JP2839991B2 - 通信制御方式 - Google Patents

通信制御方式

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JP2839991B2
JP2839991B2 JP24571092A JP24571092A JP2839991B2 JP 2839991 B2 JP2839991 B2 JP 2839991B2 JP 24571092 A JP24571092 A JP 24571092A JP 24571092 A JP24571092 A JP 24571092A JP 2839991 B2 JP2839991 B2 JP 2839991B2
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紀之 余越
貴志 小野寺
伸子 畠中
由暢 松川
和行 三浦
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバス制御機能を有したス
ター構成の通信制御方式に関するものである。LAN
(ローカルエリアネットワーク)等では、通信路に対す
る効率的なアクセス制御が必要とされ、またシステムの
拡張、縮小等に柔軟に対応できることなどが必要とされ
る。
【0002】
【従来の技術】一般的に用いられているLANでは、信
号線の数を極力減らし、またバスマスタを存在させない
ため、バス制御方式としてCSMA(キャリア・センス
・マルチプル・アクセス)方式あるいはCSMA/CD
(コリジョン・ディテクト)方式がよく用いられてい
る。またネットワーク構成としては、バス(タンデム)
構成あるいはスター構成などが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】CSMA方式あるいは
CSMA/CD方式によるバス制御では、バス上での通
信の衝突が起きなければ、効率のよい通信が可能であ
る。しかし、システム内において複数の装置が同じよう
なタイミングで定期的に通信を行うような場合、通信が
輻輳する確率が高くなり、バス上での通信の衝突回数も
多くなって通信の効率が悪くなる。例えば、システム内
の各装置から定時刻毎に警報等の情報を収集しようとす
ると、全ての装置がほぼ同時刻に通信を開始するため、
バス上での通信の衝突の確率が高くなってしまうという
問題点がある。
【0004】また通信線の接続方式としてはバス(タン
デム)構成あるいはスター構成などが採用されている
が、バス構成のネットワークでは、システムを拡張、縮
小すべく装置を増設、撤去するためにはタンデム接続の
追加、削除が必要となり、その工事がやりずらく手間が
かかるという問題点がある。
【0005】さらに、LANのような通信システムで
は、通信にあたって自装置と相手装置のアドレスが決定
されていないと、相互間での通信が困難となるので、各
装置にアドレスを設定することが必要であるが、このア
ドレス設定には次のような問題点がある。すなわち、シ
ステムを構成する装置(パッケージ)として同じ構成の
パッケージを使用した場合、それらのパッケージにアド
レスを割り付ける方法として最も一般的に考えられる方
法は、DIPスイッチ等を用いて各パッケージ毎に固有
アドレスを人手で設定するものである。しかしこの方法
では、パッケージ故障等でパッケージ交換の必要が生じ
たときには、そのパッケージ交換時にアドレスの再設定
が必要であるが、この再設定も人手の操作であるため間
違ったアドレスを設定するおそれがあり、その場合には
システム全体の障害となることもある。
【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、システムの各装置
間での通信の衝突を無くして効率の良い通信を実現し、
またシステムの拡張、縮小等にも柔軟に対応できるよう
にすることなどにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1は本発明に係る原理
説明図である。本発明の通信制御方式は、主装置70を
中心として複数の副装置71を主通信路72によりスタ
ー形に結び、さらに主装置70と複数の副装置71の各
々との間を該主通信路72の他に各々物理的配線の形で
実現される副通信路73でもスター形に結び、該主装置
70に、一の主通信路72からの信号を残りの主通信路
72に分配するレピータ回路74と、該主通信路72の
使用権を裁定するアービトレーション回路75とを設
け、各副装置71は自身に接続された副通信路73を経
