ausgegeben werden. Die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS an der ersten Position der Token-Route ist das Übertragungsziel des Token-Rahmens.
Als Nächstes sendet in Schritt S314 die Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit 209 den Token-Rahmen an die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS, die das Übertragungsziel ist, über die Datenarbitrierungseinheit 206, die Netzwerkschnittstelle 201 oder die Netzwerkschnittstelle 204 und den Netzwerkport 202 oder den Netzwerkport 203.
Als Nächstes empfängt in Schritt S315 die Zeitverwaltungseinheit 210 den Token-Rahmen von der zeitasynchronen Slave-Vorrichtung AS an der letzten Position der Token-Route über den Netzwerkport 202 oder den Netzwerkport 203, die Netzwerkschnittstelle 201 oder die Netzwerkschnittstelle 204 und die Datenarbitrierungseinheit 206.
Die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 wiederholt die obige Prozedur und weist die zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 an, für jedes der Bänder zeitasynchroner Kommunikation Daten zu der Master-Vorrichtung M zu senden, indem der Token-Rahmen gesendet wird.
10 zeigt ein Beispiel für die Funktionsweise der Master-Vorrichtung M, der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1, der zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen SS2 und SS3 und der zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 in der Festzyklus-Kommunikationsphase.
In 10 repräsentiert die vertikale Achse Zeit. S_Stream repräsentiert einen Stream der zeitsynchronen Kommunikation und A_Stream repräsentiert einen Stream der zeitasynchronen Kommunikation. In einer Konfiguration von 10 führt die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 Token-Verwaltung der zeitasynchronen Slave-Vorrichtung AS1 und der zeitasynchronen Slave-Vorrichtung AS2 durch. Nach dem Senden des Streams der Vorrichtung selbst zu der Master-Vorrichtung M stellt die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 ein verfügbares Band, bevor der nächste zeitsynchrone Stream (ein zeitsynchroner Stream von der zeitsynchronen Slave-Vorrichtung SS2) weitergeleitet wird, als ein Band zeitasynchroner Kommunikation ein und sendet den Token-Rahmen in diesem Band zeitasynchroner Kommunikation zu der zeitasynchronen Slave-Vorrichtung AS1. Der Token-Rahmen umfasst ein Token. Wenn sie den Token-Rahmen empfängt, sendet die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS1 einen Stream der Vorrichtung selbst zu der Master-Vorrichtung M. Nach dem Senden des Streams der Vorrichtung selbst sendet die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS1 den Token-Rahmen zu der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1.
Als Nächstes leitet die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 einen Stream von der zeitsynchronen Slave-Vorrichtung SS2 weiter. Nach dem Abschließen des Weiterleitens des Streams sendet die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 den Token-Rahmen zu der zeitasynchronen Slave-Vorrichtung AS2.
Wenn sie den Token-Rahmen empfängt, sendet die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS2 einen Stream der Vorrichtung selbst zu der Master-Vorrichtung M. Nach dem Abschluss des Sendens des Streams der Vorrichtung selbst sendet die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS2 den Token-Rahmen zu der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1.
Da die Master-Vorrichtung M die Steuerinformationen der Slave-Vorrichtungen S berechnet und aktualisiert, senden die zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2 die von Token-Rahmen verschiedenen Rahmen zu der Master-Vorrichtung M. Die Master-Vorrichtung M sendet die in einem bestimmten Zyklus aktualisierten Daten zu den zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1 und AS2.
Die obige Funktionsweise wird in der Festzyklus-Kommunikationsphase wiederholt.
*** Beschreibung des Effekts der Ausführungsform ***
Wie oben beschrieben ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Netzwerk, in dem zeitsynchrone Slave-Vorrichtungen und zeitasynchrone Slave-Vorrichtungen koexistieren, nicht notwendig, einen Zeitschlitz ausschließlich zum Durchführen von Token-Weiterleitung für das gesamte Netzwerk einzustellen, im Gegensatz zu einem herkömmlichen System, in dem Token-Weiterleitung in einem verfügbaren Band zwischen zeitsynchroner Kommunikation und zeitsynchroner Kommunikation durchgeführt wird. Dementsprechend kann eine Echtzeiteigenschaft in zeitsynchroner Kommunikation und zeitasynchroner Kommunikation sichergestellt werden. Außerdem können gemäß der vorliegenden Ausführungsform Kommunikationsbänder effektiv verwendet werden, und der Kommunikationszyklus kann verkürzt werden.
