JP2005252346A - Communication system and method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication system with excellent noise immunity and real time performance usable even under an inferior environment such as that in industrial applications. <P>SOLUTION: A communication apparatus 010 includes: a packet data generating section 080 for extracting a data block group A divided into a plurality of groups from a transmission buffer 060 and a reception data extract section 110, copying data block groups B identical to each other by a specified number, and generating data resulting from arranging the groups in a specified order; a code attaching section 090 for attaching an error check code to each of all the data blocks in the packet data; a transmission section 030 for transmitting an output of the code attaching section; an error check section 100 for checking a data error on the basis of the error check code; and a received data extract section 110 for transferring valid data blocks without data error to a reception buffer 070 and also transferring them to the packet data generating section 080, and a communication apparatus of an opposite party also includes similar sections to above. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数の通信装置を接続した耐ノイズ性に優れ産業用途に適した通信システムに関する。   The present invention relates to a communication system having excellent noise resistance and suitable for industrial use in which a plurality of communication devices are connected.

従来、産業分野ではモータ駆動等で発生するノイズが大きいため、機器間の通信において、このノイズが原因で伝送されたパケットデータに誤りが発生することが多く、誤りが発生した場合送信元である通信装置から正常なパケットデータの再送処理を行うことが一般的であった(例えば、特許文献１参照。)。
特開平１０−２７６１９８号公報 Conventionally, in the industrial field, noise generated due to motor driving is large, so in communication between devices, there is often an error in packet data transmitted due to this noise, and if an error occurs, it is the sender It has been common to perform normal packet data retransmission processing from a communication device (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-10-276198

解決しようとする問題点は、パケットデータ伝送時に発生したデータ誤りを修復するために行われる再送処理がパケットデータの伝送遅れを引き起こすことである。つまり、再送処理は少なくとも１通信周期分の伝送遅れが発生するため、リアルタイム性を必要とされる産業用途では致命的な問題となる。特に、リング接続の通信においては、通信周回経路長に比例してパケットデータの誤り発生率が増加する。   The problem to be solved is that retransmission processing performed to repair a data error that occurred during packet data transmission causes a delay in packet data transmission. In other words, the retransmission process causes a transmission delay for at least one communication cycle, which is a fatal problem for industrial applications that require real-time performance. In particular, in ring connection communication, the error rate of packet data increases in proportion to the communication loop path length.

本発明は上記の課題を解決するものであり、劣悪な環境下でも使用可能な耐ノイズ性とリアルタイム性に優れた通信システムを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a communication system excellent in noise resistance and real-time performance that can be used even in a poor environment.

上記課題を解決するために本発明は、送信元である通信装置の送信バッファから複数に分割されたデータブロックをそれぞれ複製し、かつデータブロックごとに誤り検出符号を付加し生成した符号付パケットデータを伝送することで、データブロックごとの誤り検出が可能となり、仮にあるデータブロックがノイズの影響を受けデータ誤りが発生した場合においても、複製されたデータブロックから有効なデータを抽出し、再生することが可能となる。   In order to solve the above problems, the present invention provides signed packet data generated by duplicating a plurality of divided data blocks from a transmission buffer of a communication device as a transmission source and adding an error detection code to each data block. Error detection for each data block becomes possible, and even if a data block is affected by noise and a data error occurs, valid data is extracted from the copied data block and reproduced. It becomes possible.

本発明の通信システムによれば、あるデータブロックがノイズの影響を受けデータ誤りが発生した場合においても、複製されたデータブロックから有効なデータを抽出し、再生することが可能となり、オリジナルのデータブロックと複製された全てのデータブロックに誤りが発生しない限り、正常なパケットデータの再送を不要にできる。したがって、リアルタイム性を確保することができる。   According to the communication system of the present invention, even when a certain data block is affected by noise and a data error occurs, it is possible to extract and reproduce valid data from the duplicated data block. As long as no error occurs in the block and all duplicated data blocks, it is possible to eliminate the need to retransmit normal packet data. Therefore, real-time property can be ensured.

また、リング接続の通信においては、通信周回経路長に比例してパケットデータの誤り発生率が増加するが、通信装置ごとにパケットデータの誤り検出と再生を行うことが可能となるため、各通信装置の接続単位において、オリジナルのデータブロックと複製された全てのデータブロックに誤りが発生しない限り、正常なパケットデータの再送を不要にできる。このため、通信周回経路単位でのパケットデータの伝送における誤り発生率が大幅に低下し、再送処理を必要とする不具合の発生率を大幅に低減でき、リアルタイム性を確保することができる。   In ring connection communication, the packet data error occurrence rate increases in proportion to the communication loop path length, but it is possible to detect and reproduce packet data errors for each communication device. As long as no error occurs in the original data block and all the duplicated data blocks in the connection unit of the apparatus, it is possible to eliminate the retransmission of normal packet data. For this reason, the error occurrence rate in packet data transmission in units of communication loop paths is greatly reduced, the occurrence rate of defects requiring retransmission processing can be greatly reduced, and real-time performance can be ensured.

また、ノイズ環境のレベルや用途に応じて、データブロックの分割単位と複製する数量を最適な値に規定することで、再送処理を必要とする不具合の発生率を低減できる。   Further, by defining the data block division unit and the quantity to be replicated to the optimum values according to the level of the noise environment and the usage, it is possible to reduce the occurrence rate of defects requiring retransmission processing.

