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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation zwischen
einer Master-Station und einer Vielzahl von Slave-Stationen über ein Kommunikationsnetzwerk
durch Übertragen
von Stapelübertragungsrahmen
von der Master-Station an die Slave-Stationen und durch Übertragen
von Antwortrahmen von den Slave-Stationen an die Master-Station als Antwort
darauf. Dabei sind die Vielzahl von Slave-Stationen mittels einer
Servoverstärker-Steuervorrichtung
zur Steuerung eines Servomotors und eines Hauptwellenmotors und
mittels einer Hauptwellenverstärker-Steuervorrichtung
ausgestaltet, wohingegen die Master-Station mittels einer numerischen Steuervorrichtung
ausgestaltet ist.
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Aus
der Zusammenfassung der
JP 03088446
A (Patent Abstracts of Japan) ist ein Abfragesystem bekannt,
bei dem eine Master-Station bei Systemstart und wenn keine Übertragungsdaten
von einer Slave-Station kommen eine Übertragungsreihenfolge sendet.
Die Slave-Station speichert die von der Master-Station empfangene Übertragungsreihenfolge.
Wenn von einer anderen Slave-Station
Daten empfangen werden, wird die nachfolgende Übertragungsstation von der Übertragungsstationsnummer
in den Daten und der gespeicherten Übertragungsreihenfolge unterschieden,
und wenn die Station die eigene Station ist, wird die Stationsnummer der
eigenen Station zu Fernmessdaten hinzugefügt, die Übertragungsdaten werden editiert
und die Daten gesendet.
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Aus
der Zusammenfassung der
JP 02304607
A (Patent Abstracts of Japan) ist ein Startsystem in einem
Computersystem bekannt. Es wird eine Startreihenfolgendatei beschrieben,
in welcher eine Übertragungsreihenfolgen-Bestimmung
beinhaltet ist. Die Ankunft eines Startbefehls in den Knoten des
Systems wird auf Grundlage der Übereinstimmung
des Inhalts eines vorgeschriebene-Reihenfolge-Zählers und der jeweiligen eigenen
Startsequenz bestimmt. Dabei beinhaltet jeder Knoten eine vorbestimmte
Information, welche z.B. in einem EPROM gespeichert ist, welche
bestimmt, zu welchem Zeitpunkt in Bezug auf die anderen Knoten die eigene
Startprozedur eingeleitet werden soll. Dabei wird die Startprozedur
in demjenigen Knoten ausgeführt,
welcher in der Reihenfolge auf 1 gesetzt ist.
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In
der herkömmlichen
Kommunikations-Steuervorrichtung wurde das folgende Kommunikations-Steuerverfahren
eingeführt.
Darin wird für eine
Vielzahl von Slave-Stationen eine einzelne Master-Station zur Verfügung gestellt.
Um eine Vielzahl von Slave-Stationen
mit der einzelnen Master-Station zu synchronisieren, wird der Stapelübertragungsrahmen
(batch transmission frame) in dem Stapelverarbeitungsmodus (Batch-Verarbeitungsmodus)
von der Master-Station zu der Vielzahl von Slave-Stationen übertragen,
und dann können
die Slave- Stationen,
die diesen Stapelübertragungsrahmen
empfangen, mit der Master-Station synchronisiert werden.
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In
anderen Worten wird die Steuerzeitgabe der entsprechenden Servoverstärker (servo-amplifiers)
mit der Steuerzeitgabe des Hauptwellenverstärkers (Main-Shaft-Verstärkers) in
Antwort auf den Kommunikations-Startcode des Stapelübertragungsrahmens
synchronisiert, der von der Master-Station übertragen worden ist. Basierend
auf dem synchronisierten Referenzzeitgeber starten die Slave-Stationen
die Übertragung
zu der Hauptstation bei unterschiedlichen Zeitpunkten (timing) unter
Berücksichtigung
der ID-Nummer der entsprechenden Slave-Stationen.
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Solch
eine herkömmliche
Kommunikations-Steuervorrichtung ist z.B. in der veröffentlichten japanischen
Patentanmeldung Nr. 4-293338, die 1992 veröffentlicht wurde, beschrieben.
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In
der oben beschriebenen herkömmlichen Kommunikations-Steuervorrichtung
können
keine genauen Zeitgabensteuerungen ausgeführt werden, wobei aber notwendigerweise
sehr lange Zeitperioden dafür
erforderlich sind, daß die
Master-Station die Rahmen empfängt,
die von allen diesen Slave-Stationen übertragen werden. Der Grund
dafür, daß solche
sehr genauen Zeitgabensteuerungen nicht realisiert werden konnten,
ist der folgende: Bei Erfassung des von der Master-Station gesendeten Stapelübertragungsrahmens
setzt jede dieser Slave-Stationen den Zeitgaben-Synchronisationszähler, der
in den eigenen Slave-Stationen verwendet wird, zurück. Wenn
der Zählwert
dieses zeitgabensynthetisierenden Zählers einen gewissen definierten
wert erreicht (die definierten Werte sind für die entsprechenden Slave-Stationen
unterschiedlich), erzeugt die Slave-Station das Übertragungs-Einleitungssignal, das
verwendet wird, um den Rahmen zu der Master-Station zu übertragen.
Wenn die sehr genaue Übertragungs-Einleitungszeitgabe
bestimmt wird, vergrößert sich
das Ausmaß der
Vergleicherschaltung zum Vergleichen der definierten Werte und der Zählwerte
der Zeitgaben-Synchronisationszähler. Folglich
ergibt sich ein Problem dergestalt, daß die Schaltungsausmaße der Slave-Stationen vergrößert werden.
