JP2009141473A - サイクリック通信における監視装置および監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サイクリック通信において、伝送路の異常等により送信データの一部が抜けた場合、データ更新障害が起きていることを検出できずに、通信継続されてしまう問題点があった。
【解決手段】送信側端末１は、「送信開始」の制御情報フレームのヘッダ部に更新周期ごとにカウントアップする更新周期シーケンス番号を付与して送信し、受信側端末８は、今回受信した更新周期シーケンス番号と前回受信した更新周期シーケンス番号を参照し、更新周期シーケンス番号が連続でなかった場合、あるいは送信側端末から送信されて来る「送信開始」の制御情報フレーム受信から、次の「送信開始」の制御情報フレーム受信までの時間があらかじめ設定された更新周期を越えた場合に、システムにエラー通知するようにして、一定周期でデータが更新されているかどうか監視する。
【選択図】図６

Description

この発明は、ネットワークを介して接続されている複数の端末間で、仮想的に共有するメモリ空間を互いに定周期データ送信により更新して、ネットワーク全体で共有メモリを実現するサイクリック通信における監視装置および監視方法に関するものである。

サイクリック通信の動作原理は、例えば、イーサネット（登録商標）やＡＴＭ等の任意のネットワーク（伝送路）を介して接続されている複数の端末（ノード）間で、仮想的に共有するメモリ空間（サイクリックメモリ）を設け、各端末が共有メモリの自端末専用の書き込み領域へのデータ（サイクリックデータ）を一定周期で他の端末に送信することによってネットワーク全体で共有メモリを実現するというものである。
サイクリック通信においては、送信データが一定周期で更新されているかどうかを監視する必要がある。従来のサイクリック通信における監視装置は、受信側端末にサイクリックメモリ更新周期タイマを設け、送信側端末からサイクリックデータの前に送信されて来る「送信開始」の制御情報フレームを受信してから、サイクリックデータの後に送信されて来る「送信完了」の制御情報フレームを受信するまでの時間を、上記サイクリックメモリ更新周期タイマにより監視し、監視された時間があらかじめ定義している更新周期時間を超える場合は、データ更新遅延として監視システムに通知することで、サイクリックデータ更新周期が守られていることを保証していた。(特許文献１参照)

特開２００５−３０３５３４号公報 （段落番号［００５１］〜［００５８］、図１、図６、図８）

特許文献１に示す従来のサイクリック通信においては、ネッワークの異常等により、「送信開始」の制御情報フレームから「送信完了」の制御情報フレームまでの送信データが全て抜けてしまった場合は、データ更新障害が起きていることを検出できずに、通信継続されてしまう問題点があった。また、送信データの一部（「送信完了」の制御情報フレーム、「送信完了」の制御情報フレーム、サイクリックデータのいずれか）が抜けた場合は、これら制御情報フレームあるいはサイクリックデータを検出することができず、監視を行うことができない。また、「送信開始」の制御情報フレームまたは「送信完了」の制御情報フレームが抜けてしまった場合は、送信データは全て廃棄となり、サイクリックデータが抜けてしまった場合は、抜けた部分のデータは更新されなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、サイクリックデータが一定周期で更新されていることが確実に検出可能なサイクリック通信における監視装置および監視方法を提供することを目的とするものである。

この発明に係わるサイクリック通信における監視装置は、ネットワークを介して接続されている複数の端末間で仮想的に共有するメモリ空間を設け、各端末が共有メモリの自端末専用の書き込み領域へのデータを一定周期で他の端末に送信することによってデータ更新し、ネットワーク全体で共有メモリを実現するサイクリック通信における監視装置であって、
送信側の端末は、「送信開始」の制御情報フレームのヘッダ部に更新周期ごとにカウントアップする更新周期シーケンス番号を付与する更新周期シーケンス番号付与手段を具備し、受信側の端末は、送信側の端末から送信されて来る更新周期シーケンス番号と前回受信した更新周期シーケンス番号を参照する更新周期シーケンス番号参照手段と、送信側の端末から送信されて来る「送信開始」の制御情報フレーム受信から、次の「送信開始」の制御情報フレーム受信までの時間を測定する更新周期タイマと、更新周期シーケンス番号参照手段が参照した更新周期シーケンス番号が連続でなかった場合あるいは更新周期タイマが測定した値があらかじめ設定された更新周期を越えた場合にシステムにエラー通知するエラー通知手段とを具備することを特徴とするものである。

この発明に係わるサイクリック通信における監視方法は、ネットワークを介して接続されている複数の端末間で仮想的に共有するメモリ空間を設け、各端末が共有メモリの自端末専用の書き込み領域へのデータを一定周期で他の端末に送信することによってデータ更新し、ネットワーク全体で共有メモリを実現するサイクリック通信において、
送信側の端末は、「送信開始」の制御情報フレームのヘッダ部に更新周期ごとにカウントアップする更新周期シーケンス番号を付与して送信し、受信側の端末は、送信側の端末から送信されて来る更新周期シーケンス番号と前回受信した更新周期シーケンス番号を参照し、更新周期シーケンス番号が連続でなかった場合、あるいは送信側の端末から送信されて来る「送信開始」の制御情報フレーム受信から、次の「送信開始」の制御情報フレーム受信までの時間を測定し、この測定した時間があらかじめ設定された更新周期を越えた場合にシステムにエラー通知するようにしたことを特徴とするものである。

