JP2010258811A - 通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】ポーリング／セレクティング方式を用いた通信において、親ノードと通信速度が互いに異なる複数の子ノードとが効率よく通信を行う。
【解決手段】親ノード１と識別ＩＤを有する複数の子ノード２とが識別ＩＤを用いてポーリング／セレクティング方式でシリアル通信を行う通信システムにおいて、少なくとも１つの子ノード２は、他の子ノード２と異なる通信速度に設定され、親ノード１は、識別ＩＤを含む一乃至複数の送信待ち信号を格納するバッファ１２ｂと、各子ノード２の通信速度に関する情報を記憶する通信設定記憶部１２ｃと、通信設定記憶部１２ｃを参照して通信速度が速い子ノード２宛の信号から順に高い優先度を予め設定しバッファ１２ｂに格納された送信待ち信号に対して優先度が高い信号から優先して高い送信順位を設定する演算部１２ｄと、当該送信順位に従って信号の送信を行うシリアル通信部１２ｅとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信システムに関するものである。

従来から、ポーリング／セレクティング方式で通信を行う通信システムとして、図１０に示すように、バッファ６ａが設けられた親ノード６と、通信線８を介して親ノード６にマルチドロップ接続されてコマンド信号を受信する複数の子ノード７とを備え、親ノード６と複数の子ノード７とがＲＳ４８５規格のシリアル通信を行うものが提供されている。

そして、親ノード６は、バッファ６ａに格納されるコマンド信号を子ノード７へ送信し、子ノード７は、当該コマンド信号に応じた応答信号を親ノード６へ返信する。その際、親ノード６は、各子ノード７に対して固定された１つの通信速度でコマンド信号を送信する。
そのため、各子ノード７は、当該１つの通信速度に対応したものしか接続することができないという問題があった。

そこで、上記問題に対して、複数の通信速度に対応して、各子ノードと通信を行う度に通信先の子ノードの通信速度に切り替え可能な親ノードを備えた通信システムが提案された（例えば特許文献１参照）。

当該通信システムは、バッファがコマンド信号を先入れ先出しする構造を有している。そのため、当該バッファに複数のコマンド信号が格納されている場合、親ノードはバッファの先頭に格納されているコマンド信号から順に、宛先の子ノードに対応した通信速度に切り替えて送信を行う。

特開２００１−１０３０６４号公報

しかしながら上記従来例における通信システムでは、バッファの先頭に格納されているコマンド信号から順に送信が行われるため、通信速度の遅い子ノード宛のコマンド信号がバッファの先頭部分に集中すると、その後に続く通信速度の速い子ノード宛のコマンド信号は、親ノードが通信速度の遅い子ノードからの応答信号を受信するまで送信されず、通信速度の速い子ノード宛のコマンド信号を送信するまでに時間がかかり、通信速度の速い子ノードを用いているにも関わらず通信効率が悪くなる虞がある。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、ポーリング／セレクティング方式を用いて、親ノードと通信速度が互いに異なる複数の子ノードとが効率よく通信を行うことができる通信システムを提供することにある。

請求項１の発明は、識別ＩＤを有する複数の子ノードが親ノードに接続され、親ノードと複数の子ノードとが識別ＩＤを用いてポーリング／セレクティング方式でシリアル通信を行う通信システムにおいて、少なくとも１つの子ノードは、他の子ノードと異なる通信速度に設定され、親ノードは、識別ＩＤを含む一乃至複数の送信待ち信号を格納するバッファと、各子ノードの通信速度に関する情報を記憶する速度情報記憶部と、当該速度情報記憶部を参照して通信速度が速い子ノード宛の信号から順に高い優先度を予め設定しバッファに格納された送信待ち信号に対して優先度に基づいて高い送信順位を設定する演算部と、当該送信順位に従って信号の送信を行うシリアル通信部とが設けられることを特徴とする。

