JP2015073275A - UARTRing通信におけるID自動設定方法 - Google Patents

UARTRing通信におけるID自動設定方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ネットワークに接続され互いにデータを送受信する通信装置の固有ID設定がネットワーク上で自動的にできるようにするUART Ring通信におけるID自動設定方法を提供する。
【解決手段】マスタおよび複数のスレーブが、リング型ネットワークで構成されるUART Ring通信におけるID自動設定方法であって、マスタを初期化して、マスタIDを出力する段階と、複数のスレーブが、マスタIDを受信して、自体のIDをマスタIDに基準値を足した値に設定して出力する段階と、複数のスレーブが、受信したIDと自体のIDとが同じか否かにより自体のIDを変更する一方、マスタが、スレーブから出力されたIDを受信して、受信したスレーブID値に応じてスレーブIDの現在の最高値を変更する段階と、スレーブIDの現在の最高値によりID設定を終了するか、または、スレーブIDを再設定する段階と、を有するように構成する。
【選択図】図2

Description

本発明は、UART Ring通信におけるID自動設定方法に関し、詳細には、ネットワークに接続され互いにデータを送受信する通信装置の固有IDの設定がネットワーク上で自動的に行われるようにするUART Ring通信におけるID自動設定方法に関する。
通信とは、装置間で必要なデータをやり取りする一連のシステムをいい、ユニバーサル非同期送受信回路(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter;UART)は、コンピュータに接続された直列装置に向けたインターフェースを制御するプログラムが入っているマイクロチップであり、モデムやその他の直列装置などと通信したりデータをやり取りしたりできるようにする。
このUARTを利用したUART通信は、汎用CPUに組み込まれたユニバーサル通信であり、一般に、装置間の通信のために用いられる通信である。
通信ネットワークにおいて通信の流れを制御するよう構成された装置をマスタ(master)といい、マスタの信号によりそれに対応する動作を行うよう構成された装置をスレーブ(slave)といい、通信のため装置ごとに固有IDが使用できなければならない。
一般に、固有IDは、ユーザが設定するが、ユーザが固有IDを誤って設定した場合、同じネットワーク上に同じIDを有する装置があれば、装置間で衝突が発生して通信ができない場合が生じうる。
通信トポロジー(topology)のうちリング(ring)トポロジーは、装置がリング形態のネットワーク網を形成して、隣接する装置間でデータ送信が行われるように構成された形態の通信網である。
図1は、通常のリング型ネットワークにおけるデータの流れを示した図面であり、マスタ10および複数のスレーブ(11、12、13)は、隣接する装置と1つの通信ライン(L1、L2、L3、L4)で接続されており、マスタ10がデータを受けようとするスレーブにデータを要求すると、要求を受けたスレーブは、データを通信ラインへ出力し、データは隣接するスレーブを介して最終的にマスタ10に送信される。
例えば、マスタ10が第2スレーブ12のデータを要求するのにデータ要求信号を出力すると、データ要求信号は、通信ライン(L1、L2)を経て第2スレーブ12に送信され、第2スレーブ12が、データ信号を出力すれば、出力されたデータ信号は、通信ライン(L3、L4)を経てマスタ10に送信される。
このとき、複数のスレーブ(11、12、13)のうち2つ以上のスレーブが、同じIDを有するように設定された場合、マスタ10のデータ要求に応答して、同じIDを有する2つ以上のスレーブが共にデータを通信ラインに出力することになるので、通信ラインでデータ衝突が生じ、通信がスムーズにできなくなる。
このように通信ラインでデータが衝突して通信ができないのは、スレーブが同じIDに設定されたためであり、このようなID設定エラーは、ユーザが直接IDを設定する過程で誤って設定することに起因する場合が多い。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、ネットワークに接続され互いにデータを送受信する通信装置の固有ID設定がネットワーク上で自動的に行われるようにするUART Ring通信におけるID自動設定方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の一実施形態によると、本発明は、マスタおよび複数のスレーブがリング型ネットワークで構成されるUART Ring通信におけるID自動設定方法において、マスタを初期化し、マスタIDを出力する初期化段階と、複数のスレーブが、マスタIDを受信して、自体のIDを、マスタIDに基準値を足した値に設定し、この設定されたIDを出力するスレーブID設定段階と、複数のスレーブが、受信したIDと自体のIDとが同じか否かにより自体のIDを変更する一方、マスタが、複数のスレーブから出力されたIDを受信して、この受信したスレーブIDの値に応じてマスタに保存されたスレーブIDの現在の最高値を変更する変更段階と、スレーブIDの現在の最高値に応じてID設定を終了するか、または、スレーブIDを再設定する終了決定段階と、を有するUART Ring通信におけるID自動設定方法を提供する。