この発明のサイクリック通信における監視装置または監視方法によれば、更新周期ごとにカウントアップする更新周期シーケンス番号を参照すると共に、「送信開始」の制御情報フレーム間の時間を監視することで、一定周期でデータが更新され、かつ、データ抜けが発生していないことを検出できるようになるので、サイクリック通信の信頼性を向上させる効果がある。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１によるサイクリック通信における監視装置および監視方法について、図１〜図７を使用して説明する。図１はこの発明の実施の形態１における送信側端末の構成を示す図、図２はこの発明の実施の形態１における送信処理を示すフローチャート、図３はこの発明の実施の形態１における受信側端末の構成を示す図、図４はこの発明の実施の形態１における受信情報管理テーブルを示す図、図５はこの発明の実施の形態１における受信処理を示すフローチャート、図６はこの発明の実施の形態１における受信処理時のデータ更新周期監視のフローチャート、図７はこの発明の実施の形態１におけるデータ更新周期の監視期間を示した図である。

図１に示す送信側端末の構成図において、ネットワークにサイクリックデータを送信する送信側端末１は、仮想的に共有するメモリ空間の第１のメモリ領域である第１のサイクリックメモリ２ｍと、第２のメモリ領域である第２のサイクリックメモリ２ｎと、これらの第１および第２のサイクリックメモリ２ｍ、２ｎのバンク切替を行う第１の切替回路３ａと、第１および第２のサイクリックメモリ２ｍ、２ｎのバンク切替を行う第２の切替回路３ｂと、これらの第１および第２の切替回路３ａ、３ｂに制御情報を設定する出力レジスタ４とを備えている。また、この送信側端末１はサイクリックメモリ２ｍ、２ｎに書き込みを行う書き込み処理手段５ａ〜５ｎと、この書き込み処理手段５ａ〜５ｎの起動順序を制御するスケジューリング処理手段６と、第１および第２のサイクリックメモリ２ｍ、２ｎの内容を他の端末に送信する送信処理装置７とを備えている。更にこの送信処理装置７には、更新周期シーケンス番号を付与する更新周期シーケンス番号付与手段７１を備えている。この更新周期シーケンス番号とは、データの更新周期ごとにカウントアップするシーケンス番号で、「送信開始」の制御情報フレームのヘッダ部に付与されるものである。

出力レジスタ４は、二値設定可能なレジスタであり、出力レジスタ４に、一方の値を設定した場合は、第１の切替回路３ａ経由で第１のサイクリックメモリ２ｍにアクセスするとともに、第２の切替回路３ｂ経由で第２のサイクリックメモリ２ｎにアクセスするような設定を行うようになっており、他方の値を設定した場合は、第１の切替回路３ａ経由で第２のサイクリックメモリ２ｎにアクセスするとともに、第２の切替回路３ｂ経由で第１のサイクリックメモリ２ｍにアクセスするような設定を行うようになっている。

次に、図１の動作について説明する。送信側端末１の初期化完了後、書き込み処理手段５ａ〜５ｎは第１のサイクリックメモリ２ｍに、送信処理装置７は第２のサイクリックメモリ２ｎにアクセスする。初期化完了後のメモリの内容は０に設定されている。
また、書き込み処理手段５ａ〜５ｎは、サイクリック周期内にそれぞれ第１および第２のサイクリックメモリ２ｍ、２ｎへの書き込みを行い、送信側端末は、その中で最後に起動する書き込み処理手段をスケジューリング処理手段６に予め登録する。

送信処理装置７は、定周期で起動されて第１および第２のサイクリックメモリ２ｍ、２ｎの内容を読み出し、他の端末に送信する。一方、書き込み処理手段５ａ〜５ｎはスケジューリング処理手段６により順番に起動されてサイクリックメモリ２ｍ、２ｎに書き込みを行う。
そして、最後の書き込み処理手段５ｎの処理が完了すると、出力レジスタ４の値が反転し、書き込み処理手段５ａ〜５ｎは第１のサイクリックメモリ２ｎに、送信処理装置７は第２のサイクリックメモリ２ｍにアクセスする。したがって、送信処理装置７が次に起動されたときには、第１のサイクリックメモリ２ｍのデータを読み出すことになる。
その後、第２のサイクリックメモリ２ｎについて、最後の書き込み処理手段５ｎの処理が完了すると、上記と同様に、出力レジスタ４の値が反転し、書き込み処理手段５ａ〜５ｎは第１のサイクリックメモリ２ｍに、送信処理装置７は第２のサイクリックメモリ２ｎにアクセスする。以下同様の動作が繰り返される。

図２はこの発明の実施の形態１における送信処理を示すフローチャートである。この送信処理フローは、以下のステップＳ１１〜Ｓ１７を含むフローで構成されている。
先ず、サイクリックデータの書き込み完了待ち状態（ステップＳ１１）で、書き込みが完了したか否かが確認される。書き込みが未完であると確認（すなわち、ＮＯ）されれば、ステップＳ１１に戻る。書き込みが完了であると確認（すなわち、ＹＥＳ）されれば、サイクリックデータのサイズが確認される（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２で確認された送信すべきサイクリックデータがひとつの送信フレームに収まらない場合（すなわち、ＹＥＳ）は、複数のフレームに分割する（ステップＳ１３）。ステップＳ１２で確認された送信すべきサイクリックデータがひとつの送信フレームに収まる場合（すなわち、ＮＯ）は、サイクリックデータの分割は行われない。

