JP2011045076A - ネットワークにおいて複数のタイミングマスターを検出するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リング型ネットワークでデータを搬送する通信システム、及びポートアーキテクチャを提供する。
【解決手段】タイミングマスターとして動作するネットワークノードが、プリアンブル、データフィールド及び時間情報を表す時間カウントフィールドを有するフレームを生成する。ネットワークフレームの個々のビットを生成し、ネットワーク上に送信し、それらは、他のネットワークノードを通過して、リング型バスを通ってタイミングマスターにまで転送され、それが未だ生成中のフレームの一部を受信することとなり、フレームの厳密な制御を保証している。フレーム内の受信した時間カウントフィールドと送信したフィールドとを比較し、両フィールドが同一である場合には、バス上に他のタイミングマスターは無く、別のタイミングマスターが有る場合、時間カウントフィールドの内容を上書きするため、受信フィールドは、送信したものと等しくならない。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信システム、通信システムのポート及び通信システムの管理方法に関し、好ましくは、通信を可能にするために互いにデイジーチェーン方式で結合された二つ以上のポートから成るリング型ネットワークとして構成された同期通信システムに関する。

通信システムは、一般的に、伝送線によって相互接続されたノード間の通信を可能にするシステムとして知られている。各ノードは、伝送線を介して情報を送受信することができる。そのようなノードが相互接続された通信システムは、バス、リング、スター又はツリー型トポロジー、或いはそれらの組合せなどの様々なトポロジーで構成することができる。

バス型トポロジーのネットワークは、一般的に、直線型と看做されている。一つのノードからの送信情報は、伝送線に沿って伝播し、そのバスと接続された全ての他のノードによって受信される。しかしながら、リング型トポロジーのネットワークは、一般的に、単一の閉ループを形成する単方向の送信リンクによって互いと接続された一連のノードから構成されている。リング型ネットワークの例が、ＩＥＥＥ８０２．５及び光ファイバーデータ分配インタフェース（ＦＤＤＩ）に記載されている。

ノード間の伝送線は、有線方式又は無線方式とすることができ、例えば、それぞれ選択した伝送線毎に銅線、光ファイバー又は無線送信媒体とすることができる。

リアルタイム用途又は同期ストリーミングデータ伝送用の通信システムは、待ち時間が短く、伝送オーバーヘッドが小さくなければならない。それに加えて、多くの場合、ノード間でクロックを同期させるとともに、更に全てのノードのための時間基準を配備することが必要である。

特許文献１は、広範囲な双方向通信に基づくネットワークノード間の時間同期方法を開示している。そのような双方向通信は、短い間隔で規則的に行われた場合、大きな負荷をネットワークにかける。更に、通信データを評価するためには、大きな計算能力が必要である。タイミングの同期のために、リードコンピュータは、タイミング情報を分配している。そのような目的を持つリードコンピュータの役割をネットワーク内の特定のコンピュータに割り当てなければならない。大抵のネットワークでは、コンピュータが、ネットワークと接続されたり、ネットワークから取り外されたりしている。そのため、二つ又はそれ以上のリードコンピュータが、タイミング情報を分配する場合が有る。ネットワーク内の複数のリードコンピュータを識別する方法は、開示されていない。

米国特許第５，９０７，６８５号明細書

本発明が解決しようとする課題は、個々のノード間での時間変動を最小とする形で、リング型トポロジーを有するネットワーク上の複数のネットワークノードに共通のリアルタイムクロックを分配することである。本発明の目的は、ただ一つのタイミング基準がネットワーク内に存在することを保証することである。メモリ及び処理能力に関する要件を小さくする。