Diese Lösung
kann in der Praxis nicht akzeptiert werden.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das oben beschriebene Problem
zu lösen,
und ein Verfahren zur Kommunikation zwischen einer Master-Station und einer
Vielzahl von Slave-Stationen über
ein Kommunikationsnetzwerk bereitzustellen, das es ermöglicht,
eine Leerlaufzeit zu verkürzen, während der
jede der Slave-Stationen keine Übertragung
zur Master-Station ausführt,
um eine maximale Übertragungseffizienz
innerhalb einer begrenzten Bandbreite des Netzwerks zu erreichen.
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Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
wiedergegeben.
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Die
Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß je kürzer die Antwortzeit von der
Vielzahl von Slave-Stationen zu der Master-Station wird, desto besser
kann die Kommunikationssteuerung realisiert werden.
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In
einer beispielhaft erläuterten
Kommunikations-Steuervorrichtung, in der ein Stapelübertragungsrahmen
in einem Batchmodus (Stapelmodus) von einer Master-Station zu einer
Vielzahl von Slave-Stationen übertragen
wird und individuelle Antwortrahmen von den entsprechenden Slave-Stationen
zu der Master-Station übertragen
werden, werden, wenn vorher ein Stapelübertragungsrahmen von der Master-Station übertragen
worden ist, der eine Übertragungsanweisungsbezeichnung
enthält, und
die entsprechenden Slave-Stationen der Master- Station auch antworten, Antwortrahmen
aufeinanderfolgend in einer kontinuierlichen Art und Weise, basierend
auf der Übertragungsreihenfolgenbezeichnung
(transmission order designation) übertragen, die von der Master-Station
jedesmal, wenn die Übertragung
des Antwortrahmens durch die Slave-Station vor der eigenen Slave-Station
beendet ist, übertragen
wird.
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Gemäß einer
beispielsweisen Ausgestaltung dieser Kommunikations-Steuervorrichtung
wird die Antwortrahmenübertragung
von der Slave-Station zu der Master-Station zu einer bestimmten
Zeitgabe, basierend auf innerhalb der Slave-Stationen angeordneten
Referenzzählern,
geschaltet, wobei die Zeitgabenphasen davon mit einer Zeitgabenphase der
Master-Station in Übereinstimmung
gebracht werden, und ebenso eine Stationsnummer einer vorbestimmten
Slave-Station.
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Gemäß einer
weiteren beispielsweisen Ausgestaltung dieser Kommunikations-Steuervorrichtung
führt die
Master-Station vorher eine Erkennung aus, welche Slave-Station mit
einem Netzwerk verbunden ist, indem eine Initialisierungs-Kommunikation
ausgeführt
wird.
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Gemäß einer
weiteren beispielsweisen Ausgestaltung dieser Kommunikations-Steuervorrichtung
führt,
wenn die Übertragung
von den Slave-Stationen zu der Master-Station ausgeführt wird,
die Master-Station die Übertragungsreihenfolgenbezeichnung
(transmission order designation) in solcher Art und Weise aus, daß bestätigt wird,
ob ein Abschluß,
der ein Hinweis auf ein endgültiges
Ende von einer Daisy-Chain-Verbindung ist, mit welcher die Slave-Station
verbunden ist, basierend auf dem Übertragungsrahmen, der mittels
der Slave-Station übertragen
worden ist, und die Übertragung
wird von solch einer Slave- Station
begonnen, die mit dem endgültigen
Ende verbunden ist, das von der Master-Station durch die weiteste
Distanz getrennt ist.
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Gemäß einer
weiteren beispielsweisen Ausgestaltung dieser Kommunikations-Steuervorrichtung
verkürzt
während
der Verwendung einer Kürzung
der Übertragungszeit
von einer Vielzahl von Slave-Stationen zu der Master-Station, die
Master-Station ein Intervall zur Erzeugung eines Interrupt-Signals (Unterbrechungssignals)
für einen
Mikrocomputer zur Ausführung
eines Datenverarbeitungsbetriebs in der Master-Station, um eine Reihe von Kommunikationszyklen
zwischen der Master-Station und der Vielzahl von Slave-Stationen
zu verkürzen.
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Gemäß einer
weiteren beispielsweisen Ausgestaltung dieser Kommunikations-Steuervorrichtung
beginnt eine Übertragungs-Startzeitgabe von
einer solchen Slave-Station, die als erstes eine Rahmenübertragung
zu der Master-Station ausführt,
in einer vorbestimmten Offset-Zeit, basierend auf einem Zeitgaben-Synchronisationszähler, der
mit dem Stapelübertragungsrahmen
von der Master-Station zu der Vielzahl von Slave-Stationen synchronisiert
ist.
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Gemäß einer
weiteren beispielsweisen Ausgestaltung dieser Kommunikations-Steuervorrichtung
beginnt eine Übertragungs-Startzeitgabe von solch
einer Slave-Station, die als erstes eine Rahmenübertragung zu der Master-Station
ausführt,
in einer vorbestimmten Offset-Zeit, die mittels Daten bestimmt wird,
die in einer Übertragungsreihenfolgenbezeichnung
von der Master-Station zu den Slave-Stationen enthalten ist, basierend
auf einem Zeitgaben-Synchronisationszähler, der mit dem Stapelübertragungsrahmen
von der Master-Station zu der Vielzahl von Slave-Stationen synchronisiert
ist.
