JP2004015335A - データ通信システムおよびデータ通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の副装置からのデータ送信要求が同時に発生した場合の衝突を回避することができ、これによりデータ転送率の向上を図ったデータ通信システムおよびデータ通信方法を提供する。
【解決手段】主装置１と副装置２１，２２，〜の間に、データ転送を行うためのホットラインＨＬと、ホットラインＨＬにおけるデータ転送の送信順序を制御する第１制御線Ｃ１および第２制御線Ｃ２を設ける。そうして、副装置がデータ転送を行うときには、まず第１制御線Ｃ１を介して送信要求を主装置１に送出する。複数の副装置からの送信要求が主装置１で検知された場合には、通信要求履歴／優先順位制御部７において蓄積された送信要求の履歴をもとに、優先順位の最も高い副装置を選択決定して、１系統の許可出力を排他的に送出する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）やＳＯＮＥＴ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの規格に準拠するディジタル信号伝送システムにおいて用いられるディジタル信号伝送装置のように、一つの主装置に対して複数の副装置が１：ｎ接続形態で接続されるデータ通信システムと、このシステムで用いられるデータ通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば幹線系伝送システムに設けられる信号伝送装置などにあっては、図９に示されるように、それぞれ通信Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ　／Ｏｕｔｐｕｔ）３１〜３ｎを備えた複数の副装置２１〜２ｎを主装置１にパラレルに接続する形態が主流となっている。このような１：ｎ接続形態の装置では、主装置１側に副装置と同数（ｎ個）の通信Ｉ／Ｏ４１〜４ｎが設けられるため、主装置１の回路規模が大きくなるという不具合がある。
【０００３】
また、主装置１には副装置２１〜２ｎからの接続線が集線されるため、複数の副装置２１〜２ｎとのデータ授受が一度に集中すると、主装置１の処理負担が一時的にオーバフローする虞がある。このような事態に陥ると、主装置１の処理負荷が重くなったり、集中されるデータから必要な情報を取り出す処理の能率が低下したり、通信システムの転送率（単位時間当たりのデータ量）が低下するという不具合を生じる。
【０００４】
この不具合を避けるためには、図１０に示されるように、複数の副装置２１〜２ｎを主装置１にバスラインＢＬを介してバス状に接続し、主装置１への負荷集中を回避することが考えられる。このようにすると、主装置１に設けるべき通信Ｉ／Ｏ４０は一つのみとなるため、主装置１の構成を簡易化することができる。
【０００５】
しかしながら図１０に示される構成では、複数の副装置２１〜２ｎから主装置１へのデータ送信要求が非同期的に発生することから、出力データの回線衝突が発生する虞があった。このことは、ソフトウェアにて衝突制御するプロトコルを実装していても根本的には解決し得ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように従来の１：ｎ接続型の装置にあっては、主装置の処理負担がオーバフローし処理能率が低下するといった不具合や、複数の副装置から非同期にデータ送信要求が発生するため、出力データの回線衝突が避けられないといった不具合があった。
【０００７】
本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、複数の副装置からのデータ送信要求が同時に発生した場合の衝突を回避することができ、これによりデータ転送率の向上を図ったデータ通信システムおよびデータ通信方法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に本発明は、主装置に複数の副装置が接続される通信システムにおける前記主装置と副装置との間でのデータ通信システムにおいて、前記主装置に前記複数の副装置をバス状に接続するデータ通信回線と、前記主装置と前記複数の副装置とを互いに個別に接続する第１および第２の制御線と、前記副装置に設けられ、当該副装置から前記主装置に対するデータ転送の必要が生じた場合に、前記第１の制御線を介して当該主装置に通信要求を送出する要求手段と、前記主装置に設けられ、前記通信要求を受け付ける通信要求受け付け手段と、前記主装置に設けられ、各副装置ごとに通信要求の到来の履歴を管理する管理手段と、前記主装置に設けられ、前記管理手段で管理された通信要求の履歴に基づいて、データ転送を許可すべき副装置を選択的に決定する選択決定手段と、前記主装置に設けられ、この選択決定手段で決定された副装置に対して、前記第２の制御線を介して通信許可を送出する許可出力手段と、前記副装置に設けられ、前記主装置から前記通信許可を受けた場合にのみ、前記主装置に対して前記データ通信回線を介してデータ転送を行う出力制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
