JP2004304685A

JP2004304685A - データ通信方法及びデータ通信装置

Info

Publication number: JP2004304685A
Application number: JP2003097716A
Authority: JP
Inventors: Motohiko Okabe; 基彦岡部
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】ネットワーク上の複数データ通信局間のデータ通信において、伝送路を占有する時間と自データ通信局のシステムバスの占有時間とを自動的に最適に削減出来るようにするデータ通信方法及びデータ通信装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、伝送路２に接続された複数のデータ通信局１ａ、１ｂ、１ｃの夫々が、前記データ通信局間でデータを送受信するデータ通信方法であって、前記夫々のデータ通信局のデータ通信装置３は、自局のデータを送信する場合において、前記データの時間変化パターンを判定し、前記データの時間変化パターン判定出力によって送信アクセスのインターバルを自動的に制御するようにしたことを特徴とするデータ通信方法。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の装置間でデータの送受信を行うデータ通信方法及びデータ通信装置に係わり、特に通信伝送路の利用効率を向上させるデータ通信方法及びデータ通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）の国際規格としては、ＩＥＥＥ（ＴｈｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ
ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒ）８０２委員会で推進された標準化規格が有る。ＯＳＩ（ＯｐｅｎＳｙｓｔｅｍ．Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）第２層レベルまでについては、ＩＥＥＥ８０２．３、ＩＥＥＥ８０２．４、ＩＥＥＥ８０２．５が標準化されている。
【０００３】
これらの方式の相違点は、メディアアクセス制御方式で、８０２．３はＣＳＭＡ／ＣＤ（ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式を利用し、８０２．４、８０２．５はトークンパッシング方式を利用している。通信時間が短い時はＣＳＭＤ方式を、またノード数が増大してデータの通信が集中してくると衝突が多くなる場合は、再送信の回数が増えるため、衝突の恐れのないトークンパッシング方式が使用される傾向に有る。
【０００４】
このような複数の装置間で大量のデータ通信を行う場合、通信伝送路の占有率、通信装置局のシステムバスの占有率が高くなりシステム全体の効率が低下する問題がある。そのため、サイクリックデータを送信するシステムにおいては、サイクリックデータメモリを備え、変化のあったサイクリックデータのみを送受信するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２６９４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した公報で知られている様な方法は、予め定められた、大量のデータを通信する場合には有効であるが、常時大量のデータを送信する必要がない場合、例えば、化学プラントなどのプロセス制御データの様に変化が不特定で、常にサイクリック伝送する必要のない場合には、このようなサイクリック伝送のために専用の制御回路を設けることはシステムが複雑となり、且つ高価になる問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、ネットワーク上の複数データ通信局に汎用装置で構成されるデータ通信装置を備え、アプリケーションプログラムによって、自データ通信局から送信するデータの送信の要否及び送信するインターバルを自動制御し、効率的なデータ通信が行えるデータ通信方法及びデータ通信装置を提供することを目的とする。