由して該主装置70のアービトレーション回路75に主
通信路獲得のためのリクエストを行い、該アービトレー
ション回路75は何れの副通信路73からリクエストを
受信したかでリクエストを行った副装置71を認識し
て、リクエストを行った各副装置71のアクセス時刻の
順序に基づきまた同時のときには各副装置71に割り当
てられた優先順位に基づいて主通信路72の使用権を与
える副装置71を決めて当該副装置71に指示し、該ア
ービトレーション回路75から使用許可の指示を受けた
副装置71はその指示に従って主通信路72の使用権を
獲得して主通信を行うようにしたものである。。
【0008】この通信制御方式では、該主装置は、各副
装置に対して副装置が接続されている方路の別に基づい
て主装置で用いる主アドレスの割当てを行い、該副通信
路を経由して各副装置にその副装置に割り当てられた主
アドレスを通知するように構成できる。
【0009】
【0010】あるいは、この通信制御方式は、該主装置
のレピータ回路は、一の主通信路からの信号を残りの主
通信路に分配する機能と共に、その分配方路を一に限定
する方路限定機能も持たせ、各副装置に対して副装置が
接続されている方路の別に基づいて主通信で用いる主ア
ドレスの割当てを行い、該レピータ回路の方路限定機能
を用いて複数の副装置各々と1対1に接続されることで
各副装置にその副装置に割り当てられた主アドレスを通
知するように構成できる。
【0011】
【作用】本発明の通信制御方式においては、各副装置7
1は副通信路73を経由して主装置70のアービトレー
ション回路75に主通信路獲得のためのアクセスを行
該アービトレーション回路75は何れの副通信路7
3からリクエストを受信したかでリクエストを行った副
装置71を認識して、リクエストを行った各副装置71
のアクセス時刻の順序に基づきまた同時のときには各副
装置71に割り当てられた優先順位に基づいて主通信路
72の使用権を与える副装置71を決めて当該副装置7
1に通知する。副装置71はこのアービトレーション回
路75の指示に従って主通信路72の使用権を獲得す
る。そしてその主通信路72を経由して主装置70のレ
ピータ回路74に転送データを送り、このレピータ回路
74で他装置に分配することで、主通信を行う。
【0012】またシステム立上げ時などには、主装置7
0は、各副装置71に対して副装置が接続されている方
路の別に基づいて主通信で用いる主アドレスの割当てを
行い、副通信路73を経由して各副装置71にその副装
置に割り当てられた主アドレスを通知するようにする。
【0013】
【0014】あるいは、レピータ回路が方路限定機能を
有している構成の場合には、システムの立上げ時などに
は、主装置は、各副装置に対して副装置が接続されてい
る方路の別に基づいて主通信で用いる主アドレスの割当
てを行い、レピータ回路の方路限定機能を用いて副装置
と1対1に接続されることで、各副装置にその副装置に
割り当てられた主アドレスを通知するようにする。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図2には本発明の一実施例としての通信制御方式
による通信システムが示される。この通信システムで
は、通信の用途をシステム内で閉じて利用しているもの
とし、システムの規模は大きくなく、従ってシステムを
構成する装置間の距離もあまり長くないために、装置間
の通信を行うために利用できる信号線の数としてある程
度多くの信号線を利用できるものとする。
【0016】図2に示すように、この通信システムは、
システムのマスタとして機能するメイン装置1と3つの
サブ装置2〜4とで構成され、このメイン装置1を中心
として3つのサブ装置2〜4がそれぞれメイン通信路5
2 〜54 によりスター構成となるように接続されてお
り、さらに、メイン装置1と各サブ装置2〜4間はメイ
ン通信路(ここではバスとも称する)52 〜54 の他に
サブ通信路62 〜64 によってもそれぞれ接続されてい
る。またメイン装置1もその内部通信回路が他のサブ装
置2〜4との間でメイン通信を行うためのメイン通信路
5 1 とサブ通信を行うためのサブ通信路6 1 を備えてい
る。
【0017】この実施例システムにおいては、図5に示
されるような各種の信号、すなわち、システムクロック
SYSCLK、メイン通信データTXD 、メイン通信データRXD
、リクエストREQ 、アクノレッジACK 、サブ通信デー
タSTXD、サブ通信データSRXD、実装信号RDY などが使用
されている。これらの信号の方式としては、装置間の距
離、伝送速度によって種々のもの(例えばTTL、RS
