JP2009037550A - マスタースレーブカードシステムとその処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スレーブカードへのコマンド伝達問合せ機構が採用されるマスタースレーブカードシステムとその処理方法を提供する。
【解決手段】マスタースレーブカードシステムにマスターカードおよびシリアル接続される複数のスレーブカードが含まれる。マスターカードはスレーブカードにステーションナンバー情報付きのコマンドを送信し、選ばれたスレーブカードが応答メッセージを返信する。該応答メッセージにはイニシャルパケット、複数のデータパケットならびにＣＲＣチェックパケットが含れ、マスターカードは正しいイニシャルパケットを特定した後に次のスレーブカードに次のコマンドを送信する。イニシャルパケットが正しくない場合には、マスターカードは受信信号が予め定められた非交信時間の停止が経過するまで次のコマンドの送信を停止する。ＣＲＣチェックパケットが正しくない場合は、マスターカードはすべてのデータパケットを外すようにする。
【選択図】図１

Description

本発明はマスタースレーブカードシステムならびにその処理方法、特に、スレーブカードへコマンドを伝達する問い合わせ機構を利用するマスタースレーブカードシステムおよびその処理方法に関する。

従来のマスタースレーブカードシステムは、マスターカードとスレーブカード同士の信号通信用の相互に接続されたデジタル入出力点（DI/O）を利用する。マスタースレーブカードシステムに関連する技術はすべてのデジタル入出力点（DI/O）を単一の回路板に１本化する。しかしながら、多数のデジタル入出力点（DI/O）が同一の回路板に設けられる場合には混乱を引き起こす可能性がある。加えて、デジタル入出力点（DI/O）の配置は回路板の製造当初に予め決定される。従って、デジタル入出力点（DI/O）の数が過度に多くなり過ぎる場合があってコストが上昇する。そうでにない場合には、デジタル入出力点（DI/O）が不十分となることもあってユーザーにとって不都合である。マスタースレーブカードシステムに関連したもうひとつ別の技術は、デジタル入出力点（DI/O）のＩ／Ｏ制御のためにシリアル通信を利用するとともに、半二重機構がその間の通信用に採用される。この半二重機構ではマスターカードとスレーブカードはお互いにその信号を同時には送信できない。従って、望ましくない遅れが生じ、信号はリアルタイムには転送不可能である。

従って、局部マスターカード用遠隔デジタル入出力点（DI/O）に関してより柔軟な接続が提供されるのが望ましい。

本発明の目的はスレーブカードへのコマンド伝達問い合わせ機構が採用されるマスタースレーブカードシステムならびにその処理方法を提供することにある。

従って、本発明はマスタースレーブカードシステムならびにその処理方法を提供するものである。該マスタースレーブカードシステムにはマスターカードならびにシリアル接続される複数のスレーブカードが含まれる。マスターカードはステーションナンバー情報とともにコマンドをスレーブカードに送信する。ステーションナンバー情報によって指定され選ばれたスレーブカードは、応答メッセージに１つのイニシャルパケット、複数のデータパケット、および１つのＣＲＣチェックパケットが含まれる場合に応答メッセージを返信する。マスターカードは、正しいイニシャルパケットを特定した後、次のコマンドを次のスレーブカードに送信する。該イニシャルパケットが正しくない場合は、マスターカードは受信信号の予め決められた非交信時間の停止経過まで次のコマンドの送信を差し止める。マスターカードはデータパケットに関連したＣＲＣチェックパケットが正しくない場合にはすべてのマスターカードを外す。マスターカードはスレーブカードの問い合わせならびにステーションナンバーの指定によるこの処理方法によって自由選択のスレーブカードにアクセス可能である。従って、デジタル入出力接続はマスターカードによって柔軟にアクセス可能である。

新規性があると思われる本発明の構成は添付の請求項の特徴により記載される。一方で、本発明自体については、添付図面と関連付けられる本発明のいくつかの代表的な実施例が説明される以下の本発明に関する詳細説明を参照することによって十分に理解され得る。

