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Technischer Bereich
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kommunikationssystem, ein Kommunikationsgerät, ein Kommunikationsverfahren und ein Programm.
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Hintergrund
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In einer Einrichtung, wie beispielsweise einer Fabrik, wird ein System zum Steuern von mehreren Geräten über ein Kommunikationsnetzwerk betrieben. Für ein solches System wird eine Möglichkeit einer effizienten Kooperation zwischen den mehreren Geräten gewünscht, und in einigen Fällen wird eine sogenannte zyklische Kommunikation verwendet, welche erlaubt, dass jedes Gerät gemeinsame Daten in seinem Speicher speichert. Bei der zyklischen Kommunikation wird eine Kommunikation periodisch ausgeführt, um mit anderen Geräten einen Inhalt von Bereichen des Speichers zu teilen, die für das jeweilige Gerät allokiert sind.
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Bei einer typischen zyklischen Kommunikation kommuniziert jedes Gerät nacheinander periodisch, um innerhalb jeder Periode Daten zu synchronisieren, die in den Speichern der Geräte gespeichert sind. In einigen Fällen ist in den Daten eine Periodeninformation zum Identifizieren einer Periode betreffend Daten, die zwischen den Geräten zu übertragen sind, enthalten (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
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Patentliteratur 1 offenbart ein zyklisches Kommunikationssystem, bei welchem mehrere Endgeräte über ein Netzwerk eine zyklische Kommunikation durchführen. Gemäß diesem zyklischen Kommunikationssystem wird, wenn Zyklische-Kommunikation-Daten nach deren Aufteilung in mehrere Datenteile übertragen werden, zu jedem der Datenteile ein Zählwert hinzugefügt, welcher bei jeder Periode der zyklischen Kommunikation gezählt wird. Ein Endgerät, welches die Datenteile, in welche die Daten aufgeteilt sind, empfängt, nimmt auf die Zählwerte Bezug, wodurch Synchronität der mehreren Datenteile sichergestellt wird.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr.
2015-82271 -
Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei der zyklischen Kommunikation ist innerhalb jeder Periode eine Kommunikation zur Datensynchronisierung durchzuführen. Bei dem Fall einer Technik, wie sie in Patentliteratur 1 offenbart ist, bei welcher Daten übertragen werden, welche eine Periodeninformation enthalten, ist denkbar, dass durch ein Gerät, welches die Daten empfängt, eine Periode, die durch die Periodeninformation angegeben wird, gegen eine aktuelle Periode geprüft wird, die in dem Gerät verwaltet wird. Wenn die Perioden übereinstimmen, bestimmt das Gerät, dass die empfangenen Daten gültig sind und verarbeitet die Daten, und, wenn die Perioden nicht übereinstimmen, bestimmt das Gerät, dass die empfangenen Daten ungültig sind und verwirft die Daten. Dies ermöglicht einem Datenübertrager und einem Datenempfänger, Daten zu teilen, die je Periode zu verwalten sind, d. h. innerhalb der jeweiligen Periode zu übertragende Daten.
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Bei einer Konfiguration, welche sowohl ein erstes Gerät, welches mit einer hohen Geschwindigkeit kommuniziert, als auch ein zweites Gerät, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, umfasst, können jedoch Kommunikationen von und zu dem zweiten Gerät innerhalb der jeweiligen Periode nicht abgeschlossen werden. Wenn Daten, die in (genau) einer Periode zu übertragen sind, nicht in der (genau) einen Periode empfangen werden und in einer nächsten Periode empfangen werden, können die Daten insbesondere nicht als Verarbeitungsobjekt behandelt werden und daher kann das Speichern in einem Speicher, in welchem die Daten zu speichern sind, nicht durchgeführt werden. Das Abschließen von Kommunikationen innerhalb der jeweiligen Periode erfordert daher, dass das Gerät, welches mit einer hohen Geschwindigkeit kommuniziert, mit einer verlangsamten Geschwindigkeit arbeitet oder dass das Gerät, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, durch ein Hochleistungsgerät ersetzt wird. Aufgrund der obigen Erfordernisse kann nicht erreicht werden, Geräte mit verschiedenen Kommunikationsleistungsfähigkeiten zu verwenden und dabei den vollen Vorteil der Kommunikationsleistungsfähigkeiten auszuschöpfen, und daher besteht Raum zur Verbesserung der Effizienz eines Kommunikationssystems.
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Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht der vorgenannten Umstände gemacht, und ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Effizienz eines Kommunikationssystems zu verbessern.
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Lösung des Problems
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Um das vorgenannte Ziel zu erreichen, umfasst ein Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung ein erstes Kommunikationsgerät und ein zweites Kommunikationsgerät, welche in vorbestimmten Perioden eine Kommunikation zum Teilen von Speicherdaten, die in einem Speichermittel gespeichert sind, durchzuführen haben. Das erste Kommunikationsgerät überträgt Kommunikationsdaten, welche (i) eine Identifikationsinformation, die eine die Kommunikationsdaten betreffende Periode von anderen Perioden vor und nach der Periode unterscheidet, und (ii) eine Objektinformation, welche angibt, ob die Kommunikationsdaten ein durch die Kommunikation an den vorbestimmten Perioden zu kommunizierendes Objekt oder eine von dem Objekt auszuschließende Ausnahme ist, enthalten. Das zweite Kommunikationsgerät empfängt die Kommunikationsdaten und verwirft die Kommunikationsdaten, wenn (i) die in den empfangenen Kommunikationsdaten enthaltene Objektinformation angibt, dass die Kommunikationsdaten das Objekt sind und (ii) die Periode, welche durch die in den Kommunikationsdaten enthaltene Identifikationsinformation angegeben ist, von einer aktuellen Periode verschieden ist, und verarbeitet die Kommunikationsdaten, wenn die in den Kommunikationsdaten enthaltene Objektinformation angibt, dass die Kommunikationsdaten die Ausnahme sind.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung empfängt das zweite Kommunikationsgerät Kommunikationsdaten, verwirft die Kommunikationsdaten, wenn (i) die in den empfangenen Kommunikationsdaten enthaltene Objektinformation angibt, dass die Kommunikationsdaten das Objekt sind, und (ii) eine Periode, welche durch die in den Kommunikationsdaten enthaltene Identifikationsinformation angegeben ist, von einer aktuellen Periode verschieden ist, und verarbeitet die Kommunikationsdaten, wenn die in den Kommunikationsdaten enthaltene Objektinformation angibt, dass die Kommunikationsdaten die Ausnahme sind. Dies ermöglicht die Verwendung von Geräten mit verschiedenen Kommunikationsleistungsfähigkeiten, wobei der volle Vorteil der Kommunikationsleistungsfähigkeiten ausgeschöpft wird, und daher kann eine Verbesserung der Effizienz eines Kommunikationssystems erreicht werden.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Konfiguration eines Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 2 zeigt einen Zyklusspeicher gemäß der Ausführungsform;
- 3 zeigt Kommunikationen, die in der jeweiligen Periode durch Kommunikationsgeräte gemäß der Ausführungsform durchgeführt werden;
- 4 zeigt eine Hardwarekonfiguration des Kommunikationsgeräts gemäß der Ausführungsform;
- 5 zeigt eine funktionelle Konfiguration des Kommunikationsgeräts gemäß der Ausführungsform;
- 6 ist ein Ablaufdiagramm einer Master-Verarbeitung gemäß der Ausführungsform;
- 7 ist ein Ablaufdiagramm einer Slave-Verarbeitung gemäß der Ausführungsform;
- 8 ist ein Ablaufdiagramm einer Master-Initialisierungsverarbeitung gemäß der Ausführungsform;
- 9 zeigt ein Format eines Frames, welches bei der Master-Initialisierungsverarbeitung gemäß der Ausführungsform übertragen wird;
- 10 ist ein Ablaufdiagramm einer Slave-Initialisierungsverarbeitung gemäß der Ausführungsform;
- 11 zeigt ein Format eines Frames, welches bei der Slave-Initialisierungsverarbeitung gemäß der Ausführungsform übertragen wird;
- 12 ist ein erstes Diagramm, welches ein Beispiel einer Kommunikationsverarbeitung gemäß der Ausführungsform zeigt;
- 13 ist ein zweites Diagramm, welches ein weiteres Beispiel der Kommunikationsverarbeitung gemäß der Ausführungsform zeigt;
- 14 ist ein Ablaufdiagramm einer Master-Kommunikationsverarbeitung gemäß der Ausführungsform;
- 15 zeigt ein Format eines Frames, welches bei der Master-Kommunikationsverarbeitung gemäß der Ausführungsform übertragen wird;
- 16 ist ein drittes Diagramm, welches noch ein weiteres Beispiel der Kommunikationsverarbeitung gemäß der Ausführungsform zeigt;
- 17 zeigt ein Beispiel einer Kommunikationsverarbeitung gemäß eines Vergleichsbeispiels; und
- 18 zeigt ein Beispiel einer Kommunikationsverarbeitung gemäß eines modifizierten Beispiels.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachfolgend wird ein Kommunikationssystem 1000 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Detail mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben.