送信元である通信装置の送信バッファから複数に分割されたデータブロックをそれぞれ複製し、かつ各データブロックに誤り検出符号を付加して生成した符号付パケットデータを伝送することで、データブロックごとの誤り検出が可能となり、仮にあるデータブロックがノイズの影響を受けデータ誤りが発生した場合においても、複製されたデータブロックから有効なデータを抽出し、再生することが可能となる。   By duplicating each of the data blocks divided into a plurality from the transmission buffer of the communication device that is the transmission source and adding the error detection code to each data block and transmitting the signed packet data, Error detection is possible, and even when a data block is affected by noise and a data error occurs, it is possible to extract and reproduce valid data from the replicated data block.

図１はリング接続された通信システムのブロック図を示すものであり、通信装置０１０の送信部０３０と通信装置０１１の受信部０４１を通信ケーブル０５０で接続し、通信装置０１０から送信されるパケットデータを通信装置０１１で受信する。そして順次、通信装置０１１の送信部０３１と通信装置０１２の受信部０４２を通信ケーブル０５１で接続、同様に通信装置０１２と送信部０３２と通信装置０１３の受信部０４３を通信ケーブル０５２で接続、通信装置０１３の送信部０３３と通信装置０１０の受信部０４０を通信ケーブル０５３で接続し、通信装置０１３から送信されるパケットデータを通信装置０１０が受信する。   FIG. 1 shows a block diagram of a ring-connected communication system, in which a transmission unit 030 of a communication device 010 and a reception unit 041 of a communication device 011 are connected by a communication cable 050 and packet data transmitted from the communication device 010 is transmitted. Is received by the communication device 011. Then, sequentially, the transmission unit 031 of the communication device 011 and the reception unit 042 of the communication device 012 are connected by the communication cable 051, and similarly, the communication device 012, the transmission unit 032 and the reception unit 043 of the communication device 013 are connected by the communication cable 052, and communication. The transmission unit 033 of the device 013 and the reception unit 040 of the communication device 010 are connected by the communication cable 053, and the communication device 010 receives the packet data transmitted from the communication device 013.

なお、ｎ＋１台の通信装置をリング接続する場合、最終的にｎ番目に接続された通信装置０１ｎの送信部０３ｎと通信装置０１０の受信部０４０を通信ケーブル０５ｎで接続し、通信装置０１ｎから送信されるパケットデータを通信装置０１０が受信することになる。   When n + 1 communication devices are ring-connected, the transmission unit 03n of the communication device 01n connected finally to the reception unit 040 of the communication device 010 is connected by the communication cable 05n and transmitted from the communication device 01n. The communication device 010 receives the packet data to be processed.

次に、通信装置０１０をマスター、通信装置０１１、０１２、０１３をスレーブとし、リング接続されたマスター・スレーブ方式の通信システムを例にとって説明する。この通信システムがノイズの影響を受け、途中でデータ誤りが発生した場合の処理例を図１から図５を併用して順次説明する。   Next, a description will be given of an example of a master-slave type communication system in which the communication device 010 is a master and the communication devices 011, 012, and 013 are slaves and is ring-connected. An example of processing when this communication system is affected by noise and a data error occurs in the middle will be sequentially described with reference to FIGS.

まず、マスターである通信装置０１０の送信バッファ０６０内のデータをパケットデータ生成部０８０は３個のデータブロックＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３に分割する。例えばＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３はそれぞれの通信装置０１１、０１２、０１３に対応したマスターからスレーブへのコマンドデータであるとする。   First, the packet data generation unit 080 divides the data in the transmission buffer 060 of the master communication device 010 into three data blocks MD1, MD2, and MD3. For example, MD1, MD2 and MD3 are command data from the master to the slave corresponding to the respective communication devices 011, 012 and 013.

パケットデータ生成部０８０は、これらの全てのデータブロックに対してそれぞれ１つずつ複製したデータブロックを生成し、これらのデータブロックを規定の順序に配置したものを符号付加部０９０に入力し、誤り検出用の符号を付加したデータブロックＭＤＡ１、ＭＤＢ１、ＭＤＡ２、ＭＤＢ２、ＭＤＡ３、ＭＤＢ３が規定の順序で配置された符号付パケットデータ１２０を生成する。ここではデータブロックＭＤＡ１、ＭＤＢ１、ＭＤＡ２、ＭＤＢ２、ＭＤＡ３、ＭＤＢ３の順に配置することにする。また、データブロックＭＤＡ１とＭＤＢ１、ＭＤＡ２とＭＤＢ２、およびＭＤＡ３とＭＤＢ３はそれぞれ全く同一のデータブロックであることを補足する（図２上）。   The packet data generation unit 080 generates a data block that is duplicated one by one for all of these data blocks, and inputs the data blocks arranged in a prescribed order to the code addition unit 090 to generate an error. Signed packet data 120 is generated in which data blocks MDA1, MDB1, MDA2, MDB2, MDA3, and MDB3 to which detection codes are added are arranged in a prescribed order. Here, the data blocks MDA1, MDB1, MDA2, MDB2, MDA3, and MDB3 are arranged in this order. Further, it is supplemented that the data blocks MDA1 and MDB1, MDA2 and MDB2, and MDA3 and MDB3 are completely identical data blocks (upper part of FIG. 2).

次に、符号付パケットデータ１２０を通信装置０１０の送信部０３０から通信装置０１１の受信部０１１に送信する。通信ケーブル０５０にノイズが印加され、送信した符号付パケットデータ１２０にデータ誤りが発生して、これが符号付パケットデータ１２１に変化したと仮定し、この符号付パケットデータ１２１を通信装置０１１の受信部０４１で受信する。   Next, the signed packet data 120 is transmitted from the transmission unit 030 of the communication device 010 to the reception unit 011 of the communication device 011. Assuming that noise is applied to the communication cable 050, a data error has occurred in the transmitted signed packet data 120, and this has been changed to signed packet data 121, this signed packet data 121 is received by the receiving unit of the communication device 011. Received at 041.