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Die
obige Aufgabe und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus
der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Figuren
hervor.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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1 ist
ein Systemaufbau-Diagramm einer Kommunikations-Steuervorrichtung, welche zur Anwendung
des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung
geeignet ist;
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2A und 2B sind
Diagramme zur Erläuterung
und Darstellung eines Kommunikations-Steuersystems;
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3 ist
ein Aufbaudiagramm zur Darstellung einer Übertragungs-/Empfangsschaltung
einer Master-Station;
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4 ist
ein schematisches Aufbaudiagramm zur Darstellung einer Übertragungs-/Empfangsschaltung
zwischen der Master-Station und einer Vielzahl von Slave-Stationen;
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5 ist
ein Aufbaudiagramm zur Darstellung einer Übertragungs-/Empfangsschaltung
von jeder der Slave-Stationen;
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6 ist
ein Aufbaudiagramm zur Darstellung von Übertragungsreihenfolgenbezeichnungsdaten;
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7 ist
ein Betriebsflußdiagramm
zur Darstellung eines Hochgeschwindigkeitszyklus-Initialisierungsmodus
und eines Hochgeschwindigkeitszyklus-Ausführungsmodus;
und
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8 ist
ein Diagramm zur Erläuterung
und Darstellung von den Aufbauten eines Übertragungsrahmens und ebenso
eines Rückrahmens
(return frame) in einem Kommunikations-Initialisierungszyklus und
in einem normalen Kommunikationszyklus.
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Im
folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit Verweis auf die begleitenden Figuren beschrieben.
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1 zeigt
ein Systemaufbaudiagramm einer Kommunikations-Steuervorrichtung welche zur Anwendung
des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung
geeignet ist. 2 ist ein Erklärungsdiagramm
zur Erläuterung
eines Kommunikations-Steuersystems
dieser Kommunikations-Steuervorrichtung. In 1 bezeichnet
die Bezugsziffer 1 eine Master-Station, die eine
für numerische
Werte (NC) umfaßt;
die Bezugsziffer 2 bezeichnet eine Vielzahl von Slave-Stationen,
die durch eine Vielzahl von Servoverstärker-Steuervorrichtungen und einer Vielzahl
von Hauptwellen-Verstärker-Steuervorrichtungen
ausgebildet sind, und die Bezugsziffer 3 bezeichnet ein
Kommunikationsnetzwerk zur Verbindung der Master-Station 1 mit
der Vielzahl von Slave-Stationen 2.
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Zur
Beschreibung des Kommunikations-Steuersystems geben die 2A und 2B Zeitgaben
(Zeiten) an, zu denen tatsächlich Übertragungen
(Kommunikation) von der Master-Station zu den Slave-Stationen und
ebenso von den Slave-Stationen zu der Master-Station ausgeführt werden,
und geben des weiteren einen strukturellen Inhalt der entsprechenden
Kommunikationsrahmen (Übertragungsrahmen)
an. 2A stellt einen Kommunikations-Initialisierungsmodus dar und 2B stellt
einen Hochgeschwindigkeitszyklus-Ausführungsmodus dar. In der Figur
ist die Bezugsziffer 4 ein Stapelübertragungsrahmen, der von
der Master-Station 1 zu allen Slave-Stationen 2 übertragen
wird. Dieser Stapelübertragungsrahmen 4 enthält einen
Kommunikations-Startcode 40, erste bis sechste Wellenbefehlsdaten
(shaft command data) 46, Zeitsteuerungs-Phasendaten 47, Fehlerkontrolldaten 48 und einen
Kommunikations-Endcode 49, in dieser Reihenfolge von vorne
(Kopf). Die Bezugsziffer 5 bezeichnet einen einzelnen (individuellen)
Antwortrahmen, der von jeder der Slave-Stationen zu der Master-Station 1 während des
Kommunikations-Initialisierungsmodus übertragen
worden ist. Dieser einzelne Antwortrahmen 5 enthält einen
Kommunikations-Startcode 50, eine erste Wellenrückmeldung 51, Zeitsteuerungs-Phasendaten 52,
eine Fehlerkontrolle 53 und einen Kommunikations-Endcode 54,
in dieser Reihenfolge von vorne. In einem solchen Fall, daß einzelne
Antwortrahmen von anderen Slave-Stationen als von dieser Slave-Station übertragen
worden sind, werden die Rahmen von dem ersten Rahmen bis zu dem
zweiten Rahmen zu der zweiten Wellenrückmeldung bis sechsten Wellenrückmeldung. Die
Bezugsziffer 6 ist ein einzelner Antwortrahmen, der von
jeder der Slave-Stationen 2 zu der Master-Station 1 in
dem Hochgeschwindigkeitszyklus-Ausführungsmodus übertragen
wird, und wird ein erster Rückrahmen 61 bis
sechster Rückrahmen 66, in
dieser Reihenfolge von vorne. Die Bezugsziffer 7 zeigt
eine Kommunikationsrahmen-Abstandszeit, die ein Intervall zwischen
den entsprechenden Rückrahmen
(Rückkehrrahmen) angibt
und durch eine Verzögerungsschaltung 510 von
jeder der Slave-Stationen 2 eingestellt wird.
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In
dem oben beschriebenen Kommunikations-Initialisierungsmodus wird ähnlich dem
herkömmlichen
Kommunikations-Steuersystem die Kommunikation begonnen, und dann
sammelt die Master-Station 1 Informationen zur Angabe,
welche Slave-Station 2 mit der Master-Station 1 verbunden ist,
basierend auf den ID-Daten, die in dem Antwortrahmen 5 enthalten
sind, der von jeder der Slave-Stationen 2 zu der Master-Station 1 übertragen
worden ist.
