JP2948837B2

JP2948837B2 - 通信リンク・インターフェースの初期化および同期方法および通信リンクの受信機

Info

Publication number: JP2948837B2
Application number: JP25505589A
Authority: JP
Inventors: ジョン・ディー・アレン; ジェフリー・ブイ・ヒル
Original assignee: Data General Corp
Current assignee: EMC Corp
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1999-09-13
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: EP0371593A2; AU4026789A; DE68924694D1; EP0371593A3; EP0371593B1; AU616294B2; US4910754A; JPH02149051A; CA1336291C; DE68924694T2

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、通信リンクの初期化または同期の方法、特
に２つのコンピュータ・シャシーを接続する全二重回線
において使用される初期化および同期アルゴリズムの方
法に関する。

（従来の技術および解決しようとする課題）同期のための公知の方法は、「スタート・ビット」を
伴う標準的なASCII/EBCDIC直列文字伝送を含む調歩式
（「スペース・マーク」）およびエラー訂正のないある
いは受信確認を伴う他の片方向式を含む。別の変形は、
空き状態に続く直列または並列伝送においてスタート文
字を使用することである。このスタート文字は、常に能
動状態にある回路により検出され、データ・ストリーム
においては決して生じない一義的なコードでなければな
らない。これらの公知の方法は、一般に、各メッセージ
の前に同期を必要とする。これらの方法は、各メッセー
ジ毎に同期をやり直すため、これらのシステムは同期の
喪失の検出を行なわないかあるいはこれを必要としな
い。多くの場合、各メッセージ毎の同期は、非常な高速
で動作するシステム内で貴重な帯域巾を消費する。

（課題を解決するための手段）本発明の目的は、データを脱落することなく２つの独
立的なシステム間の初期の同期化および再同期化を行な
い、またこれを自動的に人間あるいはソフトウエア・プ
ログラムの介入なしに行なうことである。オペレータの
介入、ハードウェア、あるいは電源障害によるリンクの
破壊後の動作を確保するために、２つの独立的なシステ
ムの給電の順序付けあるいはリセットは要求されない。

（発明の要約）本発明は、２つのインターフェース間の通信の初期化
または同期のための方法に関するものである。少なくと
も予め定めた数の同期信号が送られる。着信する信号
は、同期信号が着信する時を識別するため調べられる。
同期信号が受信された後、また予め定めた数の同期信号
が送られた後に、同期信号の送出が終了される。

タイミング信号が、着信する同期信号の受取りに続い
て等しい間隔で生成される。このタイミング信号は、各
着信メッセージの最初のワードを表示するため用いられ
る。

この方法は、両方のインターフェースにおいて行なわ
れる。これは、システムの起動、３つの連続する誤った
メッセージの発生、あるいは予め定めた長さの時間にお
けるメッセージの受信の失敗と同時にトリガーされる。
このように、CRC（巡回冗長検査）の如きエラー検出方
式と関連するこの方法の使用は、バースト・エラーまた
はクロック・サイクルの逸失からの自動的な回復を行な
う。

本発明の他の目的および利点については、図面に関連
する本発明の現在望ましい実施態様の以降の記述におい
て明らかになるであろう。

（実施例）図面において、全二重式シャシー間バス５が第１図に
示されている。このバスは、２つの個々の信号回線ある
いは他のセットの信号回線を持ち、第１のものは一方向
に進む通信のためのものであり、第２のものは反対方向
に進む通信のためのものである。１つのコンピュータ・
シャシーは、１つのインターフェース６によりバス５に
対する接続状態を獲得する。各インターフェース６は、
送信機７および受信機８を含む。１つのインターフェー
スにおける送信機は、他のインターフェースにおける受
信機と通信する。バスにより接続される２つのコンピュ
ータ・シャシーは独立的であるため、このバス上に送ら
れる情報が他端末におけるコンピュータにおいて理解さ
れ得るように、１つの周期方法が用いられることが必要
である。このことは、メッセージが４つの直列に伝送さ
れる並列ワードのパケットにおいて送られる望ましい実
施態様においては特に必要である。受信されつつあるワ
ードのどれが４つの内の最初のものであるかを識別する
ための同期が必要となる。

