JP2004166074A - データ伝送方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】伝送路上でフレーム４相互間の衝突を回避する。
【解決手段】各ノード２相互間でデータを送受信するデータ伝送方法において、複数のノード２のうち１つのノードを同期ノードと指定し、同期ノードは、ノード番号が付された各ノードの稼働の有無情報１８を組込んだ同期フレーム１７を同報通信で伝送路１へ送出する。各ノードは、受信した同期フレームの有無情報における稼働有りの各ノードのノード番号に基づいて自己ノードの送信順位を判断し、自己の１つ前の送信順位のノードの送信完了フレーム２０を受信すると、データフレーム１９及び送信完了フレーム２０を伝送路へ送出する。同期ノードは、有無情報に基づいて判定された最後の送信順位のノードの送信完了フレームを受信すると、同期フレームを再度伝送路へ送出する。
【選択図】 図２
【解決手段】各ノード２相互間でデータを送受信するデータ伝送方法において、複数のノード２のうち１つのノードを同期ノードと指定し、同期ノードは、ノード番号が付された各ノードの稼働の有無情報１８を組込んだ同期フレーム１７を同報通信で伝送路１へ送出する。各ノードは、受信した同期フレームの有無情報における稼働有りの各ノードのノード番号に基づいて自己ノードの送信順位を判断し、自己の１つ前の送信順位のノードの送信完了フレーム２０を受信すると、データフレーム１９及び送信完了フレーム２０を伝送路へ送出する。同期ノードは、有無情報に基づいて判定された最後の送信順位のノードの送信完了フレームを受信すると、同期フレームを再度伝送路へ送出する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークの伝送路に接続された複数のノード相互間でデータを送受信するデータ伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）等のネットワークの伝送路に接続された複数のノード相互間でデータを送受信する場合の通信制御方式として、一般に、イーサネット（登録商標）が採用されている。例えば、工場等における多数の制御機器の動作をネットワークにおける複数のノードでそれぞれ制御する場合、ノード相互間でデータの送受信が高速かつ頻繁に実施される。
【０００３】
このようなネットワークに上述したイーサネットを採用すると、伝送路上で伝送フレームの衝突が頻繁に発生するため、確定的通信や高速応答性に欠け、このイーサネットを上述した制御用として使用するには限界がある。
【０００４】
また、ネットワークを上述した制御システムに組込んだ場合、各制御機器の動作を制御する各ノードに対して、各制御機器の制御を実施するための共通データを記憶するための共通メモリを設置している。具体的には、全部のノードに共通するノード毎の部分データを集めた共通データを記憶する共通メモリが設けられている。そして、各ノードは自己の部分データを一定周期で伝送路へ送信し、これを受信したノードは自己の共通メモリの共通データにおける送信元ノードの部分データを更新する。
【０００５】
このようなネットワークにおいては、ネットワークの伝送路上に送出される伝送フレームの数がより一層増大するので、伝送フレームの衝突頻度が上昇し、一定周期で共通メモリの共通データを更新していくことが困難となる。
【０００６】
またトークンパッシングのように、ネットワークに参加しているノードが順番に送信できるように、トークン（送信権）をノード相互間で順番に回して制御する方法が実用化されている。この場合、参加しているノードがネットワークから離脱した時に、他のノードは離脱したことを検出し、該当ノードを外してトークン（送信権）を回すように順番を変更する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この該当ノードを外してトークン（送信権）を回す順序を自動的の変更する制御が複雑なため、例えば、ＭＡＣ（メディア・アクセス・コントロール）制御をＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）のようなハード的なロジックだけで作る場合、非常に困難でファームウェアの制御を必要とする。したがって、このトークンパッシング方法では伝送速度を速くすることが難しく、ネットワークの全体的なスループットを向上させることが難しい。
【０００８】
また、特公平５−６７０９６号公報においては、伝送路を介して結合された複数の伝送装置で、親局となる伝送装置よりフレームヘッダを送信し、送信の優先順序を連絡する技術が記載されているが、やはり、ネットワークの全体的なスループットを向上させることが難しい。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みて実施されたものであり、同期ノードと指定されたノードは、各ノードの稼働の有無情報を組込んだ同期フレームを伝送路へ送出することにより、同一時間帯に伝送路上にフレームを送出できるノードを１つに限定でき、伝送路上におけるフレームの衝突を回避でき、かつ、伝送路における空き時間を極力減少でき、さらに、ネットワーク内の各ノードの稼働有無状態を簡単に把握でき、ネットワーク全体を効率的に運用できるデータ伝送方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するために、本発明は、ネットワークの伝送路に対して、それぞれノード番号を有する複数のノードを接続し、各ノード相互間でデータを送受信するデータ伝送方法において、複数のノードのうち１つのノードを同期ノードと指定し、この指定された同期ノードは、ネットワークに接続されているノード番号が付された各ノードの稼働の有無情報を組込んだ同期フレームを同報通信で伝送路へ送出する。各ノードは、受信した同期フレームの有無情報における稼働有りの各ノードのノード番号に基づいて自己ノードの送信順位を判断し、各ノードは、自己の１つ前の送信順位のノードの送信完了フレームを受信すると、データフレーム及び送信完了フレームを伝送路へ送出する。そして、同期ノードは、有無情報に基づいて判定された最後の送信順位のノードの送信完了フレームを受信すると、同期フレームを再度伝送路へ送出する。
【００１１】
このように構成されたデータ伝送方法においては、同期ノードは、ネットワークに接続されているノード番号が付された各ノードの稼働の有無情報を組込んだ同期フレームを同報通信で伝送路へ送出する。したがって、伝送路に接続された各ノードは、ネットワークに接続されている各ノードのうちどのノード番号のノードが稼働中であるか、さらに、自己ノードの送信順位が稼働中のノードのノード番号にて把握できる。例えば、稼働中の各ノードのノード番号が１、２、４であり、かつ自己ノードのノード番号が４の場合、自己ノードのフレームの送信順位は３となる。
【００１２】
各ノードは、データフレームと送信完了フレームを伝送路に送出するので、自己の１つ前の送信順位のノードの送信完了フレームを受信すると、自己のデータフレームと送信完了フレームを伝送路に送出すればよい。そして、最後の送信順位のノードの送信完了フレームが送出されると、再度同期フレームが送出される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のデータ伝送方法が適用されるネットワークシステムの概略構成を示す模式図である。
【００１４】
ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）の伝送路１に対して複数のノード２が接続されている。各ノード２には、それぞれ、ノードＮｏ（番号）が付されている。この実施形態においては、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４のノードＮｏ（番号）が付されている。
【００１５】
この伝送路１上には、同期ノードと指定されたノード２のみが送出する図４に示す同期フレーム１７、同期ノードを含む各ノード２が送出する図５に示す各種データを送信するためのデータフレーム１９、データフレーム１９の送信完了を示す送信完了フレーム２０、図６（ｂ）に示す新規に稼働状態に移行したノード２が送出する加入要求フレーム２１等が伝送される。
【００１６】
同期フレーム１７においては、図４に示すように、先頭にプリアンブラが設定され、次にスタートデリミタ、ヘッダが設定され、有無情報１８、及びフレームチェックシーケンスが設定される。ヘッダには、この同期フレーム１７が同報通信であることを示す同報通信コードと、同期フレームであることを示すフレーム識別コードと、同期ノードのアドレスである送信元アドレスとが設定される。
【００１７】
有無情報１８は、ネットワークに接続されているＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の各ノード番号が付された各ノード２の稼働の有無情報である。具体的には、図４に示すように、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の各ノード番に対して、該当ノード２が「稼働あり」の場合は「１」、「稼働なし」の場合は「０」が設定される。したがって、「１０１１」のビット列の場合は、Ｎｏ．１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の各ノード２が「稼働あり」で、Ｎｏ．２のノード２が「稼働なし」を示す。
【００１８】
なお、同期フレーム１７として、図４に示す標準のフォーマットを有する同期フレーム１７の他に、図９に示すように、各ノード２の稼働の有無情報１８の他に、パラメータデータ２３が組込まれた同期フレーム１７も同期ノードによって伝送路１上に送出される。
【００１９】
送信完了フレーム２０内にはフレーム識別コード、送信元ノード番号等が組込まれ、加入要求フレーム２１内にはフレーム識別コード、送信元ノード番号等が組込まれている。データフレーム１９内にはフレーム識別コード、送信元ノード番号（送信元アドレス）、送信先アドレス（同報通信の場合、同報通信コード）、送信すべきデータ等が組込まれている。
【００２０】
図２は各ノード２の概略構成図である。
伝送路１上に出力された各フレームの信号はレシーバ３で受信されてデジタル信号に変換されて受信回路４へ送出される。受信回路４はデジタル信号に変換された受信フレームにエラーが生じているか否の診断を実施するとともに、受信したシリアルのデータをパラレルのデータに変換して、ＭＡＣ制御回路５及びメモリ転送回路６へ送信する。メモリ転送回路６は、受信した各受信フレームのうちデータフレームの受信データを送受信メモリ７へ書込む。また、メモリ転送回路６は、送受信メモリ７に書込まれている送信データを読出してデータフレームに組込んで送信回路９へ送出する。
【００２１】
ＣＰＵ８は、送受信メモリ７に書込まれている受信データを取込んで、このデータを用いて自己に接続されている図示しない制御機器に対する制御を実施し、得られた制御データを送信データとして送受信メモリ７へ書込む。
【００２２】
ＭＡＣ制御回路５は、入力した各受信フレームのうち同期フレーム、送信完了フレーム、加入要求フレームを認識して、これらの各フレームに基づいて、自己ノード２が送出する各フレームを作成して、送信回路９へ送出する。
【００２３】
送信回路９は、入力されたデータフレームを含むパラレルの各フレームをシリアルのデジタル信号に変換してトランシーバ１０へ送出する。トランシーバ１０は入力されたシリアルのデジタル信号の各フレームを伝送路１上へ送出する。
【００２４】
図３は、ＭＡＣ（メディア・アクセス・コントロール）制御回路５の概略構成図である。
受信回路４から入力された各受信フレームは、時間測定回路１１及び受信フレーム識別回路１２へ送信される。時間測定回路１１は、
（ａ）各受信フレームの送信完了時刻からの経過時間、具体的には、各ノード２が送信した送信完了フレーム２０を受信してからの経過時間を計時し、この経過時間が所定の診断時間を経過しても、次のフレームを受信しない場合は、タイムアップ信号を次のノード有無情報作成回路１４へ送出する。
【００２５】
（ｂ）このネットワークの起動と同時に自己のノード２に対する電源が投入されると自己のノード番号に所定の単位時間を乗算した試行時間を経過しても、フレーム（他のノード２からの同期フレーム１７）を受信しない場合は、自己ノードが同期ノードになるためのタイムアップ信号を次の同期ノードステータス回路２２へ送出する。
【００２６】
受信フレーム識別回路１２は、入力した受信フレームに付されているフレーム識別コードから、受信フレームの種別（同期フレーム１７、データフレーム１９、送信完了フレーム２０、加入要求フレーム２１）を判定して、ノード有無情報作成回路１４、同期ノードステータス回路２２、パラメータレジスタ回路１６、ノード番号判定回路１３へ送出する。
【００２７】
ノード番号判定回路１３は、受信した受信フレームが図４に示す同期フレーム１７の場合、この同期フレーム１７に含まれる有無情報１８から、この有無情報１８に自己のノード２が「稼働あり」と登録されているか否か、登録されている場合には自己ノードの送信順位、待機時間（ＭＡＣ制御時間）であるか否の判定を行い、判定結果をノード有無情報作成回路１４及び次の送信フレーム生成回路１５へ送出する。
【００２８】
同期ノードステータス回路２２は、受信フレーム識別回路１２の情報及び時間測定回路１１からのタイムアップ信号に基づいて、現在時点又は次に自己が同期ノードであるか否を判定して、同期ノードである場合に、その旨をノード有無情報作成回路２２及びパラメータレジスタ回路１６へ送出する。
【００２９】
ノード有無情報作成回路１４は、時間測定回路１１から診断時間のタイムアップ信号が入力すると、自己ノード２が同期ノードの場合、受信した送信完了フレーム２０の次にフレームを送信すべきであったノード２のノード番号をノード番号判定回路１３から取得する。そして、次に伝送路１へ送出する同期フレーム１７の有無情報１８における、フレームを送信しなかったノードを「稼働無し」と更新して、送信フレーム生成回路１５へ送出する。
【００３０】
さらに、このノード有無情報作成回路１４は、受信フレーム識別回路１２から加入要求フレーム２１が入力すると、自己ノード２が同期ノードの場合、次に伝送路１へ送出する同期フレーム１７の有無情報１８における、加入要求フレーム２１の送信元のノードを「稼働有り」と更新して、送信フレーム生成回路１５へ送出する。
【００３１】
パラメータレジスタ回路１６は、待機時間（ＭＡＣ制御時間）や診断時間などのネットワークを維持するための共通パラメータのデータを記憶する。そして、図９に示すように、受信した同期フレーム１７に各ノード２の稼働の有無情報１８の他に、パラメータデータ２３が組込まれていた場合、このパラメータデータ２３を読取って、記憶されている共通パラメータのデータを更新する。さらに、パラメータレジスタ回路１６は、自己が同期ノードの場合は、記憶されている共通パラメータのデータを送信フレーム生成回路１５へ送出して、伝送路１に送出する同期フレーム１７にパラメータデータ２３の組込みを指示する。