受信部０４１から誤り検出部１０１にパケットデータ１２１を転送し、データブロックごとに誤りがあるかどうかを検査する。ここではデータブロックＭＤＢ１とＭＤＡ２にの
み誤りが発生したとする（図２下）。 The packet data 121 is transferred from the receiving unit 041 to the error detecting unit 101, and it is checked whether there is an error for each data block. Here, it is assumed that an error has occurred only in the data blocks MDB1 and MDA2 (bottom in FIG. 2).

まず、データブロックＭＤＡ１に誤りがないためＭＤＡ１を有効とする。次に、データブロックＭＤＡ２には誤りがあったため、その複製であるＭＤＢ２のデータを有効とする。最後にＭＤＡ３には誤りがなかったため、このＭＤＡ３を有効とし、これらの有効と判定したデータブロックからＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３を受信データ抽出部１１１により抽出し受信バッファ０７１に転送するとともに、パケットデータ生成部０８１に転送する。   First, since there is no error in the data block MDA1, MDA1 is validated. Next, since there is an error in the data block MDA2, the data of the duplicate MDB2 is made valid. Finally, since there was no error in MDA3, this MDA3 is validated, MD1, MD2, and MD3 are extracted from the data blocks determined to be valid by the reception data extraction unit 111 and transferred to the reception buffer 071, and packet data is generated. Forward to part 081.

通信装置０１１のパケットデータ生成部０８１にて、受信データ抽出部１１１から転送された全てのデータブロックに対してそれぞれ１つずつ複製したデータブロックを生成し、これらのデータブロックを規定の順序に配置する。   The packet data generation unit 081 of the communication device 011 generates data blocks that are duplicated one by one for all the data blocks transferred from the reception data extraction unit 111, and arranges these data blocks in a prescribed order. To do.

さらに、送信バッファ０６１内のデータブロックＳＤ１をパケットデータ生成部０８１へ転送する。例えば、ＳＤ１は通信装置０１１から通信装置０１０へのレスポンスデータであるとする。   Further, the data block SD1 in the transmission buffer 061 is transferred to the packet data generation unit 081. For example, SD1 is response data from the communication device 011 to the communication device 010.

次に、パケットデータ生成部０８１はデータブロックＳＤ１を複製し、既に受信データ抽出部１１１より転送済みのデータブロックを含めたこれら全てのデータブロックを規定の順序に配置したものを符号付加部０９１に入力し、誤り検出用の符号を付加したデータブロックＭＤＡ１、ＭＤＢ１、ＭＤＡ２、ＭＤＢ２、ＭＤＡ３、ＭＤＢ３、ＳＤＡ１、ＳＤＢ１が規定の順序で配置された符号付パケットデータ１２２を生成する。ここではデータブロックＭＤＡ１、ＭＤＢ１、ＭＤＡ２、ＭＤＢ２、ＭＤＡ３、ＭＤＢ３、ＳＤＡ１、ＳＤＢ１の順に配置することにする。また、データブロックＳＤＡ１とＳＤＢ１は全く同一のデータブロックであることを補足する（図３）。   Next, the packet data generation unit 081 duplicates the data block SD1 and puts all these data blocks including the data block already transferred from the received data extraction unit 111 in a prescribed order to the code addition unit 091. The signed packet data 122 in which the data blocks MDA1, MDB1, MDA2, MDB2, MDA3, MDB3, SDA1, and SDB1 to which the error detection code is added is arranged in a prescribed order is generated. Here, the data blocks MDA1, MDB1, MDA2, MDB2, MDA3, MDB3, SDA1, and SDB1 are arranged in this order. Further, it is supplemented that the data blocks SDA1 and SDB1 are exactly the same data block (FIG. 3).

次に、符号付パケットデータ１２２を通信装置０１１の送信部０３１から送信する。通信ケーブル０５１にノイズが印加されて、送信した符号付パケットデータ１２２にデータ誤りが発生し符号付パケットデータ１２３に変化したと仮定し、この符号付パケットデータ１２３を通信装置０１２の受信部０４２で受信する。さらに誤り検出部１０２にパケットデータ１２３を転送し、データブロックごとに誤りがあるかどうかを検査する。ここではデータブロックＭＤＢ１とＳＤＡ１にのみ誤りが発生したとする。   Next, the signed packet data 122 is transmitted from the transmission unit 031 of the communication device 011. Assuming that noise is applied to the communication cable 051, a data error occurs in the transmitted signed packet data 122, and the signed packet data 123 is changed to the signed packet data 123, and this signed packet data 123 is received by the receiving unit 042 of the communication device 012. Receive. Further, the packet data 123 is transferred to the error detection unit 102, and it is checked whether there is an error for each data block. Here, it is assumed that an error has occurred only in the data blocks MDB1 and SDA1.

通信装置０１２内処理も通信装置０１１と同様に行う。この処理について図４を中心に説明する。この場合、ＭＤＡ１、ＭＤＡ２、ＭＤＡ３が有効となり、これらの有効と判定したデータブロックからＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３を受信データ抽出部１１２により抽出し受信バッファ０７２とパケットデータ生成部０８２へ転送する。また、ＳＤＡ１には誤りがあるため、ＳＤＢ１を有効にし、ＳＤ１を抽出し、パケットデータ生成部０８２へ転送する。   The processing in the communication device 012 is performed in the same manner as the communication device 011. This process will be described with reference to FIG. In this case, MDA1, MDA2, and MDA3 are valid, and MD1, MD2, and MD3 are extracted from the data blocks determined to be valid by the reception data extraction unit 112 and transferred to the reception buffer 072 and the packet data generation unit 082. Since SDA1 has an error, SDB1 is validated, SD1 is extracted, and transferred to the packet data generation unit 082.