本発明の初期化および同期の方法を実施するための手
段を付設すること除いて従来周知の方法で構成すること
ができる送信機が第２図に示されている。第２図は、本
発明の送信機の簡素化された棚略図である。本発明の初
期化および同期アルゴリズムを実現するため、現状態制
御装置10が送信機に付設される。最終的には送信機から
送出されることになるデータは、最初は送信バッファ領
域12に格納される。望ましい実施態様においては、デー
タの８ビットと１つのパリティ・ビットからなる９ビッ
トが送信バッファ12からマルチプレクサ14へ送られる。
このマルチプレクサ14はまた、特殊指令セット16からの
入力の９ビットを受取る。この特殊な指令セット16に
は、同期コードが含まれる。このコードは、同期信号を
表わす８ビットと１つのパリティ・ビットを提供する。
前記マルチプレクサ14は、現状態制御装置10からの制御
信号に応答して送信バッファ12からあるいは特殊指令セ
ット16からの９ビットを選択する。前記マルチプレクサ
14からのこの９ビットの出力には、対応するパリティ・
ビット１ビットを伴う制御およびシーケンス・データの
別の８ビットが加えられる。

４×１マルチプレクサ20が、送信バッファ12から各パ
リティ・ビット２ビットを伴う２つの16ビット・ワー
ド、マルチプレクサ14からの９ビット、制御およびシー
ケンス・データの９ビット、およびエラー検出データの
16ビットを受取る。このエラー検出データは、現在の望
ましい実施態様におけるCRCジェネレータ22により与え
られる。無論、このエラー検出データの生成のため、当
業者により適当と見做される従来周知の検出方法を用い
ることができる。マルチプレクサ20は、現状態制御装置
10によって制御される。信号は18ビット並列でマルチプ
レクサ20からクロックに同期して検出される。これは、
16のデータ・ビットと２つのパリティ・ビットを含む。
これらは、全てパリティ検査器21へ送られる。一旦パリ
ティが調べられると、パリティ・ビットはもはや不要と
なり、16データ・ビットがCRCジェネレータ22および送
信テータ・レジスタ24へ送られる。この送信データ・レ
ジスタ24は、このデータが送信機により送出されるまで
のデータの一時的な記憶域である。

現在望ましい実施態様によれば、メッセージは４つの
16ビット・ワードとして送られる。各16ビット・ワード
は順次送出される。４つの全ての16ビット・ワードが送
出された後１つのメッセージが完了する。受信機が16ビ
ット・ワードのどれが４ワードのメッセージにおける最
初のものであるかを知るように同期が必要である。さも
なければ、メッセージは理解され得ない。現在望ましい
実施態様は、データの送出のための第１の線およびデー
タの受取りのための第２の線が存在する全二重ケーブル
において使用されるように構成される。

現状態制御装置110は、順次エラー・カウンタ26と接
続されている。受信機からの受信されたエラー信号は、
１つの回線上を現状態制御装置へ送られ、このため制御
装置は受取られたエラーを含むメッセージの数を記録す
ることができる。順次エラー・カウンタ26は、これらエ
ラーが順次生じる時エラーを含む各メッセージのカウン
トを保持する。現在望ましい実施態様においては、合計
３つ以上の順次のエラーが、現状態制御装置をその同期
ルーチンに入らせることになるが、これはこのような事
例においては同期の喪失により生じ得る通信の問題が存
在するためである。

現状態制御装置10はまた、同期信号が受信されたかど
うかを示す受信機からの指令信号も供給される。もし通
信ケーブルの他端部におけるインターフェースが１つの
同期信号を送出するならば、その同期信号を受信する端
末における送信機がその同期アルゴリズムに入り、通信
リンク上の通信を再同期させることが必要である。現状
態装置はまた、ケーブル・インターフェースの受信部へ
送られる「DETECTOR ON」信号をも生じる。この信号の
使用については、受信機および現状態制御装置により行
なわれるアルゴリズムと関連して以下に論述される。

シャシー間バス上の通信を初期化するための現状態制
御装置10により使用されるアルゴリズムが、第３図に示
される。このバス上の１つのインターフェースが起動さ
れる時、この制御装置はバス通信の初期化を行なうアル
ゴリズムを使用する。シャシー間バス上の通信におい
て、この通信が常に両方向に継続することが考えられ
た。もし送られることを必要とするデータが存在しなけ
れば、同期を通信中有効に維持するためだけに、空きメ
ッセージが送られる。同期が失われたならばいつでも、
本発明のアルゴリズムが回線上の通信を再同期させるよ
うに実行される。

