JP2009302933A - データ通信装置、データ通信システムおよびデータ通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 送信するデータの優先度を考慮して全線の半二重通信と全二重通信の切替えを行う通信制御が可能なデータ通信装置を提供する。
【解決手段】 データ通信装置１は、２つのデータ通信装置間において全線の半二重通信と全二重通信とが切替え可能に行われるデータ通信システムに適用される。データ通信装置１（マスター通信装置）は、通信相手の通信装置１（スレーブ通信装置）へ全二重通信で送信中のデータ優先度を管理するとともに、スレーブ通信装置が次に送信する予定のデータの優先度（スレーブ優先度）をスレーブ通信装置から受信する。そして、送信中のデータ優先度とスレーブ優先度に基づいて、全二重通信でのデータ送信を継続するか、全二重通信を一時中断して全線の半二重通信で送信する権利をスレーブ通信装置に与えるか、を判定する調停処理が行われる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の通信線を介して接続された２つの通信装置間において、全線の半二重通信と全二重通信を切り換えてデータやコマンドの通信が可能な通信システムに関するものである。

従来、２本のデータ通信線を介して接続された２つの通信装置間で、全二重通信と半二重通信を切り換えて通信を行うシステムが提案されている（例えば特許文献１参照）。この従来のシステムでは、２本のデータ通信線上の送信要求をモニタし、全二重通信（一方のデータ通信線を用いて送信するとともに、他方のデータ通信線を用いて受信する）と半二重通信（両方のデータ通信線を用いて送信または受信を行う）の切替えが行われる。例えば、両方の通信装置からデータ送信の要求がある場合には全二重通信が行われ、一方の通信装置からのみデータ送信の要求がある場合には半二重通信が行われる。
特開２００２−９４６００号公報

しかしながら、従来のシステムにおいては、データ送信の優先度について考慮がされていないという問題があった。例えば、一方の通信装置が優先度の高いデータ送信を半二重通信で高速に行いたい場合がある。しかし、そのような場合に、他方の通信装置からデータ送信の要求があると、その他方のデータ通信の優先度が低い場合でも、その優先度は考慮されず、通信装置間では全二重通信が行われることになる。その結果、優先度の高いデータを半二重通信で高速に送信することができないことがあるという問題があった。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、送信するデータの優先度を考慮して全線の半二重通信と全二重通信の切替えを行う通信制御が可能な通信システムを提供することを目的とする。

本発明のデータ通信装置は、データおよびコマンドのいずれも送信可能な複数の信号線によって接続された複数のデータ通信装置によって構成され、複数のデータ通信装置間において前記複数の信号線の全線の半二重通信と全二重通信とが切替え可能に行われるデータ転送システムに適用されるデータ通信装置であって、次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第１の優先度情報を、通信相手の装置へ全二重通信で送信する優先度送信手段と、自装置が送信中のデータまたはコマンドの優先度を示す送信中の優先度情報を保持する優先度保持手段と、前記通信相手の装置が次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第２の優先度情報を受信する優先度受信手段と、前記送信中の優先度情報と前記第２の優先度情報に基づいて、送信中のデータまたはコマンドの全二重通信を継続するか、送信中のデータまたはコマンドの全二重通信を一時中断して全線の半二重通信で送信する権利を前記通信相手の装置に与えるか、を判定する調停処理を行う調停処理手段と、を備えた構成を有している。

本発明のデータ通信装置は、データおよびコマンドのいずれも送信可能な複数の信号線によって接続された複数のデータ通信装置によって構成され、複数のデータ通信装置間において前記複数の信号線の全線の半二重通信と全二重通信とが切替え可能に行われるデータ通信システムに適用されるデータ通信装置であって、次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第１の優先度情報を、通信相手の装置へ全二重通信で送信する優先度送信手段と、前記通信相手の装置が次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第２の優先度情報を受信する優先度受信手段と、全二重通信で受信中のデータ優先度である受信中の優先度情報を管理する管理手段と、前記受信中の優先度情報と前記第１の優先度情報に基づいて、受信中のデータまたはコマンドの全二重通信を継続するか、受信中の全二重通信を一時中断して全線の半二重通信で送信する権利を自装置が有するか、を判定する調停処理を行う調停処理手段と、を備えた構成を有している。

本発明のデータ通信システムは、データおよびコマンドのいずれも送信可能な複数の信号線によって接続された複数のデータ通信装置によって構成され、複数のデータ通信装置間において前記複数の信号線の全線の半二重通信と全二重通信とが切替え可能に行われるデータ通信システムであって、前記データ通信装置は、次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第１の優先度情報を、通信相手の装置へ全二重通信で送信する優先度送信手段と、自装置が送信中のデータまたはコマンドの優先度を示す送信中の優先度情報を保持する優先度保持手段と、前記通信相手の装置が次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第２の優先度情報を受信する優先度受信手段と、前記送信中の優先度情報と前記第２の優先度情報に基づいて、送信中のデータまたはコマンドの全二重通信を継続するか、送信中のデータまたはコマンドの全二重通信を一時中断して全線の半二重通信で送信する権利を前記通信相手の装置に与えるか、を判定する調停処理を行う調停処理手段と、を備えた構成を有している。

