JP2009042973A - 通信制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】複雑なバス調停機能なしで簡易に通信の制御を行うことができる通信制御システムを実現する。
【解決手段】複数の通信機能付きデバイスが１つの通信バスを共有して通信を行う通信制御システムに関する。通信機能付きデバイスに対し、通信バスの使用を許可するバス使用許可信号を出力するバス使用許可信号発生手段と、バス使用許可信号を受け、所定の遅延時間遅延させて出力する信号遅延手段とを設け、信号遅延手段を通信機能付きデバイス間にそれぞれ接続し、バス使用許可信号を順次通信機能付きデバイスに与えるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の通信機能付きデバイスが１つの通信バスを共有して通信を行う通信制御システムに関するものである。

図４は従来の通信制御の動作を説明する図である。
通信バス１を共有してデバイス１０，２０，３０が互いに通信を行う。デバイス１０，２０，３０は通信機能付きデバイスであり、例えば、プラント制御システムにおけるＣＰＵモジュール、Ｉ／Ｏモジュール、外部バスコントローラ、メモリ等のように通信機能をもったものが該当する。

デバイス１０，２０，３０はそれぞれアクセスコントローラ１１，２１，３１を備えていて、通信バス１を介して通信を行う際のアクセスコントロールを行う。
デバイス１０は、アクセスコントローラ１１の他に、バスアービター１２を備えており、デバイス１０，２０，３０の通信が衝突しないように通信バス１のバス調停を行う。

デバイス２０は、通信を開始しようとする際、アクセスコントローラ２１からバス権要求信号Ｓ２ａを送信（出力）する。バスアービター１２は、デバイス２０からのバス権要求信号Ｓ２ａを受信し、デバイス１０，３０へバス使用許可信号Ｓ１ｂ，Ｓ３ｂによるバス使用許可を出していなければ、バス使用許可信号Ｓ２ｂによりデバイス２０にバス使用許可を与える。

デバイス２０は、アクセスコントローラ２１でバス使用許可信号Ｓ２ｂを受信することによりバス使用許可が与えられたことを認識し、通信バス１を使用して通信を行う。
デバイス２０は、通信終了後にアクセスコントローラ２１からバス権要求信号Ｓ２ａのビットを落とす等によりバス権要求を取り下げ、バスアービター１２に対しバスの使用を終了したことを伝える。

デバイス２０が通信バス１を使用中にデバイス３０が通信を開始しようとした場合、アクセスコントローラ３１からバス権要求信号Ｓ３ａが出力される。バスアービター１２は、デバイス３０からのバス権要求信号Ｓ３ａを受信するが、既にデバイス２０に対してバス使用許可を与えているため、デバイス３０にはバス使用許可信号Ｓ３ｂを出力せず、バス使用許可を与えない。
バスアービター１２はデバイス２０が通信バス１の使用を終了してバス権要求を取り下げると、デバイス３０に対してバス使用許可信号Ｓ３ｂを出力する。

特開平１０−１０５５１０号公報

通信機能付きデバイス毎にバスアービターとの間でバス権要求信号線とバス使用許可信号線が必要であった。このため、通信機能付きデバイスの数が増加した場合、バス権要求信号とバス使用許可信号の本数が増加し、バス調停を行うバスアービターの回路の規模が大きく複雑となり、設計に多くの負担がかかっていた。

また、通信機能付きデバイスの数が増加した場合、各通信機能付きデバイスの通信が衝突する割合が増えてしまう。このような通信の衝突を防止するため、各通信機能付きデバイスの通信バスの使用を調停する調停時間が長くなってしまうという問題点もあった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、複雑なバス調停機能なしで簡易に通信の制御を行うことができる通信制御システムを実現することを目的とする。

