JP2004015802A

JP2004015802A - 位置測定装置と処理ユニットとの間におけるシリアルデータ伝送方法と装置

Info

Publication number: JP2004015802A
Application number: JP2003100396A
Authority: JP
Inventors: Erwin Bratzdrum; エルヴィン・ブラッツドゥルム
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2023-04-03
Also published as: ATE401595T1; EP1369754A2; DE10224627A1; CN1276317C; EP1369754B1; US7349442B2; EP1369754A3; DE50310142D1; US20040022274A1; CN1493945A; JP4280531B2

Abstract

【課題】位置測定装置と処理ユニットとの間におけるシリアルデータ伝送方法と装置に関する。
【解決手段】データの伝送は、使用フェーズの進行中において、データパケットの形で行われる。連続する使用フェーズの間には、そこではデータが伝送されないアイドルフェーズがある。処理ユニットから位置測定装置にデータが伝送されていないアイドルフェーズの間に、位置要求コマンドが発生する場合には、そのアイドルフェーズの終了後に第一遅延情報と共に位置要求コマンドが位置測定装置に伝送される。この第一遅延情報は、位置測定装置側において、処理ユニット側での位置要求コマンドの発生と位置測定装置側での位置要求コマンドの実行との間に、常に一定の遅延時間が生じるように分析評価される。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、位置測定装置と処理ユニットとの間におけるシリアルデータ伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人のドイツ特許公開第１００３０３５８号明細書により、位置測定装置と処理ユニットとの間におけるシリアルデータ伝送方法ならびに装置が周知であり、それは、例えば、位置測定装置で生成された位置データにもとづく、駆動ユニットの高度に動的な制御を可能とするものである。この印刷物には、基本的にそれに対応するように設計されたデジタルインタフェースの相応のプロトコル構造が開示されており、それによって処理ユニットと位置測定装置との間における高速で、割込み能力を持つポイントツーポイント接続が可能となるものである。このインタフェースの具体的な物理構成に関して、そこで提案されているシリアルデータ伝送用のプロトコル構造は、幾つかの周知のインタフェース概念をベースとして実現することが可能であるとだけ記載されている。しかし、この印刷物には、その固有のインタフェース物理媒体の具体的な構成に関する詳細は記載されていない。
【０００３】
同じことが、出願人のドイツ特許出願第１００３０３５７号明細書にも言え、そこにはさらに前述のドイツ特許公開第１００３０３５８号明細書のプロトコル構造を利用する場合に発生する問題の解決法が提案されており、それは、即ち位置要求コマンドまたは入力パルスに関する、場合によっては起こりうる時間的な曖昧性を取り除くものであり、インタフェースの割込み能力から生まれるものである。このような不確実性は、特にインタフェースのリアルタイム能力に対しては不都合であり、そのリアルタイム能力は、位置測定装置側における位置データの各入力が出来るだけ一定の遅延時間後に行われることに関する高い要求条件を求めるものである。
【０００４】
ドイツ特許公開第１００３０３５８号明細書において周知のシリアルデータ伝送のための方式を、所謂イーサネット（登録商標）物理層と共に使用した場合、そのインタフェースの増強されたリアルタイム能力のために、別の問題が起こる。既に述べたとおり、高度に動的な制御においては、まず第一に、処理ユニット側で対応する位置要求コマンドが発生した場合に、その時点に関係なく、位置測定装置側において出来るだけ確定的な位置データの検出または入力が行われることが保証されなければならない。位置データの検出または入力時点に関する、場合によっては起こりうる時間的な曖昧性は、その結果として生じる制御品質において不利に作用する。インタフェースのイーサネット（登録商標）物理層と基本的な割込み能力を使用する場合、さらに別の措置なしにはリアルタイム能力が保証されない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そのことから、この発明の課題は、位置測定装置と処理ユニットとの間における割込み能力のあるシリアルデータ伝送方法を示すことであり、その際特にイーサネット（登録商標）物理層を使用する場合に、常に所定の時間で、かつ出来る限り小さな時間的な曖昧性でもって、位置測定装置での位置データの検出が行われることが保証されるものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１の特徴を持った方法により解決される。
【０００７】