さらに、送信バッファ０６２内のデータブロックＳＤ２をパケットデータ生成部０８２へ転送する。例えば、ＳＤ２は通信装置０１２から通信装置０１０へのレスポンスデータであるとする。   Further, the data block SD2 in the transmission buffer 062 is transferred to the packet data generation unit 082. For example, SD2 is response data from the communication device 012 to the communication device 010.

次に、パケットデータ生成部０８２はデータブロックＳＤ２を複製し、既に受信データ抽出部１１２より転送済みのデータブロックを含めたこれら全てのデータブロックを規定の順序に配置したものを符号付加部０９２に入力し、誤り検出用の符号を付加したデータブロックＭＤＡ１、ＭＤＢ１、ＭＤＡ２、ＭＤＢ２、ＭＤＡ３、ＭＤＢ３、ＳＤＡ１、ＳＤＢ１、ＳＤＡ２およびＳＤＢ２が規定の順序で配置された符号付パケットデータ１２４を生成する。このパケットデータ１２４を送信部０３２から通信装置０１３の受信部０４３へ送信する。   Next, the packet data generation unit 082 duplicates the data block SD2, and puts all these data blocks including the data block already transferred from the received data extraction unit 112 in a prescribed order to the code addition unit 092. The signed packet data 124 in which the data blocks MDA1, MDB1, MDA2, MDB2, MDA3, MDB3, MDB3, SDA1, SDB1, SDA2, and SDB2 to which error detection codes are added is arranged in a prescribed order is generated. The packet data 124 is transmitted from the transmission unit 032 to the reception unit 043 of the communication device 013.

通信装置０１３内処理も通信装置０１１、０１２と同様に行うことで、最終的に通信装置０１０は図５に示す符号付パケットデータ１２７を受信し、誤り検出部１００と受信データ抽出部１１０によりスレーブである通信装置０１１、０１２、０１３からの有効なレスポンスデータＳＤ１、ＳＤ２、ＳＤ３を受信バッファに抽出することができる。   By performing the processing in the communication device 013 in the same manner as the communication devices 011 and 012, the communication device 010 finally receives the signed packet data 127 shown in FIG. 5 and the error detection unit 100 and the reception data extraction unit 110 perform slave processing. The valid response data SD1, SD2, SD3 from the communication devices 011, 012, 013 can be extracted to the reception buffer.

すなわち、通信装置装置間の各伝送経路でノイズの影響を受け、データ誤りが発生した場合においても、受信した通信装置ごとに、データブロックの再生が可能となり、オリジナルのデータブロックと複製されたデータブロックで同時に誤りが発生しない限り、正常なパケットデータの再送を不要とする。   In other words, even if a data error occurs due to the influence of noise on each transmission path between the communication device apparatuses, it is possible to reproduce the data block for each received communication apparatus, and the data copied with the original data block Unless there is an error in the block at the same time, normal packet data retransmission is unnecessary.

これにより、通信周回経路長に比例してパケットデータの誤り発生率が増加する課題があったリング接続の通信においても、通信周回経路単位でのパケットデータの伝送における誤り発生率が大幅に低下し、再送処理を必要とする不具合の発生率を大幅に低減でき、リアルタイム性を確保できる。   As a result, even in ring-connected communications, where there is a problem that the packet data error rate increases in proportion to the communication loop path length, the error rate in packet data transmission in units of communication loop paths significantly decreases. Therefore, the occurrence rate of defects requiring retransmission processing can be greatly reduced, and real-time performance can be ensured.

実施例２では、実施例１において通信装置０１２で受信した符号付パケットデータ１２３が図６のように、ＭＤＡ２とＭＤＢ２がともに有効でなかった場合、つまり、オリジナルのデータブロックと複製されたデータブロックで同時に誤りが発生した場合の処理の一例を示す。   In the second embodiment, when the signed packet data 123 received by the communication device 012 in the first embodiment is neither MDA2 nor MDB2 valid as shown in FIG. 6, that is, the original data block and the duplicated data block Shows an example of processing when errors occur simultaneously.

ＭＤＡ２とＭＤＢ２はマスターである通信装置０１０からスレーブである通信装置０１２へのコマンドデータであったが、通信装置０１２はこれを正常に受信できなかったため、送信バッファ０６２から作成したブロックデータＳＤＡ２とＳＤＢ２ではなく、エラーが発生したことを示すデータブロックＥＲＡ２とＥＲＢ２をパケットデータ１２４に配置する。   MDA2 and MDB2 were command data from the communication device 010 as the master to the communication device 012 as the slave, but the communication device 012 could not normally receive this, so the block data SDA2 and SDB2 created from the transmission buffer 062 Instead, data blocks ERA2 and ERB2 indicating that an error has occurred are arranged in the packet data 124.

そして、最終的に通信装置０１０で受信した符号付パケットデータ１２７が図７に示すような値となった場合、エラーが発生したことを示すデータブロックＥＲ２が受信バッファ０７０に抽出される。このデータブロックＥＲ２より通信装置０１０は、通信装置０１２が正常にブロックデータＭＤ２を受信できなかったことを認識することが可能となる。この場合の通信装置０１０の処理例として、通信装置０１２のデータブロックのみに対して、再度同様のコマンドデータを送信する、もしくは通信処理自体を停止するなどがある。   When the signed packet data 127 finally received by the communication apparatus 010 has a value as shown in FIG. 7, the data block ER2 indicating that an error has occurred is extracted to the reception buffer 070. From this data block ER2, the communication device 010 can recognize that the communication device 012 has not normally received the block data MD2. As an example of processing of the communication device 010 in this case, similar command data is transmitted again only to the data block of the communication device 012 or the communication processing itself is stopped.