422Aなど)が利用されており、本実施例ではTTL
によるものとする。
【0018】図3にはメイン装置1の詳細な構成例が示
される。図3において、アービトレーション回路11は
各装置1〜4からのリクエストREQ1〜REQ4に基づいてメ
イン通信路5の使用権を割り振る裁定を行う回路であ
る。ここで、リクエストREQ1〜REQ4は各装置1〜4から
のバス使用権要求信号、アクノレッジACK1〜ACK4は各装
置1〜4へのバス使用権許可信号である。これらのリク
エストREQ1〜REQ4に対しては、 REQ1>REQ2>REQ3>REQ4 という単純な優先順位でバス使用権が割り当てられるよ
うになっている。
【0019】このアービトレーション回路11のアービ
トレーションの論理式が次の表1に示される。
【表1】
【0020】レピータ回路12は各装置1〜4から入力
されたメイン通信データTXD を自分以外の各装置にメイ
ン通信データRXD として分配する回路である。ここで、
メイン通信データTXD1はメイン装置1の送信データ、メ
イン通信データTXD2〜TXD4はサブ装置2〜4の送信デー
タ、メイン通信データRXD1はメイン装置1の受信デー
タ、メイン通信データRXD2〜RXD4はサブ装置2〜4の受
信データである。
【0021】このレピータ回路12の分配の論理式が次
の表2に示される。
【表2】
【0022】図6にはこのレピータ回路12の動作が一
般化して説明されている。図示のように、入力端として
IN1〜INn、出力端としてOUT1〜OUTnを持
つレピータの場合、図6の(A)のに示すように、入
力端IN1に入力した入力信号は、自分に対応する出力
端OUT1を除く他の全ての出力端OUT2〜OUTn
にそれぞれ分配されて出力される。同様に、図6の
(A)のに示すように、入力端IN2からの入力信号
は、自身に対応する出力端OUT2を除く他の全ての出
力端OUT1、OUT3〜OUTnにそれぞれ分配され
て出力される。このように、このレピータ回路の特徴は
入力端INkからの入力信号を、その入力端に対応する
自分の出力端OUTkには分配しないようにしているこ
とで、このような自方路へのレピート無しの簡単なレピ
ータ機能により他の装置間との通信を可能にしている。
【0023】なお、このレピート機能を出力端側からみ
れば、図6の(B)に示されるように、自分以外の入力
端の信号がOR論理をとられて出力端に入力されている
ということができる。つまり、のように出力端OUT
1からみた場合には、出力端OUT1へ入力される信号
は入力端IN2〜INnの何れかからの信号であり、ま
たのように出力端OUT2からみた場合には、出力端
OUT2へ入力される信号は入力端IN1、IN3〜I
Nnの何れかからの信号である。
【0024】メイン通信回路13はメイン装置1がメイ
ン通信路5を介して他のサブ装置2〜4との間でメイン
通信を行うための回路で、LSIで構成されている。こ
のメイン通信回路13は、他装置に対してメイン通信を
行う必要が生じたときには、バス使用要求であるリクエ
ストREQ1を発生してアービトレーション回路11に送出
し、またアービトレーション回路11からバス使用許可
であるアクノレッジACK1を受け取ると、送信データTDX1
をレピータ回路12に送り、このレピータ回路12で分
配してメイン通信路52 〜54 を経由して他のサブ装置
2〜4に転送するよう動作する。
【0025】サブ通信回路14はメイン装置1がサブ通
信路6を介して他のサブ装置2〜4との間でサブ通信を
行うための回路で、LSIで構成されている。このサブ
通信回路14は各サブ装置2〜4からサブ通信データSR
XD2 〜SRXD4 をサブ通信路62 〜64 を経由してそれぞ
れ受け取って処理し、またサブ通信データSTXD2 〜STXD
4 を生成してサブ通信路62 〜64 を経由してサブ装置
2〜4にそれぞれ送信する。
【0026】分配回路15はメイン装置1内のクロック
CLK をシステムクロックSYSCLKとして他のサブ装置2〜
4に分配するための回路である。
【0027】図4には実施例システムにおけるサブ装置
の詳細な構成例が示される。ここでは、サブ装置2を例
にしてその構成を示してあるが、他のサブ装置3、4も
同様な構成となっている。
【0028】メイン通信回路21はメイン通信路5を介
して他の装置1、3、4間でメイン通信を行うための回
路で、LSIで構成されている。このメイン通信回路2
1は、他装置に対して通信を行う必要が生じたときに
は、バス使用要求であるリクエストREQ2を発生してサブ