この発明にもとづく方法の有利な実施構成は、請求項１の従属請求項に挙げられた措置から生じるものである。
【０００８】
この発明にもとづき、処理ユニットから位置測定装置にデータが伝送されていないアイドル状態の時にちょうど位置要求コマンドが発生した場合、アイドル状態の終了後に第一遅延情報と共に位置要求コマンドを位置測定装置に伝送するものと規定される。位置測定装置側において、第一遅延情報は、処理ユニット側における位置要求コマンドの発生と位置測定装置側における位置要求コマンドの実行との間に常に一定の遅延時間が生じるように分析評価される。
【０００９】
特に、所定の予め決まったデータ伝送方式でイーサネット（登録商標）物理媒体を使用する場合において、この発明にもとづく措置は、位置測定装置側での一定の遅延時間後における位置データの検出または入力を保証するものである、すなわち、このようなインタフェース概念のリアルタイム能力に対する要求を満たすことができるものである。この場合、一定の遅延時間後における位置データの検出は、処理ユニット側での非同期の位置要求コマンドが発生する可能性のある、どのような起こりうるケースにおいても保証される。そのため、この発明による方法は、割込み能力を持ち、そのことにより位置要求コマンドが発生する予め規定された固定クロックタイミングに依存しない。基本的には、非同期に発生する各位置要求コマンドに対して、位置測定装置側での一定の遅延時間後における位置データの検出を保証することができる。そのため、この発明による措置は、特に有利には、既に上述したドイツ特許公開第１００３０３５８号明細書により周知の方法と組み合わせて使用することができる。
【００１０】
さらに、この発明にもとづく措置は、このようなデータ伝送の枠組みにおける位置測定装置と処理ユニットとの間の信号伝搬時間の決定を行うのに特に有利に利用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の他の利点ならびに詳細は、添付図面にもとづく以下の実施例の記述から明らかとなる。
【００１２】
図１では、位置測定装置（ＥＮＣＯＤＥＲ）１０、信号伝送区間および処理ユニット（ＮＣ）２０から成るシステムをおおまかに模式化したブロック接続図が描かれている。位置測定装置１０と処理ユニット２０との間のシリアルデータ伝送は、それぞれ一つまたは複数の導線から構成することができる二つのデータチャネル３１，３２を介して全二重動作で行われる。位置測定装置１０において、位置データ、場合によっては別のデータが、詳しくは説明しない位置データ生成ユニット１１またはその他の所で生成され、第一データチャネル３１を介して処理ユニット１０への連続的なデータストリームの形でシリアルデータ伝送するために、プロトコルモジュール１２と通信モジュール１３によって処理される。プロトコルモジュール１２と通信モジュール１３とは、相応のインタフェースと一連の導線を介して相互に接続され、それに関しては以下の記述の流れの中で詳しく取り上げる。通信モジュール１３としては、有利には所謂ファーストイーサネット（登録商標）物理レイヤモジュール（イーサネット（登録商標）ＰＨＹ）が使用され、それによって既存のイーサネット（登録商標）物理媒体の構成にもとづくシリアルデータ伝送は、周知の方法により処理されるものである。
【００１３】
処理ユニット２０側では、基本的に同じインタフェース・アーキテクチャが用いられる、すなわち伝送されたデータは、別の通信モジュール２３とプロトコルモジュール２２を介して位置データ処理ユニット２１に供給され、そこでデータは適切に再処理される。これと同様にして、同じモジュールと第二データチャネル３２を介して、処理ユニット２０から位置測定装置１０への方向のデータ伝送が可能である。この場合、そのデータは、例えば位置測定装置に伝送されるコマンドデータ、パラメータ指定データなどである。
【００１４】
さらに、処理ユニット２０側には、以下において状態自動機械２４と称するユニット２４がプロトコルモジュール２２に配置されており、それはその時に伝送されたデータにもとづく所定の情報を供給するものであることに言及したい。この発明における、これの正確な機能は、以下の記述の流れの中でさらに詳細に説明する。
【００１５】
ここでは、図１がアーキテクチャ全体の大まかな模式図だけを描いており、この発明の説明のために必要な構成要素だけが示されていることを指摘しておく。各構成要素を互いに接続する幾つかの導線については、図２〜４の以下の記述の流れの中でさらに詳しく取り上げる。当然のことながら、位置測定装置１０と処理ユニット２０は、機能に関連する別の構成要素を持つが、それらは見易さの理由から図１には描かれていない。
【００１６】
具体的に使用する場合には、位置測定装置１０は、例えば工作機械に配置され、機械の可動部分、例えば工作部分の位置決定に用いられ、数値工作機械制御部が処理ユニット２０として機能する。この代わりに、位置測定装置１０が電気駆動機の軸エンコーダであることも可能で、それに対応する駆動制御部などが処理ユニット２０として機能する。
【００１７】
図１と２にもとづき、以下に位置測定装置１０と処理ユニット２０との間の所定のシリアルデータ伝送における標準伝送モードを説明するが、その際この例では第二データチャネル３２上における処理ユニット２０から位置測定装置１０への方向のデータ伝送だけを説明する。別の方向へのデータ伝送も、基本的に同様にして進行する。