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Als
nächstes überträgt die Master-Station 1 solch
einen Übertragungsrahmen,
der eine Datentabelle enthält,
die verwendet wird, um die Übertragungsreihenfolge
(transmission order) von den entsprechenden Slave-Stationen in dem
Stapelübertragungsrahmen 4 zu
bestimmen. Bei Empfang dieses Übertragungsrahmens
stellen die entsprechenden Slave-Stationen 2 solch
einen Zustand ein, daß nach einem
Empfang eines Rahmens, der ID-Informationen der Slave-Station 2 enthält, der
vor der Rahmenübertragung
der eigenen Station übertragen
worden ist, die eigene Station ihre Rahmenübertragung beginnt.
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In
dem oben beschriebenen Hochgeschwindigkeitszyklus-Ausführungsmodus
wird die Rahmenkommunikation, die von den entsprechenden Slave-Stationen 2 gesendet
wird, ohne Unterbrechungen ausgeführt, so daß die Zeit, die benötigt wird,
um die Antwortrahmen von der Vielzahl von Slave-Stationen zu der
Master-Station zu übertragen,
verkürzt wird.
In diesem Fall kann die Übertragungsstartzeitgabe
von der Slave-Station 2, die zuerst mit der Übertragung
zu der Master-Station 1 beginnt, gleich einer vorbestimmten
Zeitgabe sein oder solch ein Verfahren, das durch die Daten bestimmt
wird, die in dem Rahmen zur Bestimmung der oben beschriebenen Übertragungssequenz
enthalten sind. Auf jeden Fall wird die Rahmenübertragung zu einer Zeitgabe begonnen,
die basierend auf dem Zeitgaben-Synchronisationszähler definiert
ist, der mittels des Stapelübertragungsrahmens,
der von der Master-Station 1 gesendet wird, zurückgesetzt
wird.
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Wenn
der oberste (Kopf) Übertragungsrahmen
(erster Rückrahmen)
von der ersten Slave-Station 2 zu der Master-Station 1 übertragen
worden ist, beginnen andere Slave-Stationen 2 nacheinander mit
den Rahmenübertragungen,
da die Rahmenübertragungen
durch die vorhergehenden Slave-Stationen ausgeführt worden sind. Folglich kann
die Gesamt-Kommunikations-Antwortzeit,
die von der Vielzahl von Slave-Stationen
zu der Master-Station 1 benötigt wird, verkürzt werden.
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In
diesem Fall kann, da die Master-Station 1 die Zeit voraussagen
kann, die benötigt
wird, um alle Antwortrahmen 6 von der Vielzahl von Slave-Stationen 2 zu übertragen,
der Kommunikationszyklus zwischen der Master-Station 1 und
den Slave-Stationen 2 so eingestellt werden, daß dieser
kürzer
wird.
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Als
ein Mittel zur Verkürzung
des Kommunikationszyklus wird das Intervall zur Erzeugung des Interrupt-Signals,
das für
einen Mikrocomputer verwendet wird, der in der Master-Station 1 angewendet wird,
verkürzt,
um die Daten mittels des Mikrocomputers, der in der Master-Station 1 verwendet
wird, zu verarbeiten. Jedoch stellt tatsächlich der Mikrocomputer, der
in der Master-Station zur Verfügung
gestellt ist, die Interruptperiode dergestalt ein, daß das Intervall
zur Erzeugung des Interrupt-Signals innerhalb eines Bereichs verkürzt wird,
in dem eine Datenverarbeitung mittels des in der Master-Station
verwendeten Mikrocomputers möglich
ist, unter Berücksichtigung
des Faktors der Kommunikationszeit.
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Ebenso
ist, da die maximale Stationsanzahl der Slave-Stationen, die mit einem einzelnen Netzwerk
verbunden sind, nicht nur durch die Bandbreite des Netzwerks begrenzt
ist, sondern auch durch die Empfangspuffer-Kapazität, die in
der Master-Station zur Verfügung
gestellt ist, und verwendet wird, um die Daten, die von den Slave-Stationen übertragen
worden sind, zu speichern, die maximale Stationsanzahl für das ursprüngliche
System bestimmt. Folglich kann als solch ein Modus, daß die Slave-Stationen mit
einem einzelnen Netzwerk verbunden sind, solch ein Fall vorhergesagt
werden, daß die
Reihenfolge der IDs verändert
ist, und eine Gesamtstationsanzahl von den Slave-Stationen kleiner
als die maximale Stationsanzahl ist. Da die maximale Stationsanzahl der
Slave-Stationen bestimmt ist, kann der Software-Verarbeitungsbetrieb, der in der Master-Station ausgeführt wird,
um den Empfangspuffer zum Empfangen einer Vielzahl von Rahmen, die
von den Slave-Stationen gesendet worden sind, abzufragen (zu scannen),
einfach gemacht werden.
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3 ist
ein Aufbaudiagramm zur Darstellung einer Übertragungs-/Empfangsschaltung
der Master-Station im Einklang mit der vorliegenden Erfindung. In
dieser Figur bezeichnet die Bezugsziffer 301 eine Empfangssignal-Demodulationsschaltung; die
Bezugsziffer 302 bezeichnet ein Empfangsschieberegister;
die Bezugsziffer 303 bezeichnet einen Steuerwellen-Rückmeldungsdaten-Speicherbereich;
die Bezugsziffer 304 bezeichnet ein Zeitsteuerungs-Phasendaten-Speicherregister
zur Speicherung von Zeitsteuerungs- Phasendaten, die von der Slave-Station 2 gesendet
worden sind; und die Bezugsziffer 305 bezeichnet ein Fehlerkontrollcode-Speicherregister
zur Speicherung eines Fehlerkontrollcodes von einem Empfangsrahmen.
