JP2001075904A - 通信装置及び通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加入・離脱が頻繁に発生するシステムにおいて
も、通信ノードのメモリ領域などの通信資源を効率的に
使用してリアルタイム通信を可能にする。 【解決手段】通信へ加入している通信ノードのデータ格
納メモリ（サイクリックメモリ）の割り当て情報を登録
しておく登録テーブルを持ち、登録テーブルの登録に従
ってデータの送信権を巡回させ、通信への加入を要求す
る通信ノードに対してデータ格納メモリの空き領域を割
り当て登録テーブルに登録し、離脱した通信ノードを検
出すると割り当てられていたデータ格納メモリの領域を
空き状態にして登録テーブルから削除し、その時発生し
た空き領域は以後新たに加入要求してきた通信ノードに
対して再割り当てを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の通信ノード
が伝送路を共用してデータの送受信をリアルタイムに行
うリアルタイム通信システムに係わり、特に、通信ノー
ドの加入・離脱が頻繁に発生するシステムにおいてもリ
アルタイム性を損なうことなく通信を続行可能であり、
通信データを格納しておく記憶装置などを効率的に使用
できるリアルタイム通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のリアルタイム通信システ
ムとしては、例えば、電子情報通信学会技術研究報告Ｆ
ＴＳ９３−２２他で述べられているサイクリック転送が
知られている。

【０００３】サイクリック転送は、複数の通信ノード間
でサイクリックメモリの割り当てが重複していると正常
に通信できないため、システム稼動前に、通信する可能
性のある全通信ノードのサイクリックメモリを重複なく
割り当てておく必要がある。また、システム稼動後に新
たに追加ノードが発生した場合には、一度システムを停
止し、サイクリックメモリを割り当て直して再稼動させ
る必要があるため、通信のリアルタイム性は損なわれて
しまう。

【０００４】さらに、従来のシステムでは、加入や離脱
を繰り返しながら通信ノードが次々に入れ替わるような
システムでも、加入する可能性のある全通信ノード数を
想定してサイクリックメモリを準備する必要があり、サ
イクリックメモリなどの通信資源の利用効率が悪いもの
であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来シ
ステムでは、複数の通信ノード間でサイクリックメモリ
領域が重複していると正常に通信できないため、システ
ム稼動前に、加入する可能性のある全通信ノードのサイ
クリックメモリ領域を重複なく割り当てる必要がある。
また、システム稼動後に新たに加入するノードが発生し
た場合には、一度システムを停止し、サイクリックメモ
リ領域を割り当て直して再稼動させる必要があり、通信
のリアルタイム性が損なわれるという問題点がある。

【０００６】さらに、加入する可能性のある全通信ノー
ド数を想定してサイクリックメモリ領域を準備する必要
があり、メモリなどの通信資源の利用効率が悪いという
問題点もある。特に、加入や離脱を繰り返しながら通信
ノードが次々に入れ替わり、加入する延べ通信ノード数
が大きくなるようなシステムでは、前記問題点はさらに
深刻なものとなる。

【０００７】本発明は、これらの問題点を除くものであ
って、その目的は、通信ノードの加入・離脱が頻繁に発
生するシステムにおいてもリアルタイム性を損なうこと
なく通信を続行可能であり、かつサイクリックメモリ領
域などの通信資源を効率的に使用できるリアルタイム通
信システムを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の複数の通信装置が伝走路に接続された通信シ
ステムは、それぞれの通信装置が、他の通信装置から送
られてくるデータを記憶する記憶部と、他の通信処理装
置から送られてくる情報に基づいて、記憶部に当該他の
通信装置から送られてくるデータを記憶するための記憶
領域を割り当てる処理部とを有する。

【０００９】また上記目的を達成するための本発明の複
数の通信装置が伝走路に接続された通信システムは、そ
れぞれの通信装置が、他の通信装置から送られてくるデ
ータを記憶する記憶部と、伝送路に新たに接続された通
信処理装置から送られてくる情報に基づいて、記憶部に
当該通信装置から送られてくるデータを記憶するための
記憶領域を割り当てる処理部とを有する。

【００１０】また、上記目的を達成するために本発明の
通信処理装置は、他の通信装置から送られてくるデータ
を記憶する記憶部と、他の通信処理装置から送られてく
る情報に基づいて、記憶部に当該他の通信装置から送ら
れてくるデータを記憶するための記憶領域を割り当てる
処理部とを有する。