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Ausführungsform
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Das Kommunikationssystem 1000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entspricht einem Teil eines FA-Systems, welches in einer Fabrik installiert ist. Das Kommunikationssystem 1000 wird gebildet, indem über einen Kommunikationspfad Geräte miteinander verbunden werden, welche in einem System enthalten sind, welches als ein FA-System dient, beispielsweise ein Produktionssystem, ein Inspektionssystem, ein Verarbeitungssystem oder ein anderes System. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Kommunikationssystem 1000 als Kommunikationsgeräte ein Master-Gerät 10 und Slave-Geräte 21, 22 und 30.
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Das Mastergerät 10 und die Slave-Geräte 21, 22 und 30 sind beispielsweise jeweils eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), ein Gerät, welches eine Schnittstelle zu einer SPS bereitstellt, oder ein industrieller Personalcomputer (IPC). Das Master-Gerät 10 und die Slave-Geräte 21, 22 und 30 sind miteinander über ein Kommunikationsnetzwerk 50 verbunden. Das Kommunikationsnetzwerk 50 ist beispielsweise ein Feldnetzwerk, welches durch ein Netzwerkkabel gebildet ist.
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Das Master-Gerät 10 entspricht einem Master-Knoten des Kommunikationssystems 1000, und jedes der Slave-Geräte 21, 22 und 30 entspricht einem Slave-Knoten des Kommunikationssystems 1000. Das Master-Gerät 10 überträgt an die Slave-Geräte 21, 22 und 30 über das Kommunikationsnetzwerk 50 eine Steueranweisung. Jedes der Slave-Geräte 21, 22 und 30 steuert gemäß der Steueranweisung ein daran angeschlossenes, nicht gezeigtes Gerät. Dieses Gerät ist beispielsweise ein Sensorgerät, ein Aktuator oder ein Roboter.
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Das Master-Gerät 10 und die Slave-Geräte 21, 22 und 30 umfassen jeweils einen Zyklusspeicher 41, in welchem gemeinsame Daten gespeichert sind. Der Zyklusspeicher 41 umfasst Speicherbereiche, welche jeweils für ein zugeordnetes Kommunikationsgerät der Kommunikationsgeräte allokiert sind. Insbesondere umfasst der Zyklusspeicher 41, wie in 2 gezeigt ist, einen Speicherbereich A10, welcher für das Master-Gerät 10 allokiert ist, einen Speicherbereich A21, welcher für das Slave-Gerät 21 allokiert ist, einen Speicherbereich A22, welcher für das Slave-Gerät 22 allokiert ist, und einen Speicherbereich A30, welcher für das Slave-Gerät 30 allokiert ist. Jeder dieser Speicherbereiche speichert Daten, die durch das Kommunikationsgerät zu aktualisieren sind, für welches der Speicherbereich allokiert ist. Beispielsweise speichert der Speicherbereich A10 Daten, die durch das Master-Gerät 10 zu aktualisieren sind, und die in dem Speicherbereich A10 gespeicherten Daten werden nicht durch die Slave-Geräte 21, 22 und 30 aktualisiert. Der Zyklusspeicher 41 ist ein Beispiel eines Speichermittels zum Speichern von Daten, die zwischen dem Master-Gerät 10 und den Slave-Geräten 21, 22 und 30 zu teilen sind. Nachfolgend werden die in dem Zyklusspeicher 41 gespeicherten Daten als die „Speicherdaten“ bezeichnet.
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Das Master-Gerät 10 und die Slave-Geräte 21, 22 und 30 führen in vorbestimmten Perioden eine zyklische Kommunikation zum Teilen der in den Zyklusspeichern 41 gespeicherten Speicherdaten durch. 3 zeigt ein Beispiel einer solchen Kommunikation. 3 zeigt das Slave-Gerät 21 beispielhaft für die Slave-Geräte 21 und 22, und daher wird auf eine Darstellung des Slave-Geräts 22 verzichtet.
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Wie in 3 gezeigt ist, überträgt in der Periode T1 jedes der Kommunikationsgeräte Kommunikationsdaten zum Aktualisieren eines Inhalts des Zyklusspeichers 41. Beispielsweise geben die Pfeile 501 an, dass das Master-Gerät 10 an die Slave-Geräte 21 und 30 Kommunikationsdaten überträgt, welche Daten zum Aktualisieren eines Inhalts des Speicherbereichs A10 enthalten. Auf gleiche Weise überträgt jedes der Slave-Geräte 21 und 30 in der Periode T1 an die anderen Kommunikationsgeräte Kommunikationsdaten zum Aktualisieren eines Inhalts der Speicherbereiche A21 und A30. Die Inhalte des Zyklusspeichers 41 werden unter allen Kommunikationsgeräten bis zu einem Endzeitpunkt der Periode T1 geteilt.
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Eine Kommunikation, welche der der Periode T1 gleich ist, wird auch in den anderen Perioden T2 und T3 durchgeführt. Jede der Perioden T1 bis T3 hat beispielsweise eine Länge von 1 µs oder 1 ms. Die Perioden T1, T2 und T3 können Perioden sein, die durch eine Zeitverwaltung durch die mehreren Kommunikationsgeräte vorgegeben sind, die mit einem Netzwerkzeitprotokoll (NTP)-Server verbunden sind, oder können Perioden sein, die nach jeder Übertragung von Kommunikationsdaten durch das Master-Gerät 10 beginnen. In dem Fall, in welchem die Perioden T1, T2 und T3 jeweils nach Übertragung von Kommunikationsdaten von dem Master-Gerät 10 beginnen, können die Perioden T1, T2 und T3 unterschiedliche Längen haben, oder die Slave-Geräte 21 und 30 können eine aktuelle Periode durch Messen einer Dauer bestimmen, welche seit einem Startzeitpunkt einer vorangehenden Periode verstreicht. In diesem Fall wird eine Kommunikation in jeder Periode dadurch abgeschlossen, dass die Slave-Geräte 21 und 30 durch die von dem Master-Gerät 10 übertragenen Kommunikationsdaten dazu veranlasst werden, eine Antwort mit relativ hoher Geschwindigkeit zu geben und Kommunikationsdaten zu übertragen.
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Jedoch ist das Slave-Gerät 30 ein Gerät, welches mit einer Geschwindigkeit kommuniziert, die geringer als Geschwindigkeiten der Slave-Geräte 21 und 22 ist, und daher kann es vorkommen, dass eine Übertragung von Kommunikationsdaten von dem Slave-Gerät 30 nicht innerhalb einer Periode abgeschlossen wird, wie durch den Pfeil 503 angegeben ist. Kommunikationsgeräte gemäß der vorliegenden Ausführungsform (i) behandeln daher die Kommunikationsdaten als ein Objekt der zyklischen Kommunikation, bei welcher eine Kommunikation innerhalb der jeweiligen Periode abzuschließen ist, und verwirft die Kommunikationsdaten oder (ii) behandeln die Kommunikationsdaten als eine Ausnahme von der zyklischen Kommunikation und verwendet diese zum Aktualisieren des Zyklusspeichers 41, jeweils in Abhängigkeit eines Inhalts der wie oben beschrieben übertragenen Kommunikationsdaten.
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Die Slave-Geräte 21 und 22 kommunizieren mit einer Geschwindigkeit, die höher als eine Geschwindigkeit des Slave-Geräts 30 ist, und sind beispielsweise Geräte, die eine Softwareverarbeitung durch einen Hochleistungsprozessor ausführen. Jedoch können die Slave-Geräte 21 und 22 hardwareimplementierte Geräte sein, welche einen dedizierten Kommunikationsschaltungschip verwenden. Das Slave-Gerät 30, welches mit einer Geschwindigkeit kommuniziert, die geringer als die Geschwindigkeiten der Slave-Geräte 21 und 22 ist, ist beispielsweise ein Gerät, welches eine Softwareverarbeitung durch einen leistungsschwachen Prozessor ausführt. Das Master-Gerät 10 führt die oben beschriebene zyklische Kommunikation mit den Slave-Geräten 21 und 22 durch und führt mit dem Slave-Gerät 30 eine Ausnahmekommunikation durch, bei welcher übertragene Kommunikationsdaten als die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation behandelt werden. In dem Fall, in welchem jedoch das Master-Gerät 10 selbst ein Gerät ist, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, führt das Master-Gerät 10 die Ausnahmekommunikation mit allen der Slave-Geräte 21, 22 und 30 durch.
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Nachfolgend werden das Master-Gerät 10 und die Slave-Geräte 21, 22 und 30 einheitlich als die Kommunikationsgeräte 40 bezeichnet.
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Wie in 4 gezeigt ist, umfasst das Kommunikationsgerät 40 als Hardwarekomponenten einen Prozessor 401, einen Hauptspeicher 402, einen Hilfsspeicher 403, einen Eingeber 404, einen Ausgeber 405 und einen Kommunikator 406. Der Hauptspeicher 402, der Hilfsspeicher 403, der Eingeber 404, der Ausgeber 405 und der Kommunikator 406 sind über einen internen Bus 407 mit dem Prozessor 401 verbunden.