本課題の解決策は、独立請求項に記載されている。従属請求項は、本発明の更なる改善策に関するものである。

本発明は、リング型ネットワークと接続されるとともに、更にそのようなネットワーク上にタイミング情報を送信するように構成された第一のネットワークノードを有する。このノードは、ネットワーク上にデータを送信する際に用いられるネットワーククロック用のタイミング基準である。このノードは、更に、ユニークなタイミング情報を格納したデータフィールドを送信する。この第一のネットワークノードが、タイミング情報を有する少なくとも一つのデータフレームを送信ポートで送信すると、このノードは、リング型ネットワークを一周する伝播時間だけ遅れて、同じデータを受信ポートで受信する。データがリング型バスを一周する全体的な時間遅延が、データフレームの長さに相当する時間よりも短いことが不可欠である。それによって、タイミングマスターとして動作する第一のネットワークノードが、それがちょうど送信しているのと同じフレームの少なくとも一部を受信できることを保証している。ここで、他のタイミングマスターをチェックするために、この第一のネットワークノードは、受信ポートで受信したタイミング情報を送信ポートで送信したタイミング情報と比較することができる。送信したタイミング情報が、受信したタイミング情報と同一である場合には、ネットワークには他のタイミングマスターは存在しない。少なくとも一つの第二のタイミングマスターがネットワーク上に存在する場合、第二のタイミングマスターは、タイミング情報を自分自身のタイミング情報で上書きした後、受信したフレームをネットワーク上に転送する。第二のタイミングマスターのタイミング情報が第一のタイミングマスターのタイミング情報と異なっている確率は高い。従って、第一のバスノードは、それが送信したものと異なるタイミング情報を受信することとなる。そこで、そのような場合には、第一のバスノードは、少なくとも別のタイミングマスターがネットワーク上に存在して、タイミング情報を送信していることを知る。その結果、そのようなタイミングマスターの競合を解決するために、調停機構を始動することができる。

この方法は、タイミングマスターによって送信される全てのデータフレームに継続して適用することができる。従って、タイミングマスターの機能を引き継いだ最新のバスノードが挿入されたことを識別することができる。

ネットワークにおけるフレームの全体的な遅延が、ネットワークフレームの時間よりも大きい場合、それに応じてネットワークフレームのサイズを調整する。上記の方法では、タイミングマスターとして動作する第一のネットワークノードは、それがちょうど送信しているものと同じフレームの少なくとも一部を受信して、それが同じフレームであることを検証できることが必要である。ネットワーク上に送信されているフレームに大きな時間遅延が有る場合、第一のバスノードは、ちょうど受信したフレームが、それ自身が送信したフレームであることを保証することができない。

この方法の利点は、タイミングマスターとして動作するネットワークノードの機能に関する追加情報を必要とせず、そのため、ネットワーク内に一つのタイミングマスターしか存在しないことを検証するための追加的なスペースがフレームを占有しないということである。

一般的に、時間カウントは、ミリ秒やマイクロ秒の時間単位での任意の時間に関するカウンタ値とするか、或いは送信したビット、バイト又はネットワークフレームのカウントとすることもできる。

本発明のネットワークノードは、少なくとも、
フレームの始まりを示すためのプリアンブル６１と、
データフィールド６３と、
時間カウントフィールド６２と、
から成る少なくとも一つのフレーム６０を生成するように構成された第一の通信ポート１１を有する。

少なくとも一つのフレーム６０は、所定のビット数を有する。好ましくは、フレーム毎のビット数は一定である。更に、本発明のネットワークノードは、時間カウンタ１３の値などのタイミング情報を時間カウントフィールド６２に挿入する手段を有する。

本発明のネットワークノードは、更に通信回線からデータを受信する第二の通信ポート２１を有する。好ましくは、この通信ポート２１は、フレームを保存するとともに、フレーム又はフレームの少なくとも一部を分析するためのフレームバッファ兼デコーダ２２を有する。データを受信すると、第二の通信ポート２１は、可能であれば、先ずはプリアンブル６１と同期を採る。

更に、本発明のネットワークノードは、時間カウントフィールド６２のタイミング情報と、送信済み又は未だ送信中の最新の時間カウントフィールドの情報とを比較する手段を有する。両方の時間カウントフィールドが同一でない場合、ネットワークには別のタイミングマスターが存在するはずであり、そのため、そのような競合を解決するための調停機構が始動される。