本発明のデータ通信システムは、データおよびコマンドのいずれも送信可能な複数の信号線によって接続された複数のデータ通信装置によって構成され、複数のデータ通信装置間において前記複数の信号線の全線の半二重通信と全二重通信とが切替え可能に行われるデータ通信システムであって、前記データ通信装置は、次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第１の優先度情報を、通信相手の装置へ全二重通信で送信する優先度送信手段と、前記通信相手の装置が次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第２の優先度情報を受信する優先度受信手段と、全二重通信で受信中のデータ優先度である受信中の優先度情報を管理する管理手段と、前記受信中の優先度情報と前記第１の優先度情報に基づいて、受信中のデータまたはコマンドの全二重通信を継続するか、受信中の全二重通信を一時中断して全線の半二重通信で送信する権利を自装置が有するか、を判定する調停処理を行う調停処理手段と、を備えた構成を有している。

本発明のデータ通信制御方法は、データおよびコマンドのいずれも送信可能な複数の信号線によって接続された複数のデータ通信装置によって構成され、複数のデータ通信装置間において前記複数の信号線の全線の半二重通信と全二重通信とが切替え可能に行われるデータ通信システムで用いられるデータ通信方法であって、次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第１の優先度情報を、通信相手の装置へ全二重通信で送信し、自装置が送信中のデータまたはコマンドの優先度を示す送信中の優先度情報を保持し、前記通信相手の装置が次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第２の優先度情報を受信し、前記送信中の優先度情報と前記第２の優先度情報に基づいて、送信中のデータまたはコマンドの全二重通信を継続するか、送信中のデータまたはコマンドの全二重通信を一時中断して全線の半二重通信で送信する権利を前記通信相手の装置に与えるか、を判定する調停処理を行う。

本発明のデータ通信制御方法は、データおよびコマンドのいずれも送信可能な複数の信号線によって接続された複数のデータ通信装置によって構成され、複数のデータ通信装置間において前記複数の信号線の全線の半二重通信と全二重通信とが切替え可能に行われるデータ通信システムで用いられるデータ通信方法であって、次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第１の優先度情報を、通信相手の装置へ全二重通信で送信し、前記通信相手の装置が次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第２の優先度情報を受信し、全二重通信で受信中のデータ優先度である受信中の優先度情報を管理し、前記受信中の優先度情報と前記第１の優先度情報に基づいて、受信中のデータまたはコマンドの全二重通信を継続するか、受信中の全二重通信を一時中断して全線の半二重通信で送信する権利を自装置が有するか、を判定する調停処理を行う。

本発明は、次に送信する予定のデータの優先度情報と現在転送中のデータの優先度情報に基づいて調停処理を行う調停処理手段を設けることにより、送信するデータの優先度を考慮して全線の半二重通信と全二重通信の切替えを行う通信制御が可能になるという効果を有する通信システムを提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態の通信システムについて、図面を用いて説明する。本実施の形態では、複数のデータ転送要求を投機的に発行し、より応答の速いデータ転送から先に行うデータ処理システム等に用いられる場合を例示する。このようなデータ処理システムでは、データバスの稼働率を高める（データバスを効率的に利用する）ことにより、高性能なデータ転送能力が実現される。

本実施の形態のデータ通信装置の構成を図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態のデータ通信装置の構成を示すブロック図である。ここでは、まず、データ通信装置の全体構成について説明する。データ通信装置１は、２本の信号線２（ＤＡＴ０、ＤＡＴ１）を介して双方向通信可能に接続されている。この信号線２は、１本で（同じ信号線２で）コマンドとデータをいずれも送信することができる。そして、このデータ通信装置では、通信相手の装置との間で、２本の信号線２を用いた全線の半二重通信または全二重通信が切替え可能になっている。なお、図１では、説明の便宜のため、２つの通信装置１が２本の信号線２で接続された例が図示されているが、信号線２の数はこれに限定されるものではない。

つぎに、データ通信装置１の構成について説明する。図１に示すように、データ通信装置１は、２本の信号線２を用いて他の装置（図示せず）へデータやコマンドを送信する送信制御部３と、２本の信号線２を用いて他の装置からデータやコマンドを受信する受信制御部４とを備える。

送信制御部３は、データ送信制御を行うデータ送信制御部５と、コマンド送信制御を行うコマンド送信制御部６と、送信データや送信コマンドを一時格納するためのＲＡＭやＨＤＤなどで構成されたバッファ７とを備えている。バッファ７には、そのデータ通信装置１が通信相手の装置へ転送する予定のデータやコマンドと、そのデータやコマンドの送信の優先度を示す優先度情報などが記憶されている。また、送信制御部３は、送信データと送信コマンドを多重化するＭＵＸ（マルチプレクサ）８と、多重化されたデータとコマンドをパラレルからシリアルに変換するＰ／Ｓ（パラレル・シリアル変換部）９を備える。

受信制御部４は、データ受信制御を行うデータ受信制御部１０と、コマンド受信制御を行うコマンド受信制御部１１と、受信データや受信コマンドを一時格納するためのＲＡＭやＨＤＤなどで構成されたバッファ１２とを備えている。バッファ１２には、そのデータ通信装置１が通信相手の装置から受信したデータやコマンドと、そのデータやコマンドの優先度を示す優先度情報などが記憶されている。また、受信制御部４は、受信したデータとコマンドをシリアルからパラレルに変換するＳ／Ｐ（シリアル・パラレル変換部）１３と、パラレルに変換された後、データとコマンドに分離するＤＭＵＸ（デマルチプレクサ）１４とを備える。