Zweite Ausführungsform
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Kommunikationssystem beschrieben, in dem mehrere Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen existieren.
*** Beschreibung der Konfiguration ***
11 zeigt ein Beispiel für eine Konfiguration eines Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Wie in 11 dargestellt, existieren in dem Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform mehrere Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen.
Außerdem gehören in dem Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung SS und zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS zu einer beliebigen von mehreren Token-Verwaltungsgruppen.
Jede der Token-Verwaltungsgruppen umfasst eine
Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung.
In einem Beispiel von 11 gehören die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1, eine zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS1-1 und eine zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS1-2 zu einer Token-Verwaltungsgruppe 1 und eine Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS2, eine zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS2-1, eine zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS2-2 und die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung SS3 zu einerToken-Verwaltungsgruppe 2.
Die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 und die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS2 werden zusammen als eine Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS bezeichnet.
Außerdem werden Prioritäten für die Token-Verwaltungsgruppen eingestellt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass die Token-Verwaltungsgruppe 1 eine höhere Priorität als die derToken-Verwaltungsgruppe 2 aufweist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel für eine Hardwarekonfiguration der Master-Vorrichtung M und der Slave-Vorrichtung S dieselbe wie die in 2 dargestellte.
Außerdem ist ein Beispiel für eine Funktionskonfiguration der Kommunikationsvorrichtung 02 der Master-Vorrichtung M dieselbe wie die in 3 dargestellte, und ein Beispiel für eine Funktionskonfiguration der Kommunikationsvorrichtung 02 der Slave-Vorrichtungen S ist dieselbe wie die in 4 dargestellte.
Im Folgenden werden hauptsächlich Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben. Die nachfolgend nicht beschriebenen Angelegenheiten sind dieselben wie die bei der ersten Ausführungsform.
*** Beschreibung der Funktionsweise ***
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Starttiming der Token-Weiterleitung zwischen den Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen TSS eingeteilt. Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Startzeit der Token-Weiterleitung zwischen den Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen TSS justiert. Diese Verarbeitung verhindert, dass die zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS Token-Weiterleitung zur selben Zeit starten. Der Grund für die Ausführung dieser Verarbeitung wird nachfolgend beschrieben.
Wenn die zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS Token-Weiterleitung zur selben Zeit durchführen, kann jede der asynchronen Slave-Vorrichtungen AS einen Rahmen von einer anderen zeitasynchronen Slave-Vorrichtung AS empfangen, während sie den Rahmen der Vorrichtung selbst sendet. In diesem Fall kann die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS den Rahmen von der anderen zeitasynchronen Slave-Vorrichtung AS erst dann weiterleiten, wenn der Rahmen der Vorrichtung selbst gesendet wurde, und es entsteht eine Verzögerung beim Weiterleiten des Rahmens. Durch ein Auftreten dieser Verzögerung beim Weiterleiten verzögert sich ein Übertragungstiming des Rahmens durch die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS, verglichen mit einem Übertragungstiming, das für die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS durch die Master-Vorrichtung M angefordert wird. Um eine solche Verzögerung zu verhindern, wird die Startzeit der Token-Weiterleitung unter den Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen TSS justiert, so dass die zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS nicht gleichzeitig die Token-Weiterleitung starten.
Als Nächstes wird ein Beispiel für Funktionsweise gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 13 beschrieben.
13 zeigt die Verarbeitung nach Abschluss von S300 bis S305 wie in 6 dargestellt.
Da Schritt S306 derselbe wie der bei der ersten Ausführungsform beschriebene Schritt S306 ist, werden Beschreibungen weggelassen.
Wenn mehrere Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen TSS in einem Kommunikationssystem anwesend sind, meldet die Master-Vorrichtung M, dass die mehreren Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen TSS in dem Kommunikationssystem anwesend sind, an die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen TSS. Jede der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen TSS führt nach der Verarbeitung von S306 eine Bestimmung von S401 aus. Wenn die mehreren Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen TSS anwesend sind (JA in Schritt S401), wird Schritt S403 ausgeführt. Wenn nur eine Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS in dem Kommunikationssystem anwesend ist (NEIN in Schritt S401), werden die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Schritte S307 bis S310 in Schritt S402 ausgeführt.
In Schritt S403 extrahiert die Zeitverwaltungseinheit 210 jeder der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen TSS ein verfügbares Band. Die Prozedur zum Extrahieren des verfügbaren Bands ist dieselbe wie der bei der ersten Ausführungsform beschriebene Schritt S307.