この発明によれば、親ノードが、通信速度が速い子ノード宛の信号から順に高い優先度を設定し、更に、バッファに格納された送信待ち信号に対して優先度の高いものから優先して高い送信順位を設定して、当該送信順位に従って信号の送信を行うことで、通信速度の早い子ノード宛の信号が優先的に送信され、親ノードと通信速度が互いに異なる複数の子ノードとが効率よく通信を行うことができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記親ノードは、各子ノードに送信した信号に対する応答待ち時間を、各子ノードの通信速度に応じてそれぞれ設定することを特徴とする。

この発明によれば、通信速度が速い子ノード宛のコマンド信号に対する応答待ち時間を短く設定し、通信速度が遅い子ノード宛のコマンド信号に対する応答待ち時間を長く設定することで、各子ノードの通信速度に応じた応答待ち時間を設定でき、親ノードと通信速度が互いに異なる複数の子ノードとの通信効率を更に高めることができる。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記親ノードは、複数のポートを用いて互いにパケット通信を行うマスタ装置と変換器とで構成され、当該変換器は、マスタ装置から送信されるパケット信号をシリアル信号に変換して子ノードへ送信すると共に、子ノードから送信されるシリアル信号をパケット信号に変換してマスタ装置へ送信し、前記マスタ装置は、各子ノードの識別ＩＤと子ノードの通信速度毎に予め設定される各ポートとの対応関係を記憶するポート情報記憶部を備え、当該ポート情報記憶部を参照して変換器へ送信する信号に含まれる子ノードの識別ＩＤに応じて使用するポートを切り替え、前記変換器は、各子ノードとシリアル通信を行い、前記バッファと、各ポートとシリアル通信側での信号の通信速度との対応関係を記憶する速度情報記憶部と、当該速度情報記憶部を参照してシリアル通信側での信号の通信速度を速く設定するポートを用いて入力される信号から順に高い優先度を予め設定し、バッファに格納された送信待ち信号に対して優先度が高い信号から優先して高い送信順位を設定する演算部と、当該送信順位に従って信号の送信を行うシリアル通信部とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、マスタ装置が、コマンド信号を送信する際に送信先の子ノードの通信速度に応じて使用するポートを切り替えて、変換器がコマンド信号の入力されたポートに応じた通信速度で当該コマンド信号の送信を行うことで、マスタ装置のみが各子ノードの通信速度を記憶して、変換器は各子ノードの通信速度を記憶する必要がなくなるため、子ノードを追加した場合であってもマスタ装置の設定のみを変更すればよく、通信設定を容易に行うことができる。

以上説明したように、本発明では、ポーリング／セレクティング方式を用いた通信において、親ノードと通信速度が互いに異なる複数の子ノードとが効率よく通信を行うことができるという効果がある。

本発明の実施形態１における通信システムの概略構成図を示す。 同上における通信システムのポート情報記憶部のデータテーブルを示す。 同上における通信システムの通信設定記憶部のデータテーブル示す。 同上における通信システムの動作のフローチャート図を示す。 同上における通信システムの通信設定記憶部のデータテーブル示す。 同上における通信システムの通信設定記憶部のデータテーブル示す。 同上における通信システムの通信設定記憶部のデータテーブル示す。 本発明の実施形態２における通信システムの概略構成図を示す。 同上における通信システムの通信設定記憶部のデータテーブル示す。 従来例における通信システムの概略構成図を示す。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態における通信システムは、図１に示すように、４つの子ノード２Ａ〜２Ｄが親ノード１に接続され、親ノード１と各子ノード２Ａ〜２Ｄとがポーリング／セレクティング方式でシリアル通信を行う通信システムである。なお、４つの子ノード２Ａ〜２Ｄを区別しない場合は子ノード２と称す。

親ノード１は、パーソナルコンピュータ（マスタ装置）１１及び当該パーソナルコンピュータ１１とローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１３を介してパケット通信を行うターミナルコントローラ（変換器）１２とから構成され、ターミナルコントローラ１２は、パーソナルコンピュータ１１から送信されるパケット信号をシリアル信号に変換して子ノード２へ送信すると共に、子ノード２から送信されるシリアル信号をパケット信号に変換してパーソナルコンピュータ１１へ送信する。なお、以下パーソナルコンピュータ１１はＰＣ１１と称し、ターミナルコントローラ１２はＴＣ１２と称す。

