JP2540486B2 - 複数ル−プを用いたデ−タ送受信方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数ループを持つスロッテドリング方式に
よるデータ通信システムにおいて、各ループに分散され
て自ノード宛に送信されたデータを、送信元でのデータ
の順序を崩すことなく受信する方法に関する。

（従来技術） スロッテドリング方式により、大容量の通信システム
を構築する場合、第１図（ｃ）に示すようにループの速
度の上昇をおさえるために、複数ループ構成とすること
が考えられる。その際、複数ループの各タイムスロット
を論理的に一本のループのタイムスロットとして扱う
と、複雑なループ選択アルゴリズムを用いることなく、
種々のデータで効率良く複数ループを使用することがで
きる。その場合、送信側各ノードは自ノードからの情報
を論理的に一本となっているループの空きタイムスロッ
トに順に送り出していく。すなわち情報は複数のループ
にまたがって送出される。受信側では各ループに分散さ
れて自ノード宛に送信されたデータを送信元での順番を
崩すことなくバッファメモリに格納し、端末あるいは出
回線に出力する必要がある。それには複数ループから同
時に到着した自ノード宛タイムスロットの各々が当該送
信ノードから何番目に送信されたものであるかを知らな
ければならない。このため従来は複数ループに対して共
通に各送信ノードごとのカウンタを設置し、タイムスロ
ットごとに各ループを順に監視し、前記カウンタにより
各送信ノードごとに自ノード宛のタイムスロットの数を
カウントし、そのカウント値により受信データのバッフ
ァメモリへの書き込みアドレスを決定していた。

従来の方法について第２図（ａ），（ｂ）を参照して
説明する。従来の複数ループを用いたデータ通信方法
は、第１図（ｃ）に示すようなループ構成をとり、各ノ
ードの受信部は第２図（ａ）のように構成されている。
第２図（ａ）の受信部は、ループからのデータを解析し
て自ノード宛データを取り込むデータ解析部30と、デー
タ解析部30から送られるデータ受信信号および送信ノー
ド番号（SA）から各送信ノード（SA）ごとにフレームの
先頭からのデータ受信信号の個数をカウントするカウン
ト群10と、各ループ対応に各送信ノード別に設けられる
前記カウンタによって計算されるアドレスにもとずいて
受信データを蓄えるバッファメモリ20と、受信したデー
タを出回線へ出力するデータ出力部40からなる。

或ノードから自ノードへのデータは第２図（ｂ）に示
すように複数のループを論理的に１本のループとみなし
て送られる。すなわち、例えばループ１の第１スロット
には１番目のデータを、ループ３の第１スロットには２
番目のデータを、ループ４の第２スロットには３番目の
データを、ループ２の第３スロットには４番目のデータ
を、ループ１の第４スロットには５番目のデータを、ル
ープ４の第４スロットには６番目のデータを送る。第１
図（ｄ）に示す様に各タイムスロットのデータには、送
信ノードと受信ノードをしめすアドレス（SA,DA）を付
けて送る。

