JP2016046571A - 通信制御プログラム、通信制御装置及び通信制御方法 - Google Patents

通信制御プログラム、通信制御装置及び通信制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】予め定めた間隔で要求信号を送信する場合に比べて、要求信号のデータ長及び要求信号の宛先の順序に起因して生じる応答の遅延又は衝突を抑制する通信制御プログラム、通信制御装置及び通信制御方法を提供する。【解決手段】マスタ制御部Mは、シリアル接続され、中継機能を有する複数のスレーブS1−S5のいずれかを宛先として要求パケット111を送信するものであって、複数の要求パケット111の送信に際し、要求パケット111に対する応答パケット114のデータ長及び要求パケット111の宛先の順序に基づいて補正された間隔で当該複数の要求パケット111を複数のスレーブS1−S5に送信する要求パケット送信手段105を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、通信制御プログラム、通信制御装置及び通信制御方法に関する。
従来の技術として、複数のスレーブがシリアル接続された通信制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に開示された通信制御装置は、マスタであるメイン制御モジュールを有し、複数のスレーブとデイジーチェーンによりシリアル接続され、マスタはスレーブのそれぞれに対し要求信号を送信し、当該要求信号に対する応答を受信する。
特開2013−119250号公報
本発明の目的は、予め定めた間隔で要求信号を送信する場合に比べて、要求信号のデータ長及び要求信号の宛先の順序に起因して生じる応答の遅延又は衝突を抑制する通信制御プログラム、通信制御装置置及び通信制御方法を提供することにある。
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の通信制御プログラム、通信制御装置置及び通信制御方法を提供する。
[1]シリアル接続され、中継機能を有する複数のスレーブのいずれかを宛先として要求信号を送信するコンピュータを、
複数の前記要求信号の送信に際し、前記要求信号に対する応答信号のデータ長及び前記要求信号の宛先の順序に基づいて当該複数の要求信号の間隔をそれぞれ補正する補正手段として機能させるための通信制御プログラム。
[2]前記要求信号に対する応答信号のデータ長及び前記要求信号の宛先の順序に基づいて補正された当該複数の要求信号の間隔が予め定めた間隔より小さい場合に最小間隔を設定する最小間隔設定手段としてさらに機能させる前記[1]に記載の通信制御プログラム。
[3]前記補正手段は、前記要求信号の宛先であるスレーブに至るまでに中継されるスレーブの数と、前記要求信号の宛先の順序とに基づいて前記複数の要求信号の間隔を補正する前記[1]又は[2]に記載の通信制御プログラム。
[4]シリアル接続され、中継機能を有する複数のスレーブのいずれかを宛先として要求信号を送信する通信制御装置であって、
複数の前記要求信号の送信に際し、前記要求信号に対する応答信号のデータ長及び前記要求信号の宛先の順序に基づいて当該複数の要求信号の間隔をそれぞれ補正する補正手段を有する通信制御装置。
[5]シリアル接続され、中継機能を有する複数のスレーブのいずれかを宛先として要求信号を送信するコンピュータであって、
複数の前記要求信号の送信に際し、当該複数の要求信号の間に基本間隔を設定する基本間隔設定手段と、
前記要求信号に対する応答信号のデータ長に基づいて前記基本間隔を補正する第1の補正手段と、
前記要求信号の宛先の順序に基づいて前記基本間隔を補正する第2の補正手段と、
前記第1の補正手段及び前記第2の補正手段により補正された間隔で前記複数の要求信号を前記複数のスレーブに送信する送信手段として機能させるための通信制御プログラム。
[6]マスタ制御部に下り通信線および上り通信線を経由して中継機能を有する複数のスレーブ装置をツリー状に接続し、前記マスタ制御部から前記複数のスレーブのいずれかを宛先として要求信号を送信する通信制御装置であって、
複数の前記要求信号の送信に際し、当該複数の要求信号の間に基本間隔を設定するステップと、