このような手段を講じたことにより、副装置から主装置へのデータ転送の必要が生じた場合には、事前に第１の制御線を介して通信要求が主装置に送出される。主装置では、送信要求を受けた副装置のうち、例えば予め定められた優先順位に基づいて一つの副装置が選択され、この選択された副装置にのみ通信許可が与えられる。
【００１０】
従って、複数の副装置から同時に送信要求が発生した場合でも、一つの副装置にのみデータの通信許可が与えられるので、前記データ通信回線におけるデータの衝突を回避することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる信号伝送装置の構成を示すブロック図である。この信号伝送装置は、主装置１に複数の副装置２１，２２，…が接続されている。主装置１と副装置２１，２２，…との間には、副装置２１，２２，…を主装置１にバス状に接続するホットラインＨＬと、主装置１と副装置２１，２２，…とを個別に接続する第１制御線Ｃ１および第２制御線Ｃ２とが設けられている。
【００１２】
主装置１は、主衝突制御部４と、通信Ｉ／Ｏ３と、集線部９とを備える。主衝突制御部４は、ノイズ保護部６と、通信要求履歴／優先順位制御部７と、許可出力部８とを備える。
【００１３】
副装置２１，２２，…は、通信Ｉ／Ｏ３０と、副衝突制御部５とを備える。副衝突制御部５は、出力制御部１０と、衝突制御部１１と、許可入力部１２とを備える。
【００１４】
各副装置２１，２２，…の出力制御部１０は、それぞれホットラインＨＬを介して主装置１の集線部９に接続される。集線部９は、主装置１の通信Ｉ／Ｏ３に接続される。各副装置２１，２２，…の衝突制御部１１は、第１制御線Ｃ１を介して主装置１のノイズ保護部６に接続される。主装置１の許可出力部８は、各副装置２１，２２，…の許可入力部５に第２制御線Ｃ２を介してそれぞれ接続される。
【００１５】
図２は、図１に示される信号伝送装置における信号線の接続形態を示す模式図である。図２において、副装置２１〜２８は、まずバスラインＢＬを介して主装置１にバス状に接続される。バスラインＢＬは従来のシステムに備わるバスラインＢＬと同様である。バスラインＢＬを介するデータ転送方式も従来と同じとし、ここでは、比較的優先度の低いデータ伝送するためにバスラインＢＬを使用する。
【００１６】
本発明に係わる新規な手段は、副装置２１〜２８を主装置１にバス状に接続するホットラインＨＬを備えることと、主装置１と個々の副装置２１〜２８とを個別に接続する第１制御線Ｃ１および第２制御線Ｃ２とを備えることである。
【００１７】
図３は、本発明に係わるデータ通信システムの平常時における送信手順を示すフローチャートである。図３のステップＳ１において、主装置１は副装置２１，２２，…からの送信要求を待ち受ける。ステップＳ２で、例えば副装置２１の衝突制御部１１から送信要求が送出されると、この送信要求は第１制御線Ｃ１を介して主装置１のノイズ保護部６に到達する。
【００１８】
ステップＳ３で、ノイズ保護部６は送信要求に対してノイズ保護を施し、正式の送信要求である場合にのみ送信要求を受け入れる。送信要求が受け入れられると、ステップＳ４において通信要求履歴／優先順位制御部７に送信要求の履歴が蓄積される。
【００１９】
ステップＳ５においては、通信要求履歴／優先順位制御部７により送信要求の履歴が参照され、その結果をもとに最も優先順位の高い副装置（ここでは副装置２１とする）の送信要求が判定され、通信を許可すべき副装置として副装置２１が選択決定される。
【００２０】
ステップＳ６では、主装置１の許可出力部８から副装置２１に向け、第２制御線Ｃ２を介して送信許可が出力される。次いで副装置２１の許可入力部１２において主装置１からの送信許可が受信され、許可入力部１２から内部の衝突制御部１１に送信許可信号が出力される。またこれと同時に、出力制御部１０の通信ゲートがオープンされる（ステップＳ７，Ｓ８）。
【００２１】
次のステップＳ９では、副装置２１の衝突制御部１１は通信Ｉ／Ｏ３０に送信許可を行う。そうして、次のステップＳ１０で副装置２１の通信Ｉ／Ｏ３０は出力制御部１０に送信データを送信する。ステップＳ１１では、出力制御部１０は送出許可をしているので、送信データが副装置２１からホットラインＨＬを介して主装置１の集線部９に送信される。ステップＳ１２では、集線部９は送信データを集線し、送信データが主装置１の通信Ｉ／Ｏ３にて受信される。
【００２２】
