JP3633496B2 - データ伝送方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデータ伝送方法および装置に関し、特に一つの主ノードと複数の従ノードとがシリアル通信路を介してデータを伝送する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のノード間でのデータ伝送において、データの送り側と受け側との間の通信路や媒体において送受信データの衝突を回避するために、例えばＥｔｈｅｒ−Ｎｅｔのように、送受信データの衝突を検知してノード間の調停を行う方式や、一つの送受信トークンを授受することによってデータ伝送を行う方式がある。また、一つの主ノードと複数の従ノードとを放射状にスター接続し、個別にデータ伝送する方式がある。
【０００３】
これらのデータ伝送方式では、通信路上の各ノードが、固有のドライバーボードや通信ドライバーソフトおよびプロトコルファームウエア等をそれぞれ有し、通信路の調停を行ってデータ伝送している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来は、通信路での送受信データの衝突を回避するために、各ノードが固有のハード構成および通信ドライバーソフトやプロトコルファームウエア等を必要とし、これらに対応する固有のプロトコルに基づいてデータ伝送を行っている。
【０００５】
このため、システム全体のハード構成が複雑かつ高価なものとなる。また、これらのハードを動作させるためのファームウエア、ドライバーソフト、アプリケーションソフトも複雑であり、送受信されるデータ形式も特定のプロトコルに基づいたヘッダーや識別子が多重多層に付加され、送受信プロトコルも複雑化するという問題点を有している。
【０００６】
本発明の目的は、簡易なハード、ソフト構成によりノード間での信号の衝突を回避してデータ伝送が可能なデータ伝送方法および装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のデータ伝送方法は、一つの主ノードと複数の従ノードとを上り下りの通信路を有するシリアル通信路によりデイジーチェイン接続し、前記従ノードがデータを前記上り通信路を介して前記主ノードへ送信するに際し、前記従ノードは送信保留を指示するＢＳ信号を前記上り通信路を介して前記主ノードへ一定時間送信し、前記主ノードは前記ＢＳ信号を受信している期間中は折り返し前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して前記従ノードへ送信し、前記従ノードは前記主ノードへ送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間と前記主ノードから折り返してくる前記ＢＳ信号の受信継続時間とを比較し、前記送信継続時間と前記受信継続時間の対応がとれたときにデータ送信権を獲得できたと判定して前記データを前記主ノードへ送信する。
【０００８】
また、前記主ノードは、前記従ノードからの前記ＢＳ信号および前記データを前記上り通信路を介して受信している期間中は折り返し前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して前記従ノードへ送信する。
【０００９】
また、前記従ノードは、前記主ノードへ送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間をランダムに設定する。更に、前記ＢＳ信号を前記上り通信路を介して前記主ノードへ送信するに際し、前記主ノードからの前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して受信しているときは送信を保留する。
【００１０】
本発明のデータ伝送装置は、一つの主ノードと複数の従ノードとが上り下り通信路を有するシリアル通信路によりデイジーチェイン接続されるデータ伝送装置であって、前記主ノードは、データを前記下り通信路へ送信するデータ送信手段と、送信保留を指示するＢＳ信号を前記下り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、前記従ノードからのデータを前記上り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記従ノードからの前記ＢＳ信号を前記上り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信制御手段とを備え、前記送信制御手段は、データを前記従ノードへ送信するに際し、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を一定時間送信させた後に前記データ送信手段に前記データを送信させ、また、前記ＢＳ受信手段が前記従ノードからの前記ＢＳ信号を受信しているとき、および前記データ受信手段が前記従ノードからのデータを受信しているときには、前記ＢＳ送信手段に折り返して前記ＢＳ信号を送信させるように制御することを特徴とし、前記従ノードは、データを前記上り通信路へ送信するデータ送信手段と、前記ＢＳ信号を前記上り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、前記主ノードからのデータを前記下り