【００１１】この構成によれば、記憶部であるメモリの
管理と送信権の管理を統一的に行うことができる。すな
わち、通信に加入している通信装置にのみデータを格納
する領域を割り当てられ、領域を割り当てられている通
信装置のみ送信権が与えられる。また、新たに通信に加
入することを要求した通信装置に対してはデータを格納
するための空き領域があれば領域を新たに割り当てて送
信権が与えられ、送信権が与えられてもデータを送信し
ない通信装置は離脱したとみなし、データを格納するた
めに割り当てられた領域を削除する。これにより、以後
送信権を与えず、割り当てが削除された領域は以後新た
に通信に加入することを要求した通信装置に対して再割
り当てすることができる。

【００１２】したがって、システム立ち上げ前に、加入
する可能性のある全通信装置の設定を行う必要がなく、
加入する通信装置のみにデータを格納するための領域が
割り当てられるのでメモリ利用効率がよく、通信装置の
加入・離脱が頻繁に発生するシステムにおいてもリアル
タイム性を損なうことなく通信を続行可能であり、かつ
通信装置の番号やメモリ領域などの通信資源を効率的に
使用できるリアルタイム通信システムを提供することが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に従って説明する。

【００１４】図２，図３は、本発明に係わる通信システ
ムの構成例を示したものでる。通信ノード（装置）１０
００は伝送路９を介してデータの送受信を行う。通信プ
ロトコルはＩＥＥＥ８０２．３標準ネットワークやＩＥ
ＥＥ８０２．４標準ネットワークなどの有線ネットワー
クプロトコルを用いてもよい。また、図４は、本発明に
係わる通信システムの他の構成例を示したものであり、
通信ノード１０００は無線通信用アンテナ９２を用いて
無線通信によりデータの送受信を行う。通信プロトコル
はＩＥＥＥ８０２．１１標準ネットワークなどの無線ネ
ットワークプロトコルを用いてもよい。なお、無線通信
における伝送路とは、図４の無線通信用アンテナ９２と
無線通信可能範囲９３である。

【００１５】これらの図で示されるように、本発明に係
わる通信システムは、複数の通信ノードが通信をしてい
る最中に、別の通信ノードが伝送路９に接続されて新た
に通信に加入したり、今まで通信に加入していた通信ノ
ードが移動や電源切断などの原因により通信続行が不可
能になり通信から離脱するように、通信に加入している
通信ノードが動的に変化するという場合をも考慮したも
のである。これは、伝送路に新たに通信ノードが加入し
た場合、各通信ノードは、加入した通信ノードからのデ
ータを格納するためのメモリ領域を確保する。また、伝
送路から通信ノードが離脱した場合には、各通信ノード
は離脱した通信ノードからのデータを格納するためのメ
モリ領域を開放する。このように、メモリ領域を確保又
は開放する機能を各通信ノードに持たせることにより、
新たな通信ノードの加入，通信ノードの離脱を自由に行
うことができる。更に、通信ノードが新たに加入した場
合、各通信ノードで、加入した通信ノードからのデータ
を格納するためのメモリ領域を確保することができない
場合、加入した通信ノードに対して送信権を与えないよ
うにする。そして、いずれかの通信ノードの離脱によ
り、メモリ領域を確保した後に、送信権を与えるように
する。

【００１６】さらに、本発明に係わる通信システムで
は、リアルタイム通信を実現するために、各通信ノード
１０００は、自ノードからデータを送信するタイミング
を制御し、伝送路上で他通信ノードの送信データとの衝
突を回避する機能を持っている。その機能の具体的な例
は、各通信ノード１０００に固有時間を割り当て、各通
信ノードは基準時刻から固有時間だけ経過した時刻を送
信開始タイミングとし、送信開始タイミングから一定時
間のみデータを送信する権利を得る時分割多重方式や、
通信ノード間で送信権を巡回させ、システム内で送信権
を保持している通信ノードのみがデータを送信する権利
を持ち、各通信ノードは前の通信ノードから送信権を譲
渡されると、一定時間内にデータを送信し、次の通信ノ
ードに送信権を譲渡するトークンパッシング方式などが
ある。本発明に係わる通信システムではどちらの方式で
も実現可能であるが、以下に説明する実施例は、IEEE80
2.4標準ネットワークや製造科学技術センターで標準化
が進められているＦＬ−netなどで広く採用されている
トークンパッシング方式を用いて説明する。