コマンド送信制御部６は、通信相手の装置へ送信する優先度情報の制御を行うとともに、通信相手の装置へ全二重通信で送信中のデータの優先度情報を管理する優先度送信制御部１５を備えている。コマンド受信制御部１１は、通信相手の装置から受信した優先度情報の制御と、通信相手の装置から全二重通信で受信中のデータの優先度情報を管理する優先度受信制御部１６を備えている。優先度送信制御部１５は、そのデータ通信装置１が次に送信する予定のデータやコマンドの優先度情報を、通信相手の装置へ全二重通信で送信するように制御する。また、優先度受信制御部１６は、通信相手の装置が次に送信する予定のデータやコマンドの優先度情報を、通信相手の装置から全二重通信で受信するように制御する。

また、データ通信装置１は、次に送信する予定のデータやコマンドを全線の半二重通信で送信する権利（送信権ともいう）を自装置が有するか、あるいは通信相手の装置が有するか、あるいはどちらもその権利を有していないかを判定する調停処理を行う調停処理部１７を備えている。さらに、データ通信装置１は、調停処理の結果に応じて、送信するデータやコマンドを２本の信号線２のどちらに送信するかを切り替える送信切替部１８と、受信するデータやコマンドを２本の信号線２のどちらから受信するかを切り替える受信切替部１９と、ＤＡＴ０の転送方向を切り替えるＤＡＴ０転送方向切替部２０とＤＡＴ１の転送方向を切り替えるＤＡＴ１転送方向切替部２１とを備えている。

この調停処理部１７は、そのデータ通信装置１が次に送信する予定のデータやコマンドの優先度と、通信相手の装置から現在受信中のデータやコマンドの優先度に基づいて、どちらの装置が送信権を有するか否かを判定する調停処理を行う。さらに、調停処理部１７は、そのデータ通信装置１が現在送信中のデータやコマンドの優先度と、通信相手の装置が送信予定のデータやコマンドの優先度に基づいて、どちらの装置が送信権を有するか否かを判定する調停処理を行う。なお、調停処理の内容については、図面を用いて後述する。

優先度送信制御部１５は、そのデータ通信装置１が次に送信する予定のデータやコマンドの優先度情報とともに、通信相手の装置に対して調停処理の開始を要求する調停要求を全二重通信で送信する機能を備えている。そして、調停処理部１７は、調停要求の送信が行われた後に、もしくは、通信相手の装置から調停要求を全二重通信で受信した後に調停処理を開始する。

優先度はこの例では「０」〜「９」の範囲で設定されており、優先度の数字が小さいほうが（例えば、優先度「０」のほうが優先度「９」よりも）優先度が高いものとする（図２参照）。そして、調停処理部１７は、この優先度に従い、自装置あるいは通信相手の装置からの調停要求に対し、どちらの優先度が高いかを判定し、より優先度が高い要求をしている方に全二重通信から全線の半二重通信に切り替えて通信を行う権利を与える。

ここで、優先度の判定は、優先度が１つでも高い方に全線の半二重通信の権利を与える場合や、優先度があらかじめ設定した値、例えば２つ以上高いときにのみ全線の半二重通信の権利を与える場合などが考えられる。ここで、優先度が２つ以上高いとは、一方の優先度が「７」であった場合「５」〜「０」までの優先度が該当する（逆にいえば、優先度が１つだけ高い場合には、二つの優先度はほぼ等しいものとみなされる）。このように、自装置の方が優先度が高く、かつ、所定の条件（優先度の差が２つ以上であること）を満たすと判定すると、２本の信号線２を両方使用して自装置の転送（全線の半二重通信）を行うべくＤＡＴ０、ＤＡＴ１両方へ送信データあるいはコマンドを送信するように送信切替部１８で内部の接続を切り替え、ＤＡＴ１転送方向切替部２１にてＤＡＴ１も自装置がデータあるいはコマンドを送信する方向に転送方向を切り替える。

また、調停処理の開始は、全二重通信で優先度の高い優先度情報とともに調停要求を受信した場合に限られるものではない。例えば、調停処理は、周期的に行われてもよく、所定の時間経過後のデータ転送のないときに開始されてもよい。また、調停処理は、予め指定したサイズのデータ転送が完了したときに開始されてもよく、あるいは、特定のコマンドの処理が完了したときに開始されてもよい。さらに、調停処理は、各コマンドの処理が完了するごとに開始されてもよい。

コマンド送信制御部６は、そのデータ通信装置１が次に送信する予定のデータまたはコマンドの処理内容を示す要求コマンドの送信を制御する。この場合、コマンド送信制御部６は、調停処理時あるいはデータ転送開始時に、通信相手の装置に対して要求コマンドを全二重通信で送信するように制御する。