基準状態00は「状態装置が起動と同期に、あるいはリ
セット信号後に始動する状態である。この状態装，畳
は、次のクロック信号において状態01に自動的に切換わ
る。また、現状態制御装置は、「DETECTOR ON」信号を
インターフェースの受信機部分へ．送り、受信機が同期
メッセージを探し始めるか、さもなければ着信データの
処理を停止するようにする。状態01においては、現状態
制御装置10は同期信号をシャシー間バス５上に送出させ
る。各同期信号は夫々16ビット・ワードで４ある。同期
信号には３つの他の16ビット・ワードが後に続く。これ
ら３ワードの内の最初の２ワードは関連がないが、最後
のワードはエラー検査ワードである。このエラー検査ワ
ードは、通信回線の他の側がメッセージを正しく受信し
たことを確認することを可能にする。現在望ましい同期
信号は、特にFF72である。もし同期信号と共に送られる
次の２つのデータ・ワードが全て０であれば、CRC−16
のエラー検査ワードはC61Eである。これら４つのデータ
・ワードが、１つの同期メッセージを構成する。

状態制御装置は、少なくとも８つの同期メッセージを
通信回線上に送出させる。最小数８が選択されるが、こ
れはこの数がエラーを有するメッセージにおいて受取ら
れる同期信号から回復するのに充分な時間を受信機に与
えるためである。この数はまた、これを更に便利にする
のが因数２である故に選定された。他の特定のシステム
においても全く同様に働く他の最小数を選定することも
できる。

状態01においては、現状態制御装置は少なくとも８つ
の同期メッセージが送出されるのを待機するが、また通
信リンクの他の側におけるインターフェースから，少な
くとも１つの同期メッセージを正しく受取るためにも待
機することになる。一旦これら両方の状態が満たされる
と、状態制御装置は01から11へ切換わる。同期メッセー
ジが受信されるまでは、送信機は同期メッセージの送出
を継続する。状態が11へ変ると、同期メッセージの送出
は停止される。この２つの状態の検出に先立ちリセット
信号が着信するならば、状態制御装置は状態00へ戻る。
状態制御装置が正しく受信した同期メッセージを待機す
る間、もし１つの同期信号がCRCエラーを含むメッセー
ジにおいて受取られるならば、状態制御装置は「DETECT
OR ON」信号を再表明して、受信機が同期信号の探索を
継続するようにする。

状態11においては、現状態制御装置はインターフェー
スの受信部分における非同期メッセージの受取りの認知
を待機する。一旦最初の非同期メッセージが受取られる
と、現状態制御装置は10として識別される通常の状態へ
移る。しかし、制御装置が状態11から状態10へ進むこと
を阻止する多くの状態が存在する。これらの状態は、状
態装置をして状態00における「RESET」モードへ戻すこ
とになる。このようなりセットを生じる１つの状態は、
エラーを含む３つの順次のメッセージの発生である。順
次エラー・カウンタ26は、それぞれエラーを含むメッセ
ージがいくつ順次に受取られたかの記録を保持する。も
しこの数が３に達すると、これは同期プロセスにおける
エラーを表わすものであり、このプロセスをそっくり開
始するためリセットを生じさせる。もしインターフェー
スが非同期メッセージの受取り前に32個の同期メッセー
ジを受取るならば、別の問題が示される。

このような状態においては、明らかに通信回線の他の
側におけるインターフェースが、この回線のこちら側か
ら送出される同期メッセージを検出することができなか
ったことになる。従って、状態装置は同期プロセスを再
び完全に開始させる。リセットを生じる３番目の状態
は、状態11にある間送信機が８つのメッセージを送出す
るが、通信リンクの他の側からどんなメッセージも受取
らない場合である。