また、データブロックの分割単位を通信装置単位としたことで、正常に受信できなかったのは通信装置０１２のみとなり、通信装置０１１および０１３は正常に通信装置０１０からのコマンドを受信し、また、レスポンスを正常に返信することができる。故に通信装置０１０はパケットデータ全体を再送することを不要とし、リアルタイム性を高めることが可能となる。   Further, since the data block division unit is the communication device unit, only the communication device 012 has not been successfully received, and the communication devices 011 and 013 have normally received the command from the communication device 010. A response can be returned normally. Therefore, the communication device 010 does not need to retransmit the entire packet data, and can improve real-time performance.

なお、特にノイズ環境が劣悪な場合には、図８のようにデータブロックを複製する数量を２個またはそれ以上に増やすことで、パケットデータの誤り発生率を高めることができる。例えばデータブロックＭＤＡ２とＭＤＢ２がともに誤りが発生しても、それらのもうひとつの複製であるデータブロックＭＤＣ２に誤りがなければ、ブロックデータＭＤ２を再生することが可能となり、リアルタイム性を高めることが可能となる。   In particular, when the noise environment is inferior, the error occurrence rate of packet data can be increased by increasing the number of data block duplications to two or more as shown in FIG. For example, even if an error occurs in both the data blocks MDA2 and MDB2, if there is no error in the data block MDC2 which is another copy of the data blocks, the block data MD2 can be reproduced and real-time performance can be improved. It becomes.

実施例３は複数台の通信装置がバス接続された通信システムについて説明する。図９は
通信装置２１０をマスター、通信装置２１１と通信装置２１２をスレーブとしてバス接続されたマスター・スレーブ方式通信システムのブロック図であり、通信装置２１０の送信部２３０からパケットデータが通信ケーブル２５０を介して送信される場合、バス接続された通信装置２１１および通信装置２１２は、送信部２３１および送信部２３２を使用禁止とするとともに、受信部２４１および受信部２４２を有効とし、パケットデータを受信する。 Embodiment 3 describes a communication system in which a plurality of communication devices are connected by bus. FIG. 9 is a block diagram of a master-slave communication system in which the communication device 210 is a master and the communication device 211 and the communication device 212 are slaves. Packet data is transmitted from the transmission unit 230 of the communication device 210 to the communication cable 250. Communication device 211 and communication device 212 connected via bus disable use of transmission unit 231 and transmission unit 232 and enable reception unit 241 and reception unit 242 to receive packet data. .

この通信システムがノイズの影響を受け、途中でデータ誤りが発生した場合の処理例を、図９と図１０を併用して説明する。   An example of processing when this communication system is affected by noise and a data error occurs in the middle will be described with reference to FIGS.

マスターである通信装置２１０の送信バッファ２６０内のデータをパケットデータ生成部２８０により２個のデータブロックＭＤ１、ＭＤ２に分割する。例えばＭＤ１、ＭＤ２はそれぞれの通信装置２１１、２１２に対応したマスターからスレーブへのコマンドデータであるとする。   Data in the transmission buffer 260 of the communication device 210 as a master is divided into two data blocks MD1 and MD2 by the packet data generation unit 280. For example, MD1 and MD2 are command data from the master to the slave corresponding to the respective communication devices 211 and 212.

パケットデータ生成部２８０によりこれらの全てのデータブロックに対してそれぞれ１つずつ複製したデータブロックを生成し、これらのデータブロックを規定の順序に配置したものを符号付加部２９０に入力し、誤り検出用の符号を付加したデータブロックＭＤＡ１、ＭＤＢ１、ＭＤＡ２、ＭＤＢ２が規定の順序で配置された符号付パケットデータ３２０を生成する。ここではデータブロックＭＤＡ１、ＭＤＢ１、ＭＤＡ２、ＭＤＢ２の順に配置することにする（図１０上）。また、データブロックＭＤＡ１とＭＤＢ１、およびＭＤＡ２とＭＤＢ２はそれぞれ全く同一のデータブロックであることを補足する。   The packet data generation unit 280 generates data blocks that are duplicated one by one for all of these data blocks, and inputs these data blocks arranged in a prescribed order to the code addition unit 290 for error detection. Signed packet data 320 is generated in which data blocks MDA1, MDB1, MDA2, and MDB2 to which codes are added are arranged in a prescribed order. Here, the data blocks MDA1, MDB1, MDA2, and MDB2 are arranged in this order (upper part of FIG. 10). Further, it is supplemented that the data blocks MDA1 and MDB1 and MDA2 and MDB2 are the same data blocks.

次に、符号付パケットデータ３２０を通信装置２１０の送信部２３０から送信する。通信ケーブル２５０にノイズが印加され、送信した符号付パケットデータ３２０にデータ誤りが発生し、これが符号付パケットデータ３２１、符号付パケットデータ３２２に変化したとし、この符号付パケットデータ３２１を通信装置２１１の受信部２４１で受信し、また符号付パケットデータ３２２を通信装置２１２の受信部２４２で受信する。   Next, the signed packet data 320 is transmitted from the transmission unit 230 of the communication device 210. It is assumed that noise is applied to the communication cable 250 and a data error occurs in the transmitted signed packet data 320, which changes to signed packet data 321 and signed packet data 322. The signed packet data 321 is converted into the communication device 211. Are received by the receiving unit 241, and the signed packet data 322 is received by the receiving unit 242 of the communication device 212.