また、子ノード２Ａ〜２Ｄは、通信速度がそれぞれ１１５２００ｂｐｓ、９６００ｂｐｓ、１９２００ｂｐｓ、１１５２００ｂｐｓに予め設定され、更に、Ｎｏ１〜Ｎｏ４の識別ＩＤが各々割り当てられる。加えて、子ノード２Ａ〜２Ｄは、通信線３を介してＴＣ１２とマルチドロップ接続されてＲＳ４８５規格のシリアル通信を行う。

そして、ＰＣ１１は、送信先の子ノード２の識別ＩＤを含んだコマンド信号をＴＣ１２を介して子ノード２へ送信し、当該コマンド信号を受信した子ノード２は、コマンド信号に対応する応答信号をＴＣ１２を介してＰＣ１１へ返信する。

ＰＣ１１は、ユーザーの入力操作等に基づいて子ノード２宛のコマンド信号を生成する信号生成部１１ａと、図２に示すように子ノード２Ａ〜２Ｄの識別ＩＤとＬＡＮ１３の各ポート（Ｐ１〜Ｐ３）との対応関係を記憶するポート情報記憶部１１ｂと、当該ポート情報記憶部１１ｂのデータテーブルを参照して前記信号生成部１１ａから送信されるコマンド信号に含まれる識別ＩＤに対応したポートを用いてコマンド信号の送信を行うネットワーク接続部１１ｃとから構成される。ここで、図２に示す通り、通信速度が最も速い子ノード２Ａ、２Ｄの識別ＩＤを含んだコマンド信号（ＰＳ１）はポートＰ１を用いて送信され、次に通信速度の速い子ノード２Ｂの識別ＩＤを含んだコマンド信号（ＰＳ２）はポートＰ２を用いて送信され、通信速度が最も遅い子ノード２Ｃの識別ＩＤを含んだコマンド信号（ＰＳ３）はポートＰ３を用いて送信される。

ＴＣ１２は、ＰＣ１１のネットワーク接続部１１ｃと通信を行うパケット通信部１２ａと、当該パケット通信部１２ａが受信したコマンド信号を格納するバッファ１２ｂと、図３に示すようなデータテーブルを有する通信設定記憶部１２ｃと、当該通信設定記憶部１２ｃのデータテーブル参照して各ポートの優先度に基づいて当該通信設定記憶部１２ｃの送信順位データを設定する演算部１２ｄと、前記送信順位に従って通信線３を介して前記コマンド信号（ＰＳ１〜ＰＳ３）の送信を行うシリアル通信部１２ｅとから構成される。

通信設定記憶部１２ｃは、各ポートと、各ポートを介して送信されるコマンド信号のシリアル通信側での通信速度及び各ポートの優先度及び各ポートの送信順位との対応関係を示すデータテーブルを有している。ここで、前記優先度は、それぞれのポートに対応して設定されており、シリアル通信側での通信速度が速いコマンド信号の送信に用いられるポートから順に高く予め設定される。

また、送信順位は、バッファ１２ｂに格納されているコマンド信号の送信に用いられたポート（Ｐ１〜Ｐ３）にのみ前記優先度に基づいて設定される。そして、ポートＰ１に対応するコマンド信号ＰＳ１の内でバッファ１２ｂの先頭に格納されたコマンド信号ＰＳ１´と、ポートＰ２に対応するコマンド信号ＰＳ２の内でバッファ１２ｂの先頭に格納されたコマンド信号ＰＳ２´と、ポートＰ３に対応するコマンド信号ＰＳ３の内でバッファ１２ｂの先頭に格納されたコマンド信号ＰＳ３´との内、前記送信順位の高いポートに対応するコマンド信号から優先して子ノード２へ送信される。

以下、上記構成からなる本実施形態の通信システムのＴＣ１２具体的な動作について図３〜７を用いて説明を行う。なお、バッファ１２ｂには、各ポートＰ１〜Ｐ３を介して当該バッファ１２ｂに格納されて、各子ノード２Ａ〜２Ｃへ各々送信されるコマンド信号ＰＳ１〜ＰＳ３が１つずつ予め格納されているものとする。