図１は本発明の好ましい実施例によるマスタースレーブカードシステムの全体概要図を示す。マスタースレーブカードシステムにはマスターカード１０および複数のスレーブカード２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃが含まれ、マスターカード１０およびスレーブカードは2本の接続配線４０および４２によってシリアル接続される。さらに、特に、この本発明の好ましい実施例においては、第1スレーブカード２０Ａ、第2スレーブカード２０Ｂならびに第3スレーブカード２０Ｃがある。本発明によるマスタースレーブカードシステムは本発明の範囲から逸脱することなく任意の数のスレーブカードに応用可能である点は注目されるはずである。

接続配線４０および４２にはマスターカード１０のコマンド伝達用のＴＸ接続配線４０、ならびに第1スレーブカード２０Ａ、第2スレーブカード２０Ｂおよび第3スレーブカード２０Ｃからマスターカード１０への応答メッセージ伝達用のＲＸ接続配線４２が含まれる。マスターカード１０には主としてマスタープロセッサ１２およびマスタープロセッサ１２に接続されるマスターデジタル入出力点（マスターDI/O）１４が含まれる。スレーブカード、例えば、スレーブカード２０Ａには、第1スレーブプロセッサ２２Ａ、第1スレーブプロセッサ２２Ａに電気接続される第1スレーブデジタル入出力点（第1スレーブDI/O）２４Ａ、ならびに第1スレーブプロセッサ２２Ａに電気接続される第1ステーションナンバースイッチ２６Ａが含まれる。同様に、第2スレーブカード２０Ｂには第2スレーブプロセッサ２２Ｂ、第2スレーブプロセッサ２２Ｂに電気接続される第2スレーブデジタル入出力点（第2スレーブDI/O）２４Ｂ、ならびに第2スレーブプロセッサ２２Ｂに電気接続される第２ステーションナンバースイッチ２６Ｂが含まれる。第3スレーブカード２０Ｃには第3スレーブプロセッサ２２Ｃ、第3スレーブプロセッサ２２Ｃに電気接続される第3スレーブデジタル入出力点（第3スレーブDI/O）２４Ｃ、ならびに第3スレーブプロセッサ２２Ｃに電気接続される第３ステーションナンバースイッチ２６Ｃが含まれる。上述のマスタースレーブカードシステムでは、ステーションナンバースイッチ２６Ａ〜２６Ｃは、例えば、各スレーブカード用のステーションナンバーを設定するディップスイッチであって良い。スレーブプロセッサ２２Ａ〜２２Ｃは、例えば、高速処理のハードおよびメンテナンスの容易なソフトを提供するプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）が良い。第1スレーブDI/O２４Ａ、第2スレーブDI/O２４Ｂならびに第3スレーブDI/O２４Ｃはマスターカード１０用のリモートDI/Oであると同時にマスターカード１０用I/Oナンバーを拡張することが可能である。

上述のマスタースレーブカードシステムでは、マスターカード１０は問い合わせするコマンドを、ＴＸ接続配線４０を通じて第1スレーブカード２０Ａ、第2スレーブカード２０Ｂならびに第3スレーブカード２０Ｃまで送信する。マスターカード１０は第1スレーブカード２０Ａ、第2スレーブカード２０Ｂならびに第3スレーブカード２０ＣからＲＸ接続配線４２を通じて応答メッセージを受信する。このように、マスターカード１０はリモートDI/Oにアクセス可能である。さらに、各、第1スレーブカード２０Ａ、第2スレーブカード２０Ｂおよび第3スレーブカード２０Ｃは、それぞれステーションナンバースイッチ２６Ａ〜２６Ｃにより自身のステーションナンバーを設定することが出来る。マスターカード１０によって送信されるコマンドにはスレーブカード２０Ａ〜２０Ｃのいずれかを指定するステーションナンバーに関する情報も含まれる。従って、スレーブカード２０Ａ〜２０Ｃはマスターカード１０から送信されたコマンドが自らのものであるかどうかの特定が可能である。