好ましい実施形態では、生成したフレーム６０をカウントするための時間カウンタ１３が配備される。そのような時間カウンタ１３のビット値は、好ましくは、ｍビットの一定のサイズを有する所定数ｎ個のセグメントに分割される。ｍは、任意の数であり、好ましくは、４〜１６である。ｍは、例えば、８又は１６である。好ましくは、時間カウントフィールドのサイズもｍビットである。この場合、個々のセグメントは、連続するフレーム６０の時間カウントフィールド６２に挿入される。従って、ｎ個のフレーム毎に、完全な時間カウンタ１３が、フレーム６０に格納されて、ネットワーク上に転送される。好ましくは、フレーム６０のサイズは一定である。一つの時間カウンタ１３の値を格納するｎ個のフレーム１６は、ｎ個のフレームのセット８１と呼ばれる。ｎ個のフレームのセット８１は、それぞれ異なる時間カウント値を格納している。従って、ｎ個のフレームのセット８１は、ユニークなセットである。これらのフレームは、ポートによって組み立てられる。ポート毎に、フレーム生成器を配備することができる。例えば、フレーム生成器によるフレームの組立てに続いて、第一の通信ポート１１が、そのフレームを伝送線５０を介して送信する。

本発明による第二の通信ポート２１は、連続するフレーム６０の時間カウントフィールド６２を復号するとともに、ｎ個のフレームのセットを受信した後で時間カウント値を再び組み立てるように構成されている。この目的のために、第二の通信ポート２１は、好ましくは、連続するｎ個のフレーム６０の時間カウントフィールド６２の値が転送される受信時間カウントレジスタ２４を有する。第二の通信ポート２１は、ｎ個のフレーム６０のセットを受信した後に、時間カウンタ１３に関する完全な情報を受信したことになる。従って、受信時間カウントレジスタ２４は、最新の送信された時間カウント値１３を格納している。この受信時間カウントレジスタ２４は、送信された時の時間カウントに対応する値を表している。これらのフレームのサイズとビットレートが既知であるため、その値から、送信時間を導き出すことができる。受信時間カウント値は、送信時間カウント値に対して、幾らかの時間遅れている。典型的には、そのような遅延時間は、ｎ個のフレームに、第一及び第二の通信ポートの幾らかの内部処理遅延と信号のネットワーク伝播遅延とを加えたものである。正確な実時間基準を生成するために、そのような遅延を受信した時間カウント値から計算した時間に加えることができる。大抵の場合、そのようなことは不要である。ビデオ信号は、ネットワーク上を伝播し、そのため、フレームの時間カウントフィールドにおける時間カウント値信号と同じ長さの時間遅れるので、ビデオ伝送では、例えば、正確な相対的な時間基準で十分である。

本実施形態では、送信したタイミング情報が受信したタイミング情報と同一であることを検証するために、ｎ個のフレームのセットを評価又は比較しなければならない。それに代わって、最下位ビットを格納するフレームを評価することができる。

好ましくは、第一の通信ポートは、ビットを生成するための安定したクロック１５と、生成したフレーム６０の数をカウントするための時間カウンタ１３とを有する。このクロック１５は、水晶発振器、或いはオーディオ又はビデオソースなどの基準と同期させることができる。好ましくは、ＰＬＬがそこで用いられる。

時間カウンタ１３の値に加えて、時間カウントに関するチェックサム値を時間カウントフィールドに格納することができる。好ましくは、そのような時間カウントに関するチェックサムは、ｎ個のフレームのセットの最後に格納される。このチェックサムは、ｎ個のフレームのセット８１又はそのサブセットの時間カウントフィールドに渡って計算される。第二の通信ポート２１は、有効な時間カウントに関するチェックサムを受信した場合にのみ、その受信した時間カウントを更新する。この場合、時間カウントに関するチェックサムは、ネットワーク上に第二のタイミングマスターが存在するか否かを確認するために評価することもできる。