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Der Prozessor 401 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU). Der Prozessor 401 führt ein Programm P1 aus, welches in dem Hilfsspeicher 403 gespeichert ist, um diverse Typen von Funktionen des Kommunikationsgeräts 40 zu erreichen, wodurch eine später beschriebene Verarbeitung ausgeführt wird.
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Der Hauptspeicher 402 umfasst einen Direktzugriffsspeicher (RAM). Das Programm P1 wird aus dem Hilfsspeicher 403 in den Hauptspeicher 402 geladen. Der Hauptspeicher 402 wird durch den Prozessor 401 als Arbeitsbereich verwendet.
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Der Hilfsspeicher 403 umfasst einen nichtflüchtigen Speicher, beispielsweise ein EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) und eine Festplatte (HDD). Der Hilfsspeicher 403 speichert das Programm P1 und diverse Typen von Daten, die zur Verarbeitung durch den Prozessor 401 verwendet werden. Der Hilfsspeicher 403 führt gemäß Anweisungen von dem Prozessor 401 dem Prozessor 401 Daten zu, die durch den Prozessor 401 zu verwenden sind, und speichert von dem Prozessor 401 zugeführte Daten.
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Der Eingeber 404 umfasst ein Eingabegerät, beispielsweise Eingabetasten und ein Zeigegerät. Der Eingeber 404 bezieht Information, die durch einen Nutzer des Kommunikationsgeräts 40 eingegeben wird, und sendet eine Mitteilung über die bezogene Information an den Prozessor 401.
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Der Ausgeber 405 umfasst ein Ausgabegerät, beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD) und einen Lautsprecher. Der Ausgeber 405 gibt diverse Typen von Information an den Nutzer gemäß Anweisungen von dem Prozessor 401 wieder.
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Der Kommunikator 406 umfasst eine Netzwerkschnittstellenschaltung zum Kommunizieren mit einem externen Gerät. Der Kommunikator 406 empfängt von außen ein Signal und gibt durch das Signal angegebene Daten an den Prozessor 401 aus. Ferner überträgt der Kommunikator 406 an das externe Gerät ein Signal, welches von dem Prozessor 401 ausgegebene Daten angibt.
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Das Kommunikationsgerät 40 erreicht diverse Funktionen durch Kooperation der in 4 gezeigten Hardwarekomponenten. Wie in 5 gezeigt ist, umfasst das Kommunikationsgerät 40 insbesondere funktionell den Zyklusspeicher 41, eine Kommunikationsschnittstelle 42, welche Kommunikationsdaten an das Kommunikationsnetzwerk 50 überträgt und Kommunikationsdaten von dem Kommunikationsnetzwerk 50 empfängt, einen Empfangsverarbeiter 43, welcher über die Kommunikationsschnittstelle 42 empfangene Kommunikationsdaten verarbeitet, und einen Übertragungsverarbeiter 44, welcher eine Verarbeitung zum Übertragen von Kommunikationsdaten über die Kommunikationsschnittstelle 42 ausführt.
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Der Zyklusspeicher 41 wird hauptsächlich durch den Hauptspeicher 402 verwirklicht. Jedoch ist eine solche Konfiguration nicht begrenzend, und der Zyklusspeicher 41 kann durch den Hilfsspeicher 403 verwirklicht werden.
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Die Kommunikationsschnittstelle 42 wird durch den Kommunikator 406 verwirklicht. Die Kommunikationsschnittstelle 42 überträgt von dem Kommunikationsnetzwerk 50 empfangene Kommunikationsdaten an den Empfangsverarbeiter 43 und überträgt die von dem Übertragungsverarbeiter 44 übertragenen Kommunikationsdaten an das Kommunikationsnetzwerk 50.
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Der Empfangsverarbeiter 43 wird durch Kooperation zwischen dem Prozessor 401 und dem Hauptspeicher 402 verwirklicht. Der Empfangsverarbeiter 43 ist ein Beispiel eines Verarbeitungsmittels zum Verwerfen oder Verarbeiten von empfangenen Kommunikationsdaten. Der Empfangsverarbeiter 43 umfasst einen Empfangene-Daten-Analysator 431, welcher empfangene Kommunikationsdaten analysiert, und einen Empfangspuffer 432, welcher die empfangenen Kommunikationsdaten temporär speichert. Der Empfangene-Daten-Analysator 431 liest eine in den empfangenen Kommunikationsdaten enthaltene Information und bestimmt, ob die Kommunikationsdaten in dem Empfangspuffer 432 zu speichern sind. Kommunikationsdaten, für welche der Empfangene-Daten-Analysator 431 bestimmt, dass sie zu speichern sind, werden in dem Empfangspuffer 432 gespeichert, wohingegen Kommunikationsdaten, für welche bestimmt wurde, dass sie nicht zu speichern sind, verworfen werden. Aus den in dem Empfangspuffer 432 gespeicherten Kommunikationsdaten werden Speicherdaten extrahiert, und die extrahierten Speicherdaten werden in dem Zyklusspeicher 41 gespeichert. Obwohl ein Beispiel erläutert ist, bei welchem der Empfangspuffer 432 Kommunikationsdaten speichert, kann der Empfangspuffer 432 Speicherdaten speichern, die durch den Empfangene-Daten-Analysator 431 aus Kommunikationsdaten extrahiert werden.
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Der Übertragungsverarbeiter 44 wird durch Kooperation zwischen dem Prozessor 401 und dem Hauptspeicher 402 verwirklicht. Der Übertragungsverarbeiter 44 umfasst einen Übertragungsdaten-Erzeuger 441, welcher Kommunikationsdaten erzeugt, und einen Übertragungspuffer 442, welcher zu übertragende Kommunikationsdaten temporär speichert. Der Übertragungsdaten-Erzeuger 441 bestimmt basierend auf einem Ergebnis einer Analyse durch den Empfangene-Daten-Analysator 431 oder durch eine von dem Übertragungsdaten-Erzeuger 441 selbst vorgenommene Bestimmung, ob die zu übertragenden Kommunikationsdaten das Objekt der zyklischen Kommunikation oder die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation sind. Anschließend erzeugt der Übertragungsdaten-Erzeuger 441 Kommunikationsdaten, welche einen Inhalt dieser Bestimmung und die aus dem Zyklusspeicher 41 gelesenen Speicherdaten enthalten, und speichert diese Kommunikationsdaten in den Übertragungspuffer 442. Die in dem Übertragungspuffer 442 gespeicherten Kommunikationsdaten werden an einem durch den Übertragungsverarbeiter 44 gesteuerten Zeitpunkt an das Kommunikationsnetzwerk 50 über die Kommunikationsschnittstelle 42 übertragen. Obwohl ein Beispiel erläutert ist, bei welchem der Übertragungspuffer 442 Kommunikationsdaten speichert, kann der Übertragungspuffer 442 Speicherdaten speichern, die aus dem Zyklusspeicher 41 gelesen sind, und der Übertragungsdaten-Erzeuger 441 kann die Speicherdaten aus dem Übertragungspuffer 442 lesen, um Kommunikationsdaten zu erzeugen.
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Als Nächstes wird mit Bezug zu den 6 bis 15 eine Kommunikationsverarbeitung erläutert, welche durch eine Vielzahl der Kommunikationsgeräte 40 ausgeführt wird. Das Master-Gerät 10 führt eine Master-Verarbeitung aus, wie sie in 6 gezeigt ist, und die Slave-Geräte 21, 22 und 30 führen eine Slave-Verarbeitung aus, wie sie in 7 gezeigt ist. Eine solche Verarbeitung beginnt aufgrund des Einschaltens der Kommunikationsgeräte 40, wodurch Kommunikationen zwischen ihnen über das Kommunikationsnetzwerk 50 ermöglicht werden.
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Bei der in 6 gezeigten Master-Verarbeitung führt das Master-Gerät 10 eine Master-Initialisierungsverarbeitung aus (Schritt S11). Die Master-Initialisierungsverarbeitung ist eine durch das Master-Gerät 10 in einer Initialisierungsphase des Kommunikationssystems 1000 ausgeführte Verarbeitung und ist eine Verarbeitung, welche einstellt, ob das Master-Gerät 10 die zyklische Kommunikation oder die Ausnahmekommunikation durchzuführen hat. Anschließend führt das Master-Gerät 10 eine Master-Kommunikationsverarbeitung aus (Schritt S12). Die Master-Kommunikationsverarbeitung ist eine Verarbeitung zum Kommunizieren mit den Slave-Geräten 21, 22 und 30 in jeder Periode gemäß der in der Master-Initialisierungsverarbeitung durchgeführten Einstellung. Die Master-Initialisierungsverarbeitung und die Master-Kommunikationsverarbeitung werden später im Detail beschrieben.