前記要求信号に対する応答信号のデータ長に基づいて前記基本間隔を補正するステップと、
前記要求信号の宛先の順序に基づいて前記基本間隔を補正するステップと、
前記補正された間隔で前記複数の要求信号を前記複数のスレーブに送信するステップとを有する通信制御方法。
請求項1、4、5又は6に係る発明によれば、予め定めた間隔で要求信号を送信する場合に比べて、要求信号のデータ長及び要求信号の宛先の順序に起因して生じる応答の遅延又は衝突を抑制することができる。
請求項2に係る発明によれば、複数の要求信号の間隔が予め定めた間隔より小さい場合に最小間隔を設定することができる。
請求項3に係る発明によれば、要求信号の宛先であるスレーブに至るまでに中継されるスレーブの数と、要求信号の宛先の順序とに基づいて複数の要求信号の間隔を補正することができる。
図1は、第1の実施の形態に係る画像形成装置の構成例を示すブロック図である。 図2は、マスタ制御部の構成の一例を示すブロック図である。 図3(a)及び(b)は、要求パケット及び応答パケットの構成の一例を示す概略図である。 図4は、アクセス順序補正テーブルの構成の一例を示す概略図である。 図5は、設定値の構成の一例を示す概略図である。 図6(a)−(c)は、画像形成装置の動作を示す概略図である。 図7(a)及び(b)は、第2の実施の形態に係る画像形成装置の動作の一例を示す概略図である。 図8(a)及び(b)は、第2の実施の形態に係る画像形成装置の動作の他の例を示す概略図である。 図9は、パケット長補正手段及びアクセス順序補正手段による補正を行わなかった場合の要求パケットの送信状態及び応答パケットの受信状態を示す概略図である。
[第1の実施の形態]
(画像形成装置の構成)
図1は、第1の実施の形態に係る画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
画像形成装置1は、通信制御装置の一例としてのマスタ制御部Mと、マスタ制御部Mの要求に応じて動作する複数のスレーブS1−S5とを、上り通信線Lと下り通信線Lとが独立したシリアル通信線で接続して構成される。上り通信線Lと下り通信線Lとを有するシリアル通信線は、差動のツイストペアである。
マスタ制御部Mは、スレーブS1−S5に対して要求信号としてWriteパケット又はReadパケット(以下、総称して「要求パケット」という。)を発行して送信し、当該要求信号に対する応答信号を受信する。つまり、マスタ制御部MとスレーブS1−S5とはRequest−Response方式により動作する。
スレーブS1−S5は、それぞれ図示しない画像形成装置1のセンサやアクチュエータ等の機器に接続され、マスタ制御部Mから受信した要求パケットに応じて当該機器を制御する等して処理を実行し、マスタ制御部Mに処理結果としてWriteパケットに対するAcknowledgeを示す応答信号であるAck、Readパケットに対するReadデータを含んだ応答信号であるResponse、エラーが生じた場合の応答信号であるNack等(以下、総称して「応答パケット」という。)を送信する。
なお、スレーブS1−S5は直列に接続されているが、上位に1ポート、下位に複数ポートを有して分岐するように構成してもよい。また、スレーブS1−S5は中継機能を有し、自ノード宛のパケットに応じて処理を実行し、自ノード宛以外のパケットは下位のノードに送信する。
なお、画像形成装置1は、マスタ制御部MとスレーブS1−S5を適用した装置の一例であり、スレーブS1−S5は画像形成装置1のセンサやアクチュエータ等の機器を動作させる。なお、画像形成装置1に限らず、他の種類の装置のI/Oを制御するものであってもよい。なお、スレーブS1−S5は5つ示しているが、複数であればよくその数は限定されない。
(マスタ制御部の構成)
図2は、マスタ制御部Mの構成の一例を示すブロック図である。
マスタ制御部Mは、IC(Integral Circuit)等から構成され、パケットの生成、送信、及び受信を行う制御部10と、フラッシュメモリ等の記憶媒体から構成され情報を記憶する記憶部11と、シリアル通信線を介してスレーブと通信する通信部12とを備える。
制御部10は、後述する通信制御プログラム110を実行することで、要求パケット生成手段100、基本間隔設定手段101、パケット長補正手段102、アクセス順序補正手段103、最小間隔設定手段104、要求パケット送信手段105及び応答パケット受信手段106等として機能する。