【００３２】
送信フレーム生成回路１５は、ノード番号判定回路１３、ノード有無情報作成回路１４、同期ノードステータス回路２２からの情報に基づいて、次に伝送路１へ送出する同期フレーム１７、送信完了フレーム２０、加入要求フレーム２１等を作成して、所定のタイミングで、送信回路９へ送出する。
【００３３】
このように構成された第１実施形態のネットワークシステムの動作を動作モード毎に説明する。
【００３４】
Ａ．基本動作モード（図５）
待機時間（ＭＡＣ制御時間）及び診断時間が設定されていない基本動作モードを図５を用いて説明する。
【００３５】
図５は、伝送路１上に各ノード２から送出された各フレーム１７、１９、２０の出力タイミングを示すタイムチャートである。同期フレーム１７の有無情報１８においては、Ｎｏ．１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の各ノード２が「稼働有り」を示し、Ｎｏ２のノード２が「稼働無し」を示している。また、同期ノードはノード番号の一番若いＮｏ．１のノード２がなっている。
【００３６】
同期ノードであるＮｏ．１のノード２がまず同期フレーム１７を送信する。次にノード番号．の一番若いＮｏ．１のノード２（同期ノード）が送信を開始する。Ｎｏ．１のノードは、データフレーム１９を送信し、最後に送信完了フレーム２０を送信する。
【００３７】
Ｎｏ．３のノードは有無情報１８にて、Ｎｏ．２のノードが「稼働無し」であることがわかるため、Ｎｏ．１のノードの次は自分の送信順序であると判断できる。したがって、Ｎｏ．１のノードが送信終了後、Ｎｏ．３のノードが送信開始する。同様にＮｏ．３のノードが送信終了すると、Ｎｏ．４のノードが送信する。Ｎｏ．４のノードが送信を終了すると、全ノードが送信を終了するため、Ｎｏ．１のノードである同期ノードが改めて同期フレーム１７を送信して、以下同様な順序で送信を繰り返していく。
【００３８】
Ｂ．待機時間動作モード（図６、図７）
待機時間（ＭＡＣ制御時間）が設定されている待機時間動作モードを図６、図７を用いて説明する。
【００３９】
このネットワークシステムにおいては、伝送路１に接続された複数のノード２のうち１つのノード２が同期ノードになる。
同期ノードヘの昇格方法は、ノード番号の一番若いノード２が同期ノードなるように、ネットワークの起動時において、稼働中のノード２が複数存在した場合、各稼働中のノードは、起動時刻から自己のノード番号に所定の単位時間を乗算した試行時間が経過した後に、自己のみを「稼働有り」とする有無情報１８を組込んだ同期フレーム１７を伝送路１へ送出して、この試行時間が経過するまえに他のノードの同期フレーム１７を受信しない場合のみ、自己が同期ノードとなる。
【００４０】
例えば、最初に３台のノード２を同時に立ち上げると、図６（ａ）に示すように、試行時間の関係から、ノード番号の一番若いＮｏ．１のノードが同期ノードとなり、同期フレーム１７とデータフレーム１９および送信完了フレーム２０の送信を開始する。この状態では、Ｎｏ．１のノード以外に他のノード２が稼働中でないために、有無情報１８は自己のＮｏ．１のノードしか「稼働有り」になっていない。全ノード（ここではＮｏ．１のノードのみ）が送信終了すると、一定の待機時間（ＭＡＣ制御時間）が開始する。
【００４１】
この待機時間（ＭＡＣ制御時間）が開始されると、図６（ｂ）に示すように、新規に稼働状態に移行したＮｏ．３のノードが加入要求フレーム２１を待機時間（ＭＡＣ制御時間）内に送信する。これを同期ノードであるＮｏ．１のノードが受信すると、有無情報１８内のＮｏ．３のノードを「稼働有り」にして、次の同期フレーム１７で送信する。
【００４２】
Ｎｏ．３のノードは、この更新された同期フレーム１７を受信ずると、有無情報１８の自己のノードが「稼働有り」になっていることをみて、加入できたことを確認できる。したがって、Ｎｏ．１のノードの送信終了後、Ｎｏ．３のノードが送信を開始する。
【００４３】
図７（ａ）に示すように、Ｎｏ．４のノードが待機時間（ＭＡＣ制御時間）内に加入要求フレーム２１を送信する。これを同期ノードであるＮｏ．１のノードが受信すると、有無情報１８内のＮｏ．４のノードを「稼働有り」にして、次の同期フレーム１７で送信する。
【００４４】
Ｎｏ．４のノードは、この更新された同期フレーム１７を受信ずると、有無情報１８の自己のノードが「稼働有り」になっていることで、加入できたことを確認できる。したがって、図７（ｂ）に示すように、Ｎｏ．３のノードの送信終了後、Ｎｏ．４のノードが送信を開始する。
以後、図７（ｂ）の送信動作を繰り返す。
【００４５】
Ｃ．診断間動作モード（図８）
待機時間（ＭＡＣ制御時間）に加えて診断時間が設定されている診断時間動作モードを図８を用いて説明する。
【００４６】
図８（ａ）に示すように、Ｎｏ．３のノードが故障や動作停止操作によって、「稼働無し」状態なり、ネットワークから離脱したとする。この場合、Ｎｏ．１のノードＮｏ．１の送信が終了しても、Ｎｏ．３のノードは既に「稼働無し」状態であるためデータフレーム１９を送信することができない。各ノード２において、診断時間がタイムアップすることで、Ｎｏ．３のノードが「稼働無し」状態であると判断する。したがって、次のＮｏ．４のノードが送信順番となり送信を開始する。さらに、同期ノードではこのタイムアップを検出すると、有無情報１８からこの「稼働無し」状態のＮｏ．３のノードを「稼働無し」に更新する。
【００４７】
次の同期フレームでは、Ｎｏ．３のノードの有無情報が無となるため、Ｎｏ．１のノードの送信が終了するとＮｏ．４のノードが送信を開始するので、図８（ｂ）に示すように、診断時間がタイムアップすることとなく送信順番が各ノード相互間で移行することになる。
【００４８】
また、同期ノードの有無情報１８から稼働停止したノードを「稼働無し」にする処理を、タイムアップが複数回発生した時に実施することで、ノイズ等によって一時的に伝送ができないような状態が発生しても、誤って有無情報が消されてしまうことを未然に防止できる。
【００４９】
Ｄ．パラメータ動作モード（図９）
前述したように、同期フレーム１７に対して、図９に示すように、各ノード２の稼働の有無情報１８の他に、パラメータデータ２３を組込むことが可能である。このような、パラメータデータ２３が組込まれた同期フレーム１７を受信した各ノード２は、このパラメータデータ２３を読取って、自己のＭＡＣ制御回路５内のパラメータレジスタ回路１６に記憶されている共通パラメータのデータを更新する。
【００５０】
したがって、ネットワーク内の全ノード２が同一のパラメータを持つことができる。また、これらのパラメータを変更する場合には、同期フレーム１７のパラメータデータ２３を変更するだけで、次の同期フレーム１７で新しいパラメータが送信され、全ノード２のパラメータを同時に変更することができる。
【００５１】
このように構成された第１実施形態のネットワークシステムにおいては、同一時間帯に、ネットワークの伝送路１上に各フレームを送信できるノードを、１つのノード２に限定できるため、イーサーネットの場合のようにフレームどうしが伝送路１上で衝突することがなく、ノード２相互間で確実なデータの送受信が可能となる。
【００５２】
さらに、同期ノードが出力する同期フレーム１７の有無情報１８を見るだけで、現在ネットワークで稼働（加入）しているノード２を正確に把握できる。
【００５３】