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記主ノードからの前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信判定制御手段とを備え、前記送信判定制御手段は、データを前記主ノードへ送信するに際し、前記ＢＳ受信手段が前記主ノードからの前記ＢＳ信号を受信していないならば、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を送信させると共に、送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間と前記ＢＳ受信手段が受信する前記主ノードからの前記ＢＳ信号の受信継続時間とを比較し、前記送信継続時間と前記受信継続時間との対応がとれたときにデータ送信権を獲得できたと判定して前記データ送信手段にデータを送信させ、前記主ノードのデータ送信手段は、前記下り通信路へ送信する前記データに送付先ノードの識別番号を付加して送信し、前記従ノードのデータ受信手段は、受信した前記データに付加された前記送付先ノードの識別番号を抽出し、自ノード宛のデータであると判定して前記データを受信することを特徴とする。
【００１１】
本発明のデータ伝送装置は、一つの主ノードと複数の従ノードとが上り下り通信路を有するシリアル通信路によりデイジーチェイン接続されるデータ伝送装置であって、前記主ノードは、データを前記下り通信路へ送信するデータ送信手段と、送信保留を指示するＢＳ信号を前記下り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、前記従ノードからのデータを前記上り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記従ノードからの前記ＢＳ信号を前記上り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信制御手段とを備え、前記送信制御手段は、データを前記従ノードへ送信するに際し、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を一定時間送信させた後に前記データ送信手段に前記データを送信させ、また、前記ＢＳ受信手段が前記従ノードからの前記ＢＳ信号を受信しているとき、および前記データ受信手段が前記従ノードからのデータを受信しているときには、前記ＢＳ送信手段に折り返して前記ＢＳ信号を送信させるように制御することを特徴とするデータ伝送装置において、前記従ノードは、データを前記上り通信路へ送信するデータ送信手段と、前記ＢＳ信号を前記上り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、前記主ノードからのデータを前記下り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記主ノードからの前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信判定制御手段とを備え、前記送信判定制御手段は、データを前記主ノードへ送信するに際し、前記ＢＳ受信手段が前記主ノードからの前記ＢＳ信号を受信していないならば、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を送信させると共に、送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間と前記ＢＳ受信手段が受信する前記主ノードからの前記ＢＳ信号の受信継続時間とを比較し、前記送信継続時間と前記受信継続時間との対応がとれたときにデータ送信権を獲得できたと判定して前記データ送信手段にデータを送信させる。
【００１２】
上記構成において、前記従ノードは、前記従ノードのＢＳ送信手段が送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間をランダムに設定するためのランダム時間発生手段を有し、前記送信判定制御手段は、前記ランダム時間発生手段により設定された送信継続時間に基づき前記ＢＳ送信手段を制御する。
【００１３】
本発明のノードは、データを上り通信路へ送信するデータ送信手段と、ＢＳ信号を前記上り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、主ノードからのデータを前記下り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記主ノードからの前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信判定制御手段とを備え、前記送信判定制御手段は、データを前記主ノードへ送信するに際し、前記ＢＳ受信手段が前記主ノードからの前記ＢＳ信号を受信していないならば、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を送信させると共に、送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間と前記ＢＳ受信手段が受信する前記主ノードからの前記ＢＳ信号の受信継続時間とを比較し、前記送信継続時間と前記受信継続時間との対応がとれたときにデータ送信権を獲得できたと判定して前記データ送信手段にデータを送信させる。