通常のモードである10においては、同期プロセスは、
インターフェースが通信回線の他の側から同期メッセー
ジを受取る時常に開始される。また、それぞれエラーを
含む３つのメッセージが受取られる時常に、同期を開始
することができる。第３に、もし受信回線が不動作状態
になり受信機のインターフェースにおいて受信されるど
んな種類のメッセージもなく、８つのメッセージが送信
機により送出されるならば、同期が再び開始されること
になる。最後に、如何なる時もリセット信号が初期化／
同期アルゴリズムを再び開始させる。

このように、２つのインターフェース間の通信リンク
上の相互通信は自動的に動作状態に維持することができ
る。もし電源サージが有ったりボードの１つが取除かれ
たならば、通信回線上のインターフェースは、同期がう
まく回復されるまで同期プロセスに入る。このような同
期の自動的な処理の他に、意図的に同期状態に入らせる
ため、送信機のインターフェースに対してリセット信号
を与えることもできる。次に第４図においては、通信回
線インターフェースの受信部分が示される。通信回線か
らインターフェースに入るデータは、一連のレジスタ3
0、32、34、36に与えられる。各クロック・サイクルに
おいて、各レジスタはその内容を列内の次のレジスタへ
送る。第１のレジスタ30は、直接または間接に通信回線
から16ビット・ワードの形態でそのデータを取得する。
受信機に入る16ビット・ワードのどれが４ワード・メッ
セージの最初のものであるかをインターフェースに対し
判定することが本同期プロセスの目的である。

初期化または同期プロセスが開始する時は常に、イン
ターフェースの送信機部分における制御状態装置が「DE
TECTOR ON」信号をインターフェースの受信機部分にお
ける同期信号検出器38へ送る。この同期信号検出器38
は、この「DETECTIOR ON」信号に応答してのみ起動され
る。この検出器は起動されると、第１のレジスタ30に格
納されたデータを受取る。このデータは、現在望ましい
実施態様においてはFF72である既知の同期信号と直接比
較される。多数の論理ゲートからなる従来の回路を用い
て、16ビットの全てが同期信号の16ビットと整合するな
らば、使用可能信号が同期信号検出器38により送出され
て、同期信号が受取られたことを表示する。この使用可
能信号は、４クロック・カウンタ40へ与えられる。

この４クロック・カウンタ40は、同期信号が４番目の
最後のレジスタ36にある時「FRAME AVAILABLE」信号を
生じる。その後、４つのクロック信号毎に、このカウン
タは「FRAME AVAILABLE」信号を生じて、メッセージの
受取りと同期するタイミングを生じる。その後は、この
同期信号検出器38は、別の「DETECTOR ON」信号が受取
られるまでは使用されない。

別の実施態様によれば、前記クロック・カウンタ40
は、システムが４以外の数の並列ワードを持つメッセー
ジに対して使用できるように可変にすることができる。
このような別の方式において動作するために、メッセー
ジの長さコードが１つの同期信号と共に、あるいはその
直後に送出される必要がある。この長さコードは、メッ
セージ当たり所要数の並列ワードについてセットするた
めカウンタに与えることができる。従って、クロック・
カウンタ40は、長さコードによりセットされる所要数の
各クロック信号毎に前記「FRAME AVAILABLE」信号を生
じることになる。このように、この方式は、メッセージ
当たりの並列ワード数を変更することができるシステム
において使用することができる。

前記「FRAME AVAILABLE」信号は、クロック信号と共
に、ANDゲート42に送られて、クロック信号および前記
「FRAME AVAILABLE」信号の一致と同時に、アセンブリ
・レジスタ44が４つの一連のレジスタ30、32、34、36の
全ての内容でロードされる。アセンブリ・レジスタ44
は、これらレジスタにより保持される64ビット全てを保
持する。このため、全メッセージがアセンブリ・レジス
タ44により保持される。

前記アセンブリ・レジスタ以降は、受信機の設計は適
当な周知の方法において完結される。第４図のアセンブ
リ・レジスタ44内のメッセージは、同期ラッチ46へ送ら
れる。次いで、受信機はエラー検出回路48を提供する。
現在望ましい実施態様によれば、１つのメッセージにお
ける４番目のワードはCRCエラー検出ワードである。エ
ラー検出回路48は、このエラー検出ワードをメッセージ
中の他の３ワードと一致するよう生成されるべきワード
と比較する。もし予期されるワードと受取られたCRCワ
ードとの間に１対１の対応があるならば、エラーは検出
されず、メッセージは受信機のバッファ50へ送られる。
もしエラーが検出されるならば、エラーを受取ったこと
を示す信号がエラー検出回路により生成される。このエ
ラーを受取ったことを示す信号は前述のように現状態制
御装置により使用されるインターフェースの送信部分へ
送られる。