また、複数ノード２のネットワークヘの同時加入時（同時稼働開始時）においても、伝送路１上で加入要求フレーム２１の衝突が発生しないため、ノード２のネットワークヘの加入を確実に実施することができる。
【００５４】
ノード２が例えば故障や電源遮断等に起因して、このネットワークから離脱（稼働停止）した場合、稼働中の残りの各ノー４のデータの送信が止まってしまうことなく、また、同期ノードが出力する同期フレーム１７の有無情報１８における該当ノードの有無情報を更新することによって、フレームが全く送出されない無駄時間を削減することが可能となる。
【００５５】
さらに、同期フレーム１７にパラメータデータ２３を組込むことによって、ネットワークを拡張した時などにネットワークのパラメータを変更したい場合、容易に変更可能となる。
【００５６】
（第２実施形態）
図１０は本発明の第２実施形態のデータ伝送方法が適用されるネットワークシステムにおける各ノード２の概略構成を示すブロック図である。図２に示す第１実施形態の各ノード２と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
【００５７】
この第２実施形態のネットワークシステムにおいては、各ノード２における送受信メモリ７内の一部に共通メモリ２８が設けられている。この共通メモリ２８内には、伝送路１に接続されたＮｏ．１〜Ｎｏ．４の全部のノード２に共通するノード毎の部分データを集めた共通データが記憶されている。
【００５８】
そして、この第２実施形態のネットワークシステムにおいては、各ノード２は伝送路１に対して図１１に示すフォーマットのデータフレーム１９を送出する。このデータフレーム１９のヘッダには、データフレーム１９を示すフレーム識別コード、送信元アドレス、同報通信コードが設定されている。さらに、このデータフレーム１９内には、このデータフレーム１９を送出したノード２に割り当てられた部分データ２４、及びこの部分データ２４を各ノード２の共通メモリ２８に書込むための共通メモリアドレス２５が設定されている。
【００５９】
さらに、各ノード２内には、受信回路４から出力された各受信フレームのうち図１１に示す部分データ２４が書込まれた同報通信のデータフレーム１９を取り込み、このデータフレーム１９の部分データ２４を、共通メモリ２８内の、共通メモリアドレス２５が示す、送信元ノードに対応する領域に書込む共通メモリ受信回路２６が設けられている。
【００６０】
さらに、各ノード２内には、共通メモリ２８内の自己ノードの部分データ２４を読出して、図１１に示すデータフレーム１９に組込んで送信回路９へ送出する共通メモリ送信回路２７が設けられている。
【００６１】
ＣＰＵ８は、送受信メモリ７の共通メモリ２８に書込まれている各部分データを取込んで、この各部分データを用いて自己に接続されている図示しない制御機器に対する制御を実施し、得られた制御データを送信データとして送受信メモリ７へ書込む。この場合、ＣＰＵ８は、必要ならば、共通メモリ２８に書込まれている自己ノード２に対応する部分データを更新する。
【００６２】
送信回路９は、入力されたデータフレームを含むパラレルの各フレームをシリアルのデジタル信号に変換してトランシーバ１０へ送出する。トランシーバ１０は入力されたシリアルのデジタル信号の各フレームを伝送路１上へ送出する。
【００６３】
このように構成された第２実施形態のネットワークシステムにおいては、各ノード２は、一定周期で、自己の共通メモリ２８における自己ノードの部分データ２４を同報通信のデータフレーム１９に組込んで伝送路１へ送出することにより、各ノード２における共通メモリ２８の共通データを定期的に更新することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のデータ伝送方法においては、同期ノードと指定されたノードは、各ノードの稼働の有無情報を組込んだ同期フレームを伝送路へ送出するようにしている。
【００６５】
したがって、同一時間帯に伝送路上にフレームを送出できるノードを１つに限定でき、伝送路上におけるフレームの衝突を回避でき、かつ、伝送路における空き時間を極力減少でき、さらに、ネットワーク内の各ノードの稼働有無状態を簡単に把握でき、ネットワーク全体を効率的に運用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のデータ伝送方法が適用されるネットワークシステムの概略構成を示す模式図
【図２】同第１実施形態のネットワークシステムに組込まれた各ノードの概略構成を示すブロック図
【図３】同各ノードに組込まれたＭＡＣ制御回路の詳細構成を示すブロック図
【図４】同ネットワークシステムにおける伝送路に出力される同期フレームのフォーマット図
【図５】同ネットワークシステムにおける伝送路に出力される各フレームの出力タイミングを示す図
【図６】同じく伝送路に出力される各フレームの出力タイミングを示す図
【図７】同じく伝送路に出力される各フレームの出力タイミングを示す図
【図８】同じく伝送路に出力される各フレームの出力タイミングを示す図
【図９】同ネットワークシステムにおける伝送路に出力される同期フレームのフォーマット図
【図１０】本発明の第２実施形態のデータ伝送方法が適用されるネットワークシステムに組込まれた各ノードの概略構成を示すブロック図
【図１１】同ネットワークシステムにおける伝送路に出力されるデータフレームのフォーマット図
【符号の説明】
１…伝送路
２…ノード
３…レシーバ
４…受信回路
５…ＭＡＣ制御回路
６…メモリ転送回路
７…送受信メモリ
８…ＣＰＵ
９…送信回路
１０…トランシーバ
１１…時間測定回路
１２…受信フレーム識別回路
１３…ノード番号判定回路
１４…ノード有無情報作成回路
１５…送信フレーム生成回路
１６…パラメータレジスタ回路
１７…同期フレーム
１８…有無情報
１９…データフレーム
２０…送信完了フレーム
２１…加入要求フレーム
２２…同期ノードステータス回路
２８…共通メモリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークの伝送路に接続された複数のノード相互間でデータを送受信するデータ伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）等のネットワークの伝送路に接続された複数のノード相互間でデータを送受信する場合の通信制御方式として、一般に、イーサネット（登録商標）が採用されている。例えば、工場等における多数の制御機器の動作をネットワークにおける複数のノードでそれぞれ制御する場合、ノード相互間でデータの送受信が高速かつ頻繁に実施される。
【０００３】
このようなネットワークに上述したイーサネットを採用すると、伝送路上で伝送フレームの衝突が頻繁に発生するため、確定的通信や高速応答性に欠け、このイーサネットを上述した制御用として使用するには限界がある。
【０００４】
また、ネットワークを上述した制御システムに組込んだ場合、各制御機器の動作を制御する各ノードに対して、各制御機器の制御を実施するための共通データを記憶するための共通メモリを設置している。具体的には、全部のノードに共通するノード毎の部分データを集めた共通データを記憶する共通メモリが設けられている。そして、各ノードは自己の部分データを一定周期で伝送路へ送信し、これを受信したノードは自己の共通メモリの共通データにおける送信元ノードの部分データを更新する。
【０００５】
このようなネットワークにおいては、ネットワークの伝送路上に送出される伝送フレームの数がより一層増大するので、伝送フレームの衝突頻度が上昇し、一定周期で共通メモリの共通データを更新していくことが困難となる。