図２はマスターカード１０が各、第1スレーブカード２０Ａ，第2スレーブカード２０Ｂ、および第3スレーブカード２０Ｃの問い合わせする方法を説明する概要図である。マスターカード１０はＴＸ接続配線４０を通じて複数パケットからなるコマンドを、第1スレーブカード２０Ａ、第2スレーブカード２０Ｂ、および第3スレーブカード２０Ｃへそれぞれ送信する。第1スレーブカード２０Ａ、第2スレーブカード２０Ｂ、および第3スレーブカード２０Ｃのそれぞれは、コマンドに含まれるステーションナンバーに応じてコマンドに応答するかあるいはコマンドに応答しないかを決定する。現在アクセスされているスレーブボードからの応答パケットの中で、マスターカード１０が現在アクセスされているスレーブボードに関するステーションナンバーを特定できる場合に、マスターカード１０は次のスレーブボードにコマンドを送信する。例えば、マスターカード１０は最初に関連ステーションナンバー付きのコマンドを第1スレーブカード２０Ａ（現在アクセスされたスレーブボード）に送信すると同時に、マスターカード１０は、マスターカード１０が第1スレーブカード２０Ａの応答パケットから第1スレーブカード２０Ａに関する正しいステーションナンバーを特定するまでスレーブカード２０Ｂ（次のスレーブボード）にコマンドを送信しない。従って、マスターカード１０が第1スレーブカード２０Ａからのパケットの受信を継続する間に、マスターカード１０はコマンドを第2スレーブカード２０Ｂへ送信する。このようにして、マスタースレーブカードシステムの転送効率が高められることが可能である。

図３Ａはマスターカード１０のコマンド用のパケットフォーマットを示す。図３Ｂはスレーブカードの応答メッセージ用のパケットフォーマットを示す。図３Ａを参照すると、マスターカード１０のコマンドにはイニシャルパケット５０、４つのデータパケット５２Ａ〜５２ＤおよびＣＲＣチェックパケット５４が含まれる。図３Ｂを参照すると、スレーブカードの応答メッセージにはイニシャルパケット６０、４つのデータパケット６２Ａから６２ＤおよびＣＲＣチェックパケット６４が含まれる。

図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃはイニシャルパケット５０ならびにＣＲＣチェックパケット５４に関するデータ構成をそれぞれ示す。図４Ａに示されるように、イニシャルパケット５０はＵＡＲＴフォーマットと兼用可能なフォーマットを有するとともに、開始ビット５００、停止ビット５０８およびＩＤコード５０２（３ビット）、予備コード５０４（２ビット）およびステーションナンバー情報５０６（３ビット）が含まれる８つのデータビットが含まれる。図４Ｂに示されるように、データパケットには開始ビット５２０、停止ビット５２４、ならびに８つのメッセージデータビット５２２が含まれる。図４Ｃに示されるように、ＣＲＣチェックパケット５４には開始ビット５４０、停止ビット５４４ならびに８つのＣＲＣチェックビット５４２が含まれる。さらに、スレーブカードからの応答メッセージは、図４Ａから図４Ｃに示されるものと同様なデータ構成を有する。従って、スレーブカードからの応答メッセージのデータ構成に関する詳細説明はここでは詳細には省略される。さらに、コマンドや応答メッセージのパケットは処理の複雑さが無くなると同時に処理効率が高められるよう、同一長さ（ビット数）となっている。

図５はマスターカード１０がスレーブカードからの応答メッセージにおいてイニシャルパケットを処理する方法を例示する概要図である。マスターカード１０は、スレーブカードからの応答メッセージのイニシャルパケットが正しくない時、例えば、現在アクセスされているスレーブカードからの応答メッセージのイニシャルパケットのステーションナンバー情報が誤っている時には、次のコマンドの送信は停止される。マスターカード１０は、マスターカード１０が正しい応答メッセージのイニシャルパケットを受信していることを確認するまで次のコマンドの送信を停止する。さもなくは、マスターカード１０は、現在アクセスされているスレーブカードからの受信信号の事前に定められた非交信時間の停止経過後まで、次のコマンドの送信を停止する。