さらに通信装置２１１の誤り検出部３０１にパケットデータ３２１、通信装置２１２の誤り検出部３０２にパケットデータ３２２をそれぞれ転送し、データブロックごとに誤りがあるかどうかを検査する。ここでは誤り検出部３０１、３０２ともにデータブロックＭＤＢ１とＭＤＡ２で誤りを検出したとする。通信装置２１１では、データブロックＭＤＡ１に誤りがないためＭＤＡ１を有効とする。   Further, the packet data 321 is transferred to the error detection unit 301 of the communication device 211 and the packet data 322 is transferred to the error detection unit 302 of the communication device 212 to check whether there is an error for each data block. Here, it is assumed that the error detection units 301 and 302 both detect errors in the data blocks MDB1 and MDA2. In the communication apparatus 211, since there is no error in the data block MDA1, MDA1 is validated.

次に、データブロックＭＤＡ２には誤りがあったため、その複製であるＭＤＢ２のデータを有効とし、これらの有効と判定したデータブロックからデータＭＤ１、ＭＤ２を受信データ抽出部３１１により抽出し受信バッファ２７１に転送する（図１０中）。通信装置２１２でも通信装置２１１と同様にＭＤ１、ＭＤ２を受信バッファ２７２に転送する（図１０下）。   Next, since there is an error in the data block MDA2, the data of the duplicate MDB2 is validated, and the data MD1 and MD2 are extracted from the data block determined to be valid by the reception data extraction unit 311 and stored in the reception buffer 271. Transfer (in FIG. 10). Similarly to the communication apparatus 211, the communication apparatus 212 transfers MD1 and MD2 to the reception buffer 272 (lower part in FIG. 10).

次に、図９と図１１を併用して通信装置２１１が送信可能となる例について説明する。通信装置２１１の送信バッファ２６１内のデータブロックＳＤ１をパケットデータ生成部２８１へ転送する。例えば、ＳＤ１は通信装置２１１から通信装置２１０へのレスポンスデータであるとする。   Next, an example in which the communication apparatus 211 can transmit data will be described using FIG. 9 and FIG. 11 together. The data block SD1 in the transmission buffer 261 of the communication device 211 is transferred to the packet data generation unit 281. For example, SD1 is response data from the communication device 211 to the communication device 210.

次に、パケットデータ生成部２８１はデータブロックＳＤ１を複製し、これら全てのデータブロックを規定の順序に配置したものを符号付加部２９１に入力し、誤り検出用の符号を付加したデータブロックＳＤＡ１、ＳＤＢ１が規定の順序で配置された符号付パケットデータ３２３を生成する。ここではデータブロックＳＤＡ１、ＳＤＢ１の順に配置する
ことにする。また、データブロックＳＤＡ１とＳＤＢ１は全く同一のデータブロックであることを補足する（図１１上）。 Next, the packet data generation unit 281 duplicates the data block SD1, inputs the data block SD1 arranged in a prescribed order to the code addition unit 291, and adds the error detection code to the data block SDA1, Signed packet data 323 in which SDB1 is arranged in a prescribed order is generated. Here, the data blocks SDA1 and SDB1 are arranged in this order. Further, it is supplemented that the data blocks SDA1 and SDB1 are exactly the same data block (upper part of FIG. 11).

次に、符号付パケットデータ３２３を通信装置２１１の送信部２３１から送信する。通信ケーブル２５０にノイズが印加されて、送信した符号付パケットデータ３２３にデータ誤りが発生し、これが符号付パケットデータ３２４、符号付パケットデータ３２５に変化したと仮定し、この符号付パケットデータ３２４を通信装置２１０の受信部２４０で受信し、また符号付パケットデータ３２５を通信装置２１２の受信部２４２で受信する。さらに通信装置２１０の誤り検出部３００に符号付パケットデータ３２４、通信装置２１２の誤り検出部３０２にパケットデータ３２５をそれぞれ転送し、データブロックごとに誤りがあるかどうかを検査する。ここでは誤り検出部３００と誤り検出部３０２がともにデータブロックＭＤＢ１とＭＤＡ２で誤りを検出したとする（図１１中、下）。   Next, the signed packet data 323 is transmitted from the transmission unit 231 of the communication device 211. Assuming that noise is applied to the communication cable 250, a data error occurs in the transmitted signed packet data 323, and this is changed to signed packet data 324 and signed packet data 325. The data is received by the receiving unit 240 of the communication device 210, and the signed packet data 325 is received by the receiving unit 242 of the communication device 212. Further, the signed packet data 324 is transferred to the error detection unit 300 of the communication device 210 and the packet data 325 is transferred to the error detection unit 302 of the communication device 212 to check whether there is an error for each data block. Here, it is assumed that the error detection unit 300 and the error detection unit 302 both detect an error in the data blocks MDB1 and MDA2 (lower in FIG. 11).

通信装置２１０では、データブロックＳＤＡ１に誤りがないためＳＤＡ１を有効とし、この有効と判定したデータブロックからデータＳＤ１を受信データ抽出部３１０により抽出し受信バッファ２７０に転送する
このように、通信装置間の各伝送経路でノイズの影響を受けてデータ誤りが発生した場合においても、オリジナルのデータブロックと複製されたデータブロックで同時に誤りが発生しない限り、正常なパケットデータの再送を不要にできる。したがって、パケットデータの伝送における誤り発生率が大幅に低下し、再送処理を必要とする不具合の発生率を大幅に低減でき、リアルタイム性を確保できる。 In communication device 210, data block SDA1 has no error, so SDA1 is validated. Data SD1 is extracted from received data block 310 by received data extraction unit 310 and transferred to reception buffer 270. Even if a data error occurs due to noise in each of the transmission paths, normal packet data retransmission can be made unnecessary unless an error occurs simultaneously in the original data block and the duplicated data block. Therefore, the error occurrence rate in packet data transmission is greatly reduced, the failure occurrence rate requiring retransmission processing can be greatly reduced, and real-time performance can be ensured.