図４は、本発明に係わるデータ通信システムの平常時における送信完了手順を示すフローチャートである。ステップＳ１３において副装置２１からのデータ送信が完了すると、ステップＳ１４で副装置２１の衝突制御部１１は要求取下げを主装置１に出力する。
【００２３】
ステップＳ１５では、主装置１のノイズ保護部６が副装置２１からの要求取下げ入力についてノイズ保護し、通信要求履歴／優先順位制御部７に出力する。ステップＳ１６，Ｓ１７では、通信要求履歴／優先順位制御部７は副装置２１からの要求取下げ入力を受信し、副装置２１の送信要求を履歴から削除する。主装置１の許可出力部８は副装置２１に要求取り下げを出力する。
【００２４】
ステップＳ１８では、副装置２１では許可入力部１２が主装置１からの要求取り下げを受信する。ステップＳ１９においては、副装置２１の許可入力部１２は衝突制御部１１に送信完了を出力し、これと同時に出力制御部１０のゲートがクローズされ送信完了となる。
【００２５】
図５、図６は本発明に係わるデータ通信システムの衝突対策時における送信完了手順を示すフローチャートである。図５のステップＳ２０においては、副装置２１からの送信要求の優先順位を、副装置２２からの送信要求の優先順位よりも高いとする。ステップＳ２１において、ノイズ保護部６は副装置２１，２２からの送信要求についてノイズ保護をする。ステップＳ２２で、通信要求履歴／優先順位制御部７は副装置２１、２２からの送信要求の履歴を蓄積する。ステップＳ２３で、通信要求履歴／優先順位制御部７は履歴を参照し、優先順位の一番高い送信要求を判定し、その結果副装置２１に送信を許可する。
【００２６】
ステップＳ２４で、許可出力部８は副装置２１に送信許可を出力する。ステップＳ２５で、副装置２１の許可入力部１２は主装置１からの送信許可を受信する。ステップＳ２６で、副装置２１の許可入力部１２は衝突制御部１１に送信許可信号を出力すると同時に出力制御部１０のゲートをオープンする。
【００２７】
ステップＳ２７で、衝突制御部１１は副装置２１の通信Ｉ／Ｏ３０に送信許可を行う。ステップＳ２８で、送信許可信号を受信した副装置２１の通信Ｉ／Ｏ３０は出力制御部１０にデータを送信する。ステップＳ２９で、副装置２１の出力制御部１０は送出許可をしているので副装置２１のデータを集線部９に送信する。
【００２８】
ステップＳ３０で、主装置１の集線部９は送信データを集線し、副装置２１からの送信データが主装置１の通信Ｉ／Ｏ３において受信される。ステップＳ３１で、副装置２１の衝突制御部１１はデータ送信完了後、要求取下げを出力する。ステップＳ３２で、ノイズ保護部６は副装置２１からの要求取下げについてノイズ保護をする。ステップＳ３３で、通信要求履歴／優先順位制御部７は副装置２１の送信要求の履歴を削除する。
【００２９】
図６のステップＳ３４において、通信要求履歴／優先順位制御部７は履歴を参照し、この時点での優先順位の一番高い送信要求を判定する。ステップＳ３５で、主装置１の許可出力部８は副装置２１に要求取下げを出力する。またこのステップで主装置１の許可出力部８は、副装置２２に送信許可を出力する。
【００３０】
ステップＳ３６で副装置２１の許可入力部１２は主装置１からの要求取下げを受信する。またこのステップで、副装置２２の許可入力部１２は主装置１からの送信許可信号を受信する。
【００３１】
ステップＳ３７で副装置２１の許可入力部１２は衝突制御部１１に送信完了通知を出力すると同時に出力制御部１０のゲートをクローズする。またこのステップで、副装置２２の許可入力部１２は衝突制御部１１に送信許可信号を出力すると同時に出力制御部１０のゲートをオープンする。
【００３２】
ステップＳ３８で、衝突制御部１１は副装置２２の通信Ｉ／Ｏ３０に送信許可を行う。ステップＳ３９で送信許可信号を受信した副装置２２の通信Ｉ／Ｏ３０は、出力制御部１０に送信データを送信する。ステップＳ４０で副装置２２の出力制御部１０は、送出許可をしているので副装置２２のデータを主装置１の集線部９に送信する。
【００３３】
ステップＳ４１で、集線部９は送信データを集線し副装置２２からの送信データは主装置１の通信Ｉ／Ｏ３で受信される。ステップＳ４２で副装置２２の衝突制御部１１は、データ送信完了後、要求取下げを出力する。ステップＳ４３で主装置１のノイズ保護部６は、副装置２２からの要求取下げについてノイズ保護をする。ステップＳ４４で通信要求履歴／優先順位制御部７は副装置２２の送信要求の履歴を削除する。ステップＳ４５で許可出力部８は副装置２２に要求取下げを出力する。
【００３４】
ステップＳ４６で副装置２２の許可入力部１２は主装置１からの要求取下げ信号を受信する。ステップＳ４７で副装置２２の許可入力部１２は、衝突制御部１１に送信完了通知を出力すると同時に出力制御部１０のゲートをクローズする。
【００３５】