まず、演算部１２ｄが、通信設定記憶部１２ｃのデータテーブルを参照して、各ポートＰ１〜Ｐ３の優先度を予め設定しており、当該優先度に基づいて各ポートの送信順位を設定する（ステップＳ１）。

ここで、各ポートＰ１〜Ｐ３を用いて送信された各コマンド信号ＰＳ１〜ＰＳ３のシリアル通信側での通信速度は、それぞれ１１５２００ｂｐｓ、１９２００ｂｐｓ、９６００ｂｐｓに設定される。そのため、図３に示すように、シリアル通信側での通信速度が最も速く設定されるコマンド信号ＰＳ１に対応するポートＰ１の優先度が１、前記通信速度が次に速く設定されるコマンド信号ＰＳ２に対応するポートＰ２の優先度が２、前記通信速度が最も遅く設定されるコマンド信号に対応するポートＰ３の優先度が３に設定される。

そして、演算部１２ｄは、当該優先度が高いポートから優先して送信順位を設定するため、ポートＰ１の送信順位を１、ポートＰ２の送信順位を２、ポートＰ３の送信順位を３に設定して、まず送信順位が１に設定されたポートＰ１を選択する（ステップＳ２）。

次に、演算部１２ｄは、図３に示す通信設定記憶部１２ｃのデータテーブルを参照して、シリアル通信部１２ｅから送信するコマンド信号の通信速度の設定を、送信順位が１のポート（Ｐ１）に対応する通信速度（１１５２００ｂｐｓ）に変更する（ステップＳ３）。

更に、演算部１２ｄは、前記送信順位が１に設定されたポートが複数存在するか否かを確認し（ステップＳ４）、送信順位が１に設定されたポートが１つの場合には、図５に示すように、選択されたポートＰ１の送信順位を設定なしにして、当該選択されたポート（Ｐ１）以外の残りのポート（Ｐ２，Ｐ３）の送信順位をそれぞれ１繰り上げる（ステップＳ５）。なお、ステップＳ５において、ポートＰ１を介してバッファ１２ｂに格納されたコマンド信号が複数存在する場合、ポートＰ１の送信順位は、バッファ１２ｂに格納された前記複数のコマンド信号が順次送信されて残り１つになるまで引き続き１に保たれて、その他のポートＰ２，Ｐ３の送信順位もそれぞれ２，３に保たれる。

そして、シリアル通信部１２ｅは、上記ステップＳ２で選択されたポート（Ｐ１）を用いてバッファ１２ｂに格納されたコマンド信号（ＰＳ１´）を、バッファ１２ｂから取り出して子ノード２Ａへ送信する（ステップＳ６）。

続いて、シリアル通信部１２ｅが、上記コマンド信号に対する応答待ち時間の計時を開始し（ステップＳ７）、予め設定された応答待ち時間が経過するまでに応答信号を受信した場合には、当該応答信号をマスタ装置１１へ送信する（ステップＳ８）。

また、上記ステップＳ７において、上記応答待ち時間が経過するまでに応答信号を受信できなかった場合には、応答待ちを解除してステップＳ１に戻る。

ここで、各子ノード２に対する上記応答待ち時間は、通信速度が速い子ノード２に対しては短く設定され、通信速度が遅い子ノードに対しては長く設定される。そのため、各子ノードの通信速度に応じた応答待ち時間が設定されて通信効率の向上を図ることができる。

次に、図５で示したように、上記ステップＳ５で送信順位が１繰り上げられて送信順位が１となったポートＰ２に対応するコマンド信号ＰＳ２´の送信が行われる。ここで、コマンド信号ＰＳ２´に対して、上記コマンド信号ＰＳ１´と同様にステップＳ１〜ステップＳ８の処理が行われて送信が行われる。

そして、通信設定記憶部１２ｃのデータテーブルは、図６に示すように。コマンド信号ＰＳ２´の送信処理が行われた際に、ステップＳ５においてポートＰ３の送信順位が１繰り上げられる。