また、前記ノードは、前記ノードのＢＳ送信手段が送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間をランダムに設定するためのランダム時間発生手段を有し、前記送信判定制御手段は、前記ランダム時間発生手段により設定された前記送信継続時間に基づき前記ＢＳ送信手段を制御する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態を示すブロック図であり、データを送受信する一つの主ノード１と、データを送受信する複数の従ノード２−１，２−２，……，２−Ｎとが、シリアル通信路３を介してデイジーチェイン接続（数珠つなぎ）されている。
【００１６】
シリアル通信路３は、例えばＲＳ−４８５規格（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｓｔａｎｄａｒｄ ４８５：ＥＩＡによって規定化された直列データ伝送用インターフェイス）のシリアル通信路であり、主ノード１から各従ノード２へデータを伝送する下り通信路３１と、各従ノード２から主ノード１へデータを伝送する上り通信路３２とを有している。
【００１７】
主ノード１は、データを下り通信路３１へ送信するデータ送信部１１と、各従ノード２が上り通信路３２へ送信したデータを受信するデータ受信部１２と、送信保留を指示するＢＳ信号（ＢＳ：Ｂｒｅａｋシーケンス）を下り通信路３１へ送信するＢＳ送信部１３と、各従ノード２が上り通信路３２へ送信したＢＳ信号を受信するＢＳ受信部１４と、データ送信部１１およびＢＳ送信部１３の送信制御を行う送信制御部１５とを備えている。
【００１８】
ここで、送信制御部１５は、データを送信するに際し、ＢＳ送信部１３にＢＳ信号を一定時間送信させた後に、データ送信部１１にデータを送信させる。また、ＢＳ受信部１４が従ノード２からのＢＳ信号を受信しているとき、およびデータ受信部１２が従ノード２からのデータを受信しているときには、折り返しＢＳ信号を送信するようにＢＳ送信部１３を制御する。
【００１９】
従ノード２−１，２−２，……，２−Ｎは、データを上り通信路３２へ送信するデータ送信部２１と、主ノード１が下り通信路３１へ送信するデータを受信するデータ受信部２２と、データ送信前に上り通信路３２へＢＳ信号を送信するＢＳ送信部２３と、主ノード１が下り通信路３１へ送信するＢＳ信号を受信するＢＳ受信部２４と、ＢＳ信号の送信継続時間をランダムに設定するためのランダム時間発生部２５と、データ送信部２１およびＢＳ送信部２３の送信制御を行う送信判定制御部２６とを備えている。
【００２０】
送信判定制御部２６は、データを送信するに際し、ＢＳ送信部２３にＢＳ信号を送信させると共に、ＢＳ送信部２３が送信するＢＳ信号の送信タイミングとＢＳ受信部２４が受信する主ノード１からの折り返しＢＳ信号の受信タイミングとを比較し、データ送信権獲得の可否を判定してデータ送信部２１の送信制御を行う。また、データを送信するに際して、ＢＳ受信部２４が主ノード１からのＢＳ信号を受信しているときは送信を保留する。
【００２１】
このような一つの主ノードと複数の従ノードとのデータ伝送は、例えば、映像信号の切替や調整を行う映像調整装置（スイッチャ）において、主制御機器により複数のマトリックススイッチを制御するのに適用できる。
【００２２】
ここで、主ノード１を映像調整装置内の主制御機器とし、複数の従ノード２−１，２−２，……，２−Ｎを映像調整装置内の複数のマトリックススイッチとし、主ノード１（主制御機器）が各従ノード２（マトリックススイッチ）へ制御データを送信してマトリックススイッチのクロスポイント（ＸＰ）を制御する場合を例にとって説明する。
【００２３】
図２は、一例として、主ノード１から従ノード２−２へ向けてクロスポイント制御データ（ＸＰ制御データ）を送信して制御する場合の信号の流れを示す図である。
【００２４】
図２において、主ノード１は、制御データを送信する前に、まず、送信保留を指示するＢＳ信号（ＢＳ１１）を下り通信路３１へ送信し、引き続いて、ＸＰ制御データを含むＸＰ制御コマンド（ＣＸ）を送信する。
【００２５】
ＸＰ制御コマンド（ＣＸ）は、例えば図６に示すように、ヘッダ部分とデータ部分とで構成されている。ヘッダ部分には、データの送付先ノードを指定するノード識別番号、データの種別およびデータ長等の各種情報が含まれる。データ部分には制御データが含まれる。
【００２６】
ここでは、ＸＰ制御コマンドのヘッダ部分には従ノード２−２のノード識別番号が設定され、データ部分には従ノード２−２のＸＰ制御データが設定される。
【００２７】
従ノード２−１，２−２，……，２−Ｎは、ＢＳ信号（ＢＳ１１）をそれぞれ受信して送信保留状態になった後、ＸＰ制御コマンド（ＣＸ）をそれぞれ受信し、ヘッダ部分に含まれるノード識別番号を抽出し、自ノード宛のＸＰ制御コマンドであるか否かを判定する。
【００２８】
そして、自ノード宛のＸＰ制御コマンドを受信したならば、ＸＰ制御コマンドのデータ部分に含まれるＸＰ制御データを受信する。また、自ノード宛のＸＰ制御コマンドでないならば、このＸＰ制御データを無視する。ここでは、従ノード２−２が自ノード宛のＸＰ制御コマンドであると認識してＸＰ制御データを受信する。なお、主ノード１がＸＰ制御コマンドの送信を終了するまで各従ノード２は送信保留状態を維持する。