一般的に、時間カウンタ１３は、好ましくは、フレーム６０をカウントするが、他のエンティティをカウントすることもできる。そのようなエンティティは、ネットワーク上を伝送されるビット又はバイトとすることができる。秒、ミリ秒又はマイクロ秒単位の絶対的又は相対的な時間間隔をカウントすることもできる。そのような特殊な場合には、時間カウンタ１３が個々のビットをカウントして、フレームのサイズを変化させることができる。

時間カウンタ１３は、任意の値にプリセットすることができる。特に、通信を開始する時に、時間カウンタ１３をゼロ、時刻を表す値、任意のマスタ時間基準、或いはゼロ以外の任意の数に設定することができる。時間カウンタ１３は、動作中に、例えば、実際の時刻又はマスタ時間基準に対して大きな差がある場合にプリセットすることもできる。

好ましくは、第一の通信ポート１１の時間カウンタ１３は、カウンタ値の第一のセグメントが一つのフレームに組み入れられる直前に増分される。従って、時間カウンタ１３は、ｎ個のフレーム毎に増分され、送信されたフレーム数の１／ｎを表す。

別の実施形態では、第一の通信ポート１１の時間カウンタ１３は、カウンタ値の第一のセグメントが一つのフレームに組み入れられて、ｎ個のフレームのセットの組み立てが開始する直前に、ｎカウント増分される。従って、時間カウンタ１３は、ｎ個のフレーム毎にｎだけ増分され、送信されたフレーム数を表す。ｎ個のフレームのセット８１の個々のフレームの間では、時間カウンタ１３は、その値を混乱させてしまうので、増分されない。時間カウンタ１３がフレーム６０毎に増分される場合には、第一のカウンタ値をフレームに組み入れる前にカウンタ値を保持するラッチである時間カウントレジスタ１４が配備される。その場合、時間カウントレジスタ１４の値は、ｎ個のフレームのセット８１毎に使用される。

好ましくは、フレーム内の時間カウントフィールド６２は、カウンタ値が２進又はＢＣＤ符号化された部分を持つことができる。

好ましくは、第二の通信ポート２１は、その受信機をネットワーク上に伝送されているビットと同期させるための安定したローカルクロック２５を有する。好ましくは、ローカル発振器をネットワーク上に伝送されているビットと同期させるためのＰＬＬが配備される。このローカル発振器は、好ましくは、ビット周波数よりも高い周波数を有する。

別の実施形態では、ネットワークノードは、ユニークなネットワークノードＩＤを有する少なくとも一つのフレーム６０を生成する。そのようなＩＤは、ユニークな数を持つことができる。その数は、絶対的にユニークである必要はなく、ユニークである確率が高い数とすることもできる。タイミングマスターとしての二つのネットワークノードが、時間カウントフィールドの値が同じであるフレームを送信する確率が非常に小さい場合、両方のノードは、それらが送信したフレームを受信する。従って、各ノードは、ネットワーク内の唯一のタイミングマスターであると確信することになる。これらのネットワークノードによって送信されたフレームがユニークな追加ＩＤを有する場合、各ノードは、受信したフレームが異なるノードによって送信されたことを、そのため、ネットワークに別のタイミングマスターが存在することを識別することができる。適切でユニークなＩＤは、データフィールド又は時間カウントフィールドの一部である１６ビットの値とすることができる。それは、生成時毎にネットワークノードでプログラミングされた値とすることができる。それは、ネットワークノード内の乱数発生器によって生成された値とすることもできる。

本発明による通信システムは、前述した通りの少なくとも一対の通信ポート１１，２１を有する。好ましくは、それより多い数の通信ポート１１，２１が有る。

本発明によるバスノード又はネットワークノード１０は、少なくとも請求項１に記載の第一の通信ポート１１と請求項１に記載の第二の通信ポート２１の特徴を備えた通信ポートを有する。

本発明による通信システム上に時間カウント情報を送信するとともに、その通信システム上の少なくとも一つの第二のタイミングマスターを検出するための方法は、
タイミング情報を格納した少なくとも一つのネットワークフレームを生成する工程と、
ネットワークフレームの少なくとも一部を受信している間に、ネットワークフレームの他の部分を送信している工程と、
受信した時間情報と以前に送信した時間情報を比較する工程と、
それらの時間情報が同一でない場合に、少なくとも別のタイミングマスターが存在することを識別する工程と、
を有する。