要求パケット生成手段100は、要求パケット111としてスレーブS1−S5のいずれかを宛先とするWriteパケット又はReadパケットを生成する。
基本間隔設定手段101は、複数の要求パケット111を順に送出する際に、隣り合う要求パケット111間に予め定めたデータ間隔(基本間隔)を設ける。第1の実施の形態では一例として8Byteの基本間隔を設ける。
パケット長補正手段102は、設定値112を参照し、要求パケット111に対する応答パケットのパケット長に応じて隣り合う要求パケット111間に予め定めたデータ間隔を挿入又は削除して基本間隔を補正する。第1の実施の形態では、先送のReadパケットに対する応答パケットのPayLoad長を考慮し、一例として、先送のReadパケットと後送の要求パケットとの間隔をPayLoad長−2だけ増加させる。
アクセス順序補正手段103は、アクセス順序補正テーブル113を参照し、要求パケット111の宛先のスレーブに至るまでに中継するスレーブの数及び宛先であるスレーブの順序に基づいて、隣り合う要求パケット111間に予め定めたデータ間隔を削除又は挿入して基本間隔を補正する。
これは、中継するスレーブの数が多いと要求パケット111が到達するまでに要する時間と、スレーブが送信する応答パケット114を受信するまでに要する時間とが長くかかることに起因するものであり、中継するスレーブの数が多い宛先、中継するスレーブの数が少ない宛先の順で要求パケット111を送信する場合や、その反対の場合において生じる応答の衝突や応答の遅延を抑制するために必要となる補正である。
最小間隔設定手段104は、設定値112を参照し、パケット長補正手段102及びアクセス順序補正手段103により補正された間隔が予め定めたデータ間隔(最小間隔)より小さい場合に、隣り合う要求パケット111間に予め定めた最小間隔を設定する。
要求パケット送信手段105は、基本間隔設定手段101、パケット長補正手段102、アクセス順序補正手段103及び最小間隔設定手段104によって設定及び補正された間隔で複数の要求パケット111をスレーブS1−S5に対して送信する。
応答パケット受信手段106は、スレーブS1−S5から要求パケット111に対する応答として送信された応答パケット114を受信する。
記憶部11は、制御部10を上述した各手段100−106として動作させる通信制御プログラム110、要求パケット111、設定値112、アクセス順序補正テーブル113及び応答パケット114等を記憶する。
図3(a)及び(b)は、要求パケット111及び応答パケット114の構成の一例を示す概略図である。
図3(a)に示すように、Readパケット111は、Read要求であることを示すヘッダH1と、Readアドレスを示すAdrと、誤り検出符号を示すCRCとを有する。また、Writeパケット111は、Write要求であることを示すヘッダH1と、Writeアドレスを示すAdrと、書き込みデータの本体であるペイロードを示すPLと、誤り検出符号を示すCRCとを有する。
図3(b)に示すように、Nack114は、Nackであることを示すヘッダH1と、誤り検出符号を示すCRCとを有する。Ack及びResponse114は、データの本体であるペイロードを示すPLと、誤り検出符号を示すCRCとを有する。
図4は、アクセス順序補正テーブル113の構成の一例を示す概略図である。
図4に示すように、アクセス順序補正テーブル113は、要求パケット111を先送したスレーブ及び要求パケット111を後送するスレーブの組み合わせに応じて、後送する要求パケット111を送信するタイミングの補正量を、データ量(Byte)を単位として表したものである。
図5は、設定値112の構成の一例を示す概略図である。
設定値112は、項目として基本間隔、パケット長補正及び最小間隔を有する。基本間隔は、基本間隔設定手段101が、複数の要求パケット111を順に送出する際に、隣り合う要求パケット111間に設けられるデータ間隔である。パケット長補正は、パケット長補正手段102が、基本間隔を補正するために、要求パケット111に対する応答パケットのパケット長に応じて隣り合う要求パケット111間に挿入する予め定めたデータ間隔である。最小間隔は、最小間隔設定手段104が、パケット長補正手段102及びアクセス順序補正手段103により補正された基本間隔が予め定めた最小間隔より小さい場合に、隣り合う要求パケット111間に設定するデータ間隔である。