受信ノードにおいては、データ解析部30でループ上の
データのDAを見て、自ノード宛のデータをノード内へ取
り入れる。さらに、各SA対応を設けられ、カウンタ群10
へそのデータのSAとデータ受信信号を送る。カウンタ群
10は１タイムスロット内に全ループを順に監視し、フレ
ームヘッドよりSAごとに全ループを通じて自ノード宛に
いくつタイムスロットが来ているかを数える。すなわち
カウンタ群10では、あるタイムスロットであるループか
らデータが来ているとすると、そのデータのSAに対応す
るカウンタ値を１つ進め、それをアドレスとして該ルー
プに返送し、該ループでは受信データをそのSAに対応す
るバッファメモリ20に書き込む。この動作を１タイムス
ロット時間内に、全ループについて順番におこなう。す
ると第２図（ａ）に示すように、例えば各ループ対応の
ノードＡ用バッファメモリ20にはノードＡから送られて
きた順番に対応した位置にデータが各々書き込まれる。
第２図（ｂ）の例では、カウンタ群10の中のノードＡ用
カウンタの初期値を０とすると、第１スロットではルー
プ１でノードＡ用カウンタを１アップしてループ１つア
ドレス１の位置にデータが書き込まれる。ループ３で
は、さらにノードＡ用カウンタが１アップされループ３
のアドレス２の位置にデータが書き込まれる。以上のよ
うにしてデータ１〜データ６はそれぞれが送られてきた
ループに対応するメモリのデータの送信順に対応したア
ドレス１〜アドレス６に書き込まれる。以上は或送信ア
ドレス１つのみについて説明したが、他の送信アドレス
についてもその送信アドレス用カウンタならびにバッフ
ァメモリによって以上の動作が同様かつ並列に行われ
る。なお、第２図（ａ）からわかるようにループ対応の
バッファメモリにはデータが飛々に書き込まれるため、
バッファメモリの空き領域をあらかじめすべて０にして
おき、データを出回線へ出力する時には全ループのバッ
ファメモリに同一のアドレスを与え、全ループのバッフ
ァメモリの出力の和をとって出力する。以上の機能をデ
ータ出力部40に与えておけば、第２図（ａ）に示すよう
にデータが送信ノードから送出された順番に出回線に出
力される。

（発明が解決しようとする問題点） 以上説明した従来のデータの送受信方法においては、
バッファメモリは各ループ対応に設けられるため各々ル
ープ１本分の速度で動作すればよいが、カウンタは全ノ
ード共通にあるため、１タイムスロット時間内に全ルー
プを監視しなければならず、同一タイムスロットで全ル
ープより自ノード宛データが一度にくると、カウンタは
ループ速度のループ本数倍の速度で動作しなければなら
ない。したがって、一般にループを多数設置したときの
速度に耐えられるカウンタを実現するのが困難であり、
カウンタの動作速度がループ最大設置数に制限を与えて
いた。

また、カウンタの動作速度が設置されているループの
本数に依存するため、ループの増設に対しては、バッフ
ァメモリの動作速度を変えなければならず、システムと
して柔軟に対応できない。あるいは最初から最大ループ
数に合わせてカウンタを設計すると、ループ本数の少な
い小規模システムでも、カウンタの動作速度が不必要に
高速になり、過剰品質になる、という欠点があった。

本発明の目的は、受信したデータを送信ノードから送
出された順番に記憶するためのアドレスを発生するカウ
ンタの動作速度を、ループが複数存在するときにもルー
プ対応の速度に落とすことのできるデータ送受信方法を
提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、複数ループを論理的に一本のループとみな
してデータを送受信する際にデータ送受信装置のすべて
の部分がループ対応の速度以下で動作できるようにし、
カウンタ、バッファメモリをループ対応に複数置き、デ
ータを送受信するものである。すなわち本発明は、複数
ノード間を複数ループによって結び、各ループ上に一定
時間周期のフレームを設け、該フレームを複数のタイム
スロットに分割し、全ループのフレーム、タイムスロッ
トの位相を周期させ、ノード間で複数のタイムスロット
を用いて所要の通信を行うスロッテッドリング方式のデ
ータ通信システムにおける複数ループを用いたデータ送
受信方法において、 各ノードには、各ループ対応に相手ノード（SA）ごと
の、受信タイムスロット数カウンタと受信バッファメモ
リを設け、 各ノードは、送信すべきデータをタイムスロット単位
に分割し、分割したデータに送信ノード番号（SA）、受
信ノード番号（DA）を付与して、複数ループのいずれか
へ送出し、 各ノードは、ループ上を流れている自ノード（DA）宛
のデータを取り込み、自ノード宛データの送信されてき
たループでは、前記受信タイムスロット数カウンタによ
り１つ前のタイムスロットまでに同一相手ノードからい
くつデータを受信したかという第１の情報と、自ループ
および自ループより上位のループに相手ノードからいく
つデータが来ているかという第２の情報を計数し、第１
の情報と第２の情報とを加算してアドレスを求め、前記
自ノード宛データを前記受信タイムスロット数カウンタ
に接続された前記受信バッファメモリの前記アドレスに
格納することを特徴とする複数ループを用いたデータ送
受信方法である。