【００１８】
図２の上部では、処理ユニット（ＮＣ）側における一連の信号がデータ伝送の時間的な推移として描かれており、下部の二つの流れ図は、位置測定装置（ＥＮＣＯＤＥＲ）側の状況を表している。
【００１９】
基本的に、各プロトコルモジュール２２と通信モジュール２３との間のデータ伝送は、データパケットＤで行われ、その際連続するデータパケットＤ間には所定の時間間隔Δｔ_Ｐが保持されなければならない。データパケットＤは、導線ＴＸＤ＿ＮＣ上をプロトコルモジュール２２から通信モジュール２３あるいはイーサネット（登録商標）ＰＨＹに伝送される。データパケットＤが伝送可能となるためには、導線ＴＸＥＮ＿ＮＣ上の信号がＨＩＧＨの論理レベルにならなければならず、一方その間にある伝送休止時間において、導線ＴＸＥＮ＿ＮＣ上の論理レベルがＬＯＷである。通信モジュール２３からは、第二データチャネル３２あるいは導線ＴＸ＿ＮＣ上の各データの伝送が、位置測定装置１０の方向に連続したデータストリームとして行われる。この場合、連続したデータストリームは、一つには様々なユーザデータを持つデータパケットＤから成り、それらはユーザデータシンボル「ＲＫ６」、「ＤＡＴＡ」、「ＤＡＴＡ３」、・・・、「ＤＡＴＡｎ」等の形で伝送される。さらには、連続したデータストリームは、空のデータまたは空データシンボル「ＩＤＬＥ」を有し、これらは、図２に描かれている導線ＴＸ＿ＮＣ上の状況から明らかなように、ユーザデータを持つデータパケットＤの間に挿入されるものである。その下には、データパケットＤの伝送が行われる時間または伝送フェーズが、使用フェーズΔＴ_Ｎとして表示されている。それらの間にある、データが伝送されていない時間または伝送フェーズは、アイドルフェーズΔＴ_Ｌとして表示されている。
【００２０】
導線ＴＸ＿ＮＣ上に伝送されるデータの形式に関しては、従来のイーサネット（商標登録）物理媒体の使用にもとづく所定の構造上の条件がある。そのため、伝送されるデータパケットＤは、それぞれ所定の数のユーザデータシンボルから成り、その際各データパケットＤは、二つの定義されたデータシンボル「シンボルＪ」、「シンボルＫ」で始まり、データシンボル「シンボルＴ」、「シンボルＲ」で終わる。同様に、アイドルフェーズΔＴ_Ｌに伝送される最少数の空データシンボル「ＩＤＬＥ」が予め規定されているが、当然のことながら、実際に必要であれば、より長いアイドルフェーズΔＴ_Ｌとなることもあるので、その場合再びユーザデータを持つデータパケットＤが伝送されるまでは、そこには相応のより多くの空データシンボル「ＩＤＬＥ」が伝送される。前述したリアルタイム要求に応えるため、ならびに出来るだけ高速なデータ交換を確保するため、この発明の枠組みにおいては、アイドルフェーズΔＴ_Ｌの空データシンボル「ＩＤＬＥ」の数Ｎ_ＩＤＬＥは、出来る限り小さくし、ここに挙げた例では空データシンボル「ＩＤＬＥ」の最少数Ｎ_{ＩＤＬＥ，ｍｉｎ}に関しては、Ｎ_{ＩＤＬＥ，ｍｉｎ}＝７とされている、すなわち常にＮ_{ＩＤＬＥ，ｍｉｎ}≧７である。
【００２１】
図２の下部では、処理ユニット２０からのデータパケットＤの伝送時における、位置測定装置１０の通信モジュール１３とプロトコルモジュール１２との間の導線ＲＸＥＮ＿ＥＮＣとＲＸＤ＿ＥＮＣ上の信号が描かれている。この場合、伝送中でデータパケットＤが受信されている限り、通信モジュール１３とプロトコルモジュール１２との間の導線ＲＸＥＮ＿ＥＮＣ上において、それぞれに対応する信号は、使用フェーズΔＴ_Ｎでは論理レベルＨＩＧＨに、アイドルフェーズΔＴ_Ｌでは論理レベルＬＯＷにされる。
【００２２】
図２では、幾つかの導線上の前述した信号以外にも、状態自動機械２４（ＳＴＡＴＥ＿ＭＡＣＨＩＮＥ）で入手可能な進行するデータ伝送の状況に関する情報が描かれている。この状態自動機械２４は、図示した実施例では、前述したとおり処理ユニット２０側のプロトコルモジュール２２に配置されている。この発明におけるこの機能については、以下の記述の流れの中で詳細に説明する。
【００２３】
既に冒頭で述べたように、ここに挙げたインタフェースのリアルタイム能力に関しては、処理ユニット２０側で発生する各位置要求コマンドに対して、位置測定装置１０側での位置要求コマンドの実行、すなわちその時点の位置の入力が、一定の遅延時間後に行われるということが重要である。ここに挙げたインタフェースプロトコルの場合において、このような位置要求コマンドは、基本的に非同期に、すなわち各可能な時点に発生することができるので、データ伝送に際して、図２をもとに説明したように、位置要求コマンドが発生しうる幾つかのケースが考えられる。この場合、二つのケースがあり、それは対応する位置要求コマンドが、連続するデータ伝送の、
ａ）使用フェーズΔＴ_Ｎ、または
ｂ）アイドルフェーズΔＴ_Ｌ
に発生するものである。この二つのケースにおいて、位置要求コマンドの一定の遅延時間後における実行、すなわち位置測定装置１０のその時点の位置の入力が起こることを保証するためには、以下に図３と４をもとに説明する、この発明にもとづく措置が必要である。最後に、図５にもとづき、より長いアイドルフェーズの後に位置要求コマンドが発生する、ケースｂ）に対応する特別なケースについて記述する。