(画像形成装置の動作)
次に、本実施の形態の作用を説明する。図6(a)−(c)は、画像形成装置1の動作を示す概略図である。なお、図中の1マスは2Byteのデータ量を示しており、左側ほど先送、右側ほど後送のパケットであることを示す。
図6(a)は、要求パケット生成手段100が生成する要求パケット111であり、「W」はWriteパケットを、「R」はReadパケットを示し、「W」及び「R」に付される最初の数字は宛先であるスレーブの番号、二番目の数字は書き込む又は読み出すPayLoad長を示す。各要求パケットは、基本間隔設定手段101により4マス分、つまり8Byteの間隔を設けられる。また、図3(a)に示すように、Writeパケット、ReadパケットともにヘッダH1及び誤り検出符号CRCを有するが、それぞれ1マス分、つまり2Byte必要であるものとする。また、Writeパケットはこれらに加えてPayLoad長分が加えられる。
次に、図6(b)に示すように、パケット長補正手段102は、先送のReadパケットに対する応答パケットのパケット長を考慮して、先送のReadパケットと後送の要求パケットとの間隔を増加させる。例えば、Readパケット「R4_4」の後の「R1_4」は、スレーブS4を宛先とするReadパケット「R4_4」のPayLoad長が4Byteであるため、設定値112を参照して4−2=+2Byte分、スレーブS1を宛先とするReadパケット「R1_4」との間隔を増加させる。
また、アクセス順序補正手段は、Readパケット「R4_4」の後の「R1_4」は、アクセス順序補正テーブル113を参照し、先送であるスレーブS4と後送であるスレーブS1の組み合わせから6Byte分、Readパケット「R1_4」との間隔を増加させる。つまり、上記したパケット長補正手段102の補正量と合計して、+6+2=+8Byte分、Readパケット「R1_4」との間隔を増加させる。
また、Readパケット「R4_4」の補正量は、先送の「W2_2」とのアクセス順序に基づきアクセス順序補正手段103により補正されたものである。つまり、図6(b)中の補正量は、1つのみ記載されている場合は先送の要求パケット111がWriteパケットであってパケット長補正がなく、アクセス順序補正手段103により補正された補正値のみを示し、2つ数字の和が記載されている場合は最初の補正量がアクセス順序補正手段103により補正された補正値、2つ目の補正量がパケット長補正手段102により補正された補正値を示す。
なお、Readパケット「R5_6」のように、アクセス順序補正手段103により補正された補正値が「−8」、パケット長補正手段102により補正された補正値が「0」であった場合、基本間隔8Byteと補正値との和が0Byteとなるが、最小間隔設定手段104により、Readパケット「R1_2」との間に2Byte、つまり1マス分の間隔が設定される。
次に、要求パケット送信手段105は、上記したように基本間隔設定手段101、パケット長補正手段102、アクセス順序補正手段103及び最小間隔設定手段104によって設定及び補正された間隔でスレーブS1−S5に対して要求パケット111を送信する。
一方、スレーブS1−S5は、マスタ制御部Mから要求パケット111を受信し、宛先が自己のものについて処理を実行するとともに応答パケット114をマスタ制御部Mに送信し、宛先が自己でないものについては中継して下位のスレーブに送信する。
次に、図6(c)に示すように、応答パケット受信手段106は、応答パケット114を受信する。「A」はWriteパケットに対するAckを、「AR」はReadパケットに対するResponseを示し、「AR」に付される数字は読み出したデータ量(PayLoad長)を示す。各応答パケットはそれぞれ最低8Byteの間隔を有して受信されている。なお、図3(b)に示すように、Writeパケットに対するAck、Readパケットに対するAck(Response)ともにヘッダH1及び誤り検出符号CRCを有するが、それぞれ1マス分、つまり2Byte必要であるものとする。また、Readパケットはこれらに加えてペイロードPL分が加えられる。