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Für die in 7 gezeigte Slave-Verarbeitung wird als Beispiel ein Fall erläutert, in welchem die Slave-Verarbeitung durch das Slave-Gerät 30 ausgeführt wird, obwohl die Geräte 21 und 22 die Slave-Verarbeitung ausführen, die derjenigen gleich ist, die durch das Slave-Gerät 30 ausgeführt wird. Bei der Slave-Verarbeitung führt das Slave-Gerät 30 eine Slave-Initialisierungsverarbeitung aus (Schritt S21). Die Slave-Initialisierungsverarbeitung ist eine durch das Slave-Gerät 30 in der Initialisierungsphase des Kommunikationssystems 1000 ausgeführte Verarbeitung und ist eine Verarbeitung, welche einstellt, ob das Slave-Gerät 30 die zyklische Kommunikation oder die Ausnahmekommunikation durchzuführen hat. Die Slave-Initialisierungsverarbeitung wird parallel zu der Master-Initialisierungsverarbeitung ausgeführt. Anschließend führt das Slave-Gerät 30 eine Slave-Kommunikationsverarbeitung aus (Schritt S22). Die Slave-Kommunikationsverarbeitung ist eine Verarbeitung zum Kommunizieren mit dem Master-Gerät 10 und den Slave-Geräten 21 und 22 in jeder Periode gemäß der in der Slave-Initialisierungsverarbeitung durchgeführten Einstellung. Die Slave-Initialisierungsverarbeitung und die Slave-Kommunikationsverarbeitung werden später im Detail beschrieben.
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Als Nächstes werden die Master-Initialisierungsverarbeitung und die Slave-Initialisierungsverarbeitung in dieser Reihenfolge erläutert. Wie in 8 gezeigt ist, bestimmt in der Master-Initialisierungsverarbeitung das Master-Gerät 10, ob das lokale Gerät durch Softwareverarbeitung kommuniziert (Schritt S 111). Insbesondere bestimmt der Übertragungsverarbeiter 44 des Master-Geräts 10, ob eine Kommunikation zum Teilen der Speicherdaten mit den anderen Kommunikationsgeräten 40 durch Softwareverarbeitung durch das lokale Gerät durchzuführen ist. Softwareverarbeitung benötigt mehr Zeit bis zum Abschluss als Hardwareverarbeitung, und daher kann eine Kommunikation durch Softwareverarbeitung als Kommunikation mit geringer Geschwindigkeit bezeichnet werden.
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Wenn das Master-Gerät 10 hingegen einen Hochleistungsprozessor 401 umfasst, kann eine durch Softwareverarbeitung durchgeführte Kommunikation eine Hochgeschwindigkeitskommunikation sein. In Schritt S111 kann daher eine positive Bestimmung unter der Voraussetzung vorgenommen werden, dass zusätzlich zu der Voraussetzung, dass die Kommunikation durch Softwareverarbeitung durchzuführen ist, das Master-Gerät 10 einen vorbestimmten Typ eines Prozessors 401 umfasst. Ferner, selbst wenn die Kommunikation durch Softwareverarbeitung durchgeführt wird, kann in Schritt S111 eine negative Bestimmung vorgenommen werden, wenn ein vorbestimmter Typ eines Prozessors 401 vorgesehen ist. Des Weiteren kann in Schritt S111 eine positive Bestimmung unter der Voraussetzung vorgenommen werden, dass zusätzlich zu der Voraussetzung, dass die Kommunikation durch Softwareverarbeitung durchgeführt wird, eine Verarbeitungslast einer solchen Softwareverarbeitung hoch ist. Ob die Verarbeitungslast hoch ist, kann basierend auf einer Bestimmung bestimmt werden, ob ein Quellcode eine Größe hat, die einen Grenzwert übersteigt, oder kann basierend auf einer Bestimmung bestimmt werden, ob eine in der Vergangenheit zum Ausführen benötigte Dauer einen Grenzwert übersteigt.
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Wenn bestimmt wird, dass das lokale (Master-) Gerät durch Softwareverarbeitung kommuniziert (Ja in Schritt S111), sendet das Master-Gerät 10 an alle der Slave-Geräte eine Mitteilung, dass das lokale Gerät mit geringer Geschwindigkeit kommuniziert, und weist diese an, mit dem lokalen Gerät die Ausnahmekommunikation durchzuführen (Schritt S 112). Insbesondere erzeugt der Übertragungsverarbeiter 44 ein Frame 60 in einem Format, wie es beispielhaft in 9 gezeigt ist. Das Frame 60 umfasst einen Header-Teil 61, einen Daten-Teil 62 und einen Abschluss-Teil 63. Der Header-Teil 61 umfasst eine Zieladresse 611, welche ein Kommunikationsgerät 40 angibt, welches ein Ziel des Frames 60 ist, eine Übertragungsquellenadresse 612, welche ein Kommunikationsgerät 40 angibt, welches eine Übertragungsquelle des Datenframes 60 ist, und eine Frametypinformation 613, welche einen Typ des Frames 60 angibt. Der Daten-Teil 62 umfasst eine Anweisungsinformation 621, welche eine Anweisung für die Slave-Geräte 21, 22 und 30 dahingehend angibt, ob die Ausnahmekommunikation durchzuführen ist. Die Anweisungsinformation 621 ist beispielsweise ein 1-Bit-Flag. Wenn ein Wert dieses Flags 0 ist, werden die Slave-Geräte nicht angewiesen, die Ausnahmekommunikation durchzuführen, und können daher die zyklische Kommunikation durchführen oder die Ausnahmekommunikation in Abhängigkeit ihrer Kommunikationsleistungsfähigkeit durchführen. Wenn der Wert dieses Flags 1 ist, wird eine Mitteilung gesendet, dass das Master-Gerät 10 mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, und alle der Slave-Geräte werden angewiesen, die Ausnahmekommunikation durchzuführen.
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Wieder bezugnehmend auf 8, kehrt nach Schritt S112 eine durch das Master-Gerät 10 ausgeführte Verarbeitung von der Master-Initialisierungsverarbeitung zu der in 6 gezeigten Master-Verarbeitung zurück.
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Im Gegensatz dazu, wenn bestimmt wird, dass das lokale (Master-) Gerät kein Gerät ist, welches durch Softwareverarbeitung kommuniziert (Nein in Schritt S111), bestimmt das Master-Gerät 10, ob das lokale Gerät mit einer Geschwindigkeit kommuniziert, welche geringer als Geschwindigkeiten der anderen Kommunikationsgeräte 40 ist (Schritt S113). Insbesondere bestimmt der Übertragungsverarbeiter 44, ob der Hilfsspeicher 403 des Master-Geräts 10 einen Parameter speichert, welcher angibt, dass das Master-Gerät 10 ein Gerät ist, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert. Dieser Parameter kann vor der Auslieferung des Master-Geräts 10 eingestellt werden oder kann durch den Nutzer im Vorhinein eingestellt werden. Ferner kann das Master-Gerät 10 an die anderen Kommunikationsgeräte 40 eine Anfrage bezüglich der Kommunikationsleistungsfähigkeiten stellen und kann einen Vergleich mit der Kommunikationsleistungsfähigkeit des lokalen (Master-) Geräts durchführen, um die Bestimmung in Schritt S113 vorzunehmen.
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Wenn bestimmt wird, dass das lokale (Master-) Gerät mit einer Geschwindigkeit kommuniziert, die geringer als die Geschwindigkeiten der anderen Kommunikationsgeräte 40 ist (Ja in Schritt S 113), führt das Master-Gerät 10 die Verarbeitung mit Schritt S112 fort. Im Gegensatz dazu, wenn bestimmt wird, dass das lokale (Master-) Gerät kein Gerät ist, welches mit einer Geschwindigkeit kommuniziert, die geringer als die Geschwindigkeiten der anderen Kommunikationsgeräte 40 ist (Nein in Schritt S113), fordert das Master-Gerät 10 von jedem Slave-Gerät eine Geräteinformation betreffend die Slave-Geräte 21, 22 und 30 an (Schritt S114). Insbesondere erzeugt der Übertragungsverarbeiter 44 für jedes der Slave-Geräte 21, 22 und 30 ein Frame zum Abfragen, ob eine Kommunikation mit geringer Geschwindigkeit erfolgt oder ob eine Kommunikation mit hoher Geschwindigkeit erfolgt. Dieses Frame kann ein Format haben, wie es in 9 gezeigt ist. Wenn das Frame in dem in 9 gezeigten Format erzeugt wird, umfasst dieses Frame die Anweisungsinformation 621, welche eine Anweisung angibt, die Ausnahmekommunikation nicht durchzuführen. Die erzeugten Frames werden an die Slave-Geräte 21, 22 und 30 über die Kommunikationsschnittstelle 42 übertragen.
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Anschließend empfängt das Master-Gerät 10 die Geräteinformation von den Slave-Geräten 21, 22 und 30 (Schritt S115). Insbesondere empfängt der Empfangsverarbeiter 43 über die Kommunikationsschnittstelle 42 Antworten von den Slave-Geräten 21, 22 und 30 betreffend die in Schritt S114 gemachten Anforderungen. Dies ermöglicht dem Master-Gerät 10, zu bestimmen, ob das jeweilige Slave-Gerät 21, 22 und 30 ein Gerät ist, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, oder ein Gerät ist, welches mit einer hohen Geschwindigkeit kommuniziert.