次に、送信側端末では、先頭のサイクリックデータを送信する前に、「送信開始」の制御情報フレームのヘッダに更新周期シーケンス番号付与手段７１により更新周期シーケンス番号を付与する（ステップＳ１４）。こうして更新周期シーケンス番号を付与した後に、「送信開始」の制御情報フレームを送信する（ステップＳ１５）。
次に、分割したサイクリックデータを先頭から順に送信する(ステップＳ１６)。そして、サイクリックデータが送信されたか否かが確認される。末尾のサイクリックデータが送信され全データの送信が確認（すなわち、ＹＥＳ）された後、「送信完了」を示す制御フレームを送信する（ステップＳ１７）。全サイクリックデータが送信されていない（すなわち、ＮＯ）場合は、ステップＳ１６に戻る。

図３に示すこの発明における受信側端末の構成において、ネットワークを介して送信されたサイクリックデータを受信する受信側端末８は、送信側端末１から送信されて来る制御情報フレームおよびサイクリックデータを受信する受信処理装置９と、自端末以外の全端末から受信するサイクリックデータを管理するために、端末アドレスをインデクスとする受信情報管理テーブル１０と、送信側の端末から送信されて来る「送信開始」の制御情報フレーム受信から、次の「送信開始」の制御情報フレーム受信までの時間を測定する更新周期タイマ１１とを備えている。

受信処理装置９には、送信側の端末から送信されて来る更新周期シーケンス番号と前回受信した更新周期シーケンス番号を参照する更新周期シーケンス番号参照手段９１と、更新周期タイマ１１が測定した値があらかじめ設定された更新周期を越えたかどうかを監視する更新周期監視手段９２を有する。更に、更新周期シーケンス番号参照手段９１が参照した更新周期シーケンス番号が連続でなかった場合、あるいは更新周期監視手段９２により更新周期タイマ１１が測定した値があらかじめ設定された更新周期を越えた場合にシステム監視装置にエラー通知するエラー通知手段１２を備えている。
なお受信側端末８は図３には図示していないが、送信側端末としても機能するので、図１に示すような構成をすべて具備している。

図４は図３に示す受信情報管理テーブル１０の中身の一例を記載したもので、受信側の端末である受信側装置において、更新周期シーケンス番号の受信管理を行うためのものである。この受信情報管理テーブル１０は、ネットワークに接続している他のサイクリックデータの送信側端末のアドレス２１ａ〜２１ｎと、受信したサイクリックデータを格納しているバッファアドレスを保持する情報２２ａ〜２２ｎと、受信フェーズ２３ａ〜２３ｎと、「送信開始」の制御情報フレームに付加した更新周期シーケンス番号の情報２４ａ〜２４ｎを含む。

図５はこの発明の実施の形態１における受信処理を示すフローチャートであり、以下のステップＳ２１〜Ｓ３０を含むフローで構成されている。
図５の処理フローチャートに示すように、サイクリックデータの受信待ち状態（ステップＳ２１）で、サイクリックフレームが受信されたか否かが確認される。サイクリックフレームを受信したら（すなわち、ＹＥＳ）、制御情報フレームの内容により以降の処理フローが決定される（ステップＳ２２）。サイクリックフレームが受信されていなければ（すなわちＮＯ）、ステップＳ２１に戻る。

ステップＳ２２において、受信側端末で「送信開始」を示す制御情報フレームが受信された場合は、その送信元端末アドレスが取り出される（ステップＳ２３）。次に、この送信元端末アドレスから受信情報管理テーブル１０のインデクスを算出し受信フェーズ２３が確認される（ステップＳ２４）。
ステップＳ２４で、受信フェーズが受信開始待ちの状態であると確認（すなわち、ＹＥＳ）されれば、受信情報管理テーブル１０の受信フェーズを受信中状態に変更する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６の後、更新周期シーケンス番号およびデータ更新周期を監視するフローに進む（ステップＳ３０）。この更新周期シーケンス番号およびデータ更新周期監視フローについては後述する図６により詳しく説明する。
一方、ステップＳ２４で受信中状態であると確認（すなわち、ＮＯ）されれば、受信した「送信開始」制御情報フレームを無視し、受信したデータを廃棄し（ステップＳ２５）、ステップＳ２１に戻る。

ステップＳ２２において、同一端末からサイクリックデータが受信された場合は、ステップＳ２２の後、その送信元端末アドレスが取り出される（ステップＳ２３ａ）。次に、この送信元端末アドレスから受信情報管理テーブル１０のインデクスを算出し受信フェーズが確認される（ステップＳ２４ａ）。ステップＳ２４ａで受信フェーズが受信中であると確認（すなわち、ＹＥＳ）されれば、受信情報管理テーブル１０に受信データを格納する（ステップＳ２７）。
一方、ステップＳ２４ａで受信状態でないと確認（すなわち、ＮＯ）されれば、受信したサイクリックデータを無視し、受信したデータを廃棄し（ステップＳ２５）、ステップＳ２１に戻る。

さらに、ステップＳ２２において、送信側端末から「送信完了」の制御情報フレームが受信された場合は、ステップＳ２２の後、その送信元端末アドレスが取り出される（ステップＳ２３ｂ）。次に、この送信元端末アドレスから受信情報管理テーブル１０のインデクスを算出し受信フェーズが確認される（ステップＳ２４ｂ）。
ステップＳ２４ｂで受信フェーズが受信中であると確認（すなわち、ＹＥＳ）されれば、受信情報管理テーブル１０に格納していたサイクリックデータをサイクリックメモリにコピーする（ステップＳ２８）。
一方、ステップＳ２４ｂで受信中状態でないと確認（すなわち、ＮＯ）されれば、受信したサイクリックデータを無視し、受信したデータを廃棄し（ステップＳ２５）、ステップＳ２１に戻る。ステップＳ２８の後、受信フェーズを受信開始待ちに変更する（ステップＳ２９）。
こうして、受信側端末は、「送信開始」を示す制御フレームを受信してから、「送信完了」を示す制御フレームを受信する間に受信したサイクリックデータをサイクリックメモリに反映させる。