本発明の通信装置は、ある１つの経路でデータに誤りが発生しても次の経路には修復されたデータが伝送され、マスター装置からの再送を不要とするため、ノイズが多発する劣悪な環境にもかかわらずリアルタイム性を必要とする産業用途、その中でも特にリング接続で多くのスレーブ装置を接続している場合に有用である。   The communication apparatus according to the present invention is inferior in that noise occurs frequently because the repaired data is transmitted to the next path even if an error occurs in the data on a certain path and the retransmission from the master apparatus is unnecessary. This is useful for industrial applications that require real-time performance regardless of the environment, especially when many slave devices are connected by ring connection.

本発明の実施例１および実施例２における通信システムのブロック図The block diagram of the communication system in Example 1 and Example 2 of this invention 本発明の実施例１におけるパケットデータ再生例１の説明図Explanatory drawing of the packet data reproduction example 1 in Example 1 of this invention 本発明の実施例１におけるパケットデータ再生例２の説明図Explanatory drawing of the packet data reproduction example 2 in Example 1 of this invention 本発明の実施例１におけるパケットデータ再生例３の説明図Explanatory drawing of the packet data reproduction example 3 in Example 1 of this invention. 本発明の実施例１におけるパケットデータ再生例４の説明図Explanatory drawing of the packet data reproduction example 4 in Example 1 of this invention. 本発明の実施例２におけるパケットデータ再生例１の説明図Explanatory drawing of the packet data reproduction example 1 in Example 2 of this invention 本発明の実施例２におけるパケットデータ再生例２の説明図Explanatory drawing of the packet data reproduction example 2 in Example 2 of this invention. 本発明の実施例２におけるパケットデータ再生例３の説明図Explanatory drawing of the packet data reproduction example 3 in Example 2 of this invention. 本発明の実施例３における通信システムのブロック図The block diagram of the communication system in Example 3 of this invention. 本発明の実施例３におけるパケットデータ再生例１の説明図Explanatory drawing of the packet data reproduction example 1 in Example 3 of this invention. 本発明の実施例３におけるパケットデータ再生例２の説明図Explanatory drawing of the packet data reproduction example 2 in Example 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

０１０〜０１３ 通信装置
０３０〜０３３ 送信部
０４０〜０４３ 受信部
０５０〜０５３ 通信ケーブル
０６０〜０６３ 送信バッファ
０７０〜０７３ 受信バッファ
０８０〜０８３ パケットデータ生成部
０９０〜０９３ 符号付加部
１００〜１０３ 誤り検出部
１１０〜１１３ 受信データ抽出部
１２０〜１２７ 符号付パケットデータ
２１０〜２１２ 通信装置
２３０〜２３２ 送信部
２４０〜２４２ 受信部
２５０ 通信ケーブル
２６０〜２６３ 送信バッファ
２７０〜２７３ 受信バッファ
２８０〜２８３ パケットデータ生成部
２９０〜２９３ 符号付加部
３００〜３０３ 誤り検出部
３１０〜３１３ 受信データ抽出部
３２０〜３２５ 符号付パケットデータ 010 to 013 Communication device 030 to 033 Transmission unit 040 to 043 Reception unit 050 to 053 Communication cable 060 to 063 Transmission buffer 070 to 073 Reception buffer 080 to 083 Packet data generation unit 090 to 093 Code addition unit 100 to 103 Error detection unit 110 ˜113 Received data extraction unit 120˜127 Signed packet data 210˜212 Communication device 230˜232 Transmission unit 240˜242 Reception unit 250 Communication cable 260˜263 Transmission buffer 270˜273 Reception buffer 280˜283 Packet data generation unit 290˜ 293 Code addition unit 300 to 303 Error detection unit 310 to 313 Received data extraction unit 320 to 325 Signed packet data

Claims (6)