更に、本発明によれば、指令信号がエラー検出回路48
からインターフェースの送信部分へ送られる。この指令
信号は、どんなタイプのメッセージが受け取られたかを
示す。この信号は、現状態制御装置により使用されて、
同期メッセージあるいは非同期メッセージが受取られた
時を判定する。受信機により受取られたメッセージが同
期メッセージである時は、現状態制御装置は、該装置の
状態に応じて、第３図のフロー図に関して述べたように
動作する。この指令信号との組合せにおいて、エラー受
取り信号は現状態制御装置に、何時同期メッセージが適
正に受取られたかを通知する。エラー検出回路での処理
を終った後、メッセージは受信バッファ50へ送られ、こ
こで従来周知の方法で処理される。

本発明のアルゴリズムを用いて、通信リンクの両側の
インターフェースは、どちらの側が最初にその同期アル
ゴリズムに入るかの如何に拘らず、バースト・エラーか
ら回復し得る。このアルゴリズムは、通信が進行中容易
かつ自動的に再同期を行なう。このアルゴリズムは、失
ったあるいは余分なクロック・パルスからの回復をうま
く行なう。このため、本発明の方法によれば、双方向の
通信リンクにより接続される２つのインターフェース間
で初期化が達成でき、この同期状態は、一旦得られると
有効に維持されるのである。