このような動作を行うことにより、複数の副装置からの送信要求が主装置１で検知された場合には、通信要求履歴／優先順位制御部７において蓄積された送信要求の履歴が参照されて、優先順位の最も高い送信要求が判定され、１系統の許可出力が排他的に送出される。
【００３６】
従って、主衝突制御部４において、複数の副装置からの同時送信要求に対しての順序制御を行うことが可能となり、その結果、複数の副装置から送出されるデータの衝突を回避することが可能となる。したがって本実施形態によれば、複数の副装置からのデータ送信要求が同時に発生した場合の衝突を回避することができ、これによりデータ転送率の向上を図ったデータ通信システムおよびデータ通信方法を提供することが可能になる。
【００３７】
また本実施形態によれば、ソフトウェアによる衝突検出及び回避制御を無くすることができ、従ってこれらの処理が原因となるＣＰＵ処理の輻輳がなくなるので、他の処理に計算機の能力を他の処理にまわすことが可能になるなどの利点がある。
【００３８】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係わる信号伝送装置の実施の形態を示すブロック図である。図７において図１と同様の部分には共通の符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。本実施形態においては、図１に示される構成に加え、主装置１と副装置２１〜２ｎとを個別に接続する第３制御線Ｃ３と第４制御線Ｃ４とが新たに設けられる。主装置１の主衝突制御部４は、各副装置２１〜２ｎに接続される第４制御線Ｃ４を収容する転送制御部１３と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１４と、選択部１５とを備える。選択部１５は各副装置２１〜２ｎに至る第３制御線Ｃ３を収容する。ＣＰＵ１４は、副装置２１〜２ｎから送出されるデータを通信Ｉ／Ｏ３を介して受信する。
【００３９】
一方、副装置２１〜２ｎの副衝突制御部５は、応答部１６と、入力制御部１７と、ゲート制御部１８とを備える。このうちゲート制御部１８に第３制御線Ｃ３が接続され、応答部１６に第４制御線Ｃ４が接続される。またホットラインＨＬは、入力制御部１７に接続される。
【００４０】
上記構成において、選択部１５は、主装置１から任意の副装置に対するデータ転送の必要が生じた場合に、第３制御線Ｃ３を介して相手方の副装置のゲート制御部１８に向け選択メッセージを送出する。応答部１６は、ゲート制御部１８に選択メッセージが到来した場合、データ転送を受け付け可能な状態であれば、主装置１に対して応答メッセージを第４制御線Ｃ４を介して返送する。転送制御部１３は第４制御線Ｃ４を介して応答メッセージを受信し、応答メッセージを返送した副装置に対して通信Ｉ／Ｏ３、集線部９、ホットラインＨＬを介してデータ転送を行う。
【００４１】
転送制御部１３は第４制御線Ｃ４における信号レベルの立ち上りおよび立ち下がりに応じてＣＰＵ１４に割り込みをかけ、副装置から転送された情報を割り込みの発生順にＣＰＵに与える。
【００４２】
入力制御部１７は、ホットラインＨＬを介して主装置１から送られたデータを受信する。その際、ゲート制御部１８により入力制御部１７の通信ゲートがオープンされる。受信されたデータは通信Ｉ／Ｏ３０に与えられる。
【００４３】
図８は、図７に示される信号伝送装置における信号線の接続形態を示す模式図である。本実施形態においては、図２に示される構成に加え、主装置１と個々の副装置２１〜２８とを個別に接続する第３制御線Ｃ３および第４制御線Ｃ４とを備える。
【００４４】
上記構成によれば、第３制御線Ｃ３および第４制御線Ｃ４を設けることにより、主装置１から任意の複数の副装置に対して、ホットラインＨＬを介して同報的にデータを転送することができるようになる。これによりホットラインＨＬを使用して実施されるデータ転送の効率をさらに高めることが可能となり、上記第１の実施形態と同様の効果に加え、処理速度の更なる向上などのメリットを得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳しく述べたように本発明は、主装置と副装置にそれぞれ主衝突制御部と副衝突制御部とを備え、送信要求判定による順序制御と出力制御部の排他的なゲート制御を行うようにした。これにより、副装置からの同時送信出力があったとしても衝突によるデータ破壊などの虞を無くすことができ、また障害による再送が発生しないため、通信システム上の転送率を上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる信号伝送装置の実施の形態を示すブロック図。
【図２】図１に示される信号伝送装置における信号線の接続形態を示す模式図。
【図３】図１に示される信号伝送装置の平常時におけるデータ送信手順を示すフローチャート。
【図４】図１に示される信号伝送装置の平常時における送信完了手順を示すフローチャート。