【００２４】
まず、処理ユニットから位置測定装置に向けての連続するデータ伝送の使用フェーズの間に位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱが発生するケースについて、図３をもとに詳細に説明する。この場合、使用フェーズは、時点ｔ_０においてデータパケットＤ１の伝送で始まる。図３では、図２のように、また中間部に導線上におけるデータ伝送時の状況が図示されている。さらに、処理ユニット側での時点ｔ_１で発生した位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱが図示されており、それは導線ＴＸ＿Ｌａｔｃｈ上をプロトコルモジュール２２に伝えられ、それによって可能な限り即座に位置測定装置１０にその時点の位置データの入力と伝送を要求するものである。位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱにより、時点ｔ_１で導線ＴＸＤ＿ＮＣ上における通信モジュール２３へのデータパケットＤ１の連続した伝送が中止されるか、あるいは導線ＴＸ＿ＮＣ上における位置測定装置へのデータパケットＤ１の伝送が中断される。使用フェーズの間におけるデータパケットＤ１の伝送を規定どおりに終了するには、さらに導線ＴＸ＿ＮＣ上において既に上述した二つのデータシンボル「シンボルＴ」、「シンボルＲ」の伝送が行われる。この場合、データシンボル「シンボルＴ」、「シンボルＲ」の伝送は、導線ＴＸＥＮ＿ＮＣ上における信号がＨＩＧＨからＬＯＷになったら直ぐに、通信モジュール２３により自動的に行われ、この信号がＬＯＷの値である限りは、空データシンボル「ＩＤＬＥ」の伝送が行われる。そのため、二つのデータシンボル「シンボルＴ」、「シンボルＲ」の伝送後の時点ｔ_２において、導線ＴＸ＿ＮＣ上では、少なくともこれに対応するアイドルフェーズの全部でＮ_{ＩＤＬＥ，ｍｉｎ}＝７個の空データシンボル「ＩＤＬＥ」の所要の伝送が始まる。アイドルフェーズの終了後の時点ｔ_３で、データパケットＤ２の伝送が開始し、境界を定めるデータシンボル「シンボルＪ」、「シンボルＫ」と「シンボルＴ」、「シンボルＲ」との間にはユーザデータシンボル「ＲＫ０」と「ＤＡＴＡ＝０」が位置測定装置に伝送される。この場合、第一ユーザデータシンボル「ＲＫ０」が、処理可能となった対応する位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱであり、第二ユーザデータシンボル「ＤＡＴＡ＝０」が、以下でまた説明する第二遅延情報である。
【００２５】
図３の信号流れ図の下部に描かれている位置測定装置側の状況から分かるように、データパケットＤ２の伝送後の時点ｔ_４で、位置測定装置側の導線ＲＸ＿Ｌａｔｃｈ上には、対応する位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱがあり、このコマンドを実行することができる、すなわちその時点における位置の入力を行うことができる。
【００２６】
空データシンボル「ＩＤＬＥ」の伝送によるアイドルフェーズの更新後の時点ｔ_５で、その前の時点ｔ_１で位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの発生によって中断されたデータパケットＤ１全体が、最終的に再度位置測定装置に伝送される。時点ｔ_６でデータパケットＤ１の伝送が終了する。
【００２７】
図３には、位置測定装置での位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの実行において、最終的に位置測定装置から処理ユニットへの生成された位置データが伝送される様子は描かれていない。
【００２８】
ここに挙げたインタフェースのリアルタイム能力については、特に処理ユニット側で位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱが発生する時点ｔ_１と位置測定装置側で位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの実行が可能となる時点ｔ_４との間の時間が、まさに重要である。これらの時点間にある遅延時間ΔＴ_ＤＥＬは、位置測定装置側の一定の遅延時間後における位置の検出を保証するためには、一つには出来るだけ小さく、さらには非同期に発生する位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの各ケースにおいて出来るだけ同じであることが求められる。位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱが処理ユニット側の即座に中断可能な使用フェーズの間に発生する、ここに記述したケースでは、遅延時間ΔＴ_ＤＥＬを最小化するための他の措置は必要ではない。データパケットＤ１の伝送中止後に続いて、アイドルフェーズでの最小限（Ｎ_{ＩＤＬＥ，ｍｉｎ}＝７）必要な空データシンボル「ＩＤＬＥ」の伝送だけが行われ、続いて位置要求コマンドに関するユーザデータシンボル「ＲＫ０」を持つデータパケットＤ２を伝送することができる。そのため、時点ｔ_１とｔ_４間にある時間間隔は、位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱが使用フェーズに発生する場合における、実現可能な最小の遅延時間ΔＴ_ＤＥＬを示すものである。この場合、場合によって必要な修正措置は、必要ではない。そのため、データパケットＤ２で伝送される第二遅延情報または対応するユーザデータシンボルは、「ＤＡＴＡ＝０」の値に設定される。