本アルゴリズムの更に別の利点は、望ましい実施態様
の如き並列データ伝送システムにおいて、あるいは直列
伝送システムにおいて使用可能であることである。

無論、本文に述べた望ましい実施態様に対する種々の
変更および修正が当業者には明らかであることを理解す
べきである。例えば８つの同期メッセージの如き特性数
の信号、32個の同期メッセージおよびメッセージ当たり
４ワードは、特定のシステムの必要を満たすように変更
可能であり、また本発明においては重要ではない。更
に、本方法の使用は二重ケーブルに限定されるものでは
なく、無線周波数、マイクロ波、光ファイバ、あるいは
他の周知の通信リンクでも用いることができる。上記そ
の他の変更は、本発明の主旨および範囲から逸脱するこ
となく、またその付随する利点を減殺することなく可能
である。従って、このような変更および修正は頭書の特
許請求の範囲によって包含されるべきものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は二重バスにより接続された２つのインターフェ
ースを示す概略ブロック図、第２図は第１図のインター
フェースにおいて使用される送信機を示す概略ブロック
図、第３図は第２図の送信機の現状態制御装置の論理状
態図、および第４図は第１図のインターフェースにおい
て使用される受信機の該略ブロック図である。５……全二重式シャシー間バス、６……インターフェー
ス、７……送信機、８……受信機、10……現状態制御装
置、11、12……送信バッファ領域、13、14……マルチプ
レクサ、15、16……特殊指令セット、17、18、19、20…
…４×１マルチプレクサ、21、22……CRCジェネレー
タ、23、24……伝送データ・レジスタ、25、26……順次
エラー・カウンタ、27、28、29、30……レジスタ、31、
32……レジスタ、33、34……レジスタ、35、36……レジ
スタ、37、38……同期信号検出器、39、40……４クロッ
ク・カウンタ、41、42、43、44……アセンブリ・レジス
タ、45、46……同期ラッチ、47、48……エラー検出回
路、49、50……受信バッファ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１および第２のインターフェース間の通
信リンクを初期化する方法であって、前記第２のインターフェースからの着信信号を前記第１
のインターフェースにおいて同期信号と比較し、前記第１のインターフェースから少なくとも第１の予め
定めた数の同期信号を送出し、着信する同期信号が検出された後、かつ前記第１の予め
定めた数の同期信号が送出された後、前記第１のインタ
ーフェースからの同期信号の送出を終了し、着信する同期信号の検出に続いて等しい時間間隔におい
て使用可能信号を生成するステップからなることを特徴とする方法。
【請求項２】着信信号におけるエラーを検査するステッ
プを更に含み、前記信号送出の終了ステップが、着信す
る同期信号がエラーを含まず受取られることを要求する
ことを特徴とする請求項１記載の初期化方法。
【請求項３】３つの連続する信号がそれぞれエラーを含
んで受取られるならば、前記初期化方法を反復するステ
ップを更に含むことを特徴とする請求項２記載の初期化
方法。
【請求項４】前記同期信号が受取られる時同期信号をカ
ウントし、もし受取られた同期信号の数が第２の予め定
めた数を越えるならば前記初期化方法を反復するステッ
プを更に含み、該第２の予め定めた数が前記第１の予め
定めた数よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の
初期化方法。
【請求項５】前記同期信号の送出の終了後、前記通信リ
ンク上に信号を等しい間隔で連続的に送出するステップ
を更に含むことを特徴とする請求項１記載の初期化方
法。
【請求項６】前記同期信号の送出の終了に続いて第３の
予め定めた数の信号が送出された後着信信号が受取られ
なければ、前記初期化方法を反復するステップを更に含
むことを特徴とする請求項４記載の初期化方法。
【請求項７】通信リンク上の第１および第２のインター
フェースを同期させる方法であって、（ａ）前記第２のインターフェースから着信同期信号を
受取り、（ｂ）次いで、前記第１のインターフェースから少なく
とも第１の予め定めた数の同期信号を送出し、（ｃ）第２の着信同期信号が検出された後、かつ前記第
１の予め定めた数の同期信号が送出された後、前記第１
のインターフェースからの同期信号の送出を終了し、（ｄ）第２の着信同期信号の検出に続いて等しい時間間
隔で使用可能信号を生成するステップからなることを特徴とする方法。
【請求項８】着信信号におけるエラーを検査するステッ
プを更に含み、前記信号送出の終了ステップが、第２の
着信する同期信号がエラーを含まず受取られることを要
求することを特徴とする請求項７記載の同期方法。
【請求項９】３つの連続する信号がそれぞれエラーを含
んで受取られるならば、前記ステップｂ、ｃおよびｄを
反復するステップを更に含むことを特徴とする請求項８
記載の同期方法。
【請求項１０】前記同期信号が受取られる時同期信号を
カウントし、かつもし受取られる同期信号の数が第２の
予め定めた数を越えるならば前記ステップｂ、ｃおよび
ｄを反復するステップを更に含み、該第２の予め定めた
数が前記第１の予め定めた数よりも大きいことを特徴と
する請求項７記載の同期方法。
【請求項１１】前記同期信号の送出の終了後、前記通信
リンク上に信号を等しい間隔で送出するステップを更に
含むことを特徴とする請求項７記載の同期方法。
【請求項１２】前記同期信号の送出の終了に続いて第３
の予め定めた数の信号が送出された後着信信号が受取ら
れなければ、前記ステップｂ、ｃおよびｄを反復するス
テップを更に含むことを特徴とする請求項11記載の同期
方法。
【請求項１３】通信リンク・インターフェースにおいて
使用される受信機であって、前記通信リンクからデータが受取られる時、第１のレジ
スタから他のレジスタの各々に対しデータを伝送するよ
うに順次接続されたｎ個のレジスタ（但し、ｎは１より
大きな整数）と、 ON信号に応答して付勢される同期信号比較装置とを設
け、該同期信号比較装置は、一連のレジスタにおけるレ
ジスタの１つからデータのコピーを受取って同期信号と
比較し、前記データが前記同期信号と一致する時、使用
可能信号を発生し、前記使用可能信号に応答して、該使用可能信号に続いて
予め定めたクロックの遅れで第１の有効信号を生成し、
次いで該第１の有効信号の生成に続いてｎ個のクロック
信号毎に有効信号を生成するフレーム・カウンタを設
け、前記使有効信号に応答して、全ｎ個のレジスタに格納さ
れたデータを１つの並列セットのデータに組立てる手段
と、該１つの並列セットのデータをエラーについて調べ、も
しエラーが検出されたならばエラー信号を生成する手段
と、データがエラーについて調べられた後前記１つの並列セ
ットのデータを格納する手段とを設けてなることを特徴とする受信機。