Ebenso bezeichnet die Bezugsziffer 306 einen Master-Referenzzeitgabenzähler zum
Zählen
von Referenzzeitgaben von der Master-Station 1; die Bezugsziffer 307 bezeichnet
einen Zeitsteuerungs-Phasendaten-Vergleicher zum Vergleichen der
Zeitsteuerungs-Phasen von dem Zeitsteuerungs-Phasendaten-Speicherregister 304 mit
den Zeitsteuerungs-Phasen von dem Master-Referenzzeitgabenzähler 306;
und die Bezugsziffer 308 bezeichnet ein Empfangsstatusregister.
Die Bezugsziffer 309 ist ein Master-Stations-Interruptsignal-Erzeugungszeitgaben-Einstellregister zum
Einstellen der Erzeugungszeitgabe von dem Interrupt-Signal betreffend
den Mikrocomputer, der in der Master-Station verwendet wird, basierend
auf der Zeitsteuerungs-Phase, die von dem Master-Referenzzeitgabenzähler 306 gesendet
worden ist; die Bezugsziffer 310 bezeichnet ein Zeitsteuerungs-Phasendaten-Speicherregister,
das verwendet wird, wenn die Zeitsteuerungs-Phasendaten zu der Slave-Station übertragen
werden; die Bezugsziffer 311 bezeichnet ein Slave-Übertragungssequenz-Bestimmungsregister
zur Speicherung einer Slave-Übertragungssequenz,
die von der Master-Station zu allen Slave-Stationen übertragen worden ist; die Bezugsziffer 312 bezeichnet
ein Kommunikations-Startcode-Einstellregister zum Einstellen von
verschiedenen Arten von Kommunikations-Startcodes, die von der Master-Station
zu den Slave-Stationen übertragen
werden; die Bezugsziffer 313 bezeichnet ein Übertragungszeitgaben-Speicherregister
zur Einstellung der Übertragungszeitgaben
zu der Slave-Station; die Bezugsziffer 314 bezeichnet einen
Steuerwellen-Befehlsdaten-Speicherabschnitt, der verwendet wird,
wenn die Steuerwellen- Befehlsdaten
zu der Slave-Station übertragen
werden; und die Bezugsziffer 315 bezeichnet eine Steuerwellen-Befehlsdaten-Auswahlvorrichtung
zum wahlweisen Umschalten der Daten von diesem Steuerwellen-Befehlsdaten-Speicherabschnitt 314.
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Ebenso
bezeichnet die Bezugsziffer 316 eine Fehlerkontrollcode-Erzeugungsschaltung
zur Erzeugung eines Fehlerkontrollcodes während des Übertragungsbetriebs; die Bezugsziffer 317 bezeichnet eine Übertragungsdaten-Schalteinrichtung
zum Umschalten der Übertragungsdaten
von dem Zeitsteuerungs-Phasendaten-Speicherregister 310,
dem Slave-Übertragungssequenz-Bestimmungsregister 311, dem
Kommunikations-Startcode-Einstellregister 312, der Steuerwellen-Befehlsdaten-Auswahleinrichtung 315,
und der Fehlerkontrollcode-Erzeugungsschaltung 316; und
die Bezugsziffer 318 bezeichnet ein Übertragungs-Schieberegister
und des weiteren bezeichnet die Bezugsziffer 319 eine Übertragungssignal-Modulationsschaltung
zur Modulation des Übertragungssignals,
das von dem Übertragungsschieberegister 318 abgeleitet
wird.
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4 zeigt
schematisch einen Aufbau von Übertragungs-/Empfangsschaltungen
zwischen der Master-Station und der Vielzahl von Slave-Stationen im
Einklang mit der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur bezeichnet
die Bezugsziffer 401 eine Slave-Kommunikations-Steuerschaltung,
die in der Slave-Station 2 angeordnet
ist, die Bezugsziffer 402 bezeichnet eine Übertragungs-Treibereinrichtung
der Slave-Station 2, die Bezugsziffer 403 bezeichnet
einen Empfangsempfänger
von der Slave-Station 2, die Bezugsziffer 404 bezeichnet
ein Daisy-Chain-Verbindungsnetzwerk
zur Verbindung der Master-Station zu der Vielzahl von Slave-Stationen 2, und
die Bezugsziffer 405 ist ein Abschluß, der als Abschlußschaltung
des Daisy-Chain-Verbindungsnetzwerks 404 dient.
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Da
die entsprechenden Slave-Stationen 2 mit dem gleichen Daisy-Chain-Verbindungsnetzwerk verbunden
sind, kann jede dieser Slave-Stationen 2 den Rahmen von
der Master-Station 1 empfangen und ebenso die Rahmen von
den anderen Slave-Stationen 2.
Da der Kommunikations-Initialisierungsmodus verwendet wird, wird
jede der Slave-Stationen durch die Übertragungsreihenfolgenbezeichnungsdaten
bezeichnet, die von der Master-Station in Antwort auf eine solche
Anweisung dergestalt gesendet werden, dass die eigene Slave-Station
bei einer vorbestimmten Übertragungsreihenfolge übertragen soll.