図６はマスターカード１０がスレーブカードから応答メッセージ中でＣＲＣチェックパケットを処理する方法を例示する概要図である。マスターカード１０はＣＲＣチェックが正しくないと判断される場合、ＣＲＣチェックパケット６４に該当するデータパケット６２Ａから６２Ｄを外す。この図に示されるように、データパケット６２Ａから６２Ｄは、例えば、第1スレーブカード２０Ａから送信されるデータである。その後、マスターカード１０はコマンドを別のスレーブカードに送信する。

図７は本発明のマスタースレーブカードシステムの処理に関するフローチャートを示す。マスターカード１０はまずスレーブカード（第1スレーブカード２０Ａのような）にコマンドを送信すると同時にＳ１００段階のスレーブカードからの応答を待つ。マスターカード１０が第1スレーブカード２０Ａ（１０２段階）から応答メッセージを受信する時、マスターカード１０は第1スレーブカード２０Ａからの応答メッセージに正しいイニシャルパケットが含まれているか（段階１１０）どうかを判断する。第1スレーブカード２０Ａからの応答メッセージに正しいイニシャルパケットが含まれる場合には、マスターカード１０は別のコマンドを段階Ｓ１１２の（第2スレーブカード２０Ｂのような）次のスレーブカードに送信する。第1スレーブカード２０Ａからの応答メッセージのイニシャルパケットが正しくない場合には、マスターカード１０は段階Ｓ１１４の第1スレーブカード２０Ａからのパケットの受信を継続しながら、段階Ｓ１１６の正しいイニシャルパケットを受信しているかどうかをチェックする。イニシャルパケットが段階Ｓ１１６で正しいと判断される場合には、手順が段階１１２に進み、ここで、マスターカード１０は次のスレーブカードに別のコマンドを送信する。あるいは、マスターカード１０が次のコマンドの送信を停止するとともに、第1スレーブカード２０Ａからの受信信号が段階Ｓ１１８で事前に定められる非交信時間の停止が経過したかどうかを判断する。もし、正しくなければ手順はＳ１１４段階に進み、残りの手順はＳ１１２段階に進む。段階Ｓ１１２の後、マスターカード１０は第1スレーブカード２０ＡのＣＲＣチェックパケットが段階Ｓ１２０で正しいかどうかを判断する。ＣＲＣチェックパケットが正しくない場合には、マスターカード１０は段階Ｓ１２２で第1スレーブカード２０Ａの応答メッセージを外してから、段階Ｓ１３０で別のスレーブカードの問い合わせを継続する。

本発明の利点は次のようにまとめることができる。
１．デジタル入力／出力点の数は、スレーブカードに関するステーションナンバー情報の設定ならびにマスターカードとスレーブカードのシリアル接続によって柔軟に拡張可能である。
２．マスターカードはスレーブカードの問い合わせを順番に行う。マスターカードは現在アクセスされているスレーブカードの応答メッセージのイニシャルパケットが正しい時にコマンドを次のスレーブカードに送信する。従って、全体システムの問い合わせ時間が削減可能となると同時に転送効率が高まる。

本発明は好ましい実施例を参照して説明されてきたが、本発明はこれらの詳細に限定されないものと理解されよう。前述の説明で、様々な置換および変更が示唆されるだけでなく、通常の専門技術者にとってはその他の場合も起きえよう。従って、このような置換および変更のすべては添付の請求項に定められる本発明の範囲内に包含されるものと意図される。