調停処理の結果、そのデータ通信装置１が全線の半二重通信の送信権を有していると判定されると、そのデータ通信装置１は、データやコマンドの送信を全線の半二重通信で行うことが可能になる。本実施の形態では、この全線の半二重通信の期間が、半二重通信でのデータ転送中における緊急データ通信要求（割込み要求など優先度が非常に高いデータ通信要求）の割込みを考慮した適度な長さに予め設定されている。すなわち、全線の半二重通信の期間には、上限が設けられているともいえる。なお、この上限は、全線の半二重通信でのデータ転送時間（データ転送を行った時間）を基準に設定してもよく、また、データ転送サイズ（転送したデータの合計サイズ）を基準に設定してもよい。

優先度送信制御部１５は、そのデータ通信装置１が送信するデータやコマンドの末尾に、自装置の優先度情報と、調停処理の開始を要求する調停要求を付けて、通信相手の装置へ送信するように制御する機能を備えている。また、優先度受信制御部１６は、通信相手の装置から受信したデータやコマンドの末尾に付けられた優先度情報と調停要求とを取得する機能を備えている。なお、これらの優先度情報、調停要求が付けられる場所は、データやコマンドの末尾に限られるものではなく、例えば、データやコマンドの先頭に付けられてもよい。また、これらの優先度情報、調停要求は、データやコマンドに付けずに、単独で送信してもよい。また、優先度情報、調停要求とともに、各装置で判定した勝敗結果情報を付けてもよい。

ここで、図２を参照して、上記の２つの装置間で送受信が行われる通信単位の基本フォーマットについて具体的に説明する。図２は、通信単位の基本フォーマットの一例を示した図である。図２に示すように、通信単位は、今回送信するデータまたはコマンドと、次に送信する予定のデータやコマンドの優先度情報と、調停処理の開始を要求する調停要求とで構成されている。さらに、受信した優先度と送信する優先度とを比較して決定される勝敗結果情報とを含んでも良い。

例えば、送信するデータまたはコマンドには、リードデータやライトデータ（リード要求やライト要求に応じて転送されるデータ）、上述の要求コマンドなどが含まれる。また、既に説明したが、次に送信する予定のデータやコマンドの優先度は、優先度「０」〜「９」などである。また、調停処理の開始を要求する調停要求は、要求あり：「１」、要求なし：「０」などである。また、勝敗結果情報は、例えば、自装置の優先度のほうが優先度が高い：「勝」、自装置の優先度のほうが優先度が低い：「敗」などである。なお、自装置の優先度と通信相手の装置の優先度が同じ優先度である場合には、「自装置：勝」などの処理ルールを予め設定してもよい。

要求コマンドには、次に送信する予定のデータまたはコマンドの処理内容情報と、コマンド識別ＩＤなどのコマンド識別情報と、エラー情報や１つ前の処理のＣＲＣ比較結果（ＣＲＣの成否）の情報と、送信したデータの受信結果（受信の成否）の情報などが含まれている。

そして、要求コマンドの処理内容情報には、次に送信する予定のデータやコマンドの種類、転送サイズ、全線の半二重通信の期間の上限などが含まれている。データやコマンドの種類には、全線の半二重通信のリード要求、全二重通信のリード要求、全線の半二重通信のライト要求、全二重通信のライト要求などが含まれている。また、データやコマンドの種類には、通信相手の装置へのキュー操作（優先度の変更、ローテートなど）や、発行済みのコマンドへの操作（コマンドのキャンセル、ストップ／リスタートなど）が含まれる。

以上のように構成された本実施の形態のデータ通信装置について、図３〜図７を用いてその動作を説明する。ここでは、本実施の形態のデータ通信装置の特徴的な動作を中心に説明する。

図３は、本実施の形態の通信システムの基本的な動作を説明するための図である。図３の例では、本データ通信装置が複数のデータ（データＡ、Ｂ）を送信し、また、通信相手の装置が、複数のデータ（データＸ〜Ｚ）を送信する様子が示されている。なお、図３では、両装置の図示は省略されているが、本データ通信装置から通信相手の装置へのデータ送信のディレクション（送信方向）は、図において左から右へ向かう方向（右向き矢印で図示）であり、また、通信相手の装置から本データ通信装置へのデータ送信のディレクションは、図において右から左へ向かう方向（左向き矢印で図示）である。以下の説明において、本データ通信装置を「マスター通信装置」、通信相手の装置を「スレーブ通信装置」、本データ通信装置が次に送信するデータもしくはコマンドの優先度を「マスター優先度」、通信相手の装置が次に送信するデータもしくはコマンドの優先度を「スレーブ優先度」とする。

この図３の例では、まず、マスター通信装置が、データＡの送信を全二重通信で行う。このデータＡには、次に送信する予定のデータＢの優先度情報（マスター優先度「４」）と調停要求なし「０」が付けられている。

つぎに、スレーブ通信装置は、データＸの送信を全二重通信で行う。このデータＸには、次に送信する予定のデータＹの優先度情報（スレーブ優先度「２」）と調停要求あり「１」が付けられている。マスター通信装置はスレーブ通信装置からの調停要求を受けると調停処理が開始される。