Als Nächstes misst in Schritt S404 die Zeitberechnungseinheit 211 jeder der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen TSS die Kommunikationszeit der zeitasynchronen Kommunikation (Token-Weiterleitung).
Das heißt, die Zeitberechnungseinheit 211 jeder der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen führt die bei der ersten Ausführungsform beschriebene Verarbeitung von Schritt S308 aus und misst einen Zeitraum vom Senden des Token-Rahmens von einer Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS bis zum Empfang des Token-Rahmens von einer zu derselben Token-Verwaltungsgruppe gehörenden zeitasynchronen Slave-Vorrichtung AS.
In einem Beispiel für eine Konfiguration von 11 misst die Zeitberechnungseinheit 211 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 einen Zeitraum vom Senden des Token-Rahmens von der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 bis zum Empfang des Token-Rahmens von den zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS-1 und AS1-2. Außerdem misst die Zeitberechnungseinheit 211 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS2 einen Zeitraum vom Senden des Token-Rahmens von der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS2 bis zum Empfang der Token-Rahmen von den zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS2-1 und AS2-2. Die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen TSS führen die Messung von S404 parallel durch.
Als Nächstes entscheidet in Schritt S405 die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS, die eine Priorität n aufweist, die Token-Route in einem Band zeitasynchroner Kommunikation. Das heißt, eine Token-Route in einem Band zeitasynchroner Kommunikation wird in absteigender Reihenfolge von einer Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS, die zu einer Token-Verwaltungsgruppe mit der höchsten Priorität gehört, entschieden. Die Prozedur zum Bestimmen der Token-Route ist dieselbe wie der bei der ersten Ausführungsform beschriebene S309.
Da bei der vorliegenden Ausführungsform die Priorität der Token-Verwaltungsgruppe 1 höher als die der Token-Verwaltungsgruppe 2 ist, bestimmt die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 zuerst die Token-Route.
Zum Beispiel stellt in 12 die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 ein verfügbares Band 1 als das Band zeitasynchroner Kommunikation der Token-Verwaltungsgruppe 1 ein, zu der die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 gehört.
Dann bestimmt die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1, ob das Token zwischen den zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1-1 und AS1-2 in dem verfügbaren Band 1 zirkuliert werden kann und entscheidet die Token-Route der Token-Verwaltungsgruppe 1. Falls das Token nicht in dem verfügbaren Band 1 zwischen den zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1-1 und AS1-2 zirkuliert werden kann, entscheidet die Zeitverwaltungseinheit 210 die Token-Route, die die zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1-1 und AS1-2 umfasst. Falls dagegen das Token in dem verfügbaren Band 1 nur zu den zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS1-1 weitergeleitet werden kann, entscheidet die Zeitverwaltungseinheit 210 eine Token-Route, die nur die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS1-1 umfasst, in dem verfügbaren Band 1. Dann entscheidet die Zeitverwaltungseinheit 210 in dem verfügbaren Band 2 eine Token-Route, die nur die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung AS1-2 umfasst. Die Prozedur zum Bestimmen der Token-Route ist dieselbe wie der bei der ersten Ausführungsform beschriebene Schritt S309.
Wenn eine Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS mit der nächsthöchsten Priorität anwesend ist (JA in Schritt S406), entscheidet die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS mit der nächsthöchsten Priorität eine Token-Route in der Token-Verwaltungsgruppe in Schritt S405.
In einem Beispiel von 11 entscheidet die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS2 die Token-Route. Wenn ein Teil des verfügbaren Bands 1 übrig bleibt, nachdem die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 Schritt S405 in einem Beispiel von 12 ausführt, meldet die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS1 das übrige Band des verfügbaren Bands 1 an die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS2. Die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS2 stellt das übrige Band des verfügbaren Bands 1 als ein Band zeitasynchroner Kommunikation der Token-Verwaltungsgruppe 2 ein, zu der die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS2 gehört. Dann bestimmt die Zeitverwaltungseinheit 210 der Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung TSS2, ob das Token in dem übrigen Band des verfügbaren Bands 1 zwischen den zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen AS2-1 und AS2-2 zirkuliert werden kann, und entscheidet eine Token-Route der Token-Verwaltungsgruppe 2.
Wenn Token-Routen durch die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen TSS aller Token-Verwaltungsgruppen entschieden sind (NEIN in Schritt S406), ist die anfängliche Einstellungsphase abgeschlossen, und in Schritt S407 wird die Festzyklus-Kommunikationsphase gestartet.