ネットワークフレームは、好ましくは、
フレームの始まりを示すプリアンブル６１と、
データフィールド６３と、
保存している送信フレーム数を表すビット数の１／ｎの数のビットだけを格納する時間カウントフィールド６２と、
を有し、ｎ個の連続する時間カウントフィールドが、保存している送信フレーム数を表す。

本発明による通信システム上に時間カウント情報を送信するための方法の別の実施形態は、
送信したフレーム数をカウントする工程と、
送信したフレーム数を保存する工程と、
少なくとも、フレームの始まりを示すプリアンブル６１と、データフィールド６３と、保存している送信フレーム数を表すビット数の１／ｎの数のビットだけを格納する時間カウントフィールド６２とを有するｎ個のフレームのセットを生成し、ｎ個の連続する時間カウントフィールドが、保存している送信フレーム数を表す工程と、
を有する。

本発明による通信システム上で時間カウント情報を受信するための方法の別の実施形態は、
少なくとも、フレームの始まりを示すプリアンブル６１と、データフィールド６３と、保存している送信フレーム数を表すビット数の１／ｎの数のビットだけを格納する時間カウントフィールド６２とを有するｎ個のフレームのセットを受信し、ｎ個の連続する時間カウントフィールドが、保存している送信フレーム数を表す工程と、
連続するｎ個のフレームの時間カウントフィールドを保存する工程と、
受信した送信フレーム数をｎ個の受信した時間カウントフィールドから組み立てる工程と、
を有する。

本発明では、時間基準が完全に失われるか、或いはポートがネットワークと接続された場合に、最大でほぼ２×ｎ個のフレーム後に、典型的には２×ｎ−１個のフレーム以内に容易に再同期を採ることが可能である。ｎ個のフレームのセットの第二のフレームが送信された直後に再同期化を開始する場合、第二のポートは、そのポートがこのセットの第一のフレームで始まるｎ個のフレームの完全なセットを受信できるまで待つものとする。最適化された認識手順によって、再同期化の時間をｎ個のフレームにまで低減することさえ可能である。更に、各フレームが完全な時間情報の１／ｎだけを格納しているので、時間又は時間カウント情報を伝送するためのオーバーヘッドは非常に小さい。本発明によって、非常に正確で長時間に渡る同期を実現することができる。一方では、長時間に渡る同期は、高い精度の時刻値を格納することも可能な時間カウント値を伝送することによって達成することができる。

そのような高い精度は、異なるタイミングマスターが異なる時間基準を有し、そのため、ネットワーク上に異なる時間情報が送信される確率を増大させるので、ネットワーク上の別のタイミングマスターの検出も簡単になる。

以下では、図面と関連する実施例に基づいて、本発明の例を説明するが、本発明の基本的な技術思想を制限するものではない。

本発明によるネットワークノード及び通信システム 本発明によるデータフレーム６０の例 時間カウント情報を搬送する複数のフレーム 個々のフレームの時間カウントフィールドへの時間カウント値の配分方法

図１には、本発明による好ましい実施形態が図示されている。第一のネットワークノード１０、第二のネットワークノード３０及び第三のネットワークノード４０が、ネットワーク線５０を介して接続されており、リング型ネットワークを構成している。これと異なる数のネットワークノードをネットワークと接続できることは明らかである。最小のネットワークは、第一のネットワークノード１０と第二のネットワークノード３０で構成される。

第一のネットワークノード１０は、他のネットワークノード３０，４０とデータを交換するアプリケーションを収容する第一のコントローラ１８を有する。そのアプリケーションは、カメラなどのビデオソースとすることができる。

更に、第一のネットワークノード１０は、第一の通信ポート１１を有する。この通信ポート１１は、クロック発生器１５によるクロックと同期して、フレームを生成させるフレーム生成器１２を有する。更に、送信したフレーム又は他の時間情報をカウントする時間カウンタ１３と、ｎ個のフレーム毎に時間カウンタ１３の値を保存する送信時間カウントレジスタ１４が配備されている。フレーム生成器１２は、時間カウントフィールド６２を有するフレームを組み立て、各フレーム６０の時間カウントフィールド６２は、時間カウンタ１３又は時間カウントレジスタ１４の情報の一部を格納している。