【００２９】
それに対して、処理ユニットから位置測定装置への連続するデータ伝送のアイドルフェーズの間に位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱが発生するケースにおいては、別の状況とそこでの必要な措置が生じる。このケースについては、以下で図４をもとに詳しく説明する。また、図２と３と同様に、幾つかの導線上における信号の伝送が描かれている。
【００３０】
処理ユニット側において、時点ｔ_０とｔ_１間における幾つかのユーザデータまたはユーザデータシンボル「ＲＫ６」、「ＤＡＴＡ」等を持つデータパケットＤ１の伝送後に続くアイドルフェーズの進行中の時点ｔ_２で、まさに位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱが発生する。この場合、ここに挙げた例の位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱは、４つのアイドルシンボル「ＩＤＬＥ」等の伝送が既に実行された後のアイドルフェーズで発生する。この情報、すなわち位置要求コマンドがアイドルフェーズのどの時点で発生したかという情報は、既に述べた状態自動機械２４において利用可能である。以下では、この情報を第一遅延情報と呼ぶ。別の言葉で表現すると、状態自動機械２４の情報から、アイドルフェーズの間における位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの時間的な位置を導き出すことができる。
【００３１】
図２には、それ以後の図でも同様に、データ伝送の進行中の状態自動機械において利用可能な情報は、流れ図で「ＳＴＡＴＥ＿ＭＡＣＨＩＮＥ」と表示された部分に描かれている。
【００３２】
イーサネット（登録商標）物理媒体を基礎として選択したデータ伝送方法を前提として、アイドルフェーズは、直ぐには終了することはできない。それどころか、最小限Ｎ_{ＩＤＬＥ，ｍｉｎ}＝７個のアイドルシンボル「ＩＤＬＥ」の伝送とそれによる最低限可能なアイドルフェーズの規定通りの終了が必要である。結局は、時点ｔ_３において初めて、位置測定装置へのデータパケットＤ２と処理可能となった対応する位置要求コマンドの伝送を開始することができる。データパケットＤ２の開始に対して、また必要なデータシンボル「シンボルＪ」、「シンボルＫ」が伝送され、それには位置要求コマンドを示すユーザデータシンボル「シンボルＲＫ０」が続く。ユーザデータシンボル「ＲＫ０」のデータフレームに続いて、ユーザデータシンボル「ＤＡＴＡ＝４」を持つデータフレームの伝送が行われる。このユーザデータシンボルは、第一遅延情報を示し、具体的な例ではアイドルフェーズ時の位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの時間的な位置がどのようであったかを示すものである。時点ｔ_４での位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱと第一遅延情報に関する対応する情報を持つデータパケットＤ２の伝送終了後における時点ｔ_５で、最終的に位置測定装置側の位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの実行、すなわちその時点の位置の入力が行われる。
【００３３】
図４から明らかなように、位置測定装置側では、伝送されたユーザデータシンボル「ＤＡＴＡ＝４」を持つ、データパケットＤ２で伝送された第一遅延情報は、時点ｔ_４でのデータパケットＤ２の伝送終了後から所定の遅延時間間隔ＤＥＬが経過してからようやく位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの実行が開始するように分析評価される。この場合、遅延時間間隔ＤＥＬは、伝送された第一遅延情報または対応するユーザデータシンボル「ＤＡＴＡ＝４」、すなわち時点ｔ_１でアイドルフェーズが開始した後から時点ｔ_２で位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱが発生するまでの時間に相当する。そのため、この遅延時間間隔ＤＥＬは、この例ではＤＥＬ＝ｔ_２−ｔ_１から得られる。
【００３４】