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Anschließend bestimmt das Master-Gerät 10, die Ausnahmekommunikation mit einem Slave-Gerät durchzuführen, welches mit einer Geschwindigkeit kommuniziert, die geringer als Geschwindigkeiten von anderen Kommunikationsgeräten 40 ist, und die zyklische Kommunikation mit den anderen Slave-Geräten durchzuführen. Insbesondere sendet der Empfangsverarbeiter 43 an den Übertragungsverarbeiter 44 eine Mitteilung über die in Schritt S115 empfangene Geräteinformation. Daher erzeugt der Übertragungsverarbeiter 44 für die Slave-Geräte 21 und 22, welche mit einer hohen Geschwindigkeit kommunizieren, Frames für die zyklische Kommunikation und erzeugt für das Slave-Gerät 30, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, ein Frame für die Ausnahmekommunikation. Danach kehrt die Verarbeitung durch das Mastergerät 10 von der Master-Initialisierungsverarbeitung zu der in 6 gezeigten Master-Verarbeitung zurück.
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Bei der Slave-Initialisierungsverarbeitung, welche durch das Slave-Gerät 30 gleichzeitig zu der oben beschriebenen Master-Initialisierungsverarbeitung durchgeführt wird, bestimmt, wie in 10 gezeigt ist, das Slave-Gerät 30, ob von dem Master-Gerät 10 die Anweisung zum Durchführen der Ausnahmekommunikation empfangen wird (Schritt S211). Insbesondere bestimmt der Empfangsverarbeiter 43 des Slave-Geräts 30, ob die Anweisung in Schritt S112 der 8 über die Kommunikationsschnittstelle 42 empfangen wird.
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Wenn bestimmt wird, dass die Anweisung zum Durchführen der Ausnahmekommunikation von dem Master-Gerät 10 empfangen wurde (Ja in Schritt S211), bestimmt das Slave-Gerät 30, die Ausnahmekommunikation durchzuführen (Schritt S212). Dies führt dazu, dass in Kommunikationsdaten, die durch den Übertragungsverarbeiter 44 des Slave-Geräts 30 erzeugt werden, eine Information enthalten ist, die angibt, dass die Kommunikationsdaten als die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation zu behandeln sind. Danach kehrt die durch das Slave-Gerät 30 ausgeführte Verarbeitung von der Slave-Initialisierungsverarbeitung zu der in 7 gezeigten Slave-Verarbeitung zurück.
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Im Gegensatz dazu, wenn bestimmt wird, dass die Anweisung zum Durchführen der Ausnahmeverarbeitung von dem Master-Gerät 10 nicht empfangen wurde (Nein in Schritt S211), bestimmt das Slave-Gerät 30, ob von dem Master-Gerät 10 die Anforderung nach der Geräteinformation gemacht wird (Schritt S213). Insbesondere bestimmt der Empfangsverarbeiter 43 des Slave-Geräts 30, ob über die Kommunikationsschnittstelle Daten empfangen werden, welche die in Schritt S114 der 8 gemachte Anforderung angeben.
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Wenn bestimmt wird, dass die Anforderung nach der Geräteinformation nicht gemacht wird (Nein in Schritt S213), wiederholt das Slave-Gerät 30 die Bestimmung in Schritt S213 und wartet, bis die Anforderung nach der Geräteinformation gemacht wird. Im Gegensatz dazu, wenn bestimmt wird, dass die Anforderung nach der Geräteinformation gemacht ist (Ja in Schritt S213), bestimmt das Slave-Gerät 30, ob das lokale (Slave-) Gerät durch Softwareverarbeitung kommuniziert (Schritt S214). Diese Bestimmung wird durch eine Verarbeitung vorgenommen, die der Verarbeitung zum Vornehmen der Bestimmung in Schritt S111 der Master-Initialisierungsverarbeitung der 8 gleich ist.
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Wenn bestimmt wird, dass das lokale (Slave-) Gerät durch Softwareverarbeitung kommuniziert (Ja in Schritt S214), bestimmt das Slave-Gerät 30, die Ausnahmekommunikation durchzuführen, und überträgt an das Master-Gerät 10 als Antwort die Geräteinformation, welche angibt, dass das lokale Gerät mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert (Schritt S215). Insbesondere erzeugt der Übertragungsverarbeiter 44 des Slave-Geräts 30 ein Frame 60 in einem Format wie in dem in 11 gezeigten Beispiel und überträgt es über die Kommunikationsschnittstelle 42. Der Daten-Teil 62 dieses Frames 60 umfasst eine Geräteinformation 622, welche angibt, dass das Slave-Gerät 30 selbst mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert. Die Geräteinformation 622 ist beispielsweise ein 1-Bit-Flag. Wenn sein Wert 0 ist, gibt dieses Flag eine Kommunikation mit einer geringen Geschwindigkeit an, oder, wenn sein Wert 1 ist, gibt es eine Kommunikation mit einer hohen Geschwindigkeit an. Wieder bezugnehmend auf 10 kehrt nach Schritt S215 die durch das Slave-Gerät 30 ausgeführte Verarbeitung von der Slave-Initialisierungsverarbeitung zu der in 7 gezeigten Slave-Verarbeitung zurück.
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Im Gegensatz dazu, wenn bestimmt wird, dass das lokale (Slave-) Gerät kein Gerät ist, welches durch Softwareverarbeitung kommuniziert (Nein in Schritt S214), bestimmt das Slave-Gerät 30, ob das lokale Gerät mit einer Geschwindigkeit kommuniziert, die geringer als Geschwindigkeiten der anderen Kommunikationsgeräte 40 ist (Schritt S216). Diese Bestimmung wird durch eine Verarbeitung vorgenommen, die der Verarbeitung zum Vornehmen der Bestimmung in Schritt S113 der Master-Initialisierungsverarbeitung der 8 gleich ist.
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Wenn bestimmt wird, dass das lokale (Slave-) Gerät mit einer Geschwindigkeit kommuniziert, die geringer als die Geschwindigkeiten der anderen Kommunikationsgeräte 40 ist (Ja in Schritt S216), führt das Slave-Gerät 30 die Verarbeitung mit Schritt S215 fort. Im Gegensatz dazu, wenn bestimmt wird, dass das lokale (Slave-) Gerät kein Gerät ist, welches mit einer Geschwindigkeit kommuniziert, die geringer als die Geschwindigkeiten der anderen Kommunikationsgeräte 40 ist (Nein in Schritt S216), bestimmt das Slave-Gerät 30, die zyklische Kommunikation durchzuführen, und überträgt an das Master-Gerät 10 als Antwort die Geräteinformation, welche angibt, dass das lokale Gerät mit einer hohen Geschwindigkeit kommuniziert (Schritt S217). Insbesondere erzeugt der Übertragungsverarbeiter 44 des Slave-Geräts 30 ein Frame 60 in einem Format, wie es in 11 gezeigt ist, und überträgt es über die Kommunikationsschnittstelle 42. Der Daten-Teil 62 dieses Frames 60 umfasst eine Geräteinformation 622, welche angibt, dass das Slave-Gerät 30 selbst mit einer hohen Geschwindigkeit kommuniziert. Danach kehrt die durch das Slave-Gerät 30 ausgeführte Verarbeitung von der Slave-Initialisierungsverarbeitung zu der in 7 gezeigten Slave-Verarbeitung zurück.
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Durch Ausführen der Master-Initialisierungsverarbeitung und der Slave-Initialisierungsverarbeitung wird für jedes Kommunikationsgerät 40 eine Bestimmung dahingehend vorgenommen, ob die zyklische Kommunikation oder die Ausnahmekommunikation durchzuführen ist. Insbesondere führen das Slave-Gerät 30, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, und das Master-Gerät 10, welches ein Hauptkommunikationspartner des Slave-Geräts 30 ist, eine Ausnahmekommunikation durch, und das Master-Gerät 10 und die anderen Slave-Geräte, d. h. die Slave-Geräte 21 und 22, führen die zyklische Kommunikation durch. In dem Fall, in welchem das Master-Gerät 10 mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, wird die Ausnahmekommunikation zwischen dem Master-Gerät 10 und allen der Slave-Geräte 21, 22 und 30 durchgeführt. Kommunikationsgeräte 40, welche die Ausnahmekommunikation durchführen, übertragen Kommunikationsdaten, welche eine Information enthalten, die angibt, dass die Kommunikationsdaten als ein Objekt der Ausnahmekommunikation zu behandeln sind, wohingegen Kommunikationsgeräte 40, welche die zyklische Kommunikation durchführen, Kommunikationsdaten übertragen, welche eine Information enthalten, die angibt, dass die Kommunikationsdaten als das Objekt der zyklischen Kommunikation zu behandeln sind.
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Zum Beispiel, wenn das Master-Gerät 10 ein Gerät ist, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, führen das Master-Gerät 10 und alle der Slave-Geräte die Ausnahmekommunikation durch, wie in 12 gezeigt ist. Wie in 12 gezeigt ist, bestätigt das Master-Gerät 10 insbesondere, dass das lokale Gerät ein Gerät ist, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert (Schritt S31). Dieser Schritt S31 entspricht einer positiven Bestimmung in Schritt S111 und einer positiven Bestimmung in Schritt S113 der Master-Initialisierungsverarbeitung, welche in 8 gezeigt sind.