次にこの発明の実施の形態１における監視装置の更新周期シーケンス番号の監視およびデータ更新周期監視のフローについて図６により説明する。図６は図５のステップＳ３０に示した更新周期シーケンス番号およびデータ更新周期の監視フローの詳細を示したものであり、ステップＳ３１〜Ｓ３６を含むフローで構成されている。
送信側端末は、図２に示すようにステップＳ１４において、「送信開始」の制御情報フレームのヘッダに更新周期シーケンス番号を付与して、「送信開始」の制御情報を送信する時に、同時に受信側端末へ送信している。

受信側端末が、更新周期シーケンス番号が付与された「送信開始」の制御情報フレームを受信すると、図５のステップＳ２６の後、サイクリックメモリの更新周期タイマ１１を起動し、更新周期シーケンス番号およびデータ更新周期の監視フロー（ステップＳ３０）に進む。
更新周期シーケンス番号およびデータ更新周期の監視フローを示す図６において、まず、「送信開始」の制御情報フレームに付与されている更新周期シーケンス番号が取り出される（ステップＳ３１）。次に、この送信元端末アドレスから受信情報管理テーブル１０のインデクスを算出し、前回受信した更新周期シーケンス番号が確認される（ステップＳ３２）。

そして今回受信した更新周期シーケンス番号と前回受信した更新周期シーケンス番号が更新周期シーケンス番号参照手段９１で参照され、今回受信した更新周期シーケンス番号が、送信データの抜けなどが生じて前回の更新周期シーケンス番号に１を加えたものでない場合（すなわち、ＮＯ）は、エラー通知手段１２に送られ、システムの監視装置に更新周期シーケンス番号の矛盾エラーを通知する（ステップＳ３５）。このエラー通知後に更新周期タイマ１１は停止される。

今回受信した更新周期シーケンス番号が前回の更新周期シーケンス番号に１を加えたものである場合（すなわち、ＹＥＳ）は、更新周期タイマ１１を停止して、タイマ起動から停止までの経過時間を計測した計測値と、あらかじめ定義しているサイクリック更新周期時間を更新周期監視手段９２で比較する（ステップＳ３３）。計測値の方が大きい場合（すなわち、ＹＥＳ）には、更新周期オーバとしてエラー通知手段１２に送られ、システムの監視装置に更新周期エラーを通知する（ステップＳ３４）。計測値の方が小さい場合（すなわち、ＮＯ）には、サイクリックメモリの更新周期タイマ１１を再起動する（ステップＳ３６）。ステップＳ３４、ステップＳ３５でエラーを通知した場合も同様に、サイクリックメモリの更新周期タイマ１１は再起動される（ステップＳ３６）。

こうして、更新周期タイマ１１は、更新周期シーケンス番号が付与された「送信開始」の制御情報フレームの受信から、次の「送信開始」の制御情報フレーム受信までの時間を測定するようにしておき、データが一定周期で更新されていれば、次の「送信開始」の制御情報フレームを受信する前に再起動され、また更新周期シーケンス番号の矛盾エラーや更新周期エラーが生じた場合も更新周期タイマ１１は再起動される。

図７はこの発明の実施の形態１におけるデータ更新周期の監視期間を示した図で、背景技術で説明した特許文献１の監視期間と対比して示している。送信データは、「送信開始」の制御情報フレーム３４、サイクリックデータ３５、「送信完了」の制御情報フレーム３６の順に送信され、「送信開始」の制御情報フレーム３４のヘッダ部には更新周期シーケンス番号３４ａが付与されている。
監視期間は、この発明では「送信開始」の制御情報フレーム３４の受信から、次の「送信開始」の制御情報フレーム３４の受信までの時間ｔ１に対し、特許文献１では「送信開始」の制御情報フレーム３４の受信から「送信完了」の制御情報フレーム３６の受信までの時間ｔ２となっている。

以上のように、この発明の実施の形態１における監視装置および監視方法によれば、更新周期ごとにカウントアップする更新周期シーケンス番号を参照し、その更新周期シーケンス番号が連続でない場合は送信データの抜けなどのエラーが生じたことが検出でき、また「送信開始」の制御情報フレーム間の時間を監視することで、一定周期でデータが更新され、かつ、データ抜けが発生していないことを検出できるようになるので、サイクリック通信の信頼性を向上させることができる。

実施の形態２.
次にこの発明の実施の形態２によるサイクリック通信における監視装置および監視方法について、図８〜図１３を使用して説明する。図８はこの発明の実施の形態２における送信側端末の構成を示す図、図９はこの発明の実施の形態１における送信処理を示すフローチャート、図１０はこの発明の実施の形態１における受信側端末の構成を示す図、図１１はこの発明の実施の形態２における受信情報管理テーブルを示す図、図１２はこの発明の実施の形態２における受信処理を示すフローチャート、図１３はこの発明の実施の形態２における受信処理時のデータ更新周期監視のフローチャートである。

この発明の実施の形態１では、更新周期シーケンス番号を使用することにより、一定周期でデータが更新され、かつ、データ抜けが発生していないことを検出できるようにしたが、この発明の実施の形態２では、送信周期ごとにサイクリックメモリの切り替えが行われていることを検出できるようにしたものである。