このとき、本発明の一実施形態に係る初期化段階は、マスタに保存されたマスタID、スレーブIDの現在の最高値およびスレーブIDの過去の最高値を初期化することを有することが好ましい。
一方、本発明の一実施形態に係る変更段階は、スレーブのうち自体のIDと同じIDを受信したスレーブが、自体のIDを、自体のID値に基準値を足した値に変更することを有することが好ましい。
また、本発明の一実施形態に係る変更段階は、マスタが、スレーブIDの現在の最高値を、受信したスレーブIDのうち最も高い値を有するID値に変更することを有することが好ましい。
一方、本発明の一実施形態に係る終了決定段階は、スレーブIDの現在の最高値とマスタに保存された自動設定終了IDとを比較し、スレーブIDの現在の最高値とマスタに保存された自動設定終了IDとが同じであれば、ID設定が終了する設定終了段階が行われることを有することが好ましい。
また、本発明の一実施形態に係る設定終了段階は、マスタが、複数のスレーブに設定終了信号を出力することを有することが好ましい。
これに対して、本発明の一実施形態に係る終了決定段階は、スレーブIDの現在の最高値とマスタに保存された自動設定終了IDとを比較し、スレーブIDの現在の最高値とマスタに保存された自動設定終了IDとが同じでなければ、スレーブIDを再設定するスレーブID再設定段階が行われることを有することが好ましい。
このとき、本発明の一実施形態に係る再設定段階は、スレーブIDの現在の最高値とマスタに保存されたスレーブIDの過去の最高値とが同じであるか否かを決定する最高値同一決定段階と、最高値同一決定段階において、スレーブIDの現在の最高値と前記マスタに保存されたスレーブIDの過去の最高値とが同じでなければ、スレーブIDの過去の最高値を、スレーブIDの現在の最高値に変更する過去の最高値変更段階と、マスタがマスタIDを出力して、マスタIDに応答して、複数のスレーブが、自体のIDを出力するスレーブID出力段階と、を有することが好ましい。
一方、本発明の一実施形態に係る最高値同一決定段階は、スレーブIDの現在の最高値と前記マスタに保存されたスレーブIDの過去の最高値とが同じであれば、マスタが自動設定終了IDを出力する自動設定終了ID出力段階が行われることを有することが好ましい。
また、本発明の一実施形態に係るスレーブID出力段階および自動設定終了ID出力段階の後、変更段階に戻ることが好ましい。
本発明によれば、UART Ring通信におけるIDをネットワーク上で自動的に設定することができる。したがって、自動的にIDを設定するので、ユーザが直接IDを設定しなくてもよいため、ユーザが人為的にIDを設定する場合に発生する設定エラーを防ぐことができ、ネットワーク上でのデータ衝突を防ぐことができる。
また、ネットワーク上で発生するデータ衝突を防ぐことができるので、通信装置間の通信がスムーズに行われるため、ユーザは望むデータを迅速なデータ通信環境で使用できる。
通常のリング型ネットワークにおけるデータの流れを示した図面である。 本発明の一実施形態に係るUART Ring通信におけるID自動設定方法によりIDを設定する順序を示したフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るUART Ring通信におけるID自動設定方法に係る段階別IDの設定値および流れを示した図面である。 本発明の一実施形態に係るUART Ring通信におけるID自動設定方法に係る段階別IDの設定値および流れを示した図面である。
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。この過程において、図面に示された線の太さや構成要素の大きさなどは、説明の明瞭性および便宜上誇張されるように図示している。また、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であり、これはユーザ、運用者の意図または慣例により変わってもよい。したがって、これらの用語に対する定義は、本明細書全般にわたった内容に基いで理解しなければならない。