第一のネットワークノードは、更に第二の通信ポート２１を有する。この通信ポート２１は、受信フレームのバッファリングと復号を行うフレームバッファ兼デコーダを有する。それは、好ましくは、受信フレーム又はそのビットと同期するクロック発生器２５からクロックを供給されている。更に、クロック発生器２５を第一の通信ポートのクロック発生器１５と同一にすることができる。更に、受信時間カウンタ２３が、受信したフレームをカウントするために配備されている。受信時間カウントレジスタ２４は、連続するフレーム６０で受信したｎ個の時間カウントフィールド６２から時間カウント情報を組み立てる役割を果たしている。

受信時間カウントレジスタ２４は、ネットワーク上のノード３０及び４０を伝送されて来たカウント情報を組み立てて、その値を送信時間カウントレジスタ１４の値と比較する。両方の値が同一である場合、ネットワーク上に別のタイミングマスターは無い。両方の値が異なる場合、ネットワークノードの中の一つが、ネットワーク上の別のタイミングマスターである。

図２には、本発明によるデータフレーム６０の例が図示されている。このフレーム６０は、フレームの始まりを示すとともに、追加的な同期ビットを格納することができるフィールドのプリアンブル６１を有する。更に、フレーム６０は、時間カウントから導き出された時間カウント情報を格納する時間カウントフィールド６２を有する。この時間カウントフィールド６２は、タイミングマスターによってのみ修正される。その他の全てのネットワークノードは、その内容を読むことだけができる。フィールド６３と６４は、ペイロードとも呼ばれる同期データ及び非同期データを伝送するために使用される。これらのフィールドは、ビットグループ６７に分割することができる。フレーム６０の最後に、制御ビット６５が送信される。これらのビットは、少なくともチェックサムと追加情報を格納することができる。

図３には、本発明によるフレームシーケンスが図示されている。これらのフレーム内の時間カウントフィールド７０〜１７１は、時間カウント情報を格納している。時間カウントフィールド７０は、第一のフレームセットに属する。六つの時間カウントフィールド７１〜７６は、第二のフレームセットに属する。時間カウントフィールド１７１は、第三のフレームセットに属する。第二のフレームセットの始まりは、符号化違反形態とすることができる時間カウント開始識別子７８によって示される一方、第三のフレームセットの始まりは、時間カウント開始識別子７９によって示される。時間カウントフィールド７１〜７６の値は、第二の通信ポート２１によって、受信時間カウントレジスタ８０において一緒に組み立てられて、それは、第一の通信ポート１１によって送信された時間カウント値を表す。

図４には、個々のフレームの時間カウントフィールドへの時間カウント値の配分方法が詳細に図示されている。この例では、時間カウントが、三つの異なる状態で図示されている。第二のフレームセットの送信前の第一の状態８２では、時間カウントのカウント値は、１４１９８０７２である。好ましくは、この値はメモリに保存される。この数の２進表現（１１０１ １０００ １０１０ ０１０１ ００１１ １０００）は、４ビット長のｎ＝６個のパケットに分割されて、各フレームの時間カウントフィールド７１〜７６を用いて、受信機に送信される。受信機は、これらの４ビット長のパケットを連続して受信し、それらを受信時間カウントレジスタ８０に保存する。完全なフレームセット（この例では六つのフレーム）が受信された後で、受信時間カウントレジスタの内容は、時間カウンタのカウント値の２進表現を表わすこととなる。好ましくは、フレームセットの第一の時間カウントフィールドを示すために、制御ビットなどのフレーム同期手段が配備される。そこで、受信機は、第二のフレームセットの第一のフレームの開始時間において、時間カウンタの値と同じ時間カウント値を有することとなる。その時間カウント値から、実時間情報を導び出すことができる。正確な時間情報を得るためには、完全なフレームセットの送信によって生じる遅延と、送信機を始めとして受信機までのネットワークコンポーネントの実行時間遅延とを考慮することもできる。