図８に示すこの発明の実施の形態２における送信側端末の構成図において、図１に示す送信側端末１に送信処理装置７の一部として、メモリ切替シーケンス番号付与手段７２を追加したものである。その他の構成は実施の形態１と同じにつき、同じ符号を付して説明を省略する。
ここで、メモリ切替シーケンス番号とは、送信するデータが、送信側端末が持つ共有するメモリ空間の第１、第２のメモリ領域である２つのサイクリックメモリ２ｍおよび２ｎのうち、どちらのサイクリックメモリから取り出された送信データであるかを表すシーケンス番号である。

図９はこの発明の実施の形態２における送信処理を示すフローチャートである。この送信処理フローは、ステップＳ１１〜Ｓ１８を含むフローで構成されている。この図９のフローチャートは、実施の形態１における送信処理を示す図２のフローチャートの、サイクリックデータを複数のフレームに分割するステップＳ１３と、「送信開始」の制御情報フレームのヘッダに更新周期シーケンス番号を付与するステップＳ１４との間に、「送信開始」の制御情報フレームにメモリ切替シーケンス番号を付与するステップＳ１８を追加した以外は、図２と同じである。メモリ切替シーケンス番号の付与は図８のメモリ切替シーケンス番号付与手段７２により行われる。

実施の形態２における送信側端末の動作および送信処理フローは、図９のステップＳ１３の後に、メモリ切替シーケンス番号付与手段７２により「送信開始」の制御情報フレームのヘッダにメモリ切替シーケンス番号を、更新周期シーケンス番号付与手段７１により「送信開始」の制御情報フレームのヘッダに更新周期シーケンス番号をそれぞれ付与して（ステップＳ１８、Ｓ１４）、「送信開始」の制御情報フレームを受信側端末の受信側装置に送信する（ステップＳ１５）。これ以外の処理は実施の形態１と同じにつき、説明を省略する。

図１０に示すこの発明の実施の形態２における受信側端末の構成図において、ネットワークを介して送信されたサイクリックデータを受信する受信側端末８は、送信側端末１から送信されて来る制御情報フレームおよびサイクリックデータを受信する受信処理装置９に、メモリ切替シーケンス番号参照手段９３を追加したもので、その他の構成は実施の形態１の図３と同じにつき、同じ符号を付して説明を省略する。
メモリ切替シーケンス番号参照手段９３は、送信側の端末から送信されて来るメモリ切替シーケンス番号と前回受信したメモリ切替シーケンス番号とを参照し、今回受信したメモリ切替シーケンス番号が前回受信したメモリ切替シーケンス番号と同じ場合はエラー通知手段１２に通知し、システムの監視装置へエラー通知するものである。

図１１は図１０に示す受信情報管理テーブル１０の中身の一例を記載したもので、受信側の端末である受信側装置において、メモリ切替シーケンス番号の受信管理を行うためのものである。この受信情報管理テーブル１０は、ネットワークに接続している他のサイクリックデータの送信側端末のアドレス２１ａ〜２１ｎと、受信したサイクリックデータを格納しているバッファアドレスを保持する情報２２ａ〜２２ｎと、受信フェーズ２３ａ〜２３ｎと、「送信開始」の制御情報フレームに付加した更新周期シーケンス番号の情報２４ａ〜２４ｎと、「送信開始」の制御情報フレームに付加したメモリ切替シーケンス番号の情報２５a〜２５ｎを含む。すなわち、図４に示す実施の形態１における受信情報管理テーブル１０に、メモリ切替シーケンス番号の情報２５a〜２５ｎを追加したものである。

図１２はこの発明の実施の形態２における受信処理フローで、図５に示す実施の形態１における受信処理フローのステップＳ３０の更新周期シーケンス番号およびデータ更新周期の監視フローの後に、メモリ切替周期の更新周期を監視するステップＳ４０を追加したものである。受信側端末がメモリ切替シーケンス番号が付与された「送信開始」の制御情報フレームを受信すると、図１２のステップＳ３０の後、メモリ切替周期の監視フロー（ステップＳ４０）に進む。
このメモリ切替周期の更新周期を監視するステップＳ４０のフローを、更新周期シーケンス番号およびデータ更新周期の監視するステップＳ３０のフローと共に、図１３により詳細に説明する。

図１３に示すデータ更新周期監視フローチャートにおいて、ステップＳ３１〜Ｓ３５は実施の形態１で説明した更新周期シーケンス番号の監視およびデータ更新周期監視のフローで、ステップＳ４１〜Ｓ４４が、この実施の形態２で追加されたメモリ切替周期の更新周期を監視するフローである。
図１３において、ステップＳ３１〜Ｓ３５は実施の形態１と同じにつき説明を省略する。ステップＳ３３で更新周期タイマ１１の計測値が更新周期定義値より小さい、即ち更新周期をオーバしていない（ＮＯの場合）場合の後に、受信側端末８がメモリ切替シーケンス番号が付与された「送信開始」の制御情報フレームを受信すると、「送信開始」の制御情報フレームのメモリ切替シーケンスＮＯが取り出される（ステップＳ４１）。次に、この送信元端末アドレスから受信情報管理テーブル１０のインデクスを算出し、前回のメモリ切替シーケンス番号が確認される（ステップＳ４２）。

そして今回受信したメモリ切替シーケンス番号と前回受信したメモリ切替シーケンス番号がメモリ切替シーケンス番号参照手段９３で参照され、今回受信したメモリ切替シーケンス番号が、前回のメモリ切替シーケンス番号と同じ場合（すなわち、ＮＯ）は、エラー通知手段１２に送られ、システムの監視装置にメモリ切替シーケンス番号のエラーを通知する（ステップＳ４３）。
今回受信したメモリ切替シーケンス番号が前回のメモリ切替シーケンス番号と異なる場合（すなわち、ＹＥＳ）は、ステップＳ４４に進み、サイクリックメモリの更新周期タイマ１１を再起動する。