【０００６】
またトークンパッシングのように、ネットワークに参加しているノードが順番に送信できるように、トークン（送信権）をノード相互間で順番に回して制御する方法が実用化されている。この場合、参加しているノードがネットワークから離脱した時に、他のノードは離脱したことを検出し、該当ノードを外してトークン（送信権）を回すように順番を変更する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この該当ノードを外してトークン（送信権）を回す順序を自動的の変更する制御が複雑なため、例えば、ＭＡＣ（メディア・アクセス・コントロール）制御をＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）のようなハード的なロジックだけで作る場合、非常に困難でファームウェアの制御を必要とする。したがって、このトークンパッシング方法では伝送速度を速くすることが難しく、ネットワークの全体的なスループットを向上させることが難しい。
【０００８】
また、特公平５−６７０９６号公報においては、伝送路を介して結合された複数の伝送装置で、親局となる伝送装置よりフレームヘッダを送信し、送信の優先順序を連絡する技術が記載されているが、やはり、ネットワークの全体的なスループットを向上させることが難しい。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みて実施されたものであり、同期ノードと指定されたノードは、各ノードの稼働の有無情報を組込んだ同期フレームを伝送路へ送出することにより、同一時間帯に伝送路上にフレームを送出できるノードを１つに限定でき、伝送路上におけるフレームの衝突を回避でき、かつ、伝送路における空き時間を極力減少でき、さらに、ネットワーク内の各ノードの稼働有無状態を簡単に把握でき、ネットワーク全体を効率的に運用できるデータ伝送方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するために、本発明は、ネットワークの伝送路に対して、それぞれノード番号を有する複数のノードを接続し、各ノード相互間でデータを送受信するデータ伝送方法において、複数のノードのうち１つのノードを同期ノードと指定し、この指定された同期ノードは、ネットワークに接続されているノード番号が付された各ノードの稼働の有無情報を組込んだ同期フレームを同報通信で伝送路へ送出する。各ノードは、受信した同期フレームの有無情報における稼働有りの各ノードのノード番号に基づいて自己ノードの送信順位を判断し、各ノードは、自己の１つ前の送信順位のノードの送信完了フレームを受信すると、データフレーム及び送信完了フレームを伝送路へ送出する。そして、同期ノードは、有無情報に基づいて判定された最後の送信順位のノードの送信完了フレームを受信すると、同期フレームを再度伝送路へ送出する。
【００１１】
このように構成されたデータ伝送方法においては、同期ノードは、ネットワークに接続されているノード番号が付された各ノードの稼働の有無情報を組込んだ同期フレームを同報通信で伝送路へ送出する。したがって、伝送路に接続された各ノードは、ネットワークに接続されている各ノードのうちどのノード番号のノードが稼働中であるか、さらに、自己ノードの送信順位が稼働中のノードのノード番号にて把握できる。例えば、稼働中の各ノードのノード番号が１、２、４であり、かつ自己ノードのノード番号が４の場合、自己ノードのフレームの送信順位は３となる。
【００１２】
各ノードは、データフレームと送信完了フレームを伝送路に送出するので、自己の１つ前の送信順位のノードの送信完了フレームを受信すると、自己のデータフレームと送信完了フレームを伝送路に送出すればよい。そして、最後の送信順位のノードの送信完了フレームが送出されると、再度同期フレームが送出される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のデータ伝送方法が適用されるネットワークシステムの概略構成を示す模式図である。
【００１４】
ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）の伝送路１に対して複数のノード２が接続されている。各ノード２には、それぞれ、ノードＮｏ（番号）が付されている。この実施形態においては、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４のノードＮｏ（番号）が付されている。
【００１５】
この伝送路１上には、同期ノードと指定されたノード２のみが送出する図４に示す同期フレーム１７、同期ノードを含む各ノード２が送出する図５に示す各種データを送信するためのデータフレーム１９、データフレーム１９の送信完了を示す送信完了フレーム２０、図６（ｂ）に示す新規に稼働状態に移行したノード２が送出する加入要求フレーム２１等が伝送される。
【００１６】
同期フレーム１７においては、図４に示すように、先頭にプリアンブラが設定され、次にスタートデリミタ、ヘッダが設定され、有無情報１８、及びフレームチェックシーケンスが設定される。ヘッダには、この同期フレーム１７が同報通信であることを示す同報通信コードと、同期フレームであることを示すフレーム識別コードと、同期ノードのアドレスである送信元アドレスとが設定される。
【００１７】
有無情報１８は、ネットワークに接続されているＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の各ノード番号が付された各ノード２の稼働の有無情報である。具体的には、図４に示すように、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の各ノード番に対して、該当ノード２が「稼働あり」の場合は「１」、「稼働なし」の場合は「０」が設定される。したがって、「１０１１」のビット列の場合は、Ｎｏ．１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の各ノード２が「稼働あり」で、Ｎｏ．２のノード２が「稼働なし」を示す。
【００１８】
なお、同期フレーム１７として、図４に示す標準のフォーマットを有する同期フレーム１７の他に、図９に示すように、各ノード２の稼働の有無情報１８の他に、パラメータデータ２３が組込まれた同期フレーム１７も同期ノードによって伝送路１上に送出される。
【００１９】
送信完了フレーム２０内にはフレーム識別コード、送信元ノード番号等が組込まれ、加入要求フレーム２１内にはフレーム識別コード、送信元ノード番号等が組込まれている。データフレーム１９内にはフレーム識別コード、送信元ノード番号（送信元アドレス）、送信先アドレス（同報通信の場合、同報通信コード）、送信すべきデータ等が組込まれている。
【００２０】
図２は各ノード２の概略構成図である。
伝送路１上に出力された各フレームの信号はレシーバ３で受信されてデジタル信号に変換されて受信回路４へ送出される。受信回路４はデジタル信号に変換された受信フレームにエラーが生じているか否の診断を実施するとともに、受信したシリアルのデータをパラレルのデータに変換して、ＭＡＣ制御回路５及びメモリ転送回路６へ送信する。メモリ転送回路６は、受信した各受信フレームのうちデータフレームの受信データを送受信メモリ７へ書込む。また、メモリ転送回路６は、送受信メモリ７に書込まれている送信データを読出してデータフレームに組込んで送信回路９へ送出する。