このことから、このケースにおいても、このようにコマンドの実行を遅延させることによって、時点ｔ_２での位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの発生と時点ｔ_５での位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの実行との間には、図３の上述したケースにおける遅延時間ΔＴ_ＤＥＬと同じ遅延時間ΔＴ_ＤＥＬが生じる。これによって、位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱが発生する時点に関わらずに、位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの一定の遅延時間後における実行が保証される。
【００３５】
続くアイドルフェーズの終了後の時点ｔ_６で、次のデータパケットＤ３の伝送が始まり、時点ｔ_７で終了する、以下同様である。
【００３６】
二つの説明したケースから明らかなように、位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの伝送が発生する位置に応じた第一または第二遅延情報の伝送によって、位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの発生と位置測定装置の実行との間に、常に確定的な、すなわち有利には一定の時間間隔または遅延時間ΔＴ_ＤＥＬが生じることが保証される。この場合、遅延情報は、位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱが発生する時点に関係なく、一定の遅延時間ΔＴ_ＤＥＬが保証されるように選択される。
【００３７】
ここに挙げたケースでは、遅延時間ΔＴ_ＤＥＬは、予め規定した数Ｎ_ＩＤＬＥの空データシンボル「ＩＤＬＥ」に対する各データシンボルの伝送時間と、データパケットＤの始めのデータシンボルである「シンボルＪ」、「シンボルＫ」と終わりのデータシンボルである「シンボルＴ」、「シンボルＲ」の送信に対する伝送時間と、位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱおよび第一または第二遅延情報あるいは対応するユーザデータシンボルに対する伝送時間とからなるものである。
【００３８】
図３のケースで説明したように、この例のケースでは最小遅延時間ΔＴ_ＤＥＬとなり、それは全部で１３個のデータシンボルの伝送時間に相当する。この１３個のデータシンボルは、最小値であるＮ_{ＩＤＬＥ，ｍｉｎ}＝７個の所定の空データシンボル「ＩＤＬＥ」に対する７個のデータシンボル、データパケットの開始と終了のための４つのデータシンボルである「シンボルＪ」、「シンボルＲ」等と二つのユーザデータシンボルである「ＲＫ０」と「ＤＡＴＡ＝０」または「ＤＡＴＡ＝４」からなる。そして、図４にあるような、アイドルフェーズの間に位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱが発生するケースにおいても、この最小遅延時間ΔＴ_ＤＥＬに適切に調整される。
【００３９】
次に、図５にもとづき、処理ユニット側において、より長いアイドルフェーズの後にようやく位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱが発生する、これまでに説明したケースの特別なケースについてさらに記述する。これまでに述べたケースと同様に、また信号の推移が図５に描かれている。
【００４０】
ここに挙げたケースでは、、第一データパケットＤ１の伝送後の時点ｔ_１とｔ_２との間に、より長いアイドルフェーズが続く。そのため、このアイドルフェーズは、Ｎ_{ＩＤＬＥ，ｍｉｎ}＝７個の空データシンボル「ＩＤＬＥ］を伝送する予め規定した最小時間よりも明らかに長く続く。導線ＴＸ＿ＮＣ上における全部で１７個の空データシンボル「ＩＤＬＥ」の伝送後に初めて、ようやく時点ｔ_２で処理ユニット側の導線ＴＸ＿Ｌａｔｃｈ上において位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱが発生する。この時点では既に、アイドルフェーズは、予め規定した最小時間より明らかに長く続いているので、このアイドルフェーズを直ちに中止し、直ぐにデータパケットＤ２の伝送を開始することができる。このデータパケットＤ２は、またデータシンボルである「シンボルＪ」、「シンボルＫ」で始まり、処理可能となった対応する位置要求コマンドを持つユーザデータシンボル「ＲＫ０」の伝送がそれに続く。さらに、このデータパケットＤ２の最後には、ユーザデータシンボル「ＤＡＴＡ＝９」の形式の位置測定装置への第一遅延情報の伝送が行われる。位置測定装置側では、第一遅延情報「ＤＡＴＡ＝９」は、またデータパケットＤ２の伝送終了後の時点ｔ_３から所定の遅延時間ＤＥＬ後に初めて、すなわち時点ｔ_４で位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの実行が行われるように分析評価される。この第一遅延情報「ＤＡＴＡ＝９」または遅延時間間隔ＤＥＬは、時点ｔ_２と時点ｔ_４間の遅延時間間隔ΔＴ_ＤＥＬが前の二つのケースと同じになるように、新たに選択されたものである。このことによって、このケースでも、位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの一定の遅延時間後における実行またはその時点の位置データの入力が、確実に行われる。