以上のように、この発明の実施の形態２における監視装置および監視方法によれば、サイクリックメモリの切替が正しく行われていない場合は、システムにエラーが通知されるので、送信側端末の切替回路３ｂの故障を検知することが可能となり、サイクリック通信の信頼性を向上させることができる。

実施の形態３．
次にこの発明の実施の形態３によるサイクリック通信における監視装置および監視方法について、図１４〜図１５を使用して説明する。図１４はこの発明の実施の形態３における受信処理を示すフローチャート、図１５はこの発明の実施の形態３における受信処理時のデータ二重送信監視のフローチャートである。
この発明の実施形態３では、送信周期内にデータが二重に送信されて来たことを検出できるようにしたものである。

この発明の実施の形態３における受信処理フローを示す図１４は、図１２に示す実施の形態２における受信処理フローのステップＳ４０のメモリ切替周期の更新周期を監視するステップの後に、データの二重送信を監視するステップＳ５０を追加したものである。ステップＳ５０の詳細は図１５に示す。その他の受信側端末の構成および受信処理は実施の形態２と同じにつき説明を省略する。
受信側端末が、「送信開始」の制御情報フレームを受信すると、図１４のステップＳ４０の後、ステップＳ５０のデータ二重送信監視フローに進む。このデータ二重送信監視フローは図１５に示すようにステップＳ５１〜Ｓ５４を含むフローで構成されている。

次に図１５に基づきデータ二重送信監視フローの動作について説明する。図１５では、ステップＳ４０の後に、「送信開始」の制御情報フレームの更新周期シーケンス番号が取り出される（ステップＳ５１）。次に、この送信元端末アドレスから受信情報管理テーブル１０のインデクスを算出し、前回受信した更新周期シーケンス番号が確認される（ステップＳ５２）。
そして今回受信した更新周期シーケンス番号と前回受信した更新周期シーケンス番号が更新周期シーケンス番号参照手段９１で参照され、今回受信した更新周期シーケンス番号が、前回受信した更新周期シーケンス番号と違う場合（すなわち、ＮＯ）は、そのまま終了する。

今回受信した更新周期シーケンス番号が、前回受信した更新周期シーケンス番号と同じ場合（すなわち、ＹＥＳ）は、ステップＳ５３に進み、更新周期タイマ１１で計測した計測値と、あらかじめ決められているサイクリック更新周期の定義値を更新周期監視手段９２で比較し、更新周期オーバがあったかどうかを確認する。更新周期オーバがなかった場合（すなわち、ＮＯ）は、更新周期内に「送信開始」の制御情報フレームが２度届いていることを意味するので、エラー通知手段１２を介してシステム監視装置にデータ二重到達エラーを通知する。（ステップＳ５４）。更新周期オーバがあった場合（すなわち、ＹＥＳ）は、そのまま終了する。

なお上記した実施の形態３の発明では、図１４のステップＳ３０の後に、送信側端末１にメモリ切替シーケンス番号付与手段７２を、受信側端末８にメモリ切替シーケンス番号参照手段９３を設けて、メモリ切替周期の更新周期を監視するフロー（ステップＳ４０）を設けているが、メモリ切替シーケンス番号付与手段７２およびメモリ切替シーケンス番号参照手段９３を省略して、ステップＳ４０のメモリ切替周期の更新周期を監視するフローを省略してもよい。

以上のようにして、この発明の実施の形態３におけるデータ更新周期の監視装置および監視方法によれば、例えばリングネットワークにおいて、更新周期内に同じ「送信開始」の制御情報フレームが二重到達した場合は、システムにエラーを通知するので、送信処理装置の故障やネットワークの通信制御不良等を検知することが可能となり、サイクリック通信の信頼性を向上させることができる。

実施の形態４．
次にこの発明の実施の形態４によるサイクリック通信における監視装置および監視方法について、図１６〜図２０を使用して説明する。図１６はこの発明の実施の形態４における送信側端末の構成を示す図、図１７はこの発明の実施の形態４における受信側端末の構成を示す図、図１８はこの発明の実施の形態４における受信処理を示すフローチャート、図１９はこの発明の実施の形態４における再送信処理を示すフローチャート、図２０はこの発明の実施の形態４における再送信の手順を示した図である。
実施の形態４の発明は、受信側端末は、更新周期エラー、メモリ切替エラーが発生した場合、送信側端末に対して再送信要求信号を送信し、それを受けた送信側端末はデータを再送信するようにしたものである。

この発明の実施の形態４における送信側端末の構成図を示す図１６は、この発明の実施の形態２における図８に示す送信側端末１の構成に、送信処理装置７の一部として、再送信処理手段７３と再送信要求受信通知手段７４を追加したものである。その他の構成は図８と同じにつき、同じ符号を付して説明を省略する。
この発明の実施の形態４における受信側端末の構成図を示す図１７は、この発明の実施の形態２における図１０に示す受信側端末８の構成に、受信処理装置９の一部として、再送信要求手段９４と再送信処理手段１３を追加したものである。その他の構成は図１０と同じにつき、同じ符号を付して説明を省略する。