Die letzte Slave-Station in dem Daisy-Chain-Verbindungsnetzwerk kann mittels Verwendung
eines Erfassungssignals von dem Abschluß 405 erkennen, daß die eigene
Station der letzten Station entspricht, und überträgt der Master-Station eine
Nachricht dergestalt, daß die
eigene Station mit dem Abschluß verbunden
ist. Die Master-Station gibt zuerst eine Anweisung, daß die Übertragung
zu der Master-Station in
Antwort auf die Übertragungsreihenfolgenbezeichnungsdaten
begonnen wird. In diesem Fall kann jede der Slave-Stationen die Übertragungsreihenfolge
erkennen, bei der die eigene Slave-Station übertragen soll, und ebenso
solch eine Slave-Station, die genau vor der eigenen Slave-Station übertragen
wird. Diese Slave-Station, die unmittelbar vor der eigenen Station überträgt, wird
im folgenden als eine "Slave-Station
niedrigeren Grades" bezeichnet.
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5 ist
ein Aufbaudiagramm zur Darstellung einer Übertragungs-/Empfangsschaltung
der Slave-Station im Einklang mit der vorliegenden Erfindung. In
dieser Figur bezeichnet die Bezugsziffer 501 eine Empfangs- Demodulationsschaltung
zur Demodulation eines Übertragungssignals,
das von der Master-Station oder einer anderen Slave-Station übertragen
worden ist; die Bezugsziffer 502 bezeichnet ein Empfangsschieberegister
zum Empfang des Signals, das von dieser Empfangs-Demodulationsschaltung 501 ausgegeben
wird; die Bezugsziffer 503 bezeichnet eine Master-Kommunikationsstartcode-Erfassungsschaltung
zur Erfassung eines Kommunikationsstarts von der Master-Station;
die Bezugsziffer 504 ist eine Master-Kommunikationsendcode-Erfassungsschaltung
zur Erfassung eines Kommunikationsendes, das von der Master-Station abstammt;
die Bezugsziffer 506 bezeichnet eine Niedergrad-Slave-Kommunikations-Erfassungsschaltung
zur Erfassung eines Kommunikationsendes von dem niedergradigeren
Slave; und die Bezugsziffer 507 bezeichnet eine Empfangsschaltung
zum Empfangen der Kommunikationsdaten, die von der Master-Station
abstammen; die Bezugsziffer 508 bezeichnet einen Empfangspuffer
zur Speicherung der Daten, die mittels dieser Empfangsschaltung 507 empfangen
werden; und die Bezugsziffer 509 bezeichnet eine Übertragungsreihenfolgen-Einstellschaltung
zur Einstellung einer Übertragungsreihenfolge
von einer eigenen Station mittels Empfang der Übertragungsreihenfolgenbezeichnungsdaten,
die von der Master-Station
gesendet worden sind. Ebenso bezeichnet die Bezugsziffer 510 eine
Verzögerungsschaltung
zur Erzeugung eines Verzögerungssignals,
das mittels des Empfangs eines Übertragungs-Einleitungssignals
von der Niedergrad-Slave-Kommunikationsende-Erfassungsschaltung 506 definiert
wird und dann mittels Beginn der Übertragung von der eigenen
Station. Die Kommunikationsrahmen-Abstandszeit 7, die in
der 2B dargestellt ist, wird mittels dieser Verzögerungsschaltung 510 eingestellt.
Die Bezugsziffer 511 bezeichnet eine Übertragungsschaltung zur Ausführung einer Übertragung
bei einem Empfang des Verzögerungssignals
von der Verzögerungsschaltung 510,
und die Bezugsziffer 512 bezeichnet eine Übertragungs-Modulationsschaltung
zur Modulation des Übertragungssignals,
das von dieser Übertragungsschaltung 511 gesendet
worden ist. In diesem Fall zeigt die niedergradige Slave-Station
an, daß die Übertragungsreihenfolge
zu der Master-Station gleich der vorhergehenden Slave-Station ist.
Ein Mittel zur Erkennung des Kommunikationsendes von der vorhergehenden (eins
vorhergehend) Slave-Station entspricht der Niedriggrad-Slave-Kommunikations-Erfassungsschaltung 505 und
der Niedriggrad-Slave-Kommunikationsende-Erfassungsschaltung 506.
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6 ist
ein Aufbaudiagramm zur Darstellung der Übertragungsreihenfolgenbezeichnungsdaten,
die verwendet werden, um die Übertragungsreihenfolge
für die
Vielzahl von Slave-Stationen von der Master-Station zu bestimmen.
Diese Übertragungsreihenfolgenbezeichnungsdaten
werden von der Master-Station in dem Hochgeschwindigkeitszyklus-Initialisierungsmodus
von der Master-Station zu allen Slave-Stationen gesendet.
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7 ist
ein Betriebsflußdiagramm
zur Darstellung des Hochgeschwindigkeitszyklus-Initialisierungsmodus
und des Hochgeschwindigkeitszyklus-Ausführungsmodus einer Kommunikations-Steuervorrichtung
im Einklang mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei Schritt S1 werden Informationen, die die Hochgeschwindigkeitszyklus-Initialisierungsmodus-Bezeichnung
und die oberen (Kopf) Slave-Übertragungszeitgaben-Bezeichnungsdaten
(slave top (head) transmission timing designation data) enthalten,
als ein Stapelübertragungsrahmen
von der Master-Station zu der Vielzahl von Slave-Stationen übertragen.