調停処理において、マスター通信装置は、現在送信中のデータＢの優先度「４」と、スレーブ通信装置が次に送信する予定のデータＹの優先度「２」とを比較する。この場合、データＹの優先度の方が高いため、勝敗結果情報は「負」となり、全二重通信で送信中のデータＢの転送を一時中断し、ＤＡＴ０をスレーブ通信装置のデータＹを全線の半二重通信するように転送方向の切替処理を行う。

なお、調停処理は、図３のようにスレーブ通信装置からの調停要求ならびに次に送信する予定のデータの優先度を受けて、マスター通信装置にて実施するのではなく、スレーブ通信装置がマスター通信装置が送信中のデータＢの優先度「４」とスレーブ通信装置が次に送信する予定のデータＹの優先度「２」を比較し、スレーブ通信装置の方が「勝」であることを通知するのでも良い。

この調停処理では、スレーブ優先度がマスター優先度より優先度が高いため、スレーブ通信装置が全線の半二重通信の送信権を有すると判定される。そして、このような調停処理の結果に基づいて、ＤＡＴ０の転送方向を切り替えてスレーブ通信装置が、全線の半二重通信でデータＹの送信を行う。このようにして、優先度の高いデータＹの送信を優先度の低いデータＢの転送完了を待たずに、全線の半二重通信で行うことができる。そして、データＹの送信が完了すると、マスター通信装置は、データＢの残りのデータ送信を全二重通信で再開し、また、スレーブ通信装置は、次のデータＺの処理内容を示す要求コマンド、データＺ送信を全二重通信で行う。

ここで、図３を参照して、スレーブ通信装置の動作を説明する。スレーブ通信装置は、全二重通信でのデータＸ転送完了時に、次に転送する予定のデータＹの優先度「２」と全線の半二重通信を要求する調停要求を「１」：要求ありにして送信する。その時点で、マスター通信装置が全二重通信で送信中のデータＢは優先度「４」であり、データＹの優先度よりも低いことが分かるため、データＹを全線の半二重通信で転送できることになる。したがって、データＹの要求コマンドならびにデータＹをＤＡＴ０とＤＡＴ１の両方を使用して転送する。なお、要求コマンドはＤＡＴ０のみで転送し、データＹをＤＡＴ０とＤＡＴ１の両方で転送するのでも良い。

また、図３ではマスター通信装置が全二重通信で送信中のデータＢの転送を一時中断し、後にその続きから再開する場合を記載したが、データＢの転送を途中で中止し、再度、最初から転送をやり直すのでも良い。

つぎに、通信システムの動作の変形例を図面を用いて説明する。なお、以下では、図３の動作と相違する点を中心に説明する。

図４は、通信システムの動作の変形例を説明するための図である。図４の変形例では、データＹ転送中に一時中断しているデータＢの優先度が上がった場合の動作を例示する。この場合、データＹ転送完了時に、マスター通信装置はデータＢを全二重通信で再開するのではなく、優先度を一時中断前の「４」から「３」に上げたうえで、全線の半二重通信を要求するために調停期間に移行する。ここで、マスター通信装置が送信するデータＢとスレーブ通信装置が次に送信する予定のデータＺの優先度を比較すると、データＢの方が高いため、マスター通信装置はデータＢの転送を全線の半二重通信で再開することが可能となる。

この調停処理では、優先度の高いデータＹの転送により転送が一時中断されたデータＢの転送を、中断期間の長さなどに従い再開時に優先度を上げ、全線の半二重通信で行うことができる。データＹの転送完了後、図３に示すように中断前と同じ全二重通信で再開するか、図４のように調停期間を設け、その時点の状態に応じて必要であれば半二重通信で再開するのかを事前に設定できるようにしておくことが望ましい。

図５は、通信システムの動作の他の変形例を説明するための図である。図５の変形例では、マスター通信装置は、スレーブ通信装置からデータＹの優先度「２」と調停要求を受信すると、全二重通信で転送中のデータＢを全線の半二重通信で転送するよう切り替える。そうすることでできるだけ早くデータＢの転送を完了させ、次に優先度の高いデータＹの転送を全線の半二重通信で行うことができる。

図６は、通信システムの動作の他の変形例を説明するための図である。図６の変形例では、スレーブ通信装置がデータＸ転送完了時に次に転送する予定のデータが存在しない場合であり、スレーブ通信装置は優先度「９」を送信することで、次転送データなしであることを通知する。マスター通信装置はスレーブ通信装置から優先度「９」を受信すると全二重通信で送信中であったデータＢを全線の半二重通信に切り替える。そうすることでＤＡＴ１がアイドル状態になることなく、転送効率を高めることが可能となる。なお、マスター通信装置はスレーブ通信装置から優先度「９」を受信したとき、その後スレーブ通信装置に転送要求が生じることを想定して、全二重通信をそのまま継続しても良い。全二重通信を継続するか、半二重通信に切り替えるかは事前に設定できるようにしておくことが望ましい。

図７は、通信システムの動作の他の変形例を説明するための図である。図７の変形例では、データＹの全線の半二重通信の期間に上限が設けられており、全線の半二重通信中に、マスター通信装置にデータＣ（非常に優先度の高いデータ）の緊急送信の割込み要求がなされた場合の動作を例示する。この場合、スレーブ通信装置は、全線の半二重通信の期間の上限までデータＹの送信を行う。