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Anschließend sendet das Master-Gerät 10 an die Slave-Geräte 21, 22 und 30 eine Mitteilung, dass das Master-Gerät 10 selbst mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert (Schritt S32). 12 zeigt lediglich das Slave-Gerät 21 stellvertretend für die Slave-Geräte 21, 22 und 30. Dieser Schritt S32 entspricht Schritt S112 der Master-Initialisierungsverarbeitung, welcher in 8 gezeigt ist.
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Dann empfängt das Slave-Gerät 21 die in Schritt S32 gesendete Mitteilung und bestimmt, die Ausnahmekommunikation durchzuführen (Schritt S33). Dieser Schritt S33 entspricht Schritt S212 der Slave-Initialisierungsverarbeitung, welcher in 10 gezeigt ist. Danach überträgt und empfängt das Slave-Gerät 21 in einer Kommunikationsphase des Kommunikationssystems 1000 mit dem Master-Gerät 10 Kommunikationsdaten, welche eine Objektinformation enthalten, die angibt, dass die Kommunikationsdaten die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation sind. Diese Kommunikationsphase wird später im Detail beschrieben.
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Wenn das Master-Gerät 10 ein Gerät ist, welches mit einer hohen Geschwindigkeit kommuniziert, und das Slave-Gerät 30 ein Gerät ist, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, bestätigt das Slave-Gerät 30, dass das lokale Gerät ein Gerät ist, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert (Schritt S35), wie in 13 gezeigt ist. Dieser Schritt S35 entspricht einer positiven Bestimmung in Schritt S214 und einer positiven Bestimmung in Schritt S216 der Slave-Initialisierungsverarbeitung, welche in 10 gezeigt sind.
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Dann sendet das Slave-Gerät 30 an das Master-Gerät 10 eine Mitteilung, dass das Slave-Gerät 30 selbst mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert (Schritt S36). Dieser Schritt S36 entspricht Schritt S215 der Slave-Initialisierungsverarbeitung, welcher in 10 gezeigt ist.
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Dann empfängt das Master-Gerät 10 die in Schritt S36 gesendete Mitteilung und bestimmt, mit dem Slave-Gerät 30 die Ausnahmekommunikation durchzuführen (Schritt S37). Dieser Schritt S37 entspricht Schritt S116 der Master-Initialisierungsverarbeitung, welcher in 8 gezeigt ist. Danach überträgt und empfängt das Master-Gerät 10 in der Kommunikationsphase des Kommunikationssystems 1000 mit dem Slave-Gerät 30 Kommunikationsdaten, welche eine Objektinformation enthalten, die angibt, dass die Kommunikationsdaten die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation sind.
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Als Nächstes wird die Master-Kommunikationsverarbeitung, welche durch das Master-Gerät 10 in der Kommunikationsphase des Kommunikationssystems 1000 ausgeführt wird, mit Bezug zu den 14 und 15 erläutert. Bei dieser Master-Kommunikationsverarbeitung enthält das Master-Gerät 10 in zu übertragenden Kommunikationsdaten (i) eine Identifikationsinformation, welche eine Periode betreffend die Kommunikationsdaten identifiziert, und (ii) eine Objektinformation, welche angibt, ob die Kommunikationsdaten das Objekt der zyklischen Kommunikation oder die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation sind, und überträgt die Kommunikationsdaten an die Slave-Geräte 21, 22 und 30 (Schritt S121).
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Insbesondere erzeugt der Übertragungsverarbeiter 44 des Master-Geräts 10 ein Frame 60 in einem Format wie dem des Beispiels der 15 und überträgt das Frame über die Kommunikationsschnittstelle 42. Der Header-Teil 61 dieses Frames 60 enthält zusätzlich zu der Zieladresse 611, der Übertragungsquellenadresse 612 und der Frametypinformation 613 eine Identifikationsinformation 614 zum Unterscheiden einer Periode von anderen Perioden vor und nach der Periode und eine Objektinformation 615, welche angibt, dass dieses Frame 60 das Objekt der zyklischen Kommunikation oder die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation, welche von dem Objekt der zyklischen Kommunikation auszuschließen ist, ist. Der Daten-Teil 62 dieses Frames 60 speichert Speicherdaten zum Aktualisieren des Zyklusspeichers 41.
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Die Identifikationsinformation 614 ist beispielsweise ein 7-Bit-Datum, und eine durch die Identifikationsinformation 614 angegebene Periode ist beispielsweise eine Zahl einer Periode inklusive einer Zeit, zu welcher das Master-Gerät 10 das Frame 60 überträgt. Diese Zahl ist ein sequenzieller numerischer Wert und wird nach jeder Periodenaktualisierung inkrementiert. Die durch die Identifikationsinformation 614 angegebene Periode ist jedoch nicht auf dieses Beispiel begrenzt und kann frei modifiziert werden.
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Die Objektinformation 615 ist beispielsweise ein 1-Bit-Flag. Wenn sein Wert 0 ist, gibt dieses Flag an, dass das Frame 60 das Objekt der zyklischen Kommunikation ist, oder, wenn sein Wert 1 ist, gibt es an, dass das Frame 60 die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation ist und das Objekt der Ausnahmekommunikation ist.
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Wieder bezugnehmend auf 14 bestimmt das Master-Gerät 10, ob Kommunikationsdaten empfangen sind (Schritt S122). Insbesondere bestimmt der Empfangsverarbeiter 43, ob von den anderen Kommunikationsgeräten 40 über die Kommunikationsschnittstelle 42 Kommunikationsdaten empfangen sind.
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Wenn bestimmt wird, dass Kommunikationsdaten nicht empfangen sind (Nein in Schritt S122), setzt das Master-Gerät 10 die Verarbeitung mit Schritt S128 fort. Im Gegensatz dazu, wenn bestimmt wird, dass Kommunikationsdaten empfangen sind (Ja in Schritt S122), bestimmt das Master-Gerät 10, ob eine in den empfangenen Kommunikationsdaten enthaltene Objektinformation angibt, dass die Kommunikationsdaten das Objekt der zyklischen Kommunikation sind (Schritt S123).
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Wenn bestimmt wird, dass die Objektinformation das Objekt der zyklischen Kommunikation nicht angibt (Nein in Schritt S123), bestimmt das Master-Gerät 10, dass die empfangenen Kommunikationsdaten das Objekt der Ausnahmekommunikation sind und verarbeitet diese Kommunikationsdaten (Schritt S124). Insbesondere verarbeitet das Master-Gerät 10 die empfangenen Kommunikationsdaten unabhängig von einer durch die Identifikationsinformation der Kommunikationsdaten angegebenen Periode. Weiter insbesondere speichert der Empfangsverarbeiter 43 die Kommunikationsdaten in dem Empfangspuffer 432. Wenn die in Kommunikationsdaten enthaltene Objektinformation angibt, dass die Kommunikationsdaten die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation sind, verarbeitet daher der Empfangsverarbeiter 43 die Kommunikationsdaten.
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Im Gegensatz dazu, wenn bestimmt wird, dass die Objektinformation das Objekt der zyklischen Kommunikation angibt (Ja in Schritt S123), bezieht das Master-Gerät 10 eine aktuelle Periode, welche durch das lokale (Master-) Gerät verwaltet wird (Schritt S125). Insbesondere liest der Empfangsverarbeiter 43 Daten, welche in dem Hauptspeicher 402 gespeichert sind und die aktuelle Periode angeben.
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Dann bestimmt das Master-Gerät 10, ob die Periode, welche durch die in den empfangenen Kommunikationsdaten enthaltene Identifikationsinformation angegeben ist, gleich der in Schritt S125 bezogenen aktuellen Periode ist (Schritt S126). Wenn bestimmt wird, dass die Perioden gleich sind (Ja in Schritt S126), führt das Master-Gerät 10 die Verarbeitung mit Schritt S124 fort. Im Gegensatz dazu, wenn bestimmt wird, dass die Perioden nicht gleich sind (Nein in Schritt S126), verwirft das Master-Gerät 10 die empfangenen Kommunikationsdaten (Schritt S127). Wenn Kommunikationsdaten, welche das Objekt der zyklischen Kommunikation sind, in einer Periode empfangen werden, welche von einer durch die Kommunikationsdaten angegebenen Periode verschieden ist, werden die Kommunikationsdaten daher verworfen. D. h., der Empfangsverarbeiter 43 verwirft Kommunikationsdaten, wenn (i) die in den Kommunikationsdaten enthaltene Objektinformation angibt, dass die Kommunikationsdaten das Objekt der zyklischen Kommunikation sind, und (ii) eine Periode, welche durch die in den Kommunikationsdaten enthaltene Identifikationsinformation angegeben ist, von der aktuellen Periode verschieden ist.
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Nach Abschluss von Schritt S124 oder Schritt S127 oder wenn in Schritt S122 eine negative Bestimmung vorgenommen wird, bestimmt das Master-Gerät 10, ob die aktuelle Zeit nach einer Zeit zur Periodenaktualisierung ist (Schritt S128).