Schritt S407 ist derselbe wie der bei der ersten Ausführungsform beschriebene Schritt S301.
*** Beschreibung des Effekts der Ausführungsform ***
Wie oben beschrieben kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein durch zeitasynchrone Kommunikation belegtes Band verringert werden, indem die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen verteilt und Token-Weiterleitung (zeitasynchrone Kommunikation) mit einem geeigneten Timing durch die Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtungen durchgeführt wird. Dementsprechend ist es möglich, zu verhindern, dass der Kommunikationszyklus aufgrund zeitasynchroner Kommunikation vergrößert wird, selbst in einem großen Netzwerk, in dem es viele zeitsynchrone Slaves gibt und zeitasynchrone Slaves koexistieren, und dadurch kann Kommunikation eines kurzen Zyklus erhalten werden.
Bezugszeichenliste
M: Master-Vorrichtung, SS1: zeitsynchrone Slave-Vorrichtung, SS2: zeitsynchrone Slave-Vorrichtung, SS3: zeitsynchrone Slave-Vorrichtung, AS1: zeitasynchrone Slave-Vorrichtung, AS2: zeitasynchrone Slave-Vorrichtung, AS1-1: zeitasynchrone Slave-Vorrichtung, AS1-2: zeitasynchrone Slave-Vorrichtung, AS2-1: zeitasynchrone Slave-Vorrichtung, AS2-2: zeitasynchrone Slave-Vorrichtung, TSS1: Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung, TSS2: Token-Verwaltungs-Slave-Vorrichtung, 01: Mikrocomputer, 02: Kommunikationsvorrichtung, 03: Eingabevorrichtung, 04: Eingabeschnittstelle, 05: Anzeigeschnittstelle, 06: Anzeige, 07: CPU, 08: Speicher, 10: Sende-/Empfangseinheit, 11: Verwaltungseinheit, 12: internes Register, 101: Netzwerkschnittstelle, 102: Netzwerkport, 103: Netzwerkport, 104: Netzwerkschnittstelle, 105: Puffer, 106: Datenarbitrierungseinheit, 107: Phasenverwaltungseinheit, 108: Netzwerkkonfigurationsinformations-Verwaltungseinheit, 109: Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit, 110: Zeitverwaltungseinheit, 111: Zeitberechnungseinheit, 112: Rahmentransfereinheit, 113: Rahmentransfereinheit, 20: Sende-/Empfangseinheit, 21: Verwaltungseinheit, 22: internes Register, 201: Netzwerkschnittstelle, 202: Netzwerkport, 203: Netzwerkport, 204: Netzwerkschnittstelle, 205: Puffer, 206: Datenarbitrierungseinheit, 207: Phasenverwaltungseinheit, 208: Netzwerkkonfigurationsinformations-Verwaltungseinheit, 209: Kommunikationsrahmen-Erzeugungseinheit, 210: Zeitverwaltungseinheit, 211: Zeitberechnungseinheit, 212: Token-Verwaltungseinheit, 213: Rahmentransfereinheit, 214: Rahmentransfereinheit.

Claims

Zeitsynchrone Slave-Vorrichtung (SS1), die in einem Kommunikationssystem enthalten ist, das eine Master-Vorrichtung (M) und eine zeitasynchrone Slave-Vorrichtung (AS1) umfasst, die mit der Master-Vorrichtung kommuniziert und nicht mit der Master-Vorrichtung zeitsynchronisiert ist, wobei die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung mit der Master-Vorrichtung kommuniziert und mit der Master-Vorrichtung zeitsynchronisiert ist, wobei die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung Folgendes umfasst: eine Einstellungseinheit (21) zum Einstellen eines Zeitraums asynchroner Kommunikation, in dem die Master-Vorrichtung und die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung kommunizieren, zwischen mehreren Zeiträumen synchroner Kommunikation, die mehrere Zeiträume sind, in denen die Master-Vorrichtung und die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung kommunizieren; und eine Kommunikationsanweisungseinheit (20) zum Anweisen der zeitasynchronen Slave-Vorrichtung, mit der Master-Vorrichtung zu kommunizieren, wenn der Zeitraum asynchroner Kommunikation kommt.
Zeitsynchrone Slave-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationssystem mehrere synchrone Slave-Vorrichtungen (SS1, SS2, SS3) umfasst, die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung aus den mehreren zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen ausgewählt wird und die Einstellungseinheit den Zeitraum asynchroner Kommunikation zwischen den mehreren Zeiträumen synchroner Kommunikation einstellt, in denen die Master-Vorrichtung und die mehreren zeitsynchronen Slave-Vorrichtungen kommunizieren.