【００１７】図５は、通信ノード１０００の内部構成を
示したものである。通信ノードは、伝送路９からデータ
フレームを受信するレシーバ１０２，伝送路９へデータ
フレームを送出するトランシーバ１０１，受信したデー
タフレーム又は送信するデータフレームを通信プロトコ
ルに従って処理する通信コントローラ１０３，通信ノー
ド全体の制御及び通信処理を実行するＣＰＵ１０４，Ｃ
ＰＵ１０４が実行するプログラム、送信するデータなど
を格納する記憶装置１０５から構成されている。このよ
うに構成された通信ノードの動作について説明する。伝
送路９上に送信されたデータフレームをレシーバ１０２
で受信して通信コントローラ１０３に転送し、通信コン
トローラ１０３は通信プロトコルに従って、受信データ
フレームが自ノード宛であればＣＰＵ１０４に受信報告
し、自ノード宛でなければ廃棄する。ＣＰＵ１０４は記
憶装置１０５内に格納された通信処理プログラム１０５
１によって受信処理を行い、必要なデータをデータ格納
メモリ６０へ書き込む。データ格納メモリ６０に格納さ
れるデータのアドレスや送信元ノードなどの情報は加入
ノードテーブル部４０に登録されている。また、ＣＰＵ
１０４は自ノードが送信する時に、通信処理プログラム
１０５１によって送信データをデータ格納メモリ６０か
ら読み出し、送信データフレームを作成し、通信コント
ローラ１０３に送信命令を与える。通信コントローラ１
０３は通信プロトコルに従って、送信データフレームを
トランシーバ１０１に転送し、トランシーバ１０１は転
送された送信データフレームを伝送路９へ送出する。

【００１８】次に、図５で示された通信ノード内でのデ
ータ処理と通信制御処理について図１を用いて説明す
る。

【００１９】図１は、ＣＰＵ１０４で行うデータ処理と
通信制御処理に必要な部分を機能ブロックで示したもの
である。つまり、加入ノードテーブル部４０，データ格
納メモリ６０は図５の記憶装置１０５に設けられている
ものであり、伝送路アクセス部２０は図５のトランシー
バ１０１，レシーバ１０２，通信コントローラ１０３の
機能を備えたものである。リアルタイム通信制御部３
０，データ送受信部５０は、図５のＣＰＵ１０４で行う
処理のうちデータ処理と通信制御処理に必要な処理を機
能ブロックとして示したものである。尚、リアルタイム
通信制御部３０と、データ送受信部５０を別のハードウ
エアで構成すればＣＰＵ１０４の処理を低減することが
できる。

【００２０】図７は、図１のデータ処理と通信制御処理
のフローを示したものである。以下、図１，図７を使っ
て、動作について説明する。

【００２１】図１において、伝送路９を伝搬するデータ
フレームを伝送路アクセス部２０が受信し、受信したデ
ータフレームが自ノード宛であればリアルタイム通信制
御部３０へ転送する（３３０１）。

【００２２】リアルタイム通信制御部３０では、通信制
御処理部３３により、受信したデータフレームから必要
なデータを取り出し、データ送受信部５０へ転送する(3
302)。データ送受信部５０は加入ノードテーブル部４０
内の登録テーブル４１を参照し、受信データをデータ格
納メモリ６０へ書き込むか否か判断する。

【００２３】図１０は、加入ノードテーブル部４０にお
ける登録テーブル４１の構成を示したものである。この
図に示すように、通信に加入している各ノード番号に対
応して、データ格納メモリ６０内の割り当てられた領域
の先頭アドレスとその容量が登録されている。また、加
入ノードテーブル部４０における登録テーブル４１の他
の構成を図１１に示す。本図では加入フラグの項目を設
け、加入フラグがセットされているノード番号のノード
だけが登録されていることを示しており、図１０の構成
に比べて登録テーブル４１への登録処理や検索処理を高
速にすることができる。

【００２４】データ送信部５０は、リアルタイム通信制
御部３０からデータが送られてくると、加入ノードテー
ブル４０内の登録テーブルを参照し、送られてきたデー
タの通信ノードが加入ノード番号に登録されているか否
か確認する。登録されている場合には、先頭アドレスに
従って、データをデータ格納メモリに書き込む。