【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、本発明のデータ通信方法及びデータ通信装置は、伝送路に接続された複数のデータ通信局間でデータを送受信するデータ通信方法であって、前記夫々のデータ通信局のデータ通信装置は、自局のデータを送信する場合において、前記データの時間変化パターンを判定し、前記データの時間変化パターン判定出力によって送信アクセスのインターバルを自動的に制御するようにしたことを特徴とするデータ通信方法。
【０００９】
従って、送信するデータの変化パターンによって送信アクセスインターバルを自動的に制御するようにしたので、通信伝送路の占有時間、自通信局のシステムバスの占有時間を効率的に削減できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１乃至図５を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態を示す構成図である。伝送路２には複数のデータ通信局１ａ、１ｂ、１ｃが接続されている。同図に示す例では、３つのデータ通信局１ａ、１ｂ、１ｃが伝送路２に接続されている。
【００１１】
各データ通信局１ａ、１ｂ、１ｃは、伝送路２を介してデータの送信受信を行う。各データ通信局は同一構成であるため、以下の説明では、データ通信局１ａについてのみ説明する。データ通信局１ａは、データ通信装置３、制御装置４及びデータ通信装置３と制御装置４とを接続するシステムバス５とから構成されている。
【００１２】
データ通信装置３は、システムバス５に接続される送信データのバッファメモリ３ａと、通信インターバル制御回路３ｂ及び受信バッファメモリ３ｃと、これらのデータ通信制御装置３を構成するバッファメモリ３ａ、通信インターバル制御回路３ｂ及び受信バッファメモリ３ｃの各部と、伝送路２との送受信信号をインタフェースする送受信インタフェース３ｄとから構成される。
【００１３】
制御装置４は、図示しないＣＰＵとそのメモリからなる制御演算装置４ａ及びプロセスとの各種のデータを送受信するプロセスインタフェース４ｂとから構成される。
【００１４】
データ通信局１ａは、送受信インタフェース３ｄを介して、自局のプロセスからのデータを、伝送路２に接続されている他のデータ通信局１ｂ、１ｃへ送受信する。この送受信の方法は、前述した標準のＩＥＥＥ８０２．３、ＩＥＥＥ８０２．４、ＩＥＥＥ８０２，５、ＦＤＤＩ（Ｆｉｂｅｒ−ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＤａｔａＩｎｔｅｒｆａｃｅ）等、またはこれらと同じ通信制御方式の何れを採用しても良い。
【００１５】
次に、データ通信装置３の動作について説明する。先ず、送信処理の概略を説明し、次に詳細を後述する。送信データバッファメモリ３ａには、制御演算装置４ａから他局に送信する自局のデータを定周期で送信し、記憶する。通信インターバル制御回路３ｂは、送信データバッファメモリ３ａに格納されたデータの変化パターンを所定のアルゴリズムで判定処理し、この判定処理によって検出されたアドレスのデータと送信アクセスインターバルとを選択して、送受信インタフェース３ｄに通知する。
【００１６】
送受信インタフェース３ｄは、通信インターバル制御回路３ｂから通知されたアドレスのデータを送信データバッファメモリ３ａから読み出し、所定の送信データフォーマットに編集処理して、通信インターバル制御回路３ｂから通知された送信アクセスインターバルに基づき伝送路２を介して他局に送信する。
【００１７】
受信動作は、他局から自データ通信局１ａに送信されたデータが、自データ通信局１ａ宛ての送信であることを確認し、送信されたデータとアドレスを送受信インタフェース３ｄを介して、受信バッファメモリ３ｃに所定のメモリマップで書き込み処理し、送信先に受信したことを返信する。受信されたデータは、システムバス５に接続された自データ通信局１ａの制御演算装置４ａが読出し、処理する。
【００１８】
データ通信装置３は、前記標準の通信方法を可能とする通信制御機能を備えたもので構成され、そのハードウエアーは汎用のコンピュータシステムで構成できるものである。
【００１９】
このように構成され、送受信処理を行うデータ通信装置３の送信処理動作の詳細について図２乃至図５を参照して説明する。図２（ａ）はデータ通信装置３の動作フロ−チャートである。
【００２０】
同図において、データの送信要求が制御演算装置４ａから通信インターバル制御回路３ｂに送信されるとこのフローがスタートする。または、通信インターバル制御回路３ｂ自身に組み込まれたプログラムによってスタートさせる場合もある。
【００２１】