以下、マスタとスレーブとが、図3および図4に例示されるようにリング型に配置されたネットワーク上でスレーブのIDを自動的に設定する方法に関して詳述する。
このとき、本発明の一実施形態に係るリング型ネットワークの一実施例は、図1に例示されている構成と同様の構成を有し、図1の構造を参照して説明する。
本発明の一実施形態に係るリング型ネットワークは、1つのマスタ10と、複数のスレーブ11、12、13、14と、上記装置10、11、12、13、14のうち互いに隣接する装置を接続する複数の通信ライン(L1、L2、L3、L4、L5)と、で構成される。
即ち、第1通信ライン(L1)は、マスタ10と第1スレーブ11とを接続し、第2通信ライン(L2)は、第1スレーブ11と第2スレーブ12とを接続し、第3通信ライン(L3)は、第2スレーブ12と第3スレーブ13とを接続し、第4通信ライン(L4)は、第3スレーブ13と第4スレーブ14とを接続し、第5通信ライン(L5)は、第4スレーブ14とマスタ10とを接続する。
したがって、上記スレーブ11〜14から出力されるデータは、次の段(stage)に位置するスレーブとこれらの間を接続する通信ラインとを経て最終的にマスタ10に送信される。
このとき、上記マスタ10および複数のスレーブ11〜14は、各々データを送受信するための送信端(Tx)および受信端(Rx)を備えており、上記受信端(Rx)を介して受信されたデータは、上記送信端(Tx)を介して出力されるように構成される。
一方、本実施形態では、説明の便宜のために1つのマスタと4つのスレーブとが、ネックワークに構成される場合を例に挙げて説明するが、上記スレーブの数はこれに限定されるのではなく、拡張されてより多数のスレーブがネットワーク上に設置されてもよい。
図2は、本発明の一実施形態に係るUART Ring通信におけるID自動設定方法によりIDを設定する順序を示したフローチャートであり、図3および図4は、本発明の一実施形態に係るUART Ring通信におけるID自動設定方法に係る段階別IDの設定値および流れを示した図面である。
図2乃至図4を参照すると、本発明に係るUART Ring通信におけるID自動設定方法では、先ず、マスタ10が初期化され、マスタ自体のIDであるマスタID(ID_M)を出力する初期化段階が行われる(S10)。
このとき、上記マスタ10に保存されたマスタID(ID_M)、スレーブIDの現在の最高値(Current Max slave ID:「ID_CM」)およびスレーブIDの過去の最高値(Old Max slave ID:「ID_OM」)を「0」に初期化し、マスタID(ID_M)を出力する。
また、図示しないが、上記マスタ10には自動設定終了IDが設定され、上記自動設定終了IDは、上記マスタ10において設定される初期ネットワークを構成し、マスタで受信されるスレーブIDが上記自動設定終了IDと同じ場合、本発明に係るID自動設定は終了となる。
本実施形態において上記自動設定終了IDは、「4」と設定されている場合を例に挙げて説明する。このとき、上記自動設定終了IDは、スレーブの総数と関連して設定されるのが好ましい。
図3(a)のように、上記マスタ10から出力されたマスタID(ID_M)は、第1乃至第4通信ライン(L1〜L4)に沿って送信されるので、上記マスタ10とリング型ネットワークを構成して接続される全てのスレーブ、即ち第1〜第4スレーブ11、12、13、14は、上記マスタID(ID_M)を受信することになる。
次に、上記マスタと接続された全てのスレーブが、自体のIDを、マスタID(ID_M)に基準値を足した値に設定し、設定されたIDを出力するスレーブID設定段階(S20)が行われる。
本実施形態において、上記基準値が「1」と設定された場合を例に挙げており、これに従って、図3(b)に示されるように、上記スレーブ11〜14は、マスタID値である「0」に上記基準値「1」を足した「1」を自体のIDに設定して、「1」を出力することになる。
したがって、上記スレーブ11〜14は、共に同じ値である「1」を自体のIDに設定して、「1」を出力することになる。
上記スレーブ11〜14から出力されたIDは、通信ラインを経て最終的に上記マスタ10に送信され、上記スレーブ11〜14が、共にIDとして同じ「1」を出力したので、上記マスタ10は「1」を受信することになる。
次に、図3(c)に例示するように、受信したIDと自体のIDとが同じか否かにより上記スレーブが自体のIDを変更する(S31)一方、スレーブのID値に応じて上記スレーブIDの現在の最高値を変更する(S32)、変更段階(S30)が行われる。
このとき、上記スレーブ11〜14のうち自体のIDと同じIDを受信したスレーブのIDが変更され、自体のIDと同じでないIDを受信したスレーブのIDはそのまま保持される。