【図５】図１に示される信号伝送装置の衝突対策時における送信完了手順を示すフローチャート。
【図６】図１に示される信号伝送装置の衝突対策時における送信完了手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２の実施形態に係わる信号伝送装置の実施の形態を示すブロック図。
【図８】図７に示される信号伝送装置における信号線の接続形態を示す模式図。
【図９】従来の信号伝送装置の構成を示すブロック図。
【図１０】従来の信号伝送装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…主装置
２１，２２，〜，２ｎ…副装置
３０…通信Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）
４…主衝突制御
５…副衝突制御
６…ノイズ保護部
７…通信要求履歴／優先順位制御部
８…許可出力部
９…集線部
１０…出力制御部
１１…衝突制御部
１２…許可入力部
ＨＬ…ホットライン
ＢＬ…バスライン
Ｃ１…第１制御線
Ｃ２…第２制御線
Ｃ３…第３制御線
Ｃ４…第４制御線
１３…転送制御部
１４…ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）
１５…選択部
１６…応答部
１７…入力制御部
１８…ゲート制御部

Claims (4)

1. 主装置と、この主装置に接続される複数の副装置とを備えるデータ通信システムにおいて、
   前記主装置に前記複数の副装置をバス状に接続するデータ通信回線と、
   前記主装置と前記複数の副装置とを互いに個別に接続する第１および第２の制御線と、
   前記副装置に設けられ、当該副装置から前記主装置に対するデータ転送の必要が生じた場合に、前記第１の制御線を介して当該主装置に通信要求を送出する要求手段と、
   前記主装置に設けられ、前記通信要求を受け付ける通信要求受け付け手段と、
   前記主装置に設けられ、各副装置から送出される通信要求の到来の履歴を管理し、この履歴に基づいて、データ転送を許可すべき副装置を排他的に決定する選択決定手段と、
   前記主装置に設けられ、この選択決定手段で決定された副装置に対して、前記第２の制御線を介して通信許可を送出する許可出力手段と、
   前記副装置に設けられ、前記主装置から前記通信許可を受けた場合に、前記主装置に対して前記データ通信回線を介してデータ転送を行う出力制御手段とを具備することを特徴とするデータ通信システム。
2. さらに、前記主装置と前記複数の副装置とを互いに個別に接続する第３および第４の制御線と、
   前記主装置に設けられ、当該主装置から任意の副装置に対するデータ転送の必要が生じた場合に、前記第３の制御線を介して相手方の副装置に選択メッセージを送出する選択手段と、
   前記副装置に設けられ、前記選択メッセージが到来した場合に、前記主装置に対して前記第４の制御線を介して応答メッセージを返送する応答手段と、
   前記主装置に設けられ、前記応答メッセージを返送した副装置に対してのみ、データ転送を行う転送制御手段とを具備することを特徴とする請求項１に記載のデータ通信システム。
3. 前記主装置は、前記副装置から転送された情報を利用して動作する計算機を備え、
   前記制御線における信号レベルの立ち上りおよび立ち下がりに応じて前記計算機に割り込みをかけ、前記副装置から転送された情報を前記割り込みの発生順に前記計算機に与えるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のデータ通信システム。
4. 主装置と、この主装置に接続される複数の副装置と、前記主装置に前記複数の副装置をバス状に接続するデータ通信回線と、前記主装置と前記複数の副装置とを互いに個別に接続する第１および第２の制御線とを備えるデータ通信システムで用いられるデータ通信方法であって、
   、
   前記副装置から前記主装置に対するデータ転送の必要が生じた場合に、前記第１の制御線を介して前記副装置から当該主装置に通信要求を送出する第１ステップと、
   前記主装置において前記通信要求を受け付ける第２ステップと、
   前記主装置において各副装置から送出される通信要求の到来の履歴を管理し、この履歴に基づいて、データ転送を許可すべき副装置を排他的に決定する第３ステップと、
   前記主装置において前記第３ステップで決定された副装置に対して、前記第２の制御線を介して通信許可を送出する第４ステップと、
   前記副装置において前記主装置から前記通信許可を受けた場合に、前記主装置に対して前記データ通信回線を介してデータ転送を行う第５ステップとを具備することを特徴とするデータ通信方法。

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