送信機が第一のフレームセットを送信した後、送信機は、この例では、６に等しい送信フレーム数だけ時間カウントを増加させている。従って、新しい時間カウント値は、１４１９８０７８である。又もや、時間カウント１８２の値の２進表現（１１０１ １０００ １０１０ ０１０１ ００１１ １１１０）が、メモリに保存されて、第三のフレームセットの六つの個々の時間カウントフィールド１７１〜１７６としてネットワーク上に送信される。これらは、又もや受信機によって受信されて、受信時間カウントレジスタ１８０の値として組み立てられる。同じことは、又もや６だけ増加した、次の時間カウント値２８２で始まる第四のフレームセットにも適用される。このカウンタを任意の所定値だけ増加できることは明らかである。又もや、このカウンタ値の２進表現が、メモリに保存されて、六つの個々の時間カウントフィールド２７１〜２７６でネットワーク上に送信され、それらが、又もや受信機によって、受信時間カウントレジスタ２８０において組み立てられる。

フレームセットの第一の時間カウントフィールドを識別するために制御ビットを用いる代わりに、受信機は、個々のフレームの時間カウントフィールドのビットグループを比較することができる。第一の工程では、互いにｎフレーム離れたフレームの時間カウントフィールドを比較する。ｎは、フレームセットにおけるフレーム数である。ここで、ｎは、フレーム当りｍビットの時間カウントフィールドによって表すことができる状態の最大数（２のｍ乗）よりも小さいと仮定している。４ビットの時間カウントフィールドの例では、状態の最大数は１６である。従って、ｎは１６未満である。ここで、ｎフレーム離れた（この例で６フレーム離れた）時間カウントフィールドの間では、最下位の時間カウントフィールド７６，１７６，２７６が、その値を変化させている。第二のフレームセットでは、最下位の時間カウントフィールド７６の値は１０００である。６フレーム離れた第三の時間カウントフィールド１７６の値は１１１０であり、更に６フレーム離れた第四のカウントフィールド２７６の値は０１００である。それらとは対照的に、それより上位の時間カウントフィールド、特に、又もや６フレーム離れた最上位の時間カウントフィールド７１，１７１，２７１は変化していない。ここで、受信機は、フィールド７１の時間カウントに対してビットが変化していない最上位の時間カウントフィールド１７１から始めて、時間カウントフィールド７６に対してビットが変化している最下位の時間カウントフィールド１７６まで、時間カウントレジスタにおける時間カウントフィールドの組立てを開始することができる。場合によっては、最下位の時間カウントフィールドのビットが変化するだけでなく、我々の例では、時間カウントフィールド２７５などの、それより上位の時間カウントフィールドのビットも変化する。ここで説明した方法は、そのような場合にも機能する。六つの連続した時間カウントフィールドが変化する稀な場合には、そのような時間カウントフィールドのセットをスキップして、その次の三つの時間カウントフィールドに対して同じ方法が繰り返えされる。

ｎが２のｍ乗に等しいか、より大きい場合には、最下位の時間カウントフィールドが変化しない場合が有る。例えば、１６個のフレームが一つのフレームグループに属する場合、１５番目のフレームのビットが変化し、１６番目のフレームのビットが変化しないことが有る。そのようなことは、受信時間カウントレジスタにおいてフレームを組み立てることによって、考慮しなければならない。