(第1の実施の形態の効果)
上記した第1の実施の形態によれば、パケット長補正手段102、アクセス順序補正手段103により補正された間隔で要求パケット111をスレーブS1−S5に送信するようにしたため、スレーブがReadパケットに応じてデータを読み出すのに必要な時間及びスレーブを中継する回数するのに必要な時間を考慮することとなり、マスタ制御部Mから予め定めた間隔で要求パケット111をスレーブS1−S5に送信する場合に比べて、要求信号のデータ長及び要求信号の宛先の順序に起因して生じる応答の遅延又は衝突を抑制することができる。
(比較例)
図9は、パケット長補正手段102及びアクセス順序補正手段103による補正を行わなかった場合の要求パケット111の送信状態及び応答パケット114の受信状態を示す概略図である。
各要求パケットは、基本間隔設定手段101により4マス分、つまり8Byteの間隔を設けられ、要求パケット送信手段105によりスレーブS1−S5に対して送信される。
Readパケット「R4_4」を先送とし、Readパケット「R1_4」を後送としたことで、スレーブS4に対するReadパケットがスレーブS1−S3を中継することになり、Readパケット「R4_4」に対する応答パケット「AR」は、スレーブS1に対するReadパケットの応答に比べて遅れて応答パケット受信手段106により受信される。その結果、スレーブS1が上記した応答パケット「AR」を中継中に、Readパケット「R1_4」に対する応答パケットを送信することができず、上記「AR」の後にNackである「N」を送信することとなる。つまり、パケットの遅延及び衝突が起きている。
応答パケット受信手段106がNackを受信すると、要求パケット送信手段105はReadパケット「R1_4」を再送するよう動作する。その結果、同じタイミングで送信するはずだったWriteパケット「W3_4」以降の要求パケットも順次、再送となる。
同様の原因による再送は3重に起こり、その結果として図6(c)に示す応答に比べて遅延を生じることとなる。
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態は、WriteパケットのPayLoad長をさらに考慮する点で第1の実施の形態と異なる。
スレーブS1−S5は、Writeパケットを受信すると、WriteパケットのPayLoad長分のデータを書き込む動作が必要となるが、当該PayLoad長が増えるに従ってその応答パケットを送信するタイミングが遅れることとなる。従って、パケット長補正手段102は、Writeパケットにも同様にPayLoad長の分だけ送信するタイミングを早めるよう動作する。なお、この動作は第1の実施の形態におけるパケット長補正手段102、アクセス順序補正手段103の補正を実行した上にさらに実行されるものである。
図7(a)及び(b)は、第2の実施の形態に係る画像形成装置1の動作の一例を示す概略図である。
図7(a)に示すように、Writeパケット「W3_4」は、4Byteのペイロード長を有するため、パケット長補正手段102は、−4Byte分、送信のタイミングを早める。同様に、Writeパケット「W3_6」については−6Byte分、Writeパケット「W1_2」については−2Byte分、送信のタイミングを早める。なお、最小間隔設定手段104は、この動作を行った後、補正された基本間隔が予め定めた最小間隔より小さい場合には、最小間隔2Byteを設定するものとする。
その結果、図7(b)に示すように、図6(c)に示した応答に比べて応答の間隔がより短くなる。
さらに、Writeパケットの後にReadパケットが送信される場合、WriteパケットのAck応答にはペイロードPLが含まれないため、2Byte分間隔が空くこととなる。従って、Writeパケットの後に送信されるReadパケットの送信のタイミングを一律2Byte分、送信のタイミングを早めることで更なる効果が期待できる。
図8(a)及び(b)は、第2の実施の形態に係る画像形成装置1の動作の他の例を示す概略図である。