データの送信要求がされると、要求されたアドレスのデータについて、前回送信したデータと今回送信要求されたデータを送信データバッファメモリ３ａから読出し（ステップＳ０１１、Ｓ０１２）そのデータに差が有るか否かをデータ差演算処理（ステップＳ０１３）するとともに、変化がある否かを検出しこの結果を変化検出テーブルマップ（ステップＳ０１３）として通信インターバル制御回路３ｂの図示しない主メモリに記憶する。そして、この変化検出テーブルマップから所定の送信アクセスモードを選択する変化パターン判定処理（ステップ１４）を行う。
【００２２】
この例を図３に示す。同図（ａ）は送信要求があった送信データＤ１１乃至Ｄ９９のメモリマップで、同図（ｂ）は、この時のデータの変化パターンを示す変化検出テーブルマップである。この例では、過去４回の変化パターンＮ−１乃至Ｎ−４と、今回の変化パターンＮがテーブルマップに記憶される。この変化検出は、例えば、対象とするデータ変化率や、絶対値を閾値として優位性を判定する為の所定のアルゴリズムによってデータの種類別に予め設定される。
【００２３】
例えば、図３のデータＤ１１は、前回データと今回データの変化が所定の値以上であるため変化有り「１」と判定され、今回のデータ送信は、この過去の変化も含めてテーブルマップ全体で判断し、その変化比率も所定の比率以上であることを判断して今回送信アクセスインターバルを設定する。
【００２４】
このアルゴリズムは、システムとその送信データによって設定される。
【００２５】
次に、この変化検出テーブルマップに示す変化パターンから今回送信するデータの送信アクセスインターバルを選択する。この送信アクセスインターバルは、例えば、所定の定周期で送信する「定期送信」、変化が合った毎に送信する「変化送信」の様な、送信モードを予め複数設定して定めておき、この送信アクセスモードから選択するようにしておく。そして、送信要求されたデータのアドレスと選択した送信モードを送受信インタフェース３ｄに送信する（ステップＳ０２）。
【００２６】
送受信インタフェース３ｄでは、送信するデータを送信バッファメモリ３ａから読出し、要求された送信先、送信アクセスモードの識別子及び送信するデータとその配列を識別するデータ識別コードとを送信するデータに付随させる送信データ編集処理（ステップＳ０３）を行うとともに、選択された送信アクセスインターバル時間で送信処理（ステップＳ０４）を行う。
【００２７】
次に、この送信アクセスモードの識別子の選択処理と送信動作について、図３（ｂ）及び図４を参照して説明する。図４は送信要求された送信データの送信アクセスインターバル選択の例を示す。同図（ａ）は通信インターバル制御回路３ｂによる当該送信データの変化検出周期ΔＴを示す。同図（ｂ）はこの時の送信アクセスインターバルのタイムチャートとその送信アクセスインターバル識別子を示す。
【００２８】
データ変化検出周期ΔＴは、自局のプロセスデータの変化を検出できる様に所定の速い周期で予め設定しておく。
【００２９】
同図（ｂ）において、ＣＹＳは「周期送信」のタイミング、ＣＨＳは「変化送信」のタイミングを示し、さらに送信インターバルを変更する場合の識別子ＰＲＤ、ＰＲＣを示している。
【００３０】
即ち、送信インターバルを「周期送信」から「変化送信」に変更する場合には識別子ＰＲＤを選択し、「変化送信」から「周期送信」に変更する場合にはＰＲＣを識別子として選択する。
【００３１】
この識別子の選択は、当初「周期送信」していたデータについて、図３（ｂ）に示した過去５回の送信変化テーブルマップに示すパターンから，今回の送信周期を選択するので、所定のアルゴリズムによって今回送信する対象のデータに変化が有る場合は送信アクセスインターバルを所定のインターバルで送信する「周期送信」とし、変化が意味を持たないと判断される場合は意味を持つ変化が生じる場合のみ送信する「変化送信」を選択していることを示す。
【００３２】
即ち、図４に於いては、当初ｍの時刻まで「周期送信」されていたデータは、ｍからｍ＋２のタイミングに移行する間に「変化送信」を選択され、その後ｍ＋Ｊまでは「変化送信」を継続し、ｍ＋ｋの時点で再び「周期送信」の送信インターバルに切替えられていることを示す。
【００３３】
この様に、送信するデータの優位性と、送信アクセスインターバルを自局で判断して送信するように制御する。
【００３４】
また、図４のタイムチャートに示した夫々の送信データフレームの例を図５（ａ）乃至図５（ｄ）に示す。同図に示す様に、送信するデータのフレームには、送信アクセスインターバルの識別子である送信モード識別子と、そのデータの識別、配列を示すデータ識別アドレスコードとを、送信するデータと別々のフレームで転送する場合や、同一フレームで送信する場合を示している。