【００２１】
ＣＰＵ８は、送受信メモリ７に書込まれている受信データを取込んで、このデータを用いて自己に接続されている図示しない制御機器に対する制御を実施し、得られた制御データを送信データとして送受信メモリ７へ書込む。
【００２２】
ＭＡＣ制御回路５は、入力した各受信フレームのうち同期フレーム、送信完了フレーム、加入要求フレームを認識して、これらの各フレームに基づいて、自己ノード２が送出する各フレームを作成して、送信回路９へ送出する。
【００２３】
送信回路９は、入力されたデータフレームを含むパラレルの各フレームをシリアルのデジタル信号に変換してトランシーバ１０へ送出する。トランシーバ１０は入力されたシリアルのデジタル信号の各フレームを伝送路１上へ送出する。
【００２４】
図３は、ＭＡＣ（メディア・アクセス・コントロール）制御回路５の概略構成図である。
受信回路４から入力された各受信フレームは、時間測定回路１１及び受信フレーム識別回路１２へ送信される。時間測定回路１１は、
（ａ）各受信フレームの送信完了時刻からの経過時間、具体的には、各ノード２が送信した送信完了フレーム２０を受信してからの経過時間を計時し、この経過時間が所定の診断時間を経過しても、次のフレームを受信しない場合は、タイムアップ信号を次のノード有無情報作成回路１４へ送出する。
【００２５】
（ｂ）このネットワークの起動と同時に自己のノード２に対する電源が投入されると自己のノード番号に所定の単位時間を乗算した試行時間を経過しても、フレーム（他のノード２からの同期フレーム１７）を受信しない場合は、自己ノードが同期ノードになるためのタイムアップ信号を次の同期ノードステータス回路２２へ送出する。
【００２６】
受信フレーム識別回路１２は、入力した受信フレームに付されているフレーム識別コードから、受信フレームの種別（同期フレーム１７、データフレーム１９、送信完了フレーム２０、加入要求フレーム２１）を判定して、ノード有無情報作成回路１４、同期ノードステータス回路２２、パラメータレジスタ回路１６、ノード番号判定回路１３へ送出する。
【００２７】
ノード番号判定回路１３は、受信した受信フレームが図４に示す同期フレーム１７の場合、この同期フレーム１７に含まれる有無情報１８から、この有無情報１８に自己のノード２が「稼働あり」と登録されているか否か、登録されている場合には自己ノードの送信順位、待機時間（ＭＡＣ制御時間）であるか否の判定を行い、判定結果をノード有無情報作成回路１４及び次の送信フレーム生成回路１５へ送出する。
【００２８】
同期ノードステータス回路２２は、受信フレーム識別回路１２の情報及び時間測定回路１１からのタイムアップ信号に基づいて、現在時点又は次に自己が同期ノードであるか否を判定して、同期ノードである場合に、その旨をノード有無情報作成回路２２及びパラメータレジスタ回路１６へ送出する。
【００２９】
ノード有無情報作成回路１４は、時間測定回路１１から診断時間のタイムアップ信号が入力すると、自己ノード２が同期ノードの場合、受信した送信完了フレーム２０の次にフレームを送信すべきであったノード２のノード番号をノード番号判定回路１３から取得する。そして、次に伝送路１へ送出する同期フレーム１７の有無情報１８における、フレームを送信しなかったノードを「稼働無し」と更新して、送信フレーム生成回路１５へ送出する。
【００３０】
さらに、このノード有無情報作成回路１４は、受信フレーム識別回路１２から加入要求フレーム２１が入力すると、自己ノード２が同期ノードの場合、次に伝送路１へ送出する同期フレーム１７の有無情報１８における、加入要求フレーム２１の送信元のノードを「稼働有り」と更新して、送信フレーム生成回路１５へ送出する。
【００３１】
パラメータレジスタ回路１６は、待機時間（ＭＡＣ制御時間）や診断時間などのネットワークを維持するための共通パラメータのデータを記憶する。そして、図９に示すように、受信した同期フレーム１７に各ノード２の稼働の有無情報１８の他に、パラメータデータ２３が組込まれていた場合、このパラメータデータ２３を読取って、記憶されている共通パラメータのデータを更新する。さらに、パラメータレジスタ回路１６は、自己が同期ノードの場合は、記憶されている共通パラメータのデータを送信フレーム生成回路１５へ送出して、伝送路１に送出する同期フレーム１７にパラメータデータ２３の組込みを指示する。
【００３２】
送信フレーム生成回路１５は、ノード番号判定回路１３、ノード有無情報作成回路１４、同期ノードステータス回路２２からの情報に基づいて、次に伝送路１へ送出する同期フレーム１７、送信完了フレーム２０、加入要求フレーム２１等を作成して、所定のタイミングで、送信回路９へ送出する。
【００３３】
このように構成された第１実施形態のネットワークシステムの動作を動作モード毎に説明する。
【００３４】
Ａ．基本動作モード（図５）
待機時間（ＭＡＣ制御時間）及び診断時間が設定されていない基本動作モードを図５を用いて説明する。
【００３５】
図５は、伝送路１上に各ノード２から送出された各フレーム１７、１９、２０の出力タイミングを示すタイムチャートである。同期フレーム１７の有無情報１８においては、Ｎｏ．１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の各ノード２が「稼働有り」を示し、Ｎｏ２のノード２が「稼働無し」を示している。また、同期ノードはノード番号の一番若いＮｏ．１のノード２がなっている。
【００３６】
同期ノードであるＮｏ．１のノード２がまず同期フレーム１７を送信する。次にノード番号．の一番若いＮｏ．１のノード２（同期ノード）が送信を開始する。Ｎｏ．１のノードは、データフレーム１９を送信し、最後に送信完了フレーム２０を送信する。
【００３７】
Ｎｏ．３のノードは有無情報１８にて、Ｎｏ．２のノードが「稼働無し」であることがわかるため、Ｎｏ．１のノードの次は自分の送信順序であると判断できる。したがって、Ｎｏ．１のノードが送信終了後、Ｎｏ．３のノードが送信開始する。同様にＮｏ．３のノードが送信終了すると、Ｎｏ．４のノードが送信する。Ｎｏ．４のノードが送信を終了すると、全ノードが送信を終了するため、Ｎｏ．１のノードである同期ノードが改めて同期フレーム１７を送信して、以下同様な順序で送信を繰り返していく。
【００３８】
Ｂ．待機時間動作モード（図６、図７）
待機時間（ＭＡＣ制御時間）が設定されている待機時間動作モードを図６、図７を用いて説明する。
【００３９】
このネットワークシステムにおいては、伝送路１に接続された複数のノード２のうち１つのノード２が同期ノードになる。
同期ノードヘの昇格方法は、ノード番号の一番若いノード２が同期ノードなるように、ネットワークの起動時において、稼働中のノード２が複数存在した場合、各稼働中のノードは、起動時刻から自己のノード番号に所定の単位時間を乗算した試行時間が経過した後に、自己のみを「稼働有り」とする有無情報１８を組込んだ同期フレーム１７を伝送路１へ送出して、この試行時間が経過するまえに他のノードの同期フレーム１７を受信しない場合のみ、自己が同期ノードとなる。
【００４０】
例えば、最初に３台のノード２を同時に立ち上げると、図６（ａ）に示すように、試行時間の関係から、ノード番号の一番若いＮｏ．１のノードが同期ノードとなり、同期フレーム１７とデータフレーム１９および送信完了フレーム２０の送信を開始する。この状態では、Ｎｏ．１のノード以外に他のノード２が稼働中でないために、有無情報１８は自己のＮｏ．１のノードしか「稼働有り」になっていない。全ノード（ここではＮｏ．１のノードのみ）が送信終了すると、一定の待機時間（ＭＡＣ制御時間）が開始する。