通信路62 を経由してメイン装置1のアービトレーショ
ン回路11に送出し、またアービトレーション回路11
からサブ通信路62 を経由してバス使用許可であるアク
ノレッジACK2を受け取ると、送信データTDX2をメイン通
信路52 を経由してメイン装置1のレピータ回路12に
送り、このレピータ回路12で分配してメイン通信路5
を介して他の装置1、3、4のメイン通信回路に転送す
るよう動作する。
【0029】サブ通信回路22はサブ装置2がサブ通信
路6を介して主装置1との間で通信を行うための回路
で、LSIで構成されている。このサブ通信回路22は
メイン装置1のサブ通信回路14からのサブ通信データ
SRXD2 をサブ通信路62 を介してそれぞれ受け取って処
理し、またサブ通信データSTXD2 を生成してサブ通信路
2 を経由してメイン装置1のサブ通信回路14に送信
する。
【0030】この実施例システムの動作を以下に説明す
る。〔メイン通信路のアービトレーション〕まず、本実
施例システムでは、メイン装置1に備えられたアービト
レーション機能により、通信時にメイン通信路5での通
信の衝突を回避し、ほとんど待ち時間無しで通信が開始
できるようにして、通信路の使用効率を上げることを可
能にしている。
【0031】すなわち、各装置1〜4は、以下のような
手順に従い、図7に一般化されて示されるような形態
で、通信を行う。 通信を開始したい装置kは、メイン装置1のアービ
トレーション回路11に対してリクエストREQkをアサー
トする。通信を開始したい装置がサブ装置2〜nである
場合には、リクエストREQ2〜REQnはサブ通信路62 〜6
n を経由してメイン装置1に送られる。
【0032】 その後、アービトレーション回路11
からアクノレッジACKkがアサートされるまで待ち、これ
がアサートされると、その装置kはメイン通信路5を用
いて通信を開始する。なお、通信を開始したい装置がサ
ブ装置2〜nである場合には、アクノレッジACK1〜ACKn
はサブ通信路62 〜6n を経由して各サブ装置2〜nに
送られる。
【0033】 装置kは、メイン通信が終了したら、
リクエストREQkをネゲートしてメイン通信路5を開放す
る。
【0034】このように、ここで示したアービトレーシ
ョンの例では、バスを使用した後にリクエストREQ を必
ずネゲートするため、優先度の低い装置でも通信を開始
することができるものである。
【0035】なお、通信プロトコルによっては、ACK
方式なども存在し、このACK方式を採用した場合に
は、アクノレッジACK を返送するときにかぎり、リクエ
ストREQ を出さずに直接にバスを使用してACK応答を
行うようにする。これは、コマンドを受信した装置しか
次のバス(ACK応答用)を使用しないため、アービト
レーションに関係なく通信を開始してもバスの衝突は起
きないからである。
【0036】〔メインアドレスの割当て方法〕メイン通
信に際しては各装置1〜4に固有のメインアドレスを割
り当てて相互通信を行うが、これら各装置1〜4にメイ
ンアドレスを割り当てる方法について以下に説明する。
【0037】すなわち、この実施例のようにスター構成
をとれば、通信方路#1〜#4が各装置1〜4について
それぞれ別々になっているので、この通信方路によって
各装置のメインアドレスを決めることが可能である。す
なわち、通信方路#1のメイン装置1はメインアドレス
ADD1、通信方路#2のサブ装置2はメインアドレス
ADD2、通信方路#3のサブ装置3はメインアドレス
ADD3、通信方路#4のサブ装置4はメインアドレス
ADD4というようにアドレス割り付けをする。
【0038】このようにして決定したメインアドレス
は、システムの立上げ時等に各装置1〜4に通知され
る。このメインアドレスの通知にはサブ通信路6を利用
して行われる。ただし、この通信にあたっては、各サブ
装置2〜4のサブ通信用のアドレス (サブアドレスと称
することにする) を全て同一にし、メイン装置1のサブ
通信回路14は通知相手を方路によって選択することで
通信を行って、メインアドレスを通知するようにする。
【0039】例えば、図8に一般化されて示されるよう
に、サブ装置2にメインアドレスADD2を通知するに
は、メイン装置1は通信相手のアドレスとしてサブアド
レス(全てのサブ装置2〜4に共通で“xxxx”であ
る) を用いるものとし、サブ通信回路14によりそのメ
インアドレスADD2を含むサブ通信データSRXD2 を作
成し、さらに通信方路として方路#2 (すなわちサブ通
信路62 ) だけを選択してこのサブ通信データSRXD2 を