Zeitsynchrone Slave-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einstellungseinheit Kommunikation zwischen der Master-Vorrichtung und der zeitsynchronen Slave-Vorrichtung überwacht, Zeiträume, in denen die Master-Vorrichtung und die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung kommunizieren, als die mehreren Zeiträume synchroner Kommunikation extrahiert und den Zeitraum asynchroner Kommunikation zwischen den extrahierten mehreren Zeiträumen synchroner Kommunikation einstellt.
Zeitsynchrone Slave-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationssystem mehrere zeitasynchrone Slave-Vorrichtungen umfasst, die Token-Weiterleitung durchführen, die Einstellungseinheit mehrere der Zeiträume asynchroner Kommunikation einstellt, bestimmt, ob ein Token an alle der mehreren zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen weitergeleitet werden kann und alle der mehreren zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen Kommunikation mit der Master-Vorrichtung in jedem der Zeiträume asynchroner Kommunikation abschließen können, und wenn nicht alle der mehreren zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen Kommunikation mit der Master-Vorrichtung in jedem der Zeiträume asynchroner Kommunikation abschließen können, eine zeitasynchrone Slave-Vorrichtung, die mit der Master-Vorrichtung kommuniziert, unter den mehreren zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen auf der Basis einer Reihenfolge der Token-Weiterleitung für jeden der Zeiträume asynchroner Kommunikation auswählt und die Kommunikationsanweisungseinheit für jeden der Zeiträume asynchroner Kommunikation die durch die Einstellungseinheit ausgewählte zeitasynchrone Slave-Vorrichtung anweist, mit der Master-Vorrichtung zu kommunizieren, indem das Token gesendet wird.
Zeitsynchrone Slave-Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Einstellungseinheit einen Zeitraum misst, der erforderlich ist, damit alle der mehreren zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen Kommunikation mit der Master-Vorrichtung abschließen, und bestimmt, ob alle der mehreren zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen Kommunikation mit der Master-Vorrichtung in jedem der Zeiträume asynchroner Kommunikation abschließen können.
Zeitsynchrone Slave-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationssystem mehrere zeitasynchrone Slave-Vorrichtungen umfasst, jede der zeitasynchronen Slave-Vorrichtungen zu irgendeiner von mehreren Gruppe gehört, die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung zu irgendeiner der mehreren Gruppen gehört, Prioritäten für die mehreren Gruppen gesetzt werden und die Einstellungseinheit den Zeitraum asynchroner Kommunikation gemäß einer Priorität einer zugehörigen Gruppe, zu der die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung gehört für eine zu der zugehörigen Gruppe gehörenden zeitasynchronen Slave-Vorrichtung einstellt.
Zeitsynchrone Slave-Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Einstellungseinheit den Zeitraum asynchroner Kommunikation für die zu der zugehörigen Gruppe gehörende zeitasynchrone Slave-Vorrichtung einstellt, nachdem der Zeitraum asynchroner Kommunikation für eine zeitasynchrone Slave-Vorrichtung eingestellt ist, die zu einer Gruppe gehört, die eine höhere Priorität als die der zugehörigen Gruppe aufweist.
Kommunikationssteuerverfahren durch eine zeitsynchrone Slave-Vorrichtung (SS1), die ein Computer ist, der in einem Kommunikationssystem enthalten ist, das eine Master-Vorrichtung (M) und eine zeitasynchrone Slave-Vorrichtung (AS1) umfasst, die mit der Master-Vorrichtung kommuniziert und nicht mit der Master-Vorrichtung zeitsynchronisiert ist, wobei die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung mit der Master-Vorrichtung kommuniziert und mit der Master-Vorrichtung zeitsynchronisiert ist, wobei das Kommunikationssteuerverfahren umfasst: Einstellen eines Zeitraums asynchroner Kommunikation, in dem die Master-Vorrichtung und die zeitasynchrone Slave-Vorrichtung kommunizieren, zwischen mehreren Zeiträumen synchroner Kommunikation, die mehrere Zeiträume sind, in denen die Master-Vorrichtung und die zeitsynchrone Slave-Vorrichtung kommunizieren; und Anweisen der zeitasynchronen Slave-Vorrichtung, mit der Master-Vorrichtung zu kommunizieren, wenn der Zeitraum asynchroner Kommunikation kommt.