【００２５】一方、通信制御処理部３３は、自ノード宛
の送信権譲渡フレームを受信すると（３３０３）、自ノ
ードが送信権を得たと判断し、データ送受信部５０に指
示を出してデータ格納メモリ６０から送信データを読み
出させ（３３０４）、読み出した送信データから送信デ
ータフレームを作成して伝送路アクセス部２０経由で伝
送路９に送信する（３３０５）。送信権譲渡フレームの
構成を図６に示す。送信権譲渡フレーム９０３には、こ
のフレームが送信権譲渡フレームであることを示す送信
権譲渡識別子９０３２と送信権の譲渡先の通信ノードを
示す宛先ノード番号９０３３が含まれている。なお、送
信権譲渡フレーム９０３は通信に加入している全通信ノ
ードへ同報され、各通信ノードにおいて宛先ノード番号
９０３３により送信権の譲渡先を判断させる。

【００２６】自ノードから送信データを送信後、送信権
を次のノードへ譲渡するため、通信制御処理部３３は登
録テーブル４１を参照し、現在通信に加入している通信
ノードの中から次に送信権を譲渡する通信ノードを選出
して（３３０６）、伝送路アクセス部２０経由で送信権
譲渡フレーム９０３を送信する（３３０７）。ただし、
送信権譲渡フレーム９０３を受信してから送信するまで
の最大時間は各通信ノードで定められており、最大時間
以内に送信処理を完了させるために一度に送信可能なデ
ータ量を制限する必要がある。このように、送信権の譲
渡は、加入ノードテーブル部４０の登録テーブル４１に
登録されているノードにしか行われない。

【００２７】ノード離脱検出処理部３２は、送信権を保
持していた通信ノードから送信権が他の通信ノードに譲
渡された後、譲渡先の通信ノードから送信権譲渡フレー
ム９０３が送信されるまでの時間を測定し、譲渡先の通
信ノードが一定時間以上、送信権譲渡フレーム９０３を
送信しない場合、譲渡先の通信ノードが電源切断などの
原因で通信から離脱したものとみなし、加入ノードテー
ブル部４０に離脱ノードに関する情報を通知する。

【００２８】加入要求処理部３１は、自ノードが新たに
通信に加入する場合に、図８に示す加入要求フレーム９
００を通信に加入している全通信ノードに対して同報す
る。加入要求フレーム９００には、このフレームが加入
要求フレームであることを示す加入要求識別子９００２
と加入を要求している通信ノードを示す送信元ノード番
号９００３と加入を要求している通信ノードが必要とす
るデータ格納メモリの容量である要求メモリ容量９００
４が含まれている。ただし、加入要求フレーム９００の
送信時は送信権を保持している必要はない。

【００２９】また、メモリ再割り当て処理部４２は、新
たに通信に加入するノードを検出すると、このノードに
対するメモリの割り当てを行い、離脱するノードを検出
するとメモリの割り当てを削除する。図９は、加入要求
処理部３１，ノード離脱検出部３２，メモリ再割り当て
処理部４２の動作を示したものであり、以下説明する。

【００３０】加入要求処理部３１は、加入要求フレーム
９００を受信すると加入要求フレーム９００から送信元
ノード番号９００３と要求メモリ容量９００４を検出
し、メモリ再割り当て処理部４２に通知する（４２０
１）。

【００３１】メモリ再割り当て処理部４２は、新たに通
信加入を要求しているノード番号と要求されているデー
タ格納メモリの容量が通知されると、登録テーブル４１
の登録状態から、データ格納メモリ６０内の空き領域を
調べ(４２０２)、要求されたメモリ容量が空き領域内に
確保可能であれば登録テーブル４１に加入要求してきた
通信ノードのノード番号とアドレスなどメモリ割り当て
情報を登録し(4204)、確保した領域を加入要求してきた
通信ノードに割り当てる。要求されたメモリ容量が確保
不可能であれば登録テーブル４１に対する登録は行わな
い。また、ノード離脱検出処理部３２は離脱ノードを検
出するとメモリ再割り当て処理部に離脱ノード検出を通
知する（４２０５）。メモリ再割り当て処理部４２は登
録テーブル４１から離脱ノードに関する登録情報を削除
し、前記離脱ノードに割り当てられていたデータ格納メ
モリ６０内の領域を空き領域とする（４２０６）。この
空き領域は、以後新たに通信加入を要求してきたノード
へのデータ格納メモリ割り当てに再利用する。