この発明の実施の形態４における受信処理フローチャートを示す図１８は、実施の形態２における図１２に示す受信処理フローのステップＳ４０の後に、ステップＳ６１およびステップＳ６２を追加したものである。その他の処理フローは図１２と同じにつき説明を省略する。
図１８に示す受信処理フローチャートにおいて、受信側端末８は、ステップＳ４０の後に、ステップＳ３０で監視した更新周期エラー、ステップＳ４０で監視したメモリ切替エラーの有無を確認する（ステップＳ６１）。このステップＳ６１において、エラーがあった場合（すなわち、ＹＥＳ）は、受信処理装置９の再送信要求手段９４と再送信処理手段１３により、送信側端末１に再送信要求信号を送信する（ステップＳ６２）。エラーがなかった場合（すなわち、ＮＯ）は、そのまま終了する。

この発明の実施の形態４における再送信処理フローチャートを示す図１９は、ステップＳ７１〜Ｓ７８を含むフローで構成されている。
次に、図１９に基づき、再送信の処理動作について説明する。送信側端末１は、受信側端末８から送信された再送信要求信号が、再送信要求受信通知手段７４により受信されたことを検知し、再送信処理手段７３に通知する。
次に、再送信処理手段７３は再送信処理を行う。図１９の再送信処理フローチャートに示すように、再送信要求信号の受信待ち状態（ステップＳ７１）で、再送信要求信号が受信されたか否かが確認される。再送信要求信号が受信されていなければ（すなわち、ＮＯ）、ステップＳ７１に戻る。再送信要求信号を受信したら（すなわち、ＹＥＳ）、サイクリックデータのサイズが確認される（ステップＳ７２）。

ステップＳ７２で確認された送信すべきサイクリックデータがひとつの送信フレームに収まらない場合（すなわち、ＹＥＳ）は、複数のフレームに分割する（ステップＳ７３）。ステップＳ７２で確認された送信すべきサイクリックデータがひとつの送信フレームに収まる場合（すなわち、ＮＯ）は、サイクリックデータの分割は行われない。
次に、「送信開始」の制御情報フレームのヘッダにメモリ切替シーケンス番号と更新周期シーケンス番号を付与して（ステップＳ７４、Ｓ７５）、「送信開始」を示す制御フレームを送信する（ステップＳ７６）。
次に、分割したサイクリックデータを先頭から順に送信する（ステップＳ７７）。そして、サイクリックデータが送信されたか否かが確認される。末尾のサイクリックデータが送信され全データの送信が確認（すなわち、ＹＥＳ）された後、「送信完了」を示す制御フレームを送信する（ステップＳ７８）。全サイクリックデータが送信されていない（すなわち、ＮＯ）場合は、ステップＳ７７に戻る。

以上の再送信の手順を概略的に示した図２０を使ってデータ再送信処理の概要を説明する。図２０に示すように、まず最初に(1)送信側端末１から受信側端末８にサイクリックデータを送信する。(2)受信側端末８は更新周期の監視またはメモリ切替周期の監視を行い、受信側端末８が更新周期エラーまたはメモリ切替エラーなどのエラーを検出する。そしてエラーが発生した場合、(3)受信側端末８は送信側端末１に対して再送信要求信号を送信する。(4)再送信要求信号を受けた送信側端末１は再送信処理手段７３によりサイクリックデータの再送信処理を行う。

なお上記した実施の形態４の発明では、図１８のステップＳ３０の後に、送信側端末１にメモリ切替シーケンス番号付与手段７２を、受信側端末８にメモリ切替シーケンス番号参照手段９３を設けて、メモリ切替周期の更新周期を監視するフロー（ステップＳ４０）を設けたが、メモリ切替シーケンス番号付与手段７２およびメモリ切替シーケンス番号参照手段９３を省略して、ステップＳ４０のメモリ切替周期の更新周期を監視するフローを省略してもよい。

以上のようにして、この発明の実施の形態４におけるデータ更新周期の監視装置および監視方法によれば、受信側端末がサイクリックデータを正しく受信できなかった場合、送信側端末はサイクリックデータの再送信を行うので、サイクリック通信の信頼性を向上させることができる。

この発明の実施の形態１における送信側端末の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１における送信処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１における受信側端末の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１における受信側端末の受信情報管理テーブルを示す図である。 この発明の実施の形態１における受信処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１におけるデータ更新周期監視のフローチャートである。 この発明の実施の形態１におけるデータ更新周期の監視期間を示した図である。 この発明の実施の形態２における送信側端末の構成を示す図である。 この発明の実施の形態２における送信処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２における受信側端末の構成を示す図である。 この発明の実施の形態２における受信側端末の受信情報管理テーブルを示す図である。 この発明の実施の形態２における受信処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２におけるメモリ切り替え監視のフローチャートである。 この発明の実施の形態３における受信処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３におけるデータ二重送信監視のフローチャートである。 この発明の実施の形態４における送信側端末の構成を示す図である。 この発明の実施の形態４における受信側端末の構成を示す図である。 この発明の実施の形態４における受信処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４における再送信処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４における再送信の手順を示した図である。

符号の説明

１：送信側端末、 ２ｍ、２ｎ：サイクリックメモリ、
３ａ〜３ｂ：切り替え回路、 ４：出力レジスタ、
５ａ〜５ｎ：書き込み処理手段、 ６：スケジューリング処理手段、
７：送信処理装置、 ８：受信側端末、
９：受信処理装置、 １０：受信情報管理テーブル、
１１：更新周期タイマ、 １２：エラー通知手段、
１３：再送信処理手段、 ３４：「送信開始」の制御情報フレーム、
３５：サイクリックデータ、 ３６：「送信完了」の制御情報フレーム
３６ａ：更新周期シーケンス番号、 ７１：更新周期シーケンス番号付与手段、
７２：メモリ切替シーケンス番号付与手段、
７３：再送信処理手段、 ７４：再送信要求受信通知手段、
９１：更新周期シーケンス番号参照手段、 ９２：更新周期監視手段、
９３：メモリ切替シーケンス番号参照手段、
９４：再送信要求手段。