【００４１】
この発明の記述の流れの中では、これまで位置測定装置から処理ユニットへ伝送される信号とその逆の信号は、当然に様々なデータチャネル上で所定の伝搬時間を有する、すなわちデータ伝送の流れにおいて伝搬時間で規定される信号遅延が生じるということが、まだ説明されていない。このような信号遅延は、それに対応するケーブルが長いければ長いほど、より大きくなる。冒頭に述べた、高速デジタルインタフェースにおけるリアルタイム要求に応えるためには、所定の伝送区間において必要となる信号遅延または信号伝搬時間を測定し、これを適切に補償する措置を持つ形の信号処理を考慮するのが有利である。しかし、このような信号伝搬時間の補償のための必要条件は、まず所定の伝送区間に対して、その時間を測定することである。これは、例えば運用開始前における適切な伝搬時間の測定により実施できる。このような伝搬時間の測定に関して、特に有利な方法として、位置要求コマンドの出来るだけ一定の遅延時間後における実行に関連して前に述べた措置を利用することもできる。
【００４２】
そこで、高精度な伝搬時間の測定のためには、例えば、前述したように、処理ユニットから位置測定装置に伝送され、そしてそこから再び処理ユニットに折り返し伝送される位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱを使用することができる。時点ｔ_Ｓでの位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの発信から時点ｔ_Ｒでの位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの受信までの経過時間Δｔ＝ｔ_Ｒ−ｔ_Ｓは、この伝送区間の信号伝搬時間ｔ_Ｌを求めるために使用することができる。
【００４３】
これについては、例えば処理ユニット側のカウンターによって、対応する時間Δｔを測定することができる。さらに、位置測定装置と処理ユニットにおける、ここに挙げた方法のコマンド実行のための信号処理時間ｔ_ｃａｌが分かれば、そのようにして信号伝搬時間ｔ_Ｌを求めることができる。前述の措置にもとづき、伝搬時間の測定のために使用される位置要求コマンドＰＯＳ＿ＲＱの一定の遅延時間後における伝送が保証されるので、高い精度を持つこの発明によって、このようなインタフェース・アーキテクチャにおける信号伝搬時間ｔ_Ｌを求めることができる。
【００４４】
この発明にもとづき、対応する伝搬時間の測定を行うためには、図１で描いた例に付け加えて、さらに位置測定装置側だけに状態自動機械を備える必要があり、それはそこのプロトコルモジュールに配置され、基本的に処理ユニット側の状態自動機械と同じ機能を持つものである。
【００４５】
当然のことながら、この発明の枠組みにおける、ここで説明した実施例以外の実施変化形態が、さらに存在するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】位置測定装置、信号伝送区間および処理ユニットから成るシステムの模式化したブロック接続図
【図２】この発明にもとづき構成されたインタフェースの標準伝送モードを説明するための幾つかの信号流れ図
【図３】データパケットが位置測定装置に伝送されている使用フェーズの間に位置要求コマンドが発生したケースを説明するための幾つかの信号流れ図
【図４】ユーザパケットが位置測定装置に伝送されていないアイドルフェーズの間に位置要求コマンドが発生したケースを説明するための幾つかの信号流れ図
【図５】ユーザパケットが位置測定装置に伝送されていない、より長いアイドルフェーズの間に位置要求コマンドが発生したケースを説明するための幾つかの信号流れ図
【符号の説明】
１０　　　　　　位置測定装置（ＥＮＣＯＤＥＲ）
１１　　　　　　位置データ生成ユニット
１２　　　　　　プロトコルモジュール
１３　　　　　　通信モジュール
２０　　　　　　処理ユニット（ＮＣ）
２１　　　　　　位置データ処理ユニット
２２　　　　　　プロトコルモジュール
２３　　　　　　通信モジュール
２４　　　　　　状態自動機械
３１，３２　　　データチャネル
Ｄ，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３　データパケット
ｔ　　　　　　　時間
ΔＴ_Ｌアイドルフェーズ
ΔＴ_Ｎ使用フェーズ
Δｔ_Ｐ所定の時間間隔
ΔＴ_ＤＥＬ一定の遅延時間（間隔）
ＤＥＬ　　　　　遅延時間間隔
ＰＯＳ＿ＲＥＱ　位置要求コマンド

Claims