続いて、通信設定記憶部１２ｃのデータテーブルが上記図６に示す状態となった後に、
マスタ装置１１から変換器１２へ新たなコマンド信号が送信されることなく、バッファ１２ｂにポート３に対応するコマンド信号ＰＳ３´以外の信号が格納されていない場合には、当該コマンド信号ＰＳ３´の送信処理が上記コマンド信号ＰＳ１´，ＰＳ２´と同様に行われる。

また、通信設定記憶部１２ｃのデータテーブルが上記図６に示す状態となった後に、マスタ装置１１から変換器１２へポートＰ１を用いてコマンド信号ＰＳ１´が送信された場合には、ポートＰ１の優先度が１であることからポートＰ１の送信順位も１に設定される。すると、図７に示すように、既に送信順位が１に設定されているポートＰ３と、上記新たに送信順位が１に設定されるポートＰ１とで送信順位が１のポートが重複する。

そして、上記で示したように、ステップＳ１において、送信順位が１のポートが重複した場合には、ステップＳ２において優先度の高い方のポート（Ｐ１）を選択する。更に、ステップＳ４において、上記ステップＳ２で選択されなかったポート（Ｐ３）の送信順位は繰り上げられることなく、ステップＳ６においてコマンド信号ＰＳ１´の送信が行われる。

そして、コマンド信号ＰＳ１´に対する送信処理が完了した後、コマンド信号ＰＳ３´の送信処理が行われる。

このようにして、本実施形態の通信システムでは、シリアル通信側での通信速度が速いコマンド信号に対応するポートから順に高い優先度が設定され、当該優先度が高いポートから優先して高い送信順位が設定されることで、通信速度の速いコマンド信号から優先して送信が行われるため、親ノード１と通信速度が互いに異なる複数の子ノード２とが効率よく通信を行うことができる。

更に、ＰＣ１１からＴＣ１２へコマンド信号を送信する際、ＰＣ１１が送信先の子ノード２の通信速度に応じて使用するポートを切り替えて、ＴＣ１２がコマンド信号の入力されたポートに応じた通信速度で当該コマンド信号の送信を行うことで、ＰＣ１１のみが各子ノード２の通信速度を記憶して、ＴＣ１２は各子ノード２の通信速度を記憶する必要がなくなるため、子ノード２を追加した場合であってもＰＣ１１の設定のみを変更すればよく、通信設定を容易に行うことができる。

（実施形態２）
本実施形態の通信システムと実施形態１の通信システムとで異なる点は、本実施形態では親ノード１が一つのパーソナルコンピュータ等の親機１６のみからなる点である。なお、それ以外の実施形態１と共通する構造については、共通の符号を付して説明を省略する。

親機１６は、図８に示すように、前記信号生成部１１ａと、前記バッファ１２ｂと、前記シリアル通信部１２ｅと、図９に示すようなデータテーブルを記憶する通信速度記憶部１６ａと、当該通信速度記憶部１６ａのデータテーブルを参照して各子ノード２の優先度に基づいて当該データテーブルの送信順位データを設定する演算部１６ｂとを備える。

速度情報記憶部１６ａは、各子ノード２の識別ＩＤと各子ノード２宛のコマンド信号に設定される通信速度及び各子ノードの優先度及び各子ノードの送信順位との対応関係を記憶する。ここで、前記優先度は、各識別ＩＤに対応して設定されており、通信速度が速い子ノード２の識別ＩＤから順に高く設定される。

また、送信順位は、バッファ１２ｂに格納されたコマンド信号に含まれる識別ＩＤ（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）にのみ前記優先度に基づいて設定される。そして、識別ＩＤＮｏ１に対応するコマンド信号ＱＳ１の内でバッファ１２ｂの先頭に格納されたコマンド信号ＱＳ１´と、識別ＩＤＮｏ２に対応するコマンド信号ＱＳ２の内でバッファ１２ｂの先頭に格納されたコマンド信号ＱＳ２´と、識別ＩＤＮｏ３に対応するコマンド信号ＱＳ３の内でバッファ１２ｂの先頭に格納されたコマンド信号ＱＳ３´と、識別ＩＤＮｏ４に対応するコマンド信号ＱＳ４の内でバッファ１２ｂの先頭に格納されたコマンド信号ＱＳ４´との内、前記送信順位の高い識別ＩＤに対応するコマンド信号から優先して子ノード２へ送信される。なお、通信設定記憶部１６ａのデータテーブルにおいて、送信順位が１の識別ＩＤが重複する場合（例えば、バッファ１２ｂにコマンド信号ＱＳ１´、ＱＳ４´が格納されている場合）、上位に格納されている識別ＩＤ（Ｎｏ１）を優先する。