したがって、上記スレーブ11〜14のうち自体のIDと同じIDを受信したスレーブは、自体のIDを、自体のID値に上記基準値を足した値に変更する。
一方、上記スレーブIDの現在の最高値(ID_CM)を、上記マスタ10が受信したスレーブID値のうち最も高い値に変更する。
したがって、図3(c)で確認できるように、上記マスタ10は、「1」であるIDだけを受信したので、上記スレーブIDの現在の最高値(ID_CM)は「1」と設定される。
また、第1スレーブ11は、前段に位置するスレーブからIDを受信しないので、上記第1スレーブ11のIDは「1」と設定され、自体のIDと同じIDを受信した第2〜第4スレーブ12〜14のIDは、自体のID値である「1」に基準値「1」を足した「2」がIDとして設定される。
次に、上記スレーブIDの現在の最高値(ID_CM)に応じてID設定を終了するか、または、スレーブIDを再設定する、終了決定段階(S40)が行われる。
このとき、上記スレーブIDの現在の最高値(ID_CM)と上記自動設定終了IDとを比較して同じであれば、ID設定が終了する設定終了段階(S50)が行われる。
このとき、ID設定終了となる場合、ID設定が終了したことを知らせるために、上記マスタ10は上記スレーブ11〜14に設定終了信号を出力する。
一方、上記スレーブIDの現在の最高値(ID_CM)と上記自動設定終了IDとを比較して同じでなければ、スレーブIDを再設定するスレーブID再設定段階(S60)が行われる。
本発明によれば、自動設定終了IDは「4」と設定されているが、図3(a)の場合、スレーブIDの現在の最高値(ID_CM)が「1」と設定されているので、自動設定終了IDとスレーブIDの現在の最高値とが同じでないので、スレーブID再設定段階(S60)が行われる。
上記スレーブID再設定段階(S60)によれば、先ず上記スレーブIDの現在の最高値(ID_CM)と上記スレーブIDの過去の最高値(ID_OM)とが同じか否かを決定する最高値同一決定段階(S61)が行われる。
上記スレーブIDの現在の最高値(ID_CM)と上記スレーブIDの過去の最高値(ID_OM)とが同じでなければ、図4(a)に示されるように、上記スレーブIDの過去の最高値(ID_OM)を、上記スレーブIDの現在の最高値(ID_CM)に変更する過去の最高値変更段階(S62)が行われる。
以後、図4(a)および図4(b)に例示するように、上記マスタ10が、マスタID(ID_M)を出力し、上記マスタIDに応答して、上記第1〜第4スレーブ11〜14が自体のIDを出力するスレーブID出力段階(S63)が行われる。
以後、上記変更段階(S30)に戻って、図4(c)に例示されるように、スレーブIDが変更され、スレーブIDの現在の最高値が変更される過程を経るようになり、これらの過程は、図4(d)に例示されるように、全てのスレーブ11〜14が各々異なるIDに設定されてID設定終了となるまで行われる。
一方、上記スレーブIDの現在の最高値(ID_CM)と上記スレーブIDの過去の最高値(ID_OM)とが同じであれば、上記マスタ10が上記スレーブ11〜14に自動設定終了IDを出力する自動設定終了ID出力段階(S64)が行われる。
以後、上記変更段階(S30)に戻って、図4(c)に例示されるように、スレーブIDが変更され、スレーブIDの現在の最高値が変更される過程を経ることになる。
一方、上記マスタ10が上記スレーブ11〜14に出力するが、上記スレーブ11〜14のうち最後段に位置するスレーブ11〜14は、最終的に自動設定終了IDと同じ値を出力することになる。
したがって、上記マスタ10は、自動設定終了IDを受信して、上記終了決定段階(S40)においてスレーブIDの現在の最高値と自動設定終了IDとが同じであるので、設定終了段階(S50)により本発明に係るID自動設定が終了する。
即ち、スレーブIDの現在の最高値とスレーブIDの過去の最高値とが同じ場合、自動設定終了IDをスレーブに出力し、再度自動設定終了IDを受信した場合、ID自動設定を終了することとなる。
このように、本発明によれば、UART Ring通信におけるID自動設定方法を利用してIDを自動的に設定できることになる。
一方、本発明に係るUART Ring通信におけるID自動設定方法を限定された実施形態により説明したが、本発明の範囲は、特定の実施形態に限定されるのではなく、本発明と関連して通常の知識を有する者に自明な範囲内で多様な代案、修正および変更を実施してもよい。
したがって、本発明に記載された実施形態および添付図面は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのもので、これらの実施形態および添付図面によって本発明の技術思想の範囲は限定されない。