（作用） 先に述べたように、複数ループを用いたデータ送受信
方法においては、複数ループに渡ってデータが送信され
てくる。よって同一タイムスロット時刻に複数ループか
ら一度にデータが来た時に、データを送信ノードから送
られてきた順にバッファメモリに書き込まなければなら
ない。そのためにはカウンタによって各送信ノードごと
に幾つかのデータが全ループから来ているかを数える必
要があるが、本発明では、そのカウンタをループ対応に
置くことにより、カウンタの動作速度をループ１本分の
速度とし、また、ループの増設をループ単位におこなえ
るようにする。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明す
る。

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の複
数ループを用いたデータ送受信方式の１実施例を示す概
略図である。本実施例の複数ループを用いたデータ送受
信方法は、第１図（ｃ）に示すようにデータを複数のデ
ータ伝送路120に送出する機能と、複数のデータ伝送路1
20からのデータを受信する機能を持つノード110,130
と、ノード110,130を結びループを形成しているデータ
伝送路120からなる。

さらに、ノード130の受信部は第１図（ａ）に示すよ
うに構成される。すなわち、各ループ対応に設けられ、
ループ上の各タイムスロットからDA,SAを監視して自ノ
ード宛データを抽出し、自ノード宛データを受信した場
合にはそのことを示すデータ受信信号と当該データのSA
を出力するデータ解析部140と、各ループ対応、各SA対
応に設けられ、全ループのデータ解析部より出力された
前記データ受信信号、SAを入力とし、全データ伝送路12
0を通して当該SAのノードよりいくつデータが送信され
てきたかをカウントするカウンタ150と、やはりループ
対応、各SA対応に設けられ、自ノード宛に送信されたデ
ータを記憶するバッファメモリ160と、全ループに共通
に設けられ、各ループごとに置かれたバッファメモリか
らのデータをまとめて出回線に出力するデータ出力部17
0からなる。

なお、第１図（ａ）には或SAに対応したカウント15
0、バッファメモリ160のみを示している。他のSAに対応
するカウンタ、バッファメモリも同様にデータ解析部14
0につながっている。

次に、本実施例複数ループを用いたデータ送受信方法
の動作を第１図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）を参照
して説明する。第１図（ｂ）に示す様に、データをタイ
ムスロット６個に分割してスロッテドリング方式をもち
いて、ノード110からノード130宛にデータ１〜データ６
として送出したとする。各データには第１図（ｄ）に示
すようにDA,SAが付加されている。このときデータは従
来例と同様に複数のデータ伝送路120を論理的に１本と
みなしてデータ１からデータ６の順番に送出される。送
出されたデータはフレームヘッドから順番にノード130
に入ってくる。ノード130では、データ解析部120で入っ
て来たデータからSA,DAを抽出し、DAがノード130を示し
ていれば前記データ受信信号とSAを、各ループ対応に設
けられた全てのカウンタへ送出する。カウンタ150はフ
レームヘッドですべてクリアされた後、対応するSAに関
する全ループからのデータ受信信号の個数をカウントす
る。

ここで、カウンタ150は、１つ前のタイムスロットま
でに対応するSAノードから幾つデータを受信したかとい
う情報と、自ループおよび自ループより上位のループに
いくつデータが来ているかという情報を計算する。そし
て、この１つ前のタイムスロットまでに対応するSAノー
ドから幾つデータを受信したかという情報と、自ループ
および自ループより上位のループにいくつデータが来て
いるかという情報を用いて対応するバッファメモリ160
へ書き込むアドレスを計算する。

自ループおよび自ループより上位のループに幾つデー
タが来ているかという情報は従来のようにデータを受信
する毎にカウンタをカウントアップすることによらず、
組合せ論理回路あるいはROM等を用いて１クロックの時
間で出力する。同様には以前のタイムスロットまでに幾
つデータを受信したかという情報は、全ループからのデ
ータ受信信号を前述の論理回路へ入力し、その出力を累
積することにより得ることができる。