このような課題を達成するために、本発明は次のとおりの構成になっている。
（１）複数の通信機能付きデバイスが１つの通信バスを共有して通信を行う通信制御システムにおいて、
前記通信機能付きデバイスに対し、前記通信バスの使用を許可するバス使用許可信号を出力するバス使用許可信号発生手段と、
前記バス使用許可信号を受け、所定の遅延時間遅延させて出力する信号遅延手段と、を有し、
該信号遅延手段は前記通信機能付きデバイス間にそれぞれ接続され、前記バス使用許可信号を順次前記通信機能付きデバイスに与えていくことを特徴とする通信制御システム。

（２）前記バス使用許可信号発生手段は、周期的なパルスを前記バス使用許可信号として出力し、前記通信機能付きデバイスは、前記バス使用許可信号がアクティブである間に前記通信バスを介して通信を行うことを特徴とする（１）記載の通信制御システム。

（３）前記バス使用許可信号発生手段は、前記通信機能付きデバイスの数に応じて前記バス使用許可信号の周期及びアクティブ時間の少なくとも一方を調整することを特徴とする（１）又は（２）記載の通信制御システム。

（４）前記信号遅延手段は、前記通信機能付きデバイスの数に応じて前記遅延時間を調整することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の通信制御システム。

本発明によれば次のような効果がある。
通信機能付きデバイスの数が変更になっても、信号遅延手段の遅延時間、バス使用許可信号のアクティブ時間及びバス使用許可信号の周期の３つのパラメータを変更することで簡易に通信制御を行うことができる。
また、通信機能付きデバイスの数が変更になっても、バス使用許可信号線の本数、バス使用許可信号発生手段の回路を変更する必要がなく、容易に対応することができる。

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。前出の図と同一のものは同一符号を付ける。
デバイス１０，２０，３０はそれぞれアクセスコントローラ１１，２１，３１を備えていて、通信バス１を介して通信を行う際のアクセスコントロールを行う。

バス使用許可信号発生手段４０は、バス使用許可信号Ｓ４を出力し、デバイス１０，２０，３０はバス使用許可信号Ｓ４によって通信バス１の使用を許可されたときに通信を行う。バス使用許可信号発生手段４０は、周期的なパルスを出力し、バス使用許可信号線で接続された通信機能付きデバイスの一端（図１ではデバイス１０）と接続される。バス使用許可信号発生手段４０は、出力するパルスの周期とデューティーを任意に設定することができる。

バス使用許可信号線には、デバイス１０とデバイス２０の間には信号遅延手段５０ａ、デバイス２０とデバイス３０の間には信号遅延手段５０ｂが接続されている。
バス使用許可信号発生手段４０から出力されたバス使用許可信号Ｓ４は、デバイス２０では信号遅延手段５０ａを経由して受信され、デバイス３０では信号遅延手段５０ａ及び５０ｂを経由して受信される。よって、デバイス２０では信号遅延手段５０ａによる遅延時間経過後にバス使用許可信号Ｓ４を受信し、デバイス３０では信号遅延手段５０ａ及び５０ｂにより加算された遅延時間経過後にバス使用許可信号Ｓ４を受信する。

図２は本発明の動作を説明するタイミングチャートである。図１の構成図における動作を説明する。
バス使用許可信号発生手段４０は周期的なパルスをバス使用許可信号線上に出力し、デバイス１０はアクセスコントローラ１１によりバス使用許可信号Ｓ４を受信する（波形Ａ）。デバイス１０はバス使用許可信号Ｓ４がアクティブである間に通信バス１を使用して他のデバイスと通信を行い、バス使用許可信号Ｓ４がインアクティブとなると通信を中止する（波形Ｄ）。

デバイス２０は信号遅延手段５０ａにより遅延したバス使用許可信号Ｓ４をアクセスコントローラ２１で受信する（波形Ｂ）。デバイス２０はバス使用許可信号Ｓ４がアクティブである間に通信バス１を使用して他のデバイスと通信を行い、バス使用許可信号Ｓ４がインアクティブとなると通信を中止する（波形Ｄ）。