Bei einem Empfang von diesem Stapelübertragungsrahmen können die
Zeitsteuerungs-Phasen
der Slave-Stationen synchronisiert werden. Da die ID-Erkennung der
Slave-Station bei diesem Schritt S1 noch nicht beendet ist, ist
die Übertragungsreihenfolgenbezeichnung
noch nicht beendet. Bei einem Schritt S2 empfängt jede der Slave-Stationen
den Stapelübertragungsrahmen;-
der von der Master-Station gesendet worden ist, um zu erkennen,
daß der
gegenwärtige
Modus der Hochgeschwindigkeitszyklus-Initialisierungsmodus ist,
und überträgt dann
bei einer Zeitgabe den Antwortrahmen, der die ID-Informationen der
eigenen Station enthält,
die durch eine voreingestellte Stationszahl vorbestimmt ist. Bei
einem Schritt S3 sind in der Master-Station alle Antwortrahmen,
die von der Vielzahl von Slave-Stationen übertragen worden sind, in dem Empfangsspeicherabschnitt
empfangen worden, der auf der Seite von der Master-Station zur Verfügung gestellt
ist, um die IDs der Slave-Stationen zu erkennen. Bei einem Schritt
S4 überträgt die Master-Station
als einen Stapelübertragungsrahmen
solche Informationen, die die Hochgeschwindigkeitszyklus-Initialisierungsmodus-Bezeichnung
enthalten, die obersten Slave-Übertragungszeitgaben-Bestimmungsdaten
und die Übertragungsreihenfolgenbezeichnung von
den entsprechenden Slave-Stationen zu einer Vielzahl von Slave-Stationen.
Bei diesem Schritt S4 werden die formalen Übertragungsreihenfolgenbezeichnungsdaten übertragen.
Bei einem Schritt S5 empfängt
jede der Slave-Stationen den Stapelübertragungsrahmen, der von
der Master-Station übertragen
worden ist, um zu erkennen, daß der
gegenwärtige
Modus der Hochgeschwindigkeitszyklus-Initialisierungsmodus ist,
und überträgt den Antwortrahmen,
der die ID-Information der eigenen Station und die Übertragungsreihenfolgenbezeichnungsdaten der
eigenen Station enthält,
zu der Master-Station bei einer Zeitgabe, die durch eine voreingestellte
Stationszahl vorbestimmt ist. Bei einem Schritt S6 erkennt die Master-Station,
daß die Übertragungsreihenfolge unter
normalen Umständen
mittels der von allen Slave-Stationen gesendeten Rückkehrrahmen
bestimmt werden kann und ändert
den Betriebsmodus in den Interrupt-Einstellbetrieb des Hochgeschwindigkeitszyklus-Ausführungsmodus.
Bei einem Schritt S7 wird der Betriebsstatus in einen Zustand dergestalt
gebracht, daß periodisch
auf den Interrupt des Hochgeschwindigkeitszyklus-Ausführungsmodus
gewartet wird. Wenn der periodische Interrupt von dem Hochgeschwindigkeitszyklus-Ausführungsmodus
bei einem Schritt S8 empfangen worden ist, überträgt die Master-Station bei einem
Schritt S9 einen Stapelübertragungsrahmen
zur Bestimmung des Hochgeschwindigkeitszyklus-Ausführungsmodus
als einen Kommunikationsstartcode für die Vielzahl von Slave-Stationen.
Bei einem Schritt S10 führt,
wenn die mit der vorhergehenden Zahl bezeichnete Slave-Station (niedergradigere)
die Rahmenübertragung,
basierend auf der Übertragungsreihenfolgenbezeichnung,
die mittels der Master-Station
bestimmt worden ist, beginnt, die Slave-Station aufeinanderfolgend
die Rahmenübertragungen
bei Zeitgaben aus, nachdem diese Rahmenübertragung ausgeführt worden
ist. Schließlich
können
die gesamten Übertragungen
durch die Vielzahl von Slave-Stationen innerhalb einer Startzeitperiode
ausgeführt
werden.
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8 ist
ein Diagramm zur Erklärung
des Aufbaus der Übertragungsrahmen
und Rückkehrrahmen
in dem Kommunikations-Initialisierungszyklus und
dem normalen Kommunikationszyklus einer Kommunikations-Steuervorrichtung
im Einklang mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 8 stellt ein oberer Abschnitt einen Aufbau von
einem Übertragungsrahmen,
der von der Master-Station zu der Vielzahl von Slave-Stationen übertragen worden ist,
dar, und ein unterer Abschnitt stellt einen Aufbau von einem Rückkehrrahmen,
der von jeder der Slave-Stationen zu der Master-Station gesendet worden
ist, dar.
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In
dieser Figur entspricht ein erster Übertragungsrahmen 81 des
Kommunikations-Initialisierungszyklus dem Zustand, der bei dem Schritt
Si definiert ist, und enthält
den Übertragungsstartcode,
die Hochgeschwindigkeitszyklus-Initialisierung,
die oberen Slave-Obertragungszeitgaben-Bestimmungsdaten und den Übertragungsendcode.
Dieser erste Übertragungsrahmen 81 wird
von der Master-Station zu der Vielzahl von Slave-Stationen übertragen.
Zu diesem Zeitpunkt sind eine Slave-Stationszahl-Bezeichnung und
eine Übertragungsreihenfolgenbezeichnung
unbeschrieben. Die Slave-Station,
die zuerst die Übertragung
zu der Master-Station in Antwort auf die oben beschriebenen oberen
Slave-Übertragungszeitgabenbezeichnungsdaten
beginnt, bestimmt die Übertragungsstartzeitgabe.
In anderen Worten verzögert
diese Slave-Station die Übertragungszeitgabe
nur durch die Offsetdaten, die in diesem Fall basierend auf dem
Zähler
bestimmt sind, der synchron mit dem Stapelübertragungsrahmen, der von
der Master-Station gesendet wird, betrieben wird.