【００３２】このように、通信ノードが新たに加入する
と、加入ノードテーブルに加入したノードと、メモリ領
域が登録される。そして、送信権の譲渡はこの加入ノー
ドテーブルに基づいて行われる。従って、メモリ領域が
確保できない通信ノードに対しては、送信権の譲渡が行
われない。この場合、いずれかの通信ノードが離脱しな
いと、メモリ領域を確保できない。従って、いずれかの
通信ノードの離脱により、メモリ領域が確保されると、
新たに加入した通信ノードに対して送信権の譲渡が行わ
れる。上述のように、メモリ再割り当て処理部４２で
は、リアルタイム通信制御部３０から通知される通信ノ
ードの加入・離脱情報に従って、登録テーブル４１を更
新し、登録テーブル４１の登録情報に従ってデータ格納
メモリ６０の割り当て領域を決定している。データ格納
メモリ６０の領域の割り当て方法の例を図２２に示す。
この図では、通信ノード３のみ加入していた状態から通
信ノード１，通信ノード０が順に加入した場合のデータ
格納メモリ６０の割り当て方法の例を示している。

【００３３】次に離脱ノードが発生した後、新たに加入
ノードが発生した場合のデータ格納メモリ６０の割り当
て方法の例を図１２に示す。この図は、通信ノードが必
要とする領域の容量が全て等しいシステムにおける例で
ある。この図では、通信ノード２が離脱し、通信ノード
２に割り当てられていた領域が登録削除により空き領域
となり、その後新たに通信ノード６が加入を要求してき
た際に、空き領域を再割り当てしている例であり、従来
と異なり、メモリ領域を通信ノードに固定割り当てする
のではなく、動的に割り当て直して、メモリの空き領域
を有効に利用していることを示している。

【００３４】離脱ノードが発生した後、新たに加入ノー
ドが発生した場合のデータ格納メモリ６０の割り当て方
法の他の例を図１３に示す。この図は各ノードが必要と
する領域の容量が異なるシステムにおける例である。こ
の図では、通信ノード０と２が離脱し、両通信ノードに
割り当てられていた領域が登録削除により空き領域とな
り、その後新たに通信ノード５が加入を要求してきた際
に、空き領域を不連続に再割り当てしている。このよう
な場合、離れた場所にある全割り当て領域のアドレスと
容量を登録テーブル４１に登録しておく必要があるが、
図１２と同様、動的に割り当て直して、メモリの空き領
域を有効に利用していることを示している。

【００３５】さらに、離脱ノードが発生した後、新たに
加入ノードが発生した場合のデータ格納メモリ６０の割
り当て方法の他の例を図１４に示す。この図も各ノード
が必要とする領域の容量が異なるシステムにおける例で
ある。この図では、通信ノード０と２が離脱し、両通信
ノードに割り当てられていた領域が登録削除により空き
領域となると、現在登録されている領域を全て上詰めに
移動して空き領域を連続化する例である。この例では、
離脱ノードが発生する度に全登録テーブル４１を書き換
え、各通信ノードに割り当てられたデータ格納メモリ内
の領域を移動させる必要があるが、全ての割り当て領域
が連続化できるため、通信ノード加入時の割り付けは容
易であり、領域を動的に割り当て直して、メモリの空き
領域を有効に利用することができる。

【００３６】以上説明した実施例では、後から新たに加
入してきた通信ノードは、既に加入している通信ノード
のメモリ割り当てなどの情報を持っていない。そこで、
既に加入している通信ノードのメモリ割り当て情報を登
録する構成を備えた通信ノードについて説明する。

【００３７】図２０は、既に加入している通信ノードの
メモリ割り当て情報を登録する構成を備えた通信ノード
を示したものである。この図も図１と同様にデータ処理
と通信制御処理に関係する部分を示したものである。こ
こで、伝送アクセス部２０，データ送受信部５０，加入
ノードテーブル部４０は図１に示したのと同じ構成であ
り、動作も同じである。異なるのはメモリ再割り当て処
理部４２であり、メモリ再割り当て処理部４２は、受信
したデータフレームの送信元ノード番号と使用している
メモリ容量を登録テーブル４１に登録する。これによ
り、既に加入している通信ノードに関する登録テーブル
４１を作成する。