【００４１】
この待機時間（ＭＡＣ制御時間）が開始されると、図６（ｂ）に示すように、新規に稼働状態に移行したＮｏ．３のノードが加入要求フレーム２１を待機時間（ＭＡＣ制御時間）内に送信する。これを同期ノードであるＮｏ．１のノードが受信すると、有無情報１８内のＮｏ．３のノードを「稼働有り」にして、次の同期フレーム１７で送信する。
【００４２】
Ｎｏ．３のノードは、この更新された同期フレーム１７を受信ずると、有無情報１８の自己のノードが「稼働有り」になっていることをみて、加入できたことを確認できる。したがって、Ｎｏ．１のノードの送信終了後、Ｎｏ．３のノードが送信を開始する。
【００４３】
図７（ａ）に示すように、Ｎｏ．４のノードが待機時間（ＭＡＣ制御時間）内に加入要求フレーム２１を送信する。これを同期ノードであるＮｏ．１のノードが受信すると、有無情報１８内のＮｏ．４のノードを「稼働有り」にして、次の同期フレーム１７で送信する。
【００４４】
Ｎｏ．４のノードは、この更新された同期フレーム１７を受信ずると、有無情報１８の自己のノードが「稼働有り」になっていることで、加入できたことを確認できる。したがって、図７（ｂ）に示すように、Ｎｏ．３のノードの送信終了後、Ｎｏ．４のノードが送信を開始する。
以後、図７（ｂ）の送信動作を繰り返す。
【００４５】
Ｃ．診断間動作モード（図８）
待機時間（ＭＡＣ制御時間）に加えて診断時間が設定されている診断時間動作モードを図８を用いて説明する。
【００４６】
図８（ａ）に示すように、Ｎｏ．３のノードが故障や動作停止操作によって、「稼働無し」状態なり、ネットワークから離脱したとする。この場合、Ｎｏ．１のノードＮｏ．１の送信が終了しても、Ｎｏ．３のノードは既に「稼働無し」状態であるためデータフレーム１９を送信することができない。各ノード２において、診断時間がタイムアップすることで、Ｎｏ．３のノードが「稼働無し」状態であると判断する。したがって、次のＮｏ．４のノードが送信順番となり送信を開始する。さらに、同期ノードではこのタイムアップを検出すると、有無情報１８からこの「稼働無し」状態のＮｏ．３のノードを「稼働無し」に更新する。
【００４７】
次の同期フレームでは、Ｎｏ．３のノードの有無情報が無となるため、Ｎｏ．１のノードの送信が終了するとＮｏ．４のノードが送信を開始するので、図８（ｂ）に示すように、診断時間がタイムアップすることとなく送信順番が各ノード相互間で移行することになる。
【００４８】
また、同期ノードの有無情報１８から稼働停止したノードを「稼働無し」にする処理を、タイムアップが複数回発生した時に実施することで、ノイズ等によって一時的に伝送ができないような状態が発生しても、誤って有無情報が消されてしまうことを未然に防止できる。
【００４９】
Ｄ．パラメータ動作モード（図９）
前述したように、同期フレーム１７に対して、図９に示すように、各ノード２の稼働の有無情報１８の他に、パラメータデータ２３を組込むことが可能である。このような、パラメータデータ２３が組込まれた同期フレーム１７を受信した各ノード２は、このパラメータデータ２３を読取って、自己のＭＡＣ制御回路５内のパラメータレジスタ回路１６に記憶されている共通パラメータのデータを更新する。
【００５０】
したがって、ネットワーク内の全ノード２が同一のパラメータを持つことができる。また、これらのパラメータを変更する場合には、同期フレーム１７のパラメータデータ２３を変更するだけで、次の同期フレーム１７で新しいパラメータが送信され、全ノード２のパラメータを同時に変更することができる。
【００５１】
このように構成された第１実施形態のネットワークシステムにおいては、同一時間帯に、ネットワークの伝送路１上に各フレームを送信できるノードを、１つのノード２に限定できるため、イーサーネットの場合のようにフレームどうしが伝送路１上で衝突することがなく、ノード２相互間で確実なデータの送受信が可能となる。
【００５２】
さらに、同期ノードが出力する同期フレーム１７の有無情報１８を見るだけで、現在ネットワークで稼働（加入）しているノード２を正確に把握できる。
【００５３】
また、複数ノード２のネットワークヘの同時加入時（同時稼働開始時）においても、伝送路１上で加入要求フレーム２１の衝突が発生しないため、ノード２のネットワークヘの加入を確実に実施することができる。
【００５４】
ノード２が例えば故障や電源遮断等に起因して、このネットワークから離脱（稼働停止）した場合、稼働中の残りの各ノー４のデータの送信が止まってしまうことなく、また、同期ノードが出力する同期フレーム１７の有無情報１８における該当ノードの有無情報を更新することによって、フレームが全く送出されない無駄時間を削減することが可能となる。
【００５５】
さらに、同期フレーム１７にパラメータデータ２３を組込むことによって、ネットワークを拡張した時などにネットワークのパラメータを変更したい場合、容易に変更可能となる。
【００５６】
（第２実施形態）
図１０は本発明の第２実施形態のデータ伝送方法が適用されるネットワークシステムにおける各ノード２の概略構成を示すブロック図である。図２に示す第１実施形態の各ノード２と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
【００５７】
この第２実施形態のネットワークシステムにおいては、各ノード２における送受信メモリ７内の一部に共通メモリ２８が設けられている。この共通メモリ２８内には、伝送路１に接続されたＮｏ．１〜Ｎｏ．４の全部のノード２に共通するノード毎の部分データを集めた共通データが記憶されている。
【００５８】
そして、この第２実施形態のネットワークシステムにおいては、各ノード２は伝送路１に対して図１１に示すフォーマットのデータフレーム１９を送出する。このデータフレーム１９のヘッダには、データフレーム１９を示すフレーム識別コード、送信元アドレス、同報通信コードが設定されている。さらに、このデータフレーム１９内には、このデータフレーム１９を送出したノード２に割り当てられた部分データ２４、及びこの部分データ２４を各ノード２の共通メモリ２８に書込むための共通メモリアドレス２５が設定されている。
【００５９】
さらに、各ノード２内には、受信回路４から出力された各受信フレームのうち図１１に示す部分データ２４が書込まれた同報通信のデータフレーム１９を取り込み、このデータフレーム１９の部分データ２４を、共通メモリ２８内の、共通メモリアドレス２５が示す、送信元ノードに対応する領域に書込む共通メモリ受信回路２６が設けられている。
【００６０】
さらに、各ノード２内には、共通メモリ２８内の自己ノードの部分データ２４を読出して、図１１に示すデータフレーム１９に組込んで送信回路９へ送出する共通メモリ送信回路２７が設けられている。
【００６１】
ＣＰＵ８は、送受信メモリ７の共通メモリ２８に書込まれている各部分データを取込んで、この各部分データを用いて自己に接続されている図示しない制御機器に対する制御を実施し、得られた制御データを送信データとして送受信メモリ７へ書込む。この場合、ＣＰＵ８は、必要ならば、共通メモリ２８に書込まれている自己ノード２に対応する部分データを更新する。
【００６２】
送信回路９は、入力されたデータフレームを含むパラレルの各フレームをシリアルのデジタル信号に変換してトランシーバ１０へ送出する。トランシーバ１０は入力されたシリアルのデジタル信号の各フレームを伝送路１上へ送出する。
【００６３】