デバイス３０は信号遅延手段５０ａにより遅延し、さらに信号遅延手段５０ｂで遅延したバス使用許可信号Ｓ４をアクセスコントローラ３１で受信する（波形Ｃ）。デバイス３０はバス使用許可信号Ｓ４がアクティブである間に通信バス１を使用して他のデバイスと通信を行い、バス使用許可信号Ｓ４がインアクティブとなると通信を中止する（波形Ｄ）。

バス使用許可信号発生手段４０は、バス使用許可信号Ｓ４のパルスのアクティブ時間を信号遅延手段５０ａ，５０ｂによる遅延時間よりも短く設定する。また、バス使用許可信号Ｓ４のパルスの周期は通信バス１を共有しているデバイス１０，２０，３０の数により決定される。
また、信号遅延手段５０ａ，５０ｂによる遅延時間は、各デバイス１０，２０，３０の使用状況に応じて個別に設定することができる。

このように、１つのバス使用許可信号Ｓ４を信号遅延手段５０ａ，５０ｂで遅延させて各デバイス１０，２０，３０に順次与えていくことにより、１本のバス使用許可信号線で簡単な手順により通信制御を行うことができる。

また、バス使用許可信号Ｓ４のパルスのアクティブ時間及び周期、信号遅延手段５０ａ，５０ｂの遅延時間は、デバイス１０，２０，３０の数、データ量、通信速度等に応じて変更することができ、これらのパラメータの変更により容易に通信制御を行うことができる。このようにすることで、バス使用許可信号線の本数、バス使用許可信号発生手段４０の回路を変更する必要もなく、デバイス１０，２０，３０の使用環境に応じた通信制御を行うことができる。

図３は本発明の他の実施例を示す構成図である。
図１では、バス使用許可信号発生手段４０はデバイス１０，２０，３０とは独立して構成しているが、図３ではバス使用許可信号発生手段４０ａはデバイス１０の中に取り込んだ構成となっている。これにより、バス使用許可信号発生手段４０ａの設置スペースを別途設ける必要がなく省スペース化を図ることができる。

また、ここでは信号遅延手段５０ａ，５０ｂはデバイス１０，２０，３０とは独立して構成しているが、信号遅延手段５０ａをデバイス２０の中に取り込み、信号遅延手段５０ｂをデバイス３０の中に取り込んだ構成としてもよい。

本発明の一実施例を示す構成図である。 本発明の動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の他の実施例を示す構成図である。 従来の通信制御の動作を説明する図である。

符号の説明

１ 通信バス
１０，２０，３０ 通信機能付きデバイス
４０，４０ａ バス使用許可信号発生手段
５０ａ，５０ｂ 信号遅延手段

Claims (4)

1. 複数の通信機能付きデバイスが１つの通信バスを共有して通信を行う通信制御システムにおいて、
   前記通信機能付きデバイスに対し、前記通信バスの使用を許可するバス使用許可信号を出力するバス使用許可信号発生手段と、
   前記バス使用許可信号を受け、所定の遅延時間遅延させて出力する信号遅延手段と、を有し、
   該信号遅延手段は前記通信機能付きデバイス間にそれぞれ接続され、前記バス使用許可信号を順次前記通信機能付きデバイスに与えていくことを特徴とする通信制御システム。
2. 前記バス使用許可信号発生手段は、周期的なパルスを前記バス使用許可信号として出力し、前記通信機能付きデバイスは、前記バス使用許可信号がアクティブである間に前記通信バスを介して通信を行うことを特徴とする請求項１記載の通信制御システム。
3. 前記バス使用許可信号発生手段は、前記通信機能付きデバイスの数に応じて前記バス使用許可信号の周期及びアクティブ時間の少なくとも一方を調整することを特徴とする請求項１又は２記載の通信制御システム。
4. 前記信号遅延手段は、前記通信機能付きデバイスの数に応じて前記遅延時間を調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通信制御システム。

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