【００３８】また、加入要求フレーム９００を受け付け
たノードが加入要求フレーム９００を送信した通信ノー
ドに対して、図１５に示すような登録テーブル情報通知
フレーム９０１を送信する方法がある。登録テーブル情
報通知フレーム９０１には、このフレームが登録テーブ
ル情報通知フレームであることを示すテーブル通知識別
子９０１２とテーブル情報の送り先を示す宛先ノード番
号９０１３と既に加入している通信ノードに関する登録
テーブル４１の情報である登録テーブル情報９０１４が
含まれている。なお、本フレームを受信した通信ノー
ド、すなわち新たに加入を要求した通信ノードはリアル
タイム通信制御部３０が登録テーブル情報９０１４の情
報を加入ノードテーブル部４０の登録テーブル４１へ転
送する。また、リアルタイム通信制御部３０における通
信制御処理機能３３で実行される送信権の譲渡である
が、システム内の通信加入ノードが全て対等の場合の例
として、図１６に示すように各ノード間を順番に巡回さ
せる方法がある。この図では、各通信ノードが送信権を
得てデータを送信し、次の通信ノードへ送信権を譲渡し
ていくことを示している。

【００３９】しかし、図４の無線通信システムのよう
に、伝送路の品質が悪くデータ誤り率が高い伝送路で
は、図１６の方法では送信権譲渡フレーム９０３が頻繁
に消失し、消失した送信権譲渡フレーム９０３の再生処
理などによって通信のリアルタイム性が損なわれてしま
う。そのようなシステムでは、図１７に示すように、マ
スタ・スレーブ方式を採用し、マスタノードがスレーブ
ノードの加入・離脱管理および送信権の巡回を制御すれ
ばよい。この図では、マスタノードがスレーブノード１
に送信権を譲渡し、スレーブノード１はデータを送信し
た後、マスタノードに送信権を譲渡し、スレーブノード
１から送信権を譲渡されたマスタノードは次にスレーブ
ノード２に送信権を譲渡し、以下同様にマスタノードと
スレーブノードとの間で送信権がやり取りされ、マスタ
ノードは獲得した送信権を登録テーブル４１に登録され
ている順にスレーブノードに譲渡し、スレーブノードは
必ずマスタノードへ送信権を譲渡するようにし、マスタ
ノードまたは各スレーブノードは送信権を保持している
時のみデータを送信する。なお、本図において、データ
フレームの中に送信権を示すフラグを設け、一つのデー
タフレームをデータ送信と送信権譲渡を兼用させてもよ
い。本図の方法では、伝送路上のノイズや通信ノードの
障害により送信権譲渡フレーム９０３が消失してもマス
タノードが一定時間以内に送信権譲渡フレーム９０３を
再生して次のスレーブノードに送信権を譲渡可能とする
ことにより、通信のリアルタイム性を維持できる。

【００４０】また、加入を要求する通信ノードが加入要
求フレーム９００を送信する時は送信権を保持している
必要はない。これは、加入要求する通信ノードが登録テ
ーブル４１に登録されていないためである。したがっ
て、図２１に示すように、送信権を巡回させてデータ送
受信を行う伝送路９とは独立の伝送路を用いて加入要求
を行ってもよい。すなわち、加入要求用の第２伝送路９
０００を設け、機能は伝送路アクセス部２０と同等であ
り第２伝送路９０００とのインタフェース機能を持つ第
２伝送路アクセス部２０１を設け、第２伝送路アクセス
部２０１はリアルタイム通信制御部３０における加入要
求処理機能３１との間で、加入要求フレーム９００や登
録テーブル情報通知フレーム９０１などをやりとりす
る。