このように構成された第２実施形態のネットワークシステムにおいては、各ノード２は、一定周期で、自己の共通メモリ２８における自己ノードの部分データ２４を同報通信のデータフレーム１９に組込んで伝送路１へ送出することにより、各ノード２における共通メモリ２８の共通データを定期的に更新することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のデータ伝送方法においては、同期ノードと指定されたノードは、各ノードの稼働の有無情報を組込んだ同期フレームを伝送路へ送出するようにしている。
【００６５】
したがって、同一時間帯に伝送路上にフレームを送出できるノードを１つに限定でき、伝送路上におけるフレームの衝突を回避でき、かつ、伝送路における空き時間を極力減少でき、さらに、ネットワーク内の各ノードの稼働有無状態を簡単に把握でき、ネットワーク全体を効率的に運用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のデータ伝送方法が適用されるネットワークシステムの概略構成を示す模式図
【図２】同第１実施形態のネットワークシステムに組込まれた各ノードの概略構成を示すブロック図
【図３】同各ノードに組込まれたＭＡＣ制御回路の詳細構成を示すブロック図
【図４】同ネットワークシステムにおける伝送路に出力される同期フレームのフォーマット図
【図５】同ネットワークシステムにおける伝送路に出力される各フレームの出力タイミングを示す図
【図６】同じく伝送路に出力される各フレームの出力タイミングを示す図
【図７】同じく伝送路に出力される各フレームの出力タイミングを示す図
【図８】同じく伝送路に出力される各フレームの出力タイミングを示す図
【図９】同ネットワークシステムにおける伝送路に出力される同期フレームのフォーマット図
【図１０】本発明の第２実施形態のデータ伝送方法が適用されるネットワークシステムに組込まれた各ノードの概略構成を示すブロック図
【図１１】同ネットワークシステムにおける伝送路に出力されるデータフレームのフォーマット図
【符号の説明】
１…伝送路
２…ノード
３…レシーバ
４…受信回路
５…ＭＡＣ制御回路
６…メモリ転送回路
７…送受信メモリ
８…ＣＰＵ
９…送信回路
１０…トランシーバ
１１…時間測定回路
１２…受信フレーム識別回路
１３…ノード番号判定回路
１４…ノード有無情報作成回路
１５…送信フレーム生成回路
１６…パラメータレジスタ回路
１７…同期フレーム
１８…有無情報
１９…データフレーム
２０…送信完了フレーム
２１…加入要求フレーム
２２…同期ノードステータス回路
２８…共通メモリ
Claims (6)
- ネットワークの伝送路に対して、それぞれノード番号を有する複数のノードを接続し、各ノード相互間でデータを送受信するデータ伝送方法において、
前記複数のノードのうち１つのノードを同期ノードと指定し、
この指定された同期ノードは、前記ネットワークに接続されているノード番号が付された各ノードの稼働の有無情報を組込んだ同期フレームを同報通信で前記伝送路へ送出し、
各ノードは、受信した同期フレームの有無情報における稼働有りの各ノードのノード番号に基づいて自己ノードの送信順位を判断し、
各ノードは、自己の１つ前の送信順位のノードの送信完了フレームを受信すると、データフレーム及び送信完了フレームを前記伝送路へ送出し、
前記同期ノードは、前記有無情報に基づいて判定された最後の送信順位のノードの送信完了フレームを受信すると、同期フレームを再度前記伝送路へ送出することを特徴とするデータ伝送方法。 - 前記同期ノードは、前記最後の送信順位のノードの送信完了フレームを受信してから同期フレームを再度伝送路へ送出するまでの間に待機時間を設け、
新規に稼働状態に移行したノードは、前記待機時間内に、加入要求フレームを前記伝送路へ送出し、
前記同期ノードは、前記待機時間内に加入要求フレームを受信すると、前記再度伝送路へ送出する同期フレームの有無情報における加入要求フレームを送出したノードを稼働有りと更新する
ことを特徴とする請求項１記載のデータ伝送方法。 - 前記ネットワークの起動時において、稼働中のノードが複数存在した場合、各稼働中のノードは、起動時刻から自己のノード番号に所定の単位時間を乗算した試行時間が経過した後に、自己のみを稼働中とする有無情報を組込んだ同期フレームを前記伝送路へ送出して、この試行時間が経過するまえに他のノードの同期フレームを受信しない場合のみ、自己が同期ノードとなることを特徴とする請求項２記載のデータ伝送方法。
- 前記各ノードは、自己の２つ前の送信順位のノードの送信完了フレームを受信してから所定の診断時間が経過しても自己の１つ前の送信順位のノードのデータフレームが前記伝送路へ送出されないと、自己のデータフレーム及び送信完了フレームを前記伝送路へ送出し、
前記同期ノードは、ノードの送信完了フレームを受信してから所定の診断時間が経過しても次の送信順位のノードのデータフレームが前記伝送路へ送出されないと、次に伝送路へ送出する同期フレームの有無情報における前記データフレームを送出しなかったノードを稼働無しと更新する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のデータ伝送方法。 - 前記伝送路に接続された各ノードは、全部のノードに共通するパラメータを有し、
前記同期ノードは、前記伝送路に送出する同期フレームに対して前記有無情報の他に前記共通するパラメータを組込み、
前記各ノードは、前記同期フレームを受信すると、この同期フレームに含まれるパラメータで自己のパラメータを更新する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のデータ伝送方法。 - 前記伝送路に接続された各ノードは、全部のノードに共通するノード毎の部分データを集めた共通データを記憶する共通メモリを有し、
前記各ノードは、前記データフレームに自己の部分データを組込んで同報通信で前記伝送路へ送出し、
前記各ノードは、データフレームを受信すると、このデータフレームに含まれる部分データで自己の共通メモリに記憶された共通データにおけるデータフレームの送信元のノードに対応する部分データを更新する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のデータ伝送方法。
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Publications (2)
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012142734A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Toshiba Corp | 二重リング・ネットワークシステム及び二重リング・ネットワークの送信順位決定方法並びに伝送局装置 |
| US8724644B2 (en) | 2010-12-28 | 2014-05-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Double-ring network system, method for determining transmission priority in double-ring network and transmission station device |
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