１０ 第一のネットワークノード
１１ 第一の通信ポート
１２ フレーム生成器
１３ 時間カウンタ
１４ 送信時間カウントレジスタ
１５ クロック発生器
１８ 第一のアプリケーション
２１ 第二の通信ポート
２２ フレームバッファ兼デコーダ
２３ 受信時間カウンタ
２４ 受信時間カウントレジスタ
２５ クロック発生器
２８ 第二のアプリケーション
３０ 第二のネットワークノード
４０ 第三のネットワークノード
５０ ネットワーク線
６０ データフレーム
６１ プリアンブル
６２ 時間カウントフィールド
６３ 同期データ
６４ 非同期データ
６５ 制御ビット
６７ ビットグループ
７０ 第一のフレームセットの最後の時間カウントフィールド
７１〜７６ 第二のフレームセットの時間カウントフィールド
７８ 第二のフレームの時間カウント開始識別子
７９ 第三のフレームの時間カウント開始識別子
８０ 受信時間カウントレジスタ
８１ ｎ個のフレームのセット
８２ 時間カウント
１７１〜１７６ 第三のフレームセットの時間カウントフィールド
１８０ 受信時間カウントレジスタ
１８２ 時間カウント
２７１〜２７６ 第四のフレームセットの時間カウントフィールド
２８０ 受信時間カウントレジスタ
２８２ 時間カウント

Claims (9)

1. タイミングマスターとして動作する、リング型バスネットワークのネットワークノードであって、
   このネットワークノードは、少なくとも一つのフレーム（６０）を生成するように構成された第一の通信ポート（１１）と、その少なくとも一つのフレーム（６０）を受信する第二の通信ポート（２１）とを有し、
   この少なくとも一つのフレーム（６０）が、少なくとも、
   プリアンブル（６１）と、
   データフィールド（６３）と、
   時間カウンタ（１３）の時間情報を表す時間カウントフィールド（６２）と、
   を有し、
   第二の通信ポート（２１）は、受信した時間カウントフィールドと第一の通信ポートによって生成された時間カウントフィールドとを比較して、比較した時間カウントフィールドが等しくない場合に、少なくとも一つの別のタイミングマスターが存在することを信号で伝え、
   リング型バスを一周するフレームの伝播遅延が、フレームの長さに相当する時間よりも短く、その結果、第一の通信ポートがフレームを送信している間に、第二の通信ポートが、そのフレームの少なくとも一部を受信することとなるネットワークノード。
2. 時間カウンタ（１３）が、フレーム、バイト、ビット、搬送するビデオフレーム及び時間間隔の中の一つをカウントすることを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
3. 時間カウンタ（１３）のビット値を所定数ｎ個のセグメントに分割して、各セグメントをｎ個の連続するフレームの時間カウントフィールド（６２）に配置することを特徴とする請求項１又は２に記載のネットワークノード。
4. 第二の通信ポート（２１）が、ｎ個の連続するフレームの時間カウントフィールド（６２）を評価することによって、時間カウンタ（１３）の値を再び組み立てるように構成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載のネットワークノード。
5. 水晶発振器、或いはオーディオ又はビデオソースなどの基準と同期可能な、フレームを生成するための安定したクロック（１５）を特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載のネットワークノード。
6. 生成されたｎ個のフレームのセット（８１）の中の少なくとも一つが、時間カウントフィールド（６２）の時間カウントに関するチェックサムを格納していることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載のネットワークノード。
7. 生成されたｎ個のフレームのセット（８１）の中の少なくとも一つが、ユニークなＩＤ値を格納していることを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード。
8. リング型バス上において複数のタイミングマスターを検出する方法であって、
   時間、ビット、バイト又は送信フレーム数をカウントすることによって、時間情報を生成する工程と、
   少なくとも一つのフレームを生成し、各フレームが、少なくとも、
   フレームの始まりを示すプリアンブル６１と、
   データフィールド６３と、
   カウントした時間情報を表す時間カウントフィールド６２と、
   を有する工程と、
   フレームを通信システム上に送信する工程と、
   リング型バスを通過後のフレームを受信する工程と、
   受信した時間カウントフィールドと送信した時間カウントフィールドとを比較する工程と、
   を有する方法。
9. カウントした時間情報を表すビット数の１／ｎの数のビットだけを格納する時間カウントフィールドを有するフレームを生成し、ｎ個の連続した時間カウントフィールドが、カウントした時間情報を表すことと、
   ｎ個の受信した時間カウントフィールドから、受信した時間カウントの数値を組み立てることと、
   特徴とする請求項８に記載の方法。

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