本発明の保護範囲は請求範囲によって解釈されるべきで、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれると解釈されなければならない。
10 マスタ
11〜14 スレーブ
L1〜L5 通信ライン
Rx 受信端
Tx 送信端

Claims (10)

  1. マスタおよび複数のスレーブがリング型ネットワークで構成されるUART Ring通信におけるID自動設定方法において、
    前記マスタを初期化して、マスタIDを出力する初期化段階と、
    前記複数のスレーブが、前記マスタIDを受信して、自体のIDを、前記マスタIDに基準値を足した値に設定して、該設定されたIDを出力するスレーブID設定段階と、
    前記複数のスレーブが、受信したIDと自体のIDとが同じか否かにより自体のIDを変更する一方、前記マスタが、前記複数のスレーブから出力されたIDを受信して、該受信したスレーブIDの値により前記マスタに保存されたスレーブIDの現在の最高値を変更する変更段階と、
    前記スレーブIDの現在の最高値に応じてID設定を終了するか、または、前記スレーブIDを再設定する終了決定段階と、を有することを特徴とするUART Ring通信におけるID自動設定方法。
  2. 前記初期化段階は、
    前記マスタに保存された前記マスタID、前記スレーブIDの現在の最高値およびスレーブIDの過去の最高値を初期化することを有する、請求項1に記載のUART Ring通信におけるID自動設定方法。
  3. 前記変更段階は、
    前記複数のスレーブのうち前記自体のIDと同じIDを受信したスレーブが、前記自体のIDを、前記自体のID値に前記基準値を足した値に変更することを有する、請求項1または2に記載のUART Ring通信におけるID自動設定方法。
  4. 前記変更段階は、
    前記マスタが、前記スレーブIDの現在の最高値を、前記受信したスレーブIDのうち最も高い値を有するID値に変更することを有する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のUART Ring通信におけるID自動設定方法。
  5. 前記終了決定段階は、
    前記スレーブIDの現在の最高値と前記マスタに保存された自動設定終了IDとを比較し、前記スレーブIDの現在の最高値と前記マスタに保存された自動設定終了IDとが同じであれば、ID設定が終了する設定終了段階が行われることを有する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のUART Ring通信におけるID自動設定方法。
  6. 前記設定終了段階は、
    前記マスタが、前記複数のスレーブに設定終了信号を出力することを有する、請求項5に記載のUART Ring通信におけるID自動設定方法。
  7. 前記終了決定段階は、
    前記スレーブIDの現在の最高値と前記マスタに保存された自動設定終了IDとを比較し、前記スレーブIDの現在の最高値と前記マスタに保存された自動設定終了IDとが同じでなければ、前記スレーブIDを再設定するスレーブID再設定段階が行われることを有する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のUART Ring通信におけるID自動設定方法。
  8. 前記再設定段階は、
    前記スレーブIDの現在の最高値と前記マスタに保存されたスレーブIDの過去の最高値とが同じであるか否かを決定する最高値同一決定段階と、
    前記最高値同一決定段階において、前記スレーブIDの現在の最高値と前記マスタに保存されたスレーブIDの過去の最高値とが同じでなければ、前記スレーブIDの過去の最高値を、前記スレーブIDの現在の最高値に変更する過去の最高値変更段階と、
    前記マスタが、前記マスタIDを出力し、前記マスタIDに応答して、前記複数のスレーブが、自体のIDを出力するスレーブID出力段階と、を有する、請求項7に記載のUART Ring通信におけるID自動設定方法。
  9. 前記最高値同一決定段階は、前記スレーブIDの現在の最高値と前記マスタに保存されたスレーブIDの過去の最高値とが同じであれば、前記マスタが自動設定終了IDを出力する自動設定終了ID出力段階が行われることを有する、請求項8に記載のUART Ring通信におけるID自動設定方法。
  10. 前記スレーブID出力段階および前記自動設定終了ID出力段階の後、前記変更段階に戻る、請求項9に記載のUART Ring通信におけるID自動設定方法。
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