従って、カウンタ150は、従来技術のようにカウンタ
の値を直接バッファメモリの書き込みアドレスに対応さ
せるのではないので、受信信号をデータが到着するたび
にカウンタの値を１つずつカウントアップする必要はな
い。そのため、ループの本数がいくつでも、ループ１本
の速度でカウンタを動作させることができる。

たとえば、第１図（ｂ）に示す第４タイムスロットで
のループ４に注目すると、全ループで１つ前のタイムス
ロットまでに４つのデータを受信し、自ループおよび自
ループより上位のループに２つのデータが来ている。よ
ってこの２つを加えた６がデータの書き込みアドレスと
なる。こうすれば第１図（ａ）に示すようにデータはデ
ータの送られてきたループに対応するバッファメモリ16
0へ、送信ノード130から送られてきた順番に対応するア
ドレスに格納される。

既に述べたように第１図（ａ）にはある送信ノードか
らのデータに関する部分のみを示したが、他の送信ノー
ドからのデータについても、同様に別のSA用カウンタで
カウントされ別のSA用バッファメモリ領域に記憶され
る。

バッファメモリ領域飛々に記憶されたデータを出回線
に出力する時には従来例で説明したように、バッファメ
モリの空き領域を予めすべて０にしておき、バッファメ
モリ読み出し時に全ループのバッファメモリに同一のア
ドレスを与え、全ループのバッファメモリの出力の和を
とって出力すればよい。以上のようにすればノード110
から送られた順にノード130でデータを受信し出力する
ことができる。

（発明の効果） 以上、説明したように、本発明によれば、カウンタ15
0をループ対応に複数置くことにより、カウンタ150動作
速度をループ１本分の速度と同様にすることができ、バ
ッファメモリ160を構成するのと同様の技術で実現する
ことができる。したがって、ループ最大設置数はノード
のデータ受信部の動作速度に依存しない。

また、ループを増設する際、カウンタがループ対応に
設置されているため、カウンタの動作速度が変化せず、
依存の部分を変更することなく、ループ１本分を単位と
して簡単増設することができる。

さらに、ループ一本のシステムから、ループを多数本
もつシステムまでループ対応の部分は同じものが使用で
きるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の複数
ループを用いたデータ送受信方法を説明するための略
図、第２図は従来の複数ループを用いたデータ送受信方
法を示す概略図である。 図において、 10……カウンタ群、20,160……バッファメモリ 30……データ解析部、40,170……データ出力部 150……カウンタをそれぞれ示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数ノード間を複数ループによって結び、
   各ループ上に一定時間周期のフレームを設け、該フレー
   ムを複数のタイムスロットに分割し、全ループのフレー
   ム、タイムスロットの位相を同期させ、ノード間で複数
   のタイムスロットを用いて所要の通信を行うスロッテッ
   ドリング方式のデータ通信システムにおける複数ループ
   を用いたデータ送受信方法において、 各ノードには、各ループ対応に相手ノード（SA）ごと
   の、受信タイムスロット数カウンタと受信バッファメモ
   リを設け、 各ノードは、送信すべきデータをタイムスロット単位に
   分割し、分割したデータに送信ノード番号（SA）、受信
   ノード番号（DA）を付与して、複数ループのいずれかへ
   送出し、 各ノードは、ループ上を流れている自ノード（DA）宛の
   データを取り込み、自ノード宛データの送信されてきた
   ループでは、前記受信タイムスロット数カウンタにより
   １つ前のタイムスロットまでに同一相手ノードからいく
   つデータを受信したかという第１の情報と、自ループお
   よび自ループより上位のループに相手ノードからいくつ
   データが来ているかという第２の情報を計数し、第１の
   情報と第２の情報とを加算してアドレスを求め、前記自
   ノード宛データを前記受信タイムスロット数カウンタに
   接続された前記受信バッファメモリの前記アドレスに格
   納することを特徴とする複数ループを用いたデータ送受
   信方法。