このように、本実施形態における通信システムでは、優先度と送信順位とが各識別ＩＤに対して設定されており、演算部１６ｂが、通信速度の速いコマンド信号に対応する識別ＩＤから順に高い優先度を予め設定し、当該優先度の高い識別ＩＤから優先して高い送信順位を設定する。

そして、実施形態１と同様に、親機１６は、前記送信順位の高い識別ＩＤに対応するコマンド信号から順に子ノード２へ送信することで、通信速度の速いコマンド信号から優先して送信が行われるため、親ノード１と通信速度が互いに異なる複数の子ノード２とが効率よく通信を行うことができる。

また、各子ノード２に送信するコマンド信号の応答待ち時間についても実施形態１同様、送信先の子ノード２の通信速度に応じて設定されるため、親ノードと通信速度が互いに異なる複数の子ノードとの通信効率を更に高めることができる。

１ 親ノード
２、２Ａ〜２Ｄ 子ノード
３ 通信線
１１ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
１１ａ 信号生成部
１１ｂ ポート情報記憶部
１１ｃ ネットワーク接続部
１２ ターミナルコントローラ（ＴＣ）
１２ａ パケット通信部
１２ｂ バッファ
１２ｃ 通信設定記憶部
１２ｄ 演算部
１２ｅ シリアル通信部
１３ ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）
Ｐ１〜Ｐ３ ポート

Claims (3)

1. 識別ＩＤを有する複数の子ノードが親ノードに接続され、親ノードと複数の子ノードとが識別ＩＤを用いてポーリング／セレクティング方式でシリアル通信を行う通信システムにおいて、
   少なくとも１つの子ノードは、他の子ノードと異なる通信速度に設定され、
   親ノードは、識別ＩＤを含む一乃至複数の送信待ち信号を格納するバッファと、各子ノードの通信速度に関する情報を記憶する速度情報記憶部と、当該速度情報記憶部を参照して通信速度が速い子ノード宛の信号から順に高い優先度を予め設定しバッファに格納された送信待ち信号に対して優先度に基づいて送信順位を設定する演算部と、当該送信順位に従って信号の送信を行うシリアル通信部とが設けられることを特徴とする通信システム。
2. 前記親ノードは、各子ノードに送信した信号に対する応答待ち時間を、各子ノードの通信速度に応じてそれぞれ設定することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 前記親ノードは、複数のポートを用いて互いにパケット通信を行うマスタ装置と変換器とで構成され、当該変換器は、マスタ装置から送信されるパケット信号をシリアル信号に変換して子ノードへ送信すると共に、子ノードから送信されるシリアル信号をパケット信号に変換してマスタ装置へ送信し、
   前記マスタ装置は、各子ノードの識別ＩＤと各ポートとの対応関係を記憶するポート情報記憶部を備え、当該ポート情報記憶部を参照して変換器へ送信する信号に含まれる子ノードの識別ＩＤに応じて使用するポートを切り替え、
   前記変換器は、各子ノードとシリアル通信を行い、前記バッファと、各ポートとシリアル通信側での信号の通信速度との対応関係を記憶する速度情報記憶部と、当該速度情報記憶部を参照してシリアル通信側での信号の通信速度を速く設定するポートを用いて入力される信号から順に高い優先度を予め設定し、バッファに格納された送信待ち信号に対して優先度が高い信号から優先して高い送信順位を設定する演算部と、当該送信順位に従って信号の送信を行うシリアル通信部とを備えることを特徴とする請求項１または２記載の通信システム。

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