【００４１】上述の実施例の通信システムでは、ノード
番号は各通信ノードに固有の番号であることを前提とし
ていた。しかし、ある時点で通信に加入している通信ノ
ード数は限られているが、加入と離脱を繰り返しながら
通信ノードが頻繁に入れ替わり、加入した延べ通信ノー
ド数は大きいというシステムも存在する。例えば、加入
する可能性のある通信ノードは６５５３５台であるが、
常時通信する通信ノード台数は２５５台以下であり、一
つの通信ノードは加入後ある一定時間以内には離脱して
しまうような通信システムが考えられる。このようなシ
ステムの場合、データ格納メモリの効率的な再割り当て
は上述の実施例で実現できるが、加入する可能性のある
全通信ノードにノード番号を割り振っていたのでは大量
のノード番号の管理が必要となる。この問題に関して
は、ノード番号も同様に再割り当てを行う方法が考えら
れる。その方法は、加入する可能性のある全通信ノード
に固有番号を与え、加入時にその時点で未使用のノード
番号を割り当て、前記固有番号に対応づけて登録してお
く。送信権の巡回やデータ送受信には割り当られた前記
ノード番号を使用する。ノード番号はそれが割り当てら
れた通信ノードが離脱するまで使用され、離脱した後
は、その後新たに加入してきた通信ノードに再割り当て
する。この例での登録テーブル４１の構成を図１８に示
す。登録が終わると図１９に示すようなノード番号通知
フレーム９０２が送信され、加入要求元の通信ノードに
割り当てられたノード番号が通知される。ノード番号通
知フレーム９０２には、このノード番号通知フレームで
あることを示すノード番号通知識別子９０２２と送り先
を示す宛先ノード固有識別番号９０２３と割り当てられ
たノード番号を示す割り当てノード番号９０２４が含ま
れている。この方法によれば、例えばアドレスを８ビッ
トでしか管理できないような通信システムでも、一時期
に加入する通信ノード数が２５５台以下と限定できる通
信システムならば、２５６台以上の通信ノード数（上記
の例では６５５３５台）をサポート可能となる。

【００４２】このように、本発明では、通信に加入して
いる通信ノードにのみデータ格納メモリ内の領域が割り
当てられ、領域を割り当てられている通信ノードのみが
送信権を与えられデータを送信可能であり、新たに通信
に加入することを要求したノードに対しては、データ格
納メモリに空き領域があればメモリ領域を新たに割り当
てて送信権が与えられ、送信権が与えられてもデータを
送信しない通信ノードは離脱したとみなし、データ格納
メモリ内の領域割り当てを削除し、以後送信権を与え
ず、前記割り当て削除されたデータ格納メモリ内の領域
は以後新たに通信に加入することを要求したノードに対
して再割り当てすることができる。

【００４３】したがって、システム立ち上げ前に、加入
する可能性のある全通信ノードの設定を行う必要がな
く、加入通信ノードのみに動的にデータ格納メモリ領域
が割り当てられるのでメモリ利用効率がよく、通信ノー
ドの加入・離脱が頻繁に発生するシステムにおいてもリ
アルタイム性を損なうことなく通信を続行可能であり、
かつノード番号やメモリ領域などの通信資源を効率的に
使用できるリアルタイム通信システムを提供することが
できる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通信ノードの加入・離脱が頻繁に発生するシステムにお
いてもリアルタイム性を損なうことなく通信を続けて行
うことが可能となる。

【００４５】また、ノード番号やメモリ領域などの通信
資源を効率的に使用できるリアルタイム通信システムを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】通信ノードの通信制御処理を示すブロック構成
図を示したものである。