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Wenn bestimmt wird, dass die aktuelle Zeit nicht nach der Zeit zur Periodenaktualisierung ist (Nein in Schritt S128), führt das Master-Gerät 10 die Verarbeitung von Schritt S122 und nachfolgend aus. Im Gegensatz dazu, wenn bestimmt wird, dass die aktuelle Zeit nach der Zeit zur Periodenaktualisierung ist (Ja in Schritt S128), aktualisiert das Master-Gerät 10 die Periode (Schritt S129). Insbesondere aktualisiert das Master-Gerät 10 die aktuelle Periode, welche durch das lokale Gerät verwaltet wird. Danach kehrt die Verarbeitung durch das Master-Gerät 10 von der in 14 gezeigten Master-Kommunikationsverarbeitung zu der in 6 gezeigten Master-Verarbeitung zurück.
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In der Kommunikationsphase des Kommunikationssystems 1000 wird die in 7 gezeigte Slave-Kommunikationsverarbeitung parallel zu der oben beschriebenen Master-Kommunikationsverarbeitung ausgeführt. Die Slave-Kommunikationsverarbeitung ist gleich der in 14 gezeigten Master-Kommunikationsverarbeitung. In der Slave-Kommunikationsverarbeitung kann jedoch eine Übertragung von Daten entsprechend dem Schritt S121 an einem Zeitpunkt durchgeführt werden, an welchem eine durch das Slave-Gerät 30 selbstverwaltete Periode aktualisiert wird, oder kann durch den Empfang von Daten von dem Master-Gerät 10 ausgelöst werden. Ferner sind Kommunikationsdaten, welche in einem dem Schritt S122 entsprechenden Prozess zu der Bestimmung „Daten sind empfangen“ führen, Kommunikationsdaten von dem Master-Gerät 10 und Kommunikationsdaten von den anderen Slave-Geräten.
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Wie oben beschrieben ist, wenn eines aus dem Master-Gerät 10 und den Slave-Geräten 21, 22 und 30 als ein erstes Kommunikationsgerät, welches Kommunikationsdaten überträgt, bezeichnet wird und ein anderes Gerät als ein zweites Kommunikationsgerät, welches Kommunikationsdaten empfängt, bezeichnet wird, verwirft das zweite Kommunikationsgerät die empfangenen Kommunikationsdaten, wenn (i) eine in den Kommunikationsdaten enthaltene Objektinformation angibt, dass die Kommunikationsdaten das Objekt der zyklischen Kommunikation sind, und (ii) eine Periode, welche durch eine in den Kommunikationsdaten enthaltene Identifikationsinformation angegeben ist, von einer aktuellen Periode verschieden ist. Ferner, wenn eine in Kommunikationsdaten enthaltene Objektinformation angibt, dass die Kommunikationsdaten die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation sind, bearbeitet das zweite Kommunikationsgerät die Kommunikationsdaten. Dies ermöglicht die Verwendung von Geräten mit verschiedenen Kommunikationsleistungsfähigkeiten, wobei der volle Vorteil der Kommunikationsleistungsfähigkeiten ausgeschöpft wird, und daher kann eine Verbesserung der Effizienz eines Kommunikationssystems erreicht werden.
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Insbesondere wird bei den Kommunikationsgeräten 40, welche das Master-Gerät 10, das Slave-Gerät 21, das Slave-Gerät 22 oder das Slave-Gerät 30 sind, die Bestimmung, ob die Kommunikationsdaten das Objekt der zyklischen Kommunikation oder die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation sind, in Abhängigkeit davon vorgenommen, ob die Kommunikationsdaten von einem Gerät übertragen oder durch dieses empfangen werden, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert. In dem Fall, in welchem das Master-Gerät 10 und das Slave-Gerät 21 mit einer hohen Geschwindigkeit kommunizieren, das Slave-Gerät 30 jedoch mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, wird die zyklische Kommunikation daher zwischen dem Master-Gerät 10 und dem Slave-Gerät 21 durchgeführt, wohingegen zwischen dem Master-Gerät 10 und dem Slave-Gerät 30 die Ausnahmekommunikation durchgeführt wird.
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16 zeigt beispielhafte Übertragungen von Daten in einem solchen Fall zusammen mit den Inhalten der Identifikationsinformation 614 und der Objektinformation 615 davon. Das Slave-Gerät 30 ist ein Gerät mit geringer Geschwindigkeit, und daher können von dem Slave-Gerät 30 in einer Periode T2 übertragene Daten durch das Master-Gerät 10 in einer Periode T3 empfangen werden, wie in 16 gezeigt ist. Ohne solche Daten zu verwerfen, kann das Master-Gerät 10 solche Daten empfangen und verarbeiten. Dies ermöglicht eine Verwendung von Kommunikationsgeräten 40 mit unterschiedlichen Kommunikationsleistungsfähigkeiten, wobei der volle Vorteil ihrer Kommunikationsleistungsfähigkeiten ausgeschöpft wird.
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17 zeigt ein Vergleichsbeispiel, bei welchem alle der Kommunikationsgeräte 40 die zyklische Kommunikation durchführen. In diesem Beispiel werden in der Periode T2 von dem Slave-Gerät 30 übertragene Daten, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, verworfen, wenn sie durch das Master-Gerät 10 in der Periode T3 empfangen werden, was in einem Scheitern der Übertragung von Information von dem Slave-Gerät 30 zu dem Master-Gerät 10 und des Teilens des Inhalts in dem Zyklusspeicher 41 zwischen dem Master-Gerät 10 und dem Slave-Gerät 30 resultiert. Dies kann Unannehmlichkeiten im Betrieb des FA-Systems verursachen, welches das Kommunikationssystem 1000 umfasst. Bei dem Kommunikationssystem 1000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform empfängt und verarbeitet das Master-Gerät 10 Daten von dem Slave-Gerät 30, und daher kann ein Auftreten der oben beschriebenen Unannehmlichkeit vermieden werden.
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Ferner wird die Objektinformation, welche angibt, ob Kommunikationsdaten das Objekt der zyklischen Kommunikation sind, in dem Header-Teil des Frames gespeichert, welches die Kommunikationsdaten sind. Das Kommunikationsgerät 40, welches die Kommunikationsdaten empfängt, kann daher sogar vor dem Empfangen des Daten-Teils der Kommunikationsdaten allein durch Prüfen des Header-Teils bestimmen, ob die Kommunikationsdaten das Objekt der zyklischen Kommunikation sind.
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Obwohl das Durchführen der Ausnahmekommunikation dazu führt, dass das Teilen zwischen allen der Kommunikationsgeräte 40 innerhalb jeder Periode nicht garantiert werden kann, kann ein geeigneter Betrieb durchgeführt werden, indem berücksichtigt wird, dass eine solche Garantie nicht für ein Gerät gegeben wird, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert.
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Ferner überträgt das erste Kommunikationsgerät, welches Kommunikationsdaten überträgt, in dem Fall, in welchem das lokale Gerät ein Gerät ist, welches durch Softwareverarbeitung kommuniziert, Kommunikationsdaten, welche eine Objektinformation enthalten, welche angibt, dass die Kommunikationsdaten die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation sind. Dies ermöglicht, dass Kommunikationsdaten, welche durch das erste Kommunikationsgerät, das mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, übertragen werden, als das Objekt der Ausnahmekommunikation behandelt werden, und daher können Kommunikationsdaten, die für die Ausnahmekommunikation geeignet sind, als das Objekt der Ausnahmekommunikation behandelt werden.
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Ferner überträgt das Kommunikationsdaten übertragende erste Kommunikationsgerät in dem Fall, in welchem es mit einer Geschwindigkeit kommuniziert, die geringer als Geschwindigkeiten der anderen Geräte ist, Kommunikationsdaten, welche eine Objektinformation enthalten, die angibt, dass die Kommunikationsdaten die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation sind. Dies ermöglicht, dass Kommunikationsdaten, die von dem ersten Kommunikationsgerät übertragen werden, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, als das Objekt der Ausnahmekommunikation behandelt werden, und daher können Kommunikationsdaten, die für die Ausnahmekommunikation geeignet sind, als das Objekt der Ausnahmekommunikation behandelt werden.
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Ferner überträgt das erste Kommunikationsgerät, welches Kommunikationsdaten überträgt, Kommunikationsdaten, die eine Objektinformation enthalten, die angibt, dass die Kommunikationsdaten die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation sind, als Reaktion auf eine Mitteilung von dem zweiten Gerät, welches ein Ziel der Kommunikationsdaten ist. Insbesondere empfangen die Slave-Geräte 21, 22 und 30 die in Schritt S112 der 8 gesendete Mitteilung und führen die Ausnahmekommunikation durch. Zudem empfängt das Master-Gerät 10 als Mitteilung, die angibt, dass die Slave-Geräte 21, 22 und 30 Geräte mit geringer Geschwindigkeit sind, eine Geräteinformation, wie in Schritt S115 der 8 gezeigt ist, und führt die Ausnahmekommunikation durch. Dies ermöglicht einem Kommunikationspartner eines Kommunikationsgeräts 40, welches ein Gerät mit geringer Geschwindigkeit ist, eine wechselseitige Ausnahmekommunikation mit dem Kommunikationsgerät 40 durchzuführen. Ein Gerät, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, kann nicht fähig sein, einen Übertragungszeitpunkt zu steuern, und kann nicht fähig sein, alle Kommunikationsdaten zu empfangen und zu verarbeiten, die in einer Periode mit hoher Geschwindigkeit übertragen werden. Das Durchführen der Ausnahmekommunikation durch den Kommunikationspartner des Kommunikationsgeräts 40, welches ein Gerät mit geringer Geschwindigkeit ist, ist daher gewünscht.