【００３５】
即ち、同図（ａ）の識別子ＣＹＤは、識別子ＣＹＳのデータフレームを示し、同様に同図（ｃ）の識別子ＣＨＤは、識別子ＣＨＳのデータフレームを示している。この時のデータの識別アドレスコードと対応するデータを矢印で示す。
【００３６】
送信アクセスインターバルを変更する場合の例は、同図（ｂ）識別子ＰＲＤ、同図（ｄ）識別子ＰＲＣとして示す。この様にすれば、送信周期の変更方向を示す情報を同一のフレームで送信するように出来るので送信効率が良くなる。
【００３７】
本システムの説明では、送信インターバルの制御は、データ通信装置３によって行ったが、システムによっては制御演算装置４ａによって行うことも可能である。
【００３８】
また、送信アクセスインターバル、送信データをアプリケーションソフトウエアーで処理することが可能であるので送信データが多い場合は、データ通信装置３を複数備えるようにすればよい。
【００３９】
さらに、データ通信局３は、専用のハードウエアによって構成することも可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば送信するデータの送信アクセス周期を過去の変化パターンから自動的に変更制御することが可能となる。したがって、伝送路を占有する時間及び自データ送信局のシステムバスを占有する時間をデータ変化の優位性に応じて最適に自動制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明の実施の形態による動作を説明するフローチャート。
【図３】送信データのメモリマップと変化検出テーブルの例。
【図４】送信アクセスインターバルの制御動作の例。
【図５】送信データの例。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃデータ通信局
２伝送路
３データ通信装置
３ａ送信データバッファメモリ
３ｂ通信インターバル制御回路
３ｃ受信データバッファメモリ
３ｄ送受信インタフェース
４制御装置
４ａ制御演算装置
４ｂプロセスインタフェース
５システムバス

Claims

伝送路に接続された複数のデータ通信局間でデータを送受信するデータ通信方法であって、
前記夫々のデータ通信局のデータ通信装置は、自局のデータを送信する場合において、
前記データの時間変化パターンを判定し、
前記データの時間変化パターン判定出力によって送信アクセスのインターバルを自動的に制御するようにしたことを特徴とするデータ通信方法。
前記送信アクセスのインターバルの制御は、一定の周期で送信する周期送信と、前記時間変化パターンの判定出力が変化する毎に送信する変化送信とを選択して制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載のデータ通信方法。
前記送信アクセスのインターバルの変更は、送信するデータに付随させて、送信アクセスインターバルの変更パターンを認識する識別子及び、前記送信データを識別するデータのアドレスとを送信し、送信局から送信されたデータの送信周期とデータを受信局で識別できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のデータ通信方法。
伝送路に接続された複数のデータ通信局間でデータを送受信するデータ通信装置において、
前記データ通信装置は、自局が送信する送信データの時間変化パターンを検出するデータ変化検出手段と、
前記データ変化検出手段の所定の変化によりデータの通信インターバルを変更する送信アクセス選択手段と、
前記送信アクセス選択手段によって選択された出力により送信アクセスインターバルを変更するとともに、送信アクセスインターバルの変更を通知する識別子及び当該送信データを識別するアドレスコードとを当該送信データに重畳させて送信する通信制御手段とを備え、
自局が送信するデータの変化パターンによって送信アクセスインターバルを自動的に制御するようにしたことを特徴とするデータ通信装置。
前記データ変化検出手段は、当該データの変化を検出する検出時間間隔と当該データの変化量とから変化をパターン判定するようにしたことを特徴とする請求項４記載のデータ通信装置。
前記送信アクセス選択手段は、前記データ変化検出手段の出力によって周期的に送信する周期送信と前記データ変化検出手段の出力がある毎に送信する変化送信とを選択するようにしたことを特徴とする請求項６記載のデータ通信装置。