この通信方路#2だけに送出する。これによりメイン装
置1は一つの相手とのみ通信を行うことができる。
【0040】この方式であれば、相手のアドレスが同一
であっても、情報は特定のシステムだけに分配されるた
め、通信の衝突は起きない。したがって、この方式を使
用してシステム立上げ時に、本来の通信 (メイン通信)
で使用するメインアドレスを各サブ装置2〜4に分配し
ておけば、パッケージ毎にDIPスイッチ等でアドレス
を設定する必要がなくなり、またパッケージ交換時にも
メイン装置1からアドレスを再設定すれば足りる。
【0041】なお、上述のようなシステム構成としたこ
とにより、システム内のサブ装置の増設または削除の工
事にあたっては、装置間を接続するケーブルが全てメイ
ン装置1との間を接続するだけのものとなり、その工事
が容易となる。この場合、メイン装置1のレピータ回路
12としては、予めシステムの拡張を見込んで入出力端
の数が多いものを用意しておけばよい。
【0042】本発明の実施にあたっては種々の変形形態
が可能である。例えば、上述の実施例ではサブ通信路を
用いてアービトレーション情報の送受およびメインアド
レスの割付けを行ったが、本発明はこれに限られるもの
ではなく、サブ通信路を確保できないシステムでは、図
9に示す以下に説明する方法によってもよい。
【0043】すなわち、メイン装置1のレピータ回路1
2’に方路選択機能(あるいは方路限定機能とも称す
る)を追加し、メイン装置1の制御によってレピータ機
能で分配する方路を一つの方路だけに限定させる方式で
ある。この方路限定制御を行っているときには、例えば
方路#1に限定制御を行うと、図10のに示されるよ
うに、入力端IN1に入力された信号は出力端OUT2
にだけ分配され、また図10のに示されるように、入
力端IN2に入力された信号は出力端OUT1からのみ
集線される。
【0044】このようにメイン装置1のレピータ回路1
2に方路選択機能を付加したうえで、システム立上げ時
にメイン装置1が他のサブ装置2〜nに対してその方路
別に従ってメインアドレスを割り付ける場合、そのメイ
ンアドレスを通知しようとする相手のサブ装置を指定す
るのにグローバルアドレスを用い、かつそのサブ装置が
接続されている方路だけに転送データ(メインアドレス
情報を含む)が分配されるようにレピータ回路12で方
路選択を行い、そしてメイン通信路5を経由してその転
送データを目的とするサブ装置に転送するものである。
【0045】ここで、グローバルアドレスは、通信プロ
トコル上、各装置に固有な自アドレス以外のものとして
予め定義されたもので、このグローバルアドレスで通信
された側は自アドレスが何であろうと受信を行うという
ものである。このようなグローバルアドレスを用いてい
るため、レピータ回路12で限定された方路に接続され
たサブ装置は転送データを受信できる。またその限定方
路のみに通信が行われているので、目的とするサブ装置
だけに対してそれに固有のメインアドレスを転送するこ
とができるのである。
【0046】
【発明の効果】以上に説明したように、アービトレーシ
ョン機能を有する通信制御方式を採用することで、シス
テムの各装置間での通信の衝突を無くして効率の良い通
信を実現でき、通信路のスループットを向上させること
ができる。
【0047】またスター構成とすることで、システムの
増設、削減時にメイン装置と当該増設/削減装置間のケ
ーブルのみ工事すればよいので、建設工事を簡略化する
ことが可能となって、システムの拡張、縮小等に柔軟に
対応できるようになる。
【0048】またスター構成に方路単位でのサブ通信機
能を具備するよう構成することで、メインの通信用の自
アドレスを個別に人手で設定する必要がなくなり、よっ
てパッケージ交換時に人手で再設定することなども不要
となり、よって人為的な誤操作による障害の発生を防ぐ
ことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る原理説明図である。
【図2】本発明の一実施例としての通信制御方式による
通信システムを示す図である。
【図3】実施例システムにおけるメイン装置の詳細な構
成例を示す図である。
【図4】実施例システムにおけるサブ装置の詳細な構成
例を示す図である。
【図5】実施例システムで使用する信号を説明する図で
ある。
【図6】実施例システムにおけるレピータ回路の動作を
説明する図である。
【図7】実施例システムのアービトレーション動作を説
明する図である。
【図8】実施例システムの方路選択動作を説明する図で
ある。