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Obwohl vorangehend eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform begrenzt.
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Zum Beispiel ist eine Anzahl der Kommunikationsgeräte 40 nicht auf die Anzahl begrenzt, die in dem Beispiel der 1 gezeigt ist, und kann frei geändert werden.
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Ferner, obwohl ein Beispiel beschrieben ist, in welchem ein 1-Bit-Flag dazu verwendet wird, eine Mitteilung zu senden, die angibt, dass das erste Kommunikationsgerät ein Gerät mit geringer Geschwindigkeit ist, ist dies nicht begrenzend. Beispielsweise kann das erste Kommunikationsgerät eine Mitteilung empfangen, dass das zweite Kommunikationsgerät durch Softwareverarbeitung kommuniziert, und kann als Reaktion auf diese Mitteilung die Ausnahmekommunikation durchführen. Das zweite Kommunikationsgerät kann an das erste Kommunikationsgerät eine Mitteilung senden, welche angibt, dass das lokale Gerät durch Softwarekommunikation kommuniziert. Eine solche Mitteilung wird beispielsweise durch ein Muster verwirklicht, welches durch einen Code aus wenigstens 2 Bits ausgedrückt ist.
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Ferner, obwohl ein Beispiel beschrieben ist, in welchem jedes der Slave-Geräte 21, 22 und 30, wenn das Master-Gerät 10 Geräteinformation sammelt, eine Geräteinformation überträgt und bestimmt, ob das lokale Gerät die zyklische Kommunikation oder die Ausnahmekommunikation durchzuführen hat, ist dies nicht begrenzend. Beispielsweise kann, wie in 18 gezeigt ist, das Master-Gerät 10 jedes Slave-Gerät in Abhängigkeit von gesammelter Geräteinformation anweisen, die zyklische Kommunikation oder die Ausnahmekommunikation durchzuführen, und jedes Slave-Gerät kann in Abhängigkeit dieser Anweisung die zyklische Kommunikation oder die Ausnahmekommunikation durchführen. Ferner, wenn die gesammelte Geräteinformation angibt, dass eines der Slave-Geräte mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, kann das Master-Gerät 10 das eine Slave-Gerät anweisen, Kommunikationsdaten zu übertragen, welche eine Objektinformation enthalten, die angibt, dass die Kommunikationsdaten die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation sind. Diese Anweisung kann unter Verwendung eines Frames 60 in dem in 9 gezeigten Format verwirklicht werden.
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18 zeigt ein Beispiel, in welchem das Master-Gerät 10 und das Slave-Gerät 30 keine gegenseitige Ausnahmekommunikation miteinander durchführen und das Master-Gerät 10 an alle Slave-Geräte Kommunikationsdaten überträgt, welche das Objekt der zyklischen Kommunikation sind. In der vorgenannten Ausführungsform ist ein Beispiel beschrieben, in welchem ein Paar von Kommunikationsgeräten bestimmt wird, welches eine wechselseitige Ausnahmekommunikation durchführt. Wie in 18 gezeigt ist, kann jedoch das erste Kommunikationsgerät, welches mit einer geringen Geschwindigkeit kommuniziert, Kommunikationsdaten übertragen, welche das Objekt der Ausnahmekommunikation sind, und das zweite Kommunikationsgerät, welches Kommunikationsdaten empfängt, kann die Kommunikationsdaten als die Ausnahme von der zyklischen Kommunikation behandeln und an das erste Kommunikationsgerät Kommunikationsdaten übertragen, welche das Objekt der zyklischen Kommunikation sind.
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Ferner können die Kommunikationsdaten, welche das Objekt der Ausnahmekommunikation sind, die Identifikationsinformation 614 weglassen. Im Falle solcher Kommunikationsdaten kann das Kommunikationsgerät 40, welches die Kommunikationsdaten empfangen hat, die Kommunikationsdaten unabhängig von dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Identifikationsinformation 614 verarbeiten.
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Ferner können die Funktionen des Kommunikationsgeräts 40 durch dedizierte Hardware oder durch ein normales Computersystem verwirklicht werden.
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Beispielsweise kann ein Gerät zum Ausführen der oben beschriebenen Verarbeitung verwirklicht werden durch Verteilen des Programms P1, welches durch den Prozessor 401 auszuführen ist, durch Speichern des Programms P1 in einem nichtflüchtigen computerlesbaren Aufzeichnungsmedium und anschließendem Installieren des Programms P1 auf einem Computer. Eine Diskette, eine CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory), eine DVD (Digital Versatile Disc) und eine magnetooptische (MO) Diskette sind als Beispiele eines solchen Aufzeichnungsmediums denkbar.
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Ferner kann das Programm P1 in einem Laufwerk gespeichert werden, welches in einem Servergerät an einem Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise dem Internet, enthalten ist, und kann auf einem Computer heruntergeladen werden, beispielsweise durch Überlagern des Programms P1 auf eine Trägerwelle.
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Ferner kann die oben beschriebene Verarbeitung auch durch Starten und Ausführen des Programms P1 verwirklicht werden, wobei das Programm P1 über das Kommunikationsnetzwerk übertragen wird.
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Ferner kann die oben beschriebene Verarbeitung auch verwirklicht werden durch Ausführen des gesamten Programms P1 oder Teilen davon auf dem Servergerät und Ausführen eines Programms unter Verwendung des Computers, wobei Information betreffend die Verarbeitung über das Kommunikationsnetzwerk übertragen und empfangen wird.
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In dem Fall, in welchem die oben beschriebenen Funktionen durch ein Betriebssystem (OS) durch Zuweisung zu dem Betriebssystem implementiert sind oder durch Kooperation zwischen dem Betriebssystem und einer Anwendung implementiert sind, ist es beispielsweise erlaubt, dass lediglich Teile des Programms P1 auf dem Medium gespeichert und verteilt werden, die von einem Teil des Programms P1 verschieden sind, der durch das Betriebssystem ausgeführt wird. Alternativ können solche Teile des Programms P1 auf einen Computer heruntergeladen werden.
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Ferner sind Mittel zum Verwirklichen der Funktionen des Kommunikationsgeräts 40 nicht auf Software begrenzt, und ein Teil oder alle der Funktionen können durch dedizierte Hardware verwirklicht werden, welche eine Schaltung umfasst.
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Das Vorangegangene beschreibt einige beispielhafte Ausführungsformen zum Zweck der Erläuterung. Obwohl die vorangegangene Diskussion spezifische Ausführungsformen präsentiert hat, versteht der Fachmann, dass Änderungen in Form und Detail gemacht werden können, ohne von dem breiteren Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sind die Beschreibung und die Zeichnungen eher als beispielhaft, denn als restriktiv zu betrachten. Diese detaillierte Beschreibung ist daher nicht als begrenzend anzusehen und der Umfang der Erfindung ist allein durch die beigefügten Ansprüche definiert, zusammen mit dem vollen Umfang von Äquivalenten, die solchen Ansprüchen zugeordnet sind.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Offenbarung ist zum Betreiben mehrerer Kommunikationsgeräte mit unterschiedlichen Kommunikationsleistungsfähigkeiten geeignet.
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Bezugszeichenliste
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- 1000
- Kommunikationssystem;
- 10
- Master-Gerät;
- 21, 22, 30
- Slave-Gerät;
- 40
- Kommunikationsgerät;
- 41
- Zyklusspeicher;
- 42
- Kommunikationsschnittstelle;
- 43
- Empfangsverarbeiter;
- 431
- Empfangene-Daten-Analysator;
- 432
- Empfangspuffer;
- 44
- Übertragungsverarbeiter;
- 441
- Übertragungsdaten-Erzeuger;
- 442
- Übertragungspuffer;
- 401
- Prozessor;
- 402
- Hauptspeicher;
- 403
- Hilfsspeicher;
- 404
- Eingeber;
- 405
- Ausgeber;
- 406
- Kommunikator;
- 50
- Kommunikationsnetzwerk;
- 60
- Frame;
- 61
- Header-Teil;
- 611
- Zieladresse;
- 612
- Übertragungsquellenadresse;
- 613
- Frametypinformation;
- 614
- Identifikationsinformation;
- 615
- Objektinformation;
- 62
- Daten-Teil;
- 621
- Anweisungsinformation;
- 622
- Geräteinformation;
- 63
- Abschluss-Teil;
- A10, A21, A22, A30
- Speicherbereich;
- P1
- Programm.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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