この全線の半二重通信中に、マスター通信装置にデータＣの緊急送信の割込み要求がなされると、マスター通信装置は、全線の半二重通信の期間の経過後にデータＣの送信を行う。図７では、マスター通信装置が、全線の半二重通信でデータＣの送信を行う例が示されているが、データＣの送信は、全二重通信で行われてもよい。そして、データＣの送信が完了後、全線の半二重通信でデータＹの残部の送信を行う。このようにして、全線の半二重通信中のデータＣ（非常に優先度の高いデータ）の緊急送信の割込み要求に対応することができる。

このような本発明の実施の形態の通信装置によれば、次に送信する予定のデータの優先度情報と現在転送中のデータの優先度情報に基づいて調停処理を行う調停処理部１７を設けることにより、送信するデータの優先度を考慮して全線の半二重通信と全二重通信の切替えを行う通信制御が可能になる。

すなわち、本実施の形態の通信装置では、マスター優先度（マスター通信装置が次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度）とスレーブ通信装置が全二重通信で転送中のデータの優先度、あるいは、スレーブ優先度（スレーブ通信装置が次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度）とマスター通信装置が全二重通信で転送中のデータの優先度に基づいて、マスター通信装置が全線の半二重通信を行うことができるか否かを判定する調停処理が行われる。これにより、例えば、マスター通信装置が（スレーブ通信装置より）優先度の高いデータを送信したい場合には、マスター通信装置が全線の半二重通信で優先的にデータ送信を行うことができる。このように、送信するデータの優先度を考慮して、全線の半二重通信と全二重通信の切替えを行うことができる。

また、本実施の形態の通信装置では、全二重通信中に一方の装置に優先度の高い転送要求が発生した場合、全二重通信を一時中断して優先度の高いデータを全線の半二重通信で転送することが可能になる。

また、本実施の形態の通信装置では、全二重通信を一時中断して優先度の高いデータを全線の半二重通信で転送している間に、転送中断しているデータの優先度が上がった場合、半二重通信での転送完了時に、中断していたデータ転送を再開するにあたり改めて要求コマンドを送信し、調停処理を行うことで、転送中断していたデータを半二重通信で高速に通信することが可能になる。あるいは転送中断中に別の優先度の高いデータ転送要求が発生していた場合、中断していた転送ではなく、新たに発生した優先度の高いデータ転送を行うことも可能になる。

また、本実施の形態の通信装置では、全二重通信中に相手の通信装置に優先度の高い半二重通信の要求が発生した場合、転送中の全二重通信を半二重通信に切り替えることで、出来だけ早く転送中のデータ転送を完了させ、優先度の高い半二重通信に転送を切り替えることが可能になる。

また、本実施の形態の通信システムでは、全二重通信中に相手の通信装置から、次に転送するデータがないことを通知されると、全二重通信を半二重通信に切り替えることで伝送路の転送効率を高めることが可能になる。

また、本実施の形態の通信システムでは、全線の半二重通信の期間の長さが予め設定される。すなわち、全線の半二重通信の期間に予め上限が設けられる。このように、全線の半二重通信の期間に上限を設けることにより、緊急なデータ送信などの割込み要求に対応することが可能になり、応答性が向上する。

また、本実施の形態の通信システムでは、データやコマンドの末尾に優先度情報が付けられ、データやコマンドとともに優先度情報が送信される。データやコマンドの送信を行う際に、データ送信のディレクションが同じである優先度情報を一緒に送信するので、優先度情報を簡単かつ確実に送信することができる。また、データやコマンドとともに優先度情報が常に送受信されるので、常時、相手側（他の通信装置１）の送信データの優先度の状況を把握することができる。

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

以上のように、本発明にかかる通信装置は、送信するデータの優先度を考慮して全線の半二重通信と全二重通信の切替えを行う通信制御が可能になるという効果を有し、複数のデータ転送要求を投機的に発行するデータ処理システム等で用いられ、有用である。

本実施の形態におけるデータ通信装置のブロック図 通信単位の基本フォーマットの説明図 データ通信装置の動作（基本的な動作）の説明図 データ通信装置の動作（変形例）の説明図 データ通信装置の動作（変形例）の説明図 データ通信装置の動作（変形例）の説明図 データ通信装置の動作（変形例）の説明図

符号の説明

１ データ通信装置
２ 信号線
３ 送信制御部
４ 受信制御部
５ データ送信制御部
６ コマンド送信制御部
７ バッファ
８ マルチプレクサ
９ パラレル・シリアル変換部
１０ データ受信制御部
１１ コマンド受信制御部
１２ バッファ
１３ シリアル・パラレル変換部
１４ デマルチプレクサ
１５ 優先度送信制御部
１６ 優先度受信制御部
１７ 調停処理部
１８ 送信切替部
１９ 受信切替部
２０ ＤＡＴ０転送方向切替部
２１ ＤＡＴ１転送方向切替部

Claims (19)