【図２】リアルタイム通信システムのシステム構成の一
例を示したものである。

【図３】リアルタイム通信システムのシステム構成の一
例を示したものである。

【図４】リアルタイム通信システムのシステム構成の一
例を示したものである。

【図５】通信ノードの内部構成を示したものである。

【図６】送信権譲渡フレームのフォーマットを示した図
である。

【図７】通信ノードの通信制御処理を示した図である。

【図８】加入要求フレームのフォーマットを示した図で
ある。

【図９】メモリ再割り当て処理部の処理を示した図であ
る。

【図１０】加入ノードテーブル部における登録テーブル
の構成を示した図である。

【図１１】加入ノードテーブル部における登録テーブル
の他の構成を示した図である。

【図１２】データ格納メモリの割り当て方法の一例を示
した図である。

【図１３】データ格納メモリの割り当て方法の一例を示
した図である。

【図１４】データ格納メモリの割り当て方法の一例を示
した図である。

【図１５】登録テーブル情報通知フレームのフォーマッ
トを示した図である。

【図１６】送信権の譲渡方法の一例を示した図である。

【図１７】送信権の譲渡方法の一例を示した図である。

【図１８】加入ノードテーブル部における登録テーブル
の他の構成を示した図である。

【図１９】ノード番号通知フレームのフォーマットを示
した図である。

【図２０】通信ノードの通信制御処理を示すブロック構
成図を示したものである。

【図２１】通信ノードの通信制御処理を示すブロック構
成図を示したものである。

【図２２】データ格納メモリの割り当て方法の一例を示
した図である。

【符号の説明】

９…伝送路、２０…伝送路アクセス部、３０…リアルタ
イム通信制御部、３１…加入要求処理機能、３２…ノー
ド離脱検出処理機能、３３…通信制御処理機能、４０…
加入ノードテーブル部、４１，４１０１，４１０２，４
１０３…登録テーブル、４２…メモリ再割り当て処理機
能、５０…データ送受信部、６０…データ格納メモリ、
９１…集線装置、９２…無線通信用アンテナ、９３…無
線通信可能範囲、１０１…トランシーバ、１０２…レシ
ーバ、１０３…通信コントローラ、１０４…ＣＰＵ（中
央演算装置）、１０５…記憶装置、９００…加入要求フ
レーム、９０１…登録テーブル情報通知フレーム、９０
２…ノード番号通知フレーム、９０３…送信権譲渡フレ
ーム、１０００…通信ノード、１０５１…通信処理プロ
グラム、１０５２…記憶装置のその他の領域、３３００
〜３３０７…リアルタイム通信制御部における通信制御
処理機能の処理内容、４２００〜４２０６…加入ノード
テーブル部におけるメモリ再割り当て処理機能の処理内
容、６００１〜６０３３…領域割り当てされたデータ格
納メモリ、９００１，９０１１，9021，９０３１…フレ
ームヘッダ、９００２…加入要求識別子、９００３…送
信元ノード番号、９００４…要求メモリ容量、９００５
…加入要求フレームのその他情報、９０１２…テーブル
通知識別子、９０１３，９０３３…宛先ノード番号、９
０１４…登録テーブル情報、９０１５…登録テーブル情
報通知フレームのその他情報、９０２２…ノード番号通
知識別子、９０２３…宛先ノード固有識別番号、９０２
４…割り当てノード番号、９０２５…ノード番号通知フ
レームのその他情報、９０３２…送信権譲渡識別子、９
０３４…送信権譲渡フレームのその他情報。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山足 公也 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 高橋 正弘 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 5B089 GA04 HA06 HA11 HB02 JB16 KB03 KC15 KC51 KF02 5K030 KA06 LC09 LE17 MB09 5K067 AA41 BB21 EE02 EE10 EE16 HH32 HH33 9A001 CC03 CC05 CC07 HH34

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の通信装置が伝送路に接続された通信
   システムにおいて、 それぞれの前記通信装置は、他の通信装置から送られて
   くるデータを記憶する記憶部と、他の通信処理装置から
   送られてくる情報に基づいて、前記記憶部に当該他の通
   信装置から送られてくるデータを記憶するための記憶領
   域を割り当てる処理部とを有する通信システム。
2. 【請求項２】請求項１において、 それぞれの前記通信装置の前記処理部は、前記伝送路に
   データを送出すべき通信装置を監視し、所定時間前記伝
   送路にデータが送出されない場合に、前記伝送路にデー
   タを送出しない通信装置に割り当てられた記憶領域を無
   効にし、以後、前記伝送路へデータを送出することを許
   可しない通信システム。
3. 【請求項３】請求項１または２において、 それぞれの前記通信装置の前記処理部は、前記記憶領域
   が割り当てられた通信装置に対して、前記伝送路へデー
   タを送出することを許可する通信システム。
4. 【請求項４】複数の通信装置が伝送路に接続された通信
   システムにおいて、 それぞれの前記通信装置は、他の通信装置から送られて
   くるデータを記憶する記憶部と、前記伝送路に新たに接
   続された通信処理装置から送られてくる情報に基づい
   て、前記記憶部に当該通信装置から送られてくるデータ
   を記憶するための記憶領域を割り当てる処理部とを有す
   る通信システム。
5. 【請求項５】請求項４において、 前記伝送路に新たに接続された通信処理装置は、固有の
   識別番号と、送るべきデータの容量を前記伝送路に送出
   する通信システム。
6. 【請求項６】他の通信装置から送られてくるデータを記
   憶する記憶部と、 他の通信処理装置から送られてくる情報に基づいて、前
   記記憶部に当該他の通信装置から送られてくるデータを
   記憶するための記憶領域を割り当てる処理部とを有する
   通信装置。
7. 【請求項７】請求項６において、 前記処理部は、データを送出すべき他の通信装置を監視
   し、所定時間当該通信装置からデータが送出されない場
   合に、当該通信装置に割り当てられた記憶領域を無効に
   し、以後、前記伝送路へデータを送出することを許可し
   ない通信装置。
8. 【請求項８】請求項６または７において、 前記処理部は、前記記憶領域が割り当てられた通信装置
   に対して、データを送出することを許可する通信装置。