本発明の好ましい実施例によるマスタースレーブカードシステムの概要図。 マスターカードが各スレーブカードの問い合わせする方法を説明する概要図。 マスターカードのコマンド用パケットフォーマット。 スレーブカードの応答メッセージ用パケットフォーマット。 イニシャルパケットのデータ構成。 データパケットのデータ構成。 ＣＲＣチェックパケットのデータ構成。 マスターカードのスレーブカードからの応答メッセージ中にあるイニシャルパケットの処理方法を図示する概要図。 マスターカードのスレーブカードからの応答メッセージにあるＣＲＣチェックパケットの処理方法を図示する概要図。 本発明のマスタースレーブカードシステムの処理フローチャート図。

Claims (10)

1. マスタープロセッサおよび該マスタープロセッサに電気接続されるマスターデジタル入出力点（マスターDI/O）が含まれるマスターカード、各スレーブカードにスレーブプロセッサ、該スレーブプロセッサに電気接続されるスレーブデジタル入出力点（スレーブDI/O）、ならびに該スレーブプロセッサに電気接続されるステーションナンバースイッチが含まれる複数枚のスレーブカード、ならびにマスターカードの複数のスレーブカードとのシリアル接続用接続配線が2本含まれるマスタースレーブカードシステムにおいて、マスターカードは指定されるスレーブカードに複数のパケットからなるコマンドとステーションナンバー情報からなるコマンドとを送信するように適合され、コマンドによって指定される指定スレーブカードが応答メッセージに返答するよう適合され、該応答メッセージにCRCチェックパケットと複数のデータパケットが含まれると同時に、CRCチェックパケットによって指定スレーブカードのデータパケットが正しいかどうかをマスターカードが知ることを特徴とするシステム。
2. マスタープロセッサがプログラマブルロジックデバイス（PLD）であることを特徴とする請求項１のマスタースレーブカードシステム。
3. ステーションナンバースイッチがディップスイッチであることを特徴とする請求項１のマスタースレーブカードシステム。
4. コマンドにイニシャルパケット、複数のデータパケットならびにCRCチェックパケットが含まれると同時に該イニシャルパケットにステーションナンバー情報が含まれることを特徴とする請求項１のマスタースレーブカードシステム。
5. 応答メッセージにさらに追加のイニシャルパケットが含まれると同時に、該応答メッセージのイニシャルパケットにもステーションナンバー情報が含まれることを特徴とする請求項１のマスタースレーブカードシステム。
6. 応答メッセージおよびコマンドのデータ長が同一であることを特徴とする請求項１のマスタースレーブカードシステム。
7. マスターカードならびにシリアル接続される複数枚のスレーブカードが含まれ、該スレーブカードにイニシャルパケットが含まれるコマンドを送信するマスターカード、複数のデータパケットならびにCRCチェックパケットが含まれるとともに、該イニシャルパケットに指定スレーブカードに対するステーションナンバー情報が含まれ、該指定スレーブカードが応答メッセージでマスターカードに返答するコマンドによって指定されるマスターカードスレーブシステム処理方法において、該応答メッセージにイニシャルパケット、CRCチェックパケットおよび複数のデータパケットが含まれると同時に、該マスターカードが指定スレーブカードのイニシャルパケットを正しいと判断した場合に、該マスターカードが別のコマンドを次のスレーブカードに送信することを特徴とするシステム処理方法。
8. さらに指定スレーブカードのイニシャルパケットが正しくない場合には指定スレーブカードからパケットを継続して受信するマスターカード、該マスターカードが指定スレーブカードのイニシャルパケットが正しいと判断する場合には、別のコマンドを次のスレーブカードに送信するマスターカード、ならびに指定スレーブカードからの受信信号の事前決定される非交信時間の停止経過後に別のコマンドを次のスレーブカードに送信するマスターカードが含まれる請求項７の方法。
9. さらに指定スレーブカードからのパケットの受信を継続するマスターカードが含まれると同時に、指定スレーブカードのイニシャルパケットが正しくない場合にはコマンドの送信を差し止める請求項７による方法。
10. さらに応答メッセージ中のCRCチェックパケットを検査するマスターカードならびに応答メッセージ中のCRCチェックパケットが正しくない場合にはデータパケットを外すマスターカードが含まれる請求項７の方法。