1. データおよびコマンドのいずれも送信可能な複数の信号線によって接続された複数のデータ通信装置によって構成され、複数のデータ通信装置間において前記複数の信号線の全線の半二重通信と全二重通信とが切替え可能に行われるデータ転送システムに適用されるデータ通信装置であって、
   次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第１の優先度情報を、通信相手の装置へ全二重通信で送信する優先度送信手段と、
   自装置が送信中のデータまたはコマンドの優先度を示す送信中の優先度情報を保持する優先度保持手段と、
   前記通信相手の装置が次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第２の優先度情報を受信する優先度受信手段と、
   前記送信中の優先度情報と前記第２の優先度情報に基づいて、送信中のデータまたはコマンドの全二重通信を継続するか、送信中のデータまたはコマンドの全二重通信を一時中断して全線の半二重通信で送信する権利を前記通信相手の装置に与えるか、を判定する調停処理を行う調停処理手段と、
   を備えたことを特徴とするデータ通信装置。
2. 前記調停処理手段は、
   前記送信中の優先度情報と前記第２の優先度情報を比較し、
   両優先度情報が等しい場合または前記送信中の優先度情報の方が優先度が高い場合には全二重通信を継続すると判定し、
   前記第２の優先度情報の方が優先度が高い場合には、送信中のデータまたはコマンドの全二重通信を一時中断して前記通信相手の装置に全線の半二重通信で送信する権利を与えると判定することを特徴とする請求項１記載のデータ通信装置。
3. 前記調停処理手段は、
   前記送信中の優先度情報と前記第２の優先度情報を比較し、
   両優先度情報が等しい場合または前記送信中の優先度情報の方が優先度が高い場合には全二重通信を継続すると判定し、
   前記第２の優先度情報の方が優先度が高い場合には、自装置の全二重通信を全線の半二重通信に切り替えて、送信中のデータまたはコマンドを全線の半二重通信で送信した後に、前記通信相手の装置に全線の半二重通信で送信する権利を与えると判定することを特徴とする請求項１記載のデータ通信装置。
4. 前記調停処理手段は、
   前記送信中の優先度情報と前記第２の優先度情報を比較し、
   前記第２の優先度情報が前記通信相手の装置が次に転送するデータが無いことを示している場合は、自装置の全二重通信を全線の半二重通信に切り替えて、送信中のデータまたはコマンドを全線の半二重通信で送信すると判定することを特徴とする請求項１記載のデータ通信装置。
5. 前記優先度受信手段は、前記第２の優先度情報とともに前記調停処理の開始を要求する第２の調停要求を全二重通信で受信可能であり、
   前記調停処理手段は、前記第２の調停要求の受信に応じて、前記調停処理を実行中の全二重通信と並行して開始することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のデータ通信装置。
6. 前記通信相手の装置へのデータ送信を制御するとともに、データ送信中の全二重通信が前記調停処理手段の判定に基づいて一時中断されるまでに送信完了したデータサイズを管理するデータ送信制御手段と、
   前記通信相手の装置から全線の半二重通信で送信されたデータを受信し終えた後、前記調停処理手段が前記調停処理を開始する際に、前記データ送信制御手段が管理している前記データサイズに基づいて、残りのデータサイズ分のデータ送信を再開するための要求コマンドを前記通信相手の装置へ送信するコマンド送信手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のデータ通信装置。
7. 前記通信相手の装置へのデータ送信を制御するとともに、データ送信中の全二重通信が前記調停処理手段の判定に基づいて一時中断されるまでに送信完了したデータサイズを管理するデータ送信制御手段を備え、
   前記データ送信制御手段は、データ送信中の全二重通信が一時中断された後、前記通信相手の装置から全線の半二重通信で送信されるデータを受信完了したときに、管理している前記データサイズに基づいて、残りのデータサイズ分のデータ送信を再開することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のデータ通信装置。
8. 前記コマンド送信手段は、一時中断した全二重通信を再開する際、前記第1の優先度情報として、前記一時中断の前よりも優先度の高い優先度情報を付した要求コマンドを、前記通信相手の装置へ送信することを特徴とする請求項７記載のデータ通信装置。
9. 前記コマンド送信手段は、一時中断した全二重通信を再開する際、全線の半二重通信を要求する要求コマンドを、前記通信相手の装置へ送信することを特徴とする請求項７記載のデータ通信装置。
10. データおよびコマンドのいずれも送信可能な複数の信号線によって接続された複数のデータ通信装置によって構成され、複数のデータ通信装置間において前記複数の信号線の全線の半二重通信と全二重通信とが切替え可能に行われるデータ通信システムに適用されるデータ通信装置であって、
    次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第１の優先度情報を、通信相手の装置へ全二重通信で送信する優先度送信手段と、
    前記通信相手の装置が次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第２の優先度情報を受信する優先度受信手段と、
    全二重通信で受信中のデータ優先度である受信中の優先度情報を管理する管理手段と、
    前記受信中の優先度情報と前記第１の優先度情報に基づいて、受信中のデータまたはコマンドの全二重通信を継続するか、受信中の全二重通信を一時中断して全線の半二重通信で送信する権利を自装置が有するか、を判定する調停処理を行う調停処理手段と、
    を備えたことを特徴とするデータ通信装置。
11. 前記調停処理手段は、
    前記受信中の優先度情報と前記第１の優先度情報を比較し、
    両優先度情報が等しい場合または前記受信中の優先度情報の方が優先度が高い場合には全二重通信を継続すると判定し、
    前記第１の優先度情報の方が優先度が高い場合には、受信中のデータまたはコマンドの全二重通信を一時中断して自装置が全線の半二重通信で送信する権利を有すると判定することを特徴とする請求項１０記載のデータ通信装置。