Claims (8)

1. ネットワークを介して接続されている複数の端末間で仮想的に共有するメモリ空間を設け、各端末が共有メモリの自端末専用の書き込み領域へのデータを一定周期で他の端末に送信することによってデータ更新し、前記ネットワーク全体で共有メモリを実現するサイクリック通信における監視装置であって、
   送信側の端末は、「送信開始」の制御情報フレームのヘッダ部に更新周期ごとにカウントアップする更新周期シーケンス番号を付与する更新周期シーケンス番号付与手段を具備し、受信側の端末は、前記送信側の端末から送信されて来る更新周期シーケンス番号と前回受信した更新周期シーケンス番号を参照する更新周期シーケンス番号参照手段と、前記送信側の端末から送信されて来る「送信開始」の制御情報フレーム受信から、次の「送信開始」の制御情報フレーム受信までの時間を測定する更新周期タイマと、前記更新周期シーケンス番号参照手段が参照した更新周期シーケンス番号が連続でなかった場合あるいは前記更新周期タイマが測定した値があらかじめ設定された更新周期を越えた場合にシステムにエラー通知するエラー通知手段とを具備することを特徴とするサイクリック通信における監視装置。
2. 請求項１に記載のサイクリック通信における監視装置において、送信側の端末は、共有するメモリ領域を２つ有し、この２つの共有するメモリ領域のうち、どちらのメモリ領域から取り出された送信データであるかを表すメモリ切替シーケンス番号を「送信開始」の制御情報フレームに付与するメモリ切替シーケンス番号付与手段を具備し、受信側の端末は、前記送信側の端末から送信されて来るメモリ切替シーケンス番号と前回受信したメモリ切替シーケンス番号とを参照するメモリ切替シーケンス番号参照手段を具備し、前記メモリ切替シーケンス番号参照手段が参照したメモリ切替シーケンス番号が前回と同じ場合は、前記エラー通知手段によりシステムにエラーを通知することを特徴とするサイクリック通信における監視装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のサイクリック通信における監視装置において、受信側の端末は、前記更新周期シーケンス番号参照手段が前回と同じ更新周期シーケンス番号を確認し、且つ更新周期タイマが測定した値があらかじめ設定された更新周期内の場合、二重送信と判断して前記エラー通知手段からシステムにエラーを通知することを特徴とするサイクリック通信における監視装置。
4. 請求項１または請求項２に記載のサイクリック通信における監視装置において、受信側の端末は、エラーが発生した場合に再送信要求信号を送信する再送信要求手段を具備し、送信側の端末は、前記再送信要求手段からの再送信要求信号が受信されたことを検知する再送信要求受信通知手段と、この再送信要求受信通知手段で再送信要求信号を受信した場合、再送信処理を行う再送信処理手段とを具備することを特徴とするサイクリック通信における監視装置。
5. ネットワークを介して接続されている複数の端末間で仮想的に共有するメモリ空間を設け、各端末が共有メモリの自端末専用の書き込み領域へのデータを一定周期で他の端末に送信することによってデータ更新し、前記ネットワーク全体で共有メモリを実現するサイクリック通信において、
   送信側の端末は、「送信開始」の制御情報フレームのヘッダ部に更新周期ごとにカウントアップする更新周期シーケンス番号を付与して送信し、受信側の端末は、前記送信側の端末から送信されて来る更新周期シーケンス番号と前回受信した更新周期シーケンス番号を参照し、更新周期シーケンス番号が連続でなかった場合、あるいは前記送信側の端末から送信されて来る「送信開始」の制御情報フレーム受信から、次の「送信開始」の制御情報フレーム受信までの時間を測定し、この測定した時間があらかじめ設定された更新周期を越えた場合にシステムにエラー通知するようにしたことを特徴とするサイクリック通信における監視方法。
6. 請求項５に記載のサイクリック通信における監視方法において、送信側の端末は、共有するメモリ領域を２つ有し、この２つの共有するメモリ領域のうち、どちらのメモリ領域から取り出された送信データであるかを表すメモリ切替シーケンス番号を「送信開始」の制御情報フレームに付与して送信し、受信側の端末は、前記送信側の端末から送信されて来るメモリ切替シーケンス番号と前回受信したメモリ切替シーケンス番号を参照し、メモリ切替シーケンス番号が同じ場合は、システムにエラーを通知することを特徴とするサイクリック通信における監視方法。
7. 請求項５または請求項６に記載のサイクリック通信における監視方法において、受信側の端末は、送信されて来た更新周期シーケンス番号が前回と同じ更新周期シーケンス番号を確認し、且つ送信側の端末から送信されて来る「送信開始」の制御情報フレーム受信から、次の「送信開始」の制御情報フレーム受信までの時間があらかじめ設定された更新周期内の場合、二重送信と判断してシステムにエラーを通知することを特徴とするサイクリック通信における監視方法。
8. 請求項５または請求項６に記載のサイクリック通信における監視方法において、受信側の端末は、エラーが発生した場合に再送信要求信号を送信し、送信側の端末は、前記再送信要求信号を受信した場合、再送信処理を行うようにしたことを特徴とするサイクリック通信における監視方法。

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