位置測定装置（１０）と処理ユニット（２０）との間におけるシリアルデータ伝送方法であって、データパケット（Ｄ，Ｄ１，Ｄ２）の形式でのデータの伝送が使用フェーズ（ΔＴ_Ｎ）の進行中に行われ、連続する使用フェーズ（ΔＴ_Ｎ）の間に、データが伝送されないアイドルフェーズ（ΔＴ_Ｌ）があり、さらにアイドルフェーズ（ΔＴ_Ｌ）の間に位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）が発生する場合には、このアイドルフェーズ（ΔＴ_Ｌ）の終了後に第一遅延情報（ＤＡＴＡ＝４；ＤＡＴＡ＝９）を伴った位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）が位置測定装置（１０）に伝送され、そして位置測定装置（１０）側において、この第一遅延情報（ＤＡＴＡ＝４；ＤＡＴＡ＝９）が、処理ユニット（２０）側での位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）の発生と位置測定装置（１０）側での位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）の実行との間に、常に一定の遅延時間（ΔＴ_ＤＥＬ）が生じるように分析評価される方法。
請求項１に記載の方法であって、処理ユニット（２０）から位置測定装置（１０）にデータが伝送される使用フェーズ（ΔＴ_Ｎ）の間に位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）が発生する場合には、その時点のデータパケット（Ｄ，Ｄ１，Ｄ２）の伝送が中断され、それに続くアイドルフェーズ（ΔＴ_Ｌ）の終了後に位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）が位置測定装置（１０）に伝送される方法。
請求項２に記載の方法であって、位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）と共に第二遅延情報（ＤＡＴＡ＝０）が位置測定装置（１０）に伝送され、そして位置測定装置（１０）側において、この第二遅延情報（ＤＡＴＡ＝０）が、処理ユニット（２０）側での位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）の発生と位置測定装置（１０）側での位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）の実行との間に、常に一定の遅延時間（ΔＴ_ＤＥＬ）が生じるように分析評価される方法。
請求項３に記載の方法であって、第二遅延情報（ＤＡＴＡ＝０）が、最小遅延時間を示す情報である方法。
請求項１または３に記載の方法であって、遅延情報（ＤＡＴＡ＝４，ＤＡＴＡ＝９，ＤＡＴＡ＝０）が、それぞれ処理ユニット（２０）側での位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）の発生時点に関係なく、処理ユニット（２０）側での位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）の発生と位置測定装置（１０）側での位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）の実行との間に、常に一定の遅延時間（ΔＴ_ＤＥＬ）が生じるように選択される方法。
請求項１に記載の方法であって、アイドルフェーズ（ΔＴ_Ｌ）が、その進行中に位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）が発生すると、それから予め規定した最小時間後に初めて終了し、そのアイドルフェーズ（ΔＴ_Ｌ）の進行中は、連続した空データシンボル（ＩＤＬＥ）が伝送される方法。
請求項１に記載の方法であって、位置測定装置（１０）における位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）の実行後に、位置測定装置（１０）から処理ユニット（２０）に向けて、位置データが伝送される方法。
請求項２に記載の方法であって、位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）の発生によりその伝送が中断されたデータパケット（Ｄ１）全体の伝送が、この位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）の伝送が完了した後に再度行われる方法。
請求項１に記載の方法であって、位置測定装置（１０）と処理ユニット（２０）との間におけるデータ伝送が、二つのデータチャネル（３１，３２）上において全二重動作で行われる方法。
請求項１または３に記載の方法であって、位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）が処理ユニット（２０）から位置測定装置（１０）に伝送され、そして再びそこから処理ユニット（２０）に折り返して伝送され、このことによって位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）の送信から位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）の受信までに経過した時間（Δｔ）が、この伝送区間上の信号伝搬時間（ｔ_Ｌ）を求めるために用いられる形で、位置要求コマンド（ＰＯＳ＿ＲＱ）が位置測定装置（１０）と処理ユニット（２０）との間における伝搬時間測定のために利用される方法。
請求項１から１０までの少なくとも一つに記載の方法を実行するのに適した、イーサネット（登録商標）物理媒体を基礎とする装置。