12. 前記優先度送信手段は、前記第１の優先度情報とともに前記調停処理の開始を要求する第１の調停要求を全二重通信で送信可能であり、
    前記調停処理手段は、前記第１の調停要求の送信に応じて、前記調停処理を開始することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のデータ通信装置。
13. 前記調停処理手段が、受信中の全二重通信を一時中断すると判定した場合、
    前記通信相手の装置からのデータ受信を制御するとともに、データ受信中の全二重通信が前記調停処理手段の判定に基づいて一時中断されるまでに受信完了したデータサイズを管理するデータ受信制御手段を備え、
    前記データ受信制御手段は、データ受信中の全二重通信が一時中断された後、前記通信相手の装置への全線の半二重通信で送信するデータを送信完了したときに、管理している前記データサイズに基づいて、残りのデータサイズ分のデータ受信を再開することを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のいずれかに記載のデータ通信装置。
14. 自装置がデータまたはコマンドを前記通信相手の装置へ全線の半二重通信で送信する期間の長さ、または、自装置がデータまたはコマンドを前記通信相手の装置から全線の半二重通信で受信する期間の長さは、予め設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載のデータ通信装置。
15. 前記優先度送信手段は、前記第１の優先度情報を、自装置が送信するデータまたはコマンドの末尾に付けて送信することを特徴とする請求項１ないし請求項１４に記載のデータ通信装置。
16. データおよびコマンドのいずれも送信可能な複数の信号線によって接続された複数のデータ通信装置によって構成され、複数のデータ通信装置間において前記複数の信号線の全線の半二重通信と全二重通信とが切替え可能に行われるデータ通信システムであって、
    前記データ通信装置は、
    次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第１の優先度情報を、通信相手の装置へ全二重通信で送信する優先度送信手段と、
    自装置が送信中のデータまたはコマンドの優先度を示す送信中の優先度情報を保持する優先度保持手段と、
    前記通信相手の装置が次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第２の優先度情報を受信する優先度受信手段と、
    前記送信中の優先度情報と前記第２の優先度情報に基づいて、送信中のデータまたはコマンドの全二重通信を継続するか、送信中のデータまたはコマンドの全二重通信を一時中断して全線の半二重通信で送信する権利を前記通信相手の装置に与えるか、を判定する調停処理を行う調停処理手段と、
    を備えたことを特徴とするデータ通信システム。
17. データおよびコマンドのいずれも送信可能な複数の信号線によって接続された複数のデータ通信装置によって構成され、複数のデータ通信装置間において前記複数の信号線の全線の半二重通信と全二重通信とが切替え可能に行われるデータ通信システムであって、
    前記データ通信装置は、
    次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第１の優先度情報を、通信相手の装置へ全二重通信で送信する優先度送信手段と、
    前記通信相手の装置が次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第２の優先度情報を受信する優先度受信手段と、
    全二重通信で受信中のデータ優先度である受信中の優先度情報を管理する管理手段と、
    前記受信中の優先度情報と前記第１の優先度情報に基づいて、受信中のデータまたはコマンドの全二重通信を継続するか、受信中の全二重通信を一時中断して全線の半二重通信で送信する権利を自装置が有するか、を判定する調停処理を行う調停処理手段と、
    を備えたことを特徴とするデータ通信システム。
18. データおよびコマンドのいずれも送信可能な複数の信号線によって接続された複数のデータ通信装置によって構成され、複数のデータ通信装置間において前記複数の信号線の全線の半二重通信と全二重通信とが切替え可能に行われるデータ通信システムで用いられるデータ通信方法であって、
    次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第１の優先度情報を、通信相手の装置へ全二重通信で送信し、
    自装置が送信中のデータまたはコマンドの優先度を示す送信中の優先度情報を保持し、
    前記通信相手の装置が次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第２の優先度情報を受信し、
    前記送信中の優先度情報と前記第２の優先度情報に基づいて、送信中のデータまたはコマンドの全二重通信を継続するか、送信中のデータまたはコマンドの全二重通信を一時中断して全線の半二重通信で送信する権利を前記通信相手の装置に与えるか、を判定する調停処理を行うことを特徴とするデータ通信制御方法。
19. データおよびコマンドのいずれも送信可能な複数の信号線によって接続された複数のデータ通信装置によって構成され、複数のデータ通信装置間において前記複数の信号線の全線の半二重通信と全二重通信とが切替え可能に行われるデータ通信システムで用いられるデータ通信方法であって、
    次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第１の優先度情報を、通信相手の装置へ全二重通信で送信し、
    前記通信相手の装置が次に送信する予定のデータまたはコマンドの優先度を示す第２の優先度情報を受信し、
    全二重通信で受信中のデータ優先度である受信中の優先度情報を管理し、
    前記受信中の優先度情報と前記第１の優先度情報に基づいて、受信中のデータまたはコマンドの全二重通信を継続するか、受信中の全二重通信を一時中断して全線の半二重通信で送信する権利を自装置が有するか、を判定する調停処理を行うことを特徴とするデータ通信制御方法。

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