複数台の通信装置が接続された通信において、送信元である通信装置は、複数に分割された全てのデータブロックＡ群に対して同一のデータブロックＢ群を規定数分複製し、前記全てのデータブロックごとに誤り検出符号を付加したパケットデータを作成し、送信相手先である通信装置に伝送し、データブロックＡ群およびデータブロックＢ群から有効なデータブロックのみを抽出可能とした通信システム。 In communication in which a plurality of communication devices are connected, a communication device that is a transmission source duplicates a predetermined number of the same data block B group for all the data block A groups divided into a plurality, and A communication system that creates packet data to which an error detection code is added for each data block, transmits the packet data to a communication apparatus that is a transmission destination, and allows only valid data blocks to be extracted from the data block A group and the data block B group. 通信装置は送信バッファから複数に分割されたデータブロックＡ群を抽出し、その全てのデータブロックＡ群に対して全く同一のデータブロックＢ群を規定数分複製し、これらを規定の順序に配置したパケットデータを生成するパケットデータ生成部と、前記パケットデータ内の全てのデータブロックごとに誤り検出符号を付加する符号付加部と、符号付加部の出力である符号付パケットデータを送信相手先である通信装置に伝送する送信部と、送信元の送信部から伝送された符号付パケットデータを受信する受信部と、データブロックごとに付加された誤り検出符号よりデータ誤りを検出する誤り検出部と、データ誤りのない有効なデータブロックを受信バッファへと転送する受信データ抽出部とを送信元および送信相手の通信装置にそれぞれ備えた請求項１記載の通信システム。 The communication device extracts the data block A group divided into a plurality from the transmission buffer, duplicates the same number of the same data block B group for all the data block A groups, and arranges them in the prescribed order. A packet data generation unit for generating the packet data, a code addition unit for adding an error detection code to every data block in the packet data, and a signed packet data output from the code addition unit at the transmission destination A transmission unit that transmits to a certain communication device; a reception unit that receives signed packet data transmitted from a transmission unit of a transmission source; and an error detection unit that detects a data error from an error detection code added to each data block; A reception data extraction unit for transferring valid data blocks free from data errors to the reception buffer; Communication system according to claim 1, further comprising been. 複数台の通信装置がリング接続された通信において、送信元である通信装置は、複数に分割された全てのデータブロックＡ群に対して同一のデータブロックＢ群を規定数分複製し、前記全てのデータブロックごとに誤り検出符号を付加した符号付パケットデータを作成し、次の送信相手先である通信装置に伝送し、前記符号付パケットデータを受信した通信装置はデータブロックごとに誤り検出を行い、データブロックＡ群およびデータブロックＢ群から有効なデータブロックのみを抽出し、受信バッファへ取り込むとともに、前記有効なデータブロックを使用してパケットデータを再生し、順次送信相手先である通信装置に伝送する通信システム。 In communication in which a plurality of communication devices are ring-connected, a communication device that is a transmission source duplicates a predetermined number of the same data block B group for all the data block A groups divided into a plurality, and all the above The signed packet data to which an error detection code is added is created for each data block and transmitted to the communication device that is the next transmission destination, and the communication device that receives the signed packet data performs error detection for each data block. And extracting only valid data blocks from the data block A group and the data block B group, fetching them into the reception buffer, reproducing the packet data using the valid data blocks, and sequentially transmitting the communication device as the transmission partner Communication system to transmit to. 通信装置は送信バッファから複数に分割されたデータブロックＡ１群を抽出し、その全てのデータブロックＡ１群に対して全く同一のデータブロックＢ１群を規定数分複製し、これらを規定の順序に配置したパケットデータＰ１を生成するパケットデータ生成部と、受信部で受信した符号付パケットデータをデータブロックごとに付加された誤り検出符号よりデータ誤りを検出する誤り検出部と、データ誤りのない有効なデータブロックＣ群を受信バッファへと転送するとともに、前記パケットデータ生成部へも転送する受信データ抽出部とを備え、前記パケットデータ生成部は、抽出された有効なデータブロックＣ群をデータブロックＡ２群とし、データブロックＡ２群に対して全く同一のデータブロックＢ２群を規定数分複製し、これらのデータブロックを規定の順序に配置したパケットデータＰ２を生成し、前記パケットデータＰ１とパケットデータＰ２内の全てのデータブロックを規定の順序に再配置したパケットデータＰ３を生成する機能を備え、パケットデータＰ３内の全てのデータブロックごとに誤り検出符号を付加した符号付パケットデータＰ４を送信相手先である通信装置に伝送する請求項３記載の通信システム。 The communication apparatus extracts a plurality of divided data blocks A1 from the transmission buffer, duplicates a specified number of identical data blocks B1 for all the data blocks A1, and arranges them in a specified order. A packet data generation unit that generates the packet data P1, an error detection unit that detects a data error from the error detection code added to each data block of the signed packet data received by the reception unit, and an effective data error free A reception data extraction unit that transfers the data block C group to the reception buffer and also to the packet data generation unit, and the packet data generation unit converts the extracted effective data block C into the data block A2 A set of data blocks B2 that are identical to the data block A2 A function of generating packet data P2 in which data blocks are arranged in a prescribed order, and generating packet data P3 in which all of the data blocks in the packet data P1 and packet data P2 are rearranged in a prescribed order; 4. The communication system according to claim 3, wherein signed packet data P4 to which an error detection code is added for every data block in P3 is transmitted to a communication apparatus as a transmission destination. 接続された通信装置それぞれに対して必要なデータ単位で送信バッファ内のデータを分割し、さらに前記分割データを必要に応じて再分割したものをデータブロックＡ１群とすることを特徴とする請求項４記載の通信システム。 The data block A1 group is obtained by dividing the data in the transmission buffer by a necessary data unit for each of the connected communication devices, and further dividing the divided data as necessary. 4. The communication system according to 4. 複数台の通信装置がリング接続された通信において、送信元の通信装置が複数に分割された全てのデータブロックＡ群に対して同一のデータブロックＢ群を規定数分複製し、全てのデータブロックごとに誤り検出符号を付加した符号付パケットデータを作成する第１ステップと、送信元の通信装置に接続され受信する通信装置が前記符号付パケットデータをデータブロックごとに誤り検出を行い、データブロックＡおよびデータブロックＢから有
効なデータブロックのみを抽出する第２ステップと、抽出した有効なデータブロックを受信バッファへ取り込むとともに、有効なデータブロックを使用してパケットデータを再生し、次に接続された通信装置へ伝送する第３ステップとを備えた通信方法。 In a communication in which a plurality of communication devices are ring-connected, a specified number of identical data blocks B are duplicated for all the data blocks A in which the transmission source communication device is divided into a plurality of data blocks. A first step of creating signed packet data to which an error detection code is added every time, and a communication device connected to and receiving the transmission device performs error detection on the signed packet data for each data block. A second step of extracting only valid data blocks from A and data block B, fetching the extracted valid data blocks into the reception buffer, reproducing packet data using the valid data blocks, and then connecting And a third step of transmitting to the communication device.
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