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Im
folgenden entspricht ein Rückkehrrahmen 82,
der von jeder der Slave-Stationen zu der Master-Station zurückgesendet
worden ist, der Bedingung, die bei dem Schritt S2 definiert worden
ist, und enthält
einen Übertragungsstartcode,
eine Hochgeschwindigkeitszyklus-Bestätigung, die ID-Zahl (Nummer)
und den Status der Slave-Station, die Rückkehrübertragungszahl der eigenen
Station (undefiniert) und den Übertragungsendcode.
Der Status der oben beschriebenen Slave-Station zeigt solch eine
Slave-Station, die mit dem Abschluß der Daisy-Chain in Bezug
zu der Master-Station
verbunden ist.
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Dann
bestätigt
die Master-Station die ID-Nummern von allen angeschlossenen Slave-Stationen
und überträgt danach
einen Übertragungsrahmen 83,
der dergestalt geändert
worden ist, daß er die Übertragungsreihenfolgenbezeichnung
von allen Slave-Stationen
enthält.
Zu diesem Zeitpunkt sind die Slave-Stationszahl und die Übertragungsfolge bestimmt,
was der Bedingung des Schritts S4 entspricht.
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Dann
wird von jeder der Slave-Stationen ein Rückkehrrahmen 84, der
eine Rückgabe
von einer definierten Übertragungszahl
enthält,
mittels einer eigenen Station übertragen.
Diese Bedingung entspricht dem Zustand von dem Schritt S5. Die Master-Station
bestätigt,
daß die Übertragungsreihenfolge
von allen Slave-Stationen definiert werden kann. Dieser Zustand
entspricht der Bedingung, die bei den Schritten S6 und S7 definiert
worden ist.
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Wenn
der oben beschriebene Initialisierungsmodus zu dem Ausführungsmodus
fortgeschritten ist, entspricht ein erster Übertragungsrahmen 85 in
dem normalen Kommunikationszyklus der Bedingung von dem Schritt
S9. Dieser erste Übertragungsrahmen 85 enthält den Übertragungsstartcode,
die Hochgeschwindigkeitszyklus-Ausführung, die oberen Slave-Übertragungszeitgabenbezeichnungsdaten,
die Slave-Stationszahl-Bezeichnung,
die Steuerbefehlsdaten für
die entsprechenden Slave-Stationen und den Übertragungsendcode. Dieser
erste Übertragungsrahmen 85 wird
als der Stapelübertragungsrahmen
von der Master-Station zu der Vielzahl von Slave-Stationen übertragen.
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Als
nächstes
wird ein Rückkehrrahmen 86, der
von jeder der Slave-Stationen zu der Master-Station, als ein Rückkehrrahmen
zurückgesendet
wird, der Slave-Stations-Rückmeldedaten
enthält, übertragen.
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Da
die vorliegende Erfindung in der oben beschriebenen Art und weise
angeordnet ist, können die
im folgenden angegebenen Vorteile erzielt werden.
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Die
Master-Station überträgt den Stapelübertragungsrahmen,
der die Übertragungsreihenfolgenbezeichnung
der entsprechenden Slave-Stationen enthält, und jede der Slave-Stationen,
die diesen Stapelübertragungsrahmen
empfängt,
kann nacheinander und kontinuierlich den Übertragungsrahmen zu der Master-Station, wenn die
Antwortrahmenübertragung
der bezüglich
der eigenen Station vorhergehenden Station beendet ist, jedesmal übertragen. Folglich
kann die Leerlaufzeit, während
der keine Übertragung
ausgeführt
wird, verkürzt
werden.
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Ebenso
kann die Gesamtkommunikations-Antwortzeit von einer Vielzahl von
Slave-Stationen zu der Master-Station verkürzt werden.
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Da
die Master-Station die Zeit vorhersagen kann, die benötigt wird,
um alle Antwortrahmen von der Vielzahl von Slave-Stationen zu übertragen, ist es möglich, eine
Einstellung dergestalt vorzunehmen, daß der Kommunikationszyklus
zwischen der Master-Station und der Vielzahl von Slave-Stationen reduziert
werden kann.
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Ebenso
wird, um den Kommunikationszyklus zu reduzieren, das Zeitintervall
zur Erzeugung des Interruptsignals für den Mikrocomputer verkürzt, der
in der Master-Station verwendet wird, so daß die Daten mittels des Mikrocomputers,
der in der Master-Station verwendet wird, innerhalb der kurzen Zeit
verarbeitet werden können.
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Ebenso
wird die Interruptperiode, basierend auf dem Datenverarbeitungsvermögen des
Mikrocomputers, der in der Master-Station zur Verfügung gestellt
ist, dergestalt eingestellt, daß das
Zeitintervall zur Erzeugung des Interruptsignals innerhalb des Bereichs
verkürzt
werden kann, in dem Daten verarbeitbar sind. Folglich kann das Datenverarbeitungsvermögen des
Mikrocomputers sicher realisiert werden.
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Die
vorhergehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wurde zur Erläuterung und Darstellung ausgeführt. Die
exakte Beschreibung der offenbarten Ausführungsform soll die Erfindung
nicht auf diese Ausführungsform
beschränken.
Modifikationen und Veränderungen
sind in dem Lichte der obigen Lehre möglich oder können durch
die Umsetzung der Erfindung erworben werden. Die Ausführungsform
wurde ausgewählt
und beschrieben, um das Prinzip der Erfindung und dessen praktische
Anwendung zu beschreiben und um es einem Fachmann zu ermöglichen,
die Erfindung in verschiedensten Ausführungsformen und mit verschiedensten
Modifikationen, die für
die besondere zu betrachtende Verwendung geeignet sind, zu verwenden.