図8(a)に示すように、パケット長補正手段102は、Writeパケットの後に送信されるReadパケット「R4_4」、「R2_2」、「R4_6」、「R1_2」について、一律−2Byte分、送信のタイミングを早める。なお、最小間隔設定手段104は、この動作を行った後、補正された基本間隔が予め定めた最小間隔より小さい場合には、最小間隔2Byteを設定するものとする。
その結果、図8(b)に示すように、図7(b)に示した応答に比べて応答の間隔がより短くなる。
[他の実施の形態]
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々な変形が可能である。
上記実施の形態では制御部10の各手段100〜106の機能をプログラムで実現したが、各手段の全て又は一部をASIC等のハードウエアによって実現してもよい。また、上記実施の形態で用いたプログラムをCD−ROM等の記録媒体に記憶して提供することもできる。また、上記実施の形態で説明した上記ステップの入れ替え、削除、追加等は本発明の要旨を変更しない範囲内で可能である。
1 画像形成装置
10 制御部
11 記憶部
12 通信部
100 要求パケット生成手段
101 基本間隔設定手段
102 パケット長補正手段
103 アクセス順序補正手段
104 最小間隔設定手段
105 要求パケット送信手段
106 応答パケット受信手段
110 通信制御プログラム
111 要求パケット
112 設定値
113 アクセス順序補正テーブル
114 応答パケット
M マスタ制御部
S1−S5 スレーブ

Claims (6)

  1. シリアル接続され、中継機能を有する複数のスレーブのいずれかを宛先として要求信号を送信するコンピュータを、
    複数の前記要求信号の送信に際し、前記要求信号に対する応答信号のデータ長及び前記要求信号の宛先の順序に基づいて当該複数の要求信号の間隔をそれぞれ補正する補正手段として機能させるための通信制御プログラム。
  2. 前記要求信号に対する応答信号のデータ長及び前記要求信号の宛先の順序に基づいて補正された当該複数の要求信号の間隔が予め定めた間隔より小さい場合に最小間隔を設定する最小間隔設定手段としてさらに機能させる請求項1に記載の通信制御プログラム。
  3. 前記補正手段は、前記要求信号の宛先であるスレーブに至るまでに中継されるスレーブの数と、前記要求信号の宛先の順序とに基づいて前記複数の要求信号の間隔を補正する請求項1又は2に記載の通信制御プログラム。
  4. シリアル接続され、中継機能を有する複数のスレーブのいずれかを宛先として要求信号を送信する通信制御装置であって、
    複数の前記要求信号の送信に際し、前記要求信号に対する応答信号のデータ長及び前記要求信号の宛先の順序に基づいて当該複数の要求信号の間隔をそれぞれ補正する補正手段を有する通信制御装置。
  5. シリアル接続され、中継機能を有する複数のスレーブのいずれかを宛先として要求信号を送信するコンピュータであって、
    複数の前記要求信号の送信に際し、当該複数の要求信号の間に基本間隔を設定する基本間隔設定手段と、
    前記要求信号に対する応答信号のデータ長に基づいて前記基本間隔を補正する第1の補正手段と、
    前記要求信号の宛先の順序に基づいて前記基本間隔を補正する第2の補正手段と、
    前記第1の補正手段及び前記第2の補正手段により補正された間隔で前記複数の要求信号を前記複数のスレーブに送信する送信手段として機能させるための通信制御プログラム。
  6. マスタ制御部に下り通信線および上り通信線を経由して中継機能を有する複数のスレーブ装置をツリー状に接続し、前記マスタ制御部から前記複数のスレーブのいずれかを宛先として要求信号を送信する通信制御装置であって、
    複数の前記要求信号の送信に際し、当該複数の要求信号の間に基本間隔を設定するステップと、
    前記要求信号に対する応答信号のデータ長に基づいて前記基本間隔を補正するステップと、
    前記要求信号の宛先の順序に基づいて前記基本間隔を補正するステップと、
    前記補正された間隔で前記複数の要求信号を前記複数のスレーブに送信するステップとを有する通信制御方法。
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Citations (4)

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