【図9】本発明の他の実施例を説明する図である。
【図10】他の実施例におけるレピータ回路の方路限定
制御を説明する図である。
【符号の説明】
1 メイン装置 2〜4 サブ装置 51 〜54 メイン通信路 61 〜64 サブ通信路 11 アービトレーション回路 12、12’ レピータ回路 13 メイン通信回路 14 サブ通信回路 15 分配回路 21 メイン通信回路 22 サブ通信回路
フロントページの続き (72)発明者 松川 由暢 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 三浦 和行 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 寒川 重厚 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−304504(JP,A) 特開 平5−48635(JP,A) 特開 平3−228448(JP,A) 特開 昭64−81426(JP,A) 特開 昭63−194760(JP,A) 特開 昭63−124647(JP,A) 特開 昭62−237840(JP,A) 1992年電子情報通信学会春季大会講演 論文集[分冊3」通信,B−650,青木 照明 他「ネットワーク管理機能を備え た10base−Tハブの開発」 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04L 12/44 JICSTファイル(JOIS) WPI(DIALOG)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主装置を中心として複数の副装置を主通信
    路によりスター形に結び、さらに該主装置と該複数の副
    装置各々との間を該主通信路の他に各々物理的配線の形
    で実現される副通信路でもスター形に結び、該主装置
    に、一の主通信路からの信号を残りの主通信路に分配す
    るレピータ回路と、該主通信路の使用権を裁定するアー
    ビトレーション回路とを設け、 各副装置は自身に接続された副通信路を経由して該主装
    置のアービトレーション回路に主通信路獲得のための
    クエストを行い、 該アービトレーション回路は何れの副通信路からリクエ
    ストを受信したかでリクエストを行った副装置を認識し
    て、リクエストを行った各副装置のアクセス時刻の順序
    に基づきまた同時のときには各副装置に付けられた優先
    順位に基づいて主通信路の使用権を与える副装置を決め
    て当該副装置に指示し、 該アービトレーション回路から使用許可の指示を受けた
    副装置はその 指示に従って主通信路の使用権を獲得して
    主通信を行うようにした通信制御方式。
  2. 【請求項2】該主装置は、各副装置に対して副装置が接
    続されている方路の別に基づいて主装置で用いる主アド
    レスの割当てを行い、該副通信路を経由して各副装置に
    その副装置に割り当てられた主アドレスを通知するよう
    にした請求項1記載の通信制御方式。
  3. 【請求項3】該主装置のレピータ回路は、一の主通信路
    からの信号を残りの主通信路に分配する機能と共に、そ
    の分配方路を一に限定する方路限定機能も持たせ、各副
    装置に対して副装置が接続されている方路の別に基づい
    て主通信で用いる主アドレスの割当てを行い、該レピー
    タ回路の方路限定機能を用いて複数の副装置各々と1対
    1に接続されることで各副装置にその副装置に割り当て
    られた主アドレスを通知するようにした請求項1記載の
    通信制御方式。
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JP24571092A Expired - Lifetime JP2839991B2 (ja) 1992-08-21 1992-08-21 通信制御方式

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1992年電子情報通信学会春季大会講演論文集[分冊3」通信,B−650,青木照明 他「ネットワーク管理機能を備えた10base−Tハブの開発」

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JPH0669945A (ja) 1994-03-11

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