【００２９】
その後、主ノード１は、ＸＰ制御データの送付先従ノードにおいてＸＰ制御が有効に実行されたか否かを確認するために、現在のクロスポイントの状態データを要求するＸＰ状態要求コマンド（ＣＳ）を送信する。ＸＰ状態要求コマンド（ＣＳ）はＢＳ信号（ＢＳ１２）に続いて送信される。
【００３０】
このＸＰ状態要求コマンド（ＣＳ）には、送付先のノード識別番号が含まれており、主ノード１はＸＰ制御コマンドと同じ送付先のノード識別番号を設定する。ここでは、従ノード２−２のノード識別番号を設定する。
【００３１】
従ノード２−１，２−２，……，２−Ｎは、ＢＳ信号（ＢＳ１２）に続いてＸＰ状態要求コマンド（ＣＳ）をそれぞれ受信し、このコマンドに含まれるノード識別番号を抽出し、自ノード宛のＸＰ状態要求コマンドであるか否かを判定する。
【００３２】
そして、自ノード宛のＸＰ状態要求コマンドであるときは、現在のクロスポイント状態データを主ノード１へ送信することになる。また、自ノード宛でないならば、このコマンドを無視する。ここでは、従ノード２−２がクロスポイント状態データを主ノード１へ送信することになる。
【００３３】
従ノード２−２は、クロスポイント状態データ（ＤＳ２）を主ノード１へ送信するに際し、主ノード１からのＢＳ信号を受信していないことを確認して、まず、ＢＳ信号（ＢＳ２２）を送信する。
【００３４】
ところで、各従ノード２が送信するＢＳ信号の送信継続時間は、一定範囲内でランダムに設定される。また、主ノード１は、従ノード２が送信したＢＳ信号およびデータの受信中は、下り通信路３１へ折り返してＢＳ信号を送信するようにしている。
【００３５】
ここでは、従ノード２−２が、ランダムに設定される時間だけ継続してＢＳ信号（ＢＳ２２）を送信することにより、このＢＳ信号に応じて主ノード１は折り返しＢＳ信号（ＢＳ１３）を送信するので、従ノード２−２は、ＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信開始タイミングおよび送信終了タイミングと主ノード１から折り返してくるＢＳ信号（ＢＳ１３）の受信開始タイミングと受信終了タイミングとを比較し、互いに対応したときにデータの送信権を獲得できた判定し、直ちにクロスポイント状態データ（ＤＳ２）の送信を開始する。
【００３６】
主ノード１は、従ノード２−２からのクロスポイント状態データ（ＤＳ２）を受信したときにＢＳ信号（ＢＳ１４）の送信を開始する。そして、従ノード２−２がクロスポイント状態データ（ＤＳ２）の送信が終了したとき、ＢＳ信号（ＢＳ１４）の送信を停止する。
【００３７】
このように、従ノード２−２がＢＳ信号（ＢＳ２２）およびクロスポイント状態データ（ＤＳ２）を上り通信路３２へ送信している期間中は、主ノード１がＢＳ信号（ＢＳ１３）およびＢＳ信号（ＢＳ１４）を下り通信路３１へ送信して他の従ノードを送信保留状態とするので、上り通信路３２でのデータ衝突は発生しない。
【００３８】
次に、主ノード１から複数の従ノードへ向けて同じ制御データを送信して同時に制御を行う場合について説明する。
【００３９】
図３は、一例として、主ノード１から２つの従ノード２−１，２−２へ向けてＸＰ制御データを送信する場合の信号の流れを示す図である。
【００４０】
主ノード１は、図２の場合と同様に、まず、ＢＳ信号（ＢＳ１１）を送信し、引き続きＸＰ制御コマンド（ＣＸ）を送信する。このＸＰ制御コマンド（ＣＸ）には、２つの従ノード２−１，２−２のノード識別番号が付加されている。
【００４１】
各従ノード２−１，２−２，……，２−Ｎは、ＢＳ信号（ＢＳ１１）を受信して送信保留状態となり、引き続きＸＰ制御コマンド（ＣＸ）をそれぞれ受信する。そして、このＸＰ制御コマンドに含まれるノード識別番号を抽出し、自ノード宛のＸＰ制御コマンドであるか否かを判定する。
【００４２】
ここでは、従ノード２−１および２−２が自ノード宛のＸＰ制御コマンドであることをそれぞれ認識してＸＰ制御データを受信する。
【００４３】
その後、主ノード１は、ＸＰ制御が有効に実行されたかどうかを確認するために、ＢＳ信号（ＢＳ１２）を送信した後、従ノード２−１，２−２に対してＸＰ状態要求コマンド（ＣＳ）を送信する。このＸＰ状態要求コマンド（ＣＳ）には、従ノード２−１および２−２のノード識別番号がそれぞれ付加される。
【００４４】
従ノード２−１，２−２は、ＸＰ状態要求コマンド（ＣＳ）が自ノード宛であることをノード識別番号により認識し、現在のクロスポイント状態データ（ＤＳ１，ＤＳ２）を主ノード１へ送信するための動作を開始する。
【００４５】
いま、従ノード２−１が、従ノード２−２よりも早くＢＳ信号（ＢＳ２１）の送信を開始し、ランダムに設定された時間だけ送信したとすれば、主ノード１は、ＢＳ信号（ＢＳ２１）を受信した時点から折り返しＢＳ信号（ＢＳ１３）の送信を開始するので、従ノード２−２は送信保留状態となる。
【００４６】
一方、従ノード２−１は、ＢＳ信号（ＢＳ２１）の送信開始タイミングと主ノード１からのＢＳ信号（ＢＳ１３）の受信開始タイミング、およびＢＳ信号（ＢＳ２１）の送信終了タイミングと主ノード１からのＢＳ信号（ＢＳ１３）の受信終了タイミングとを比較し、互いに対応しているならばデータ送信権を獲得できた判定し、直ちにクロスポイント状態データ（ＤＳ１）の送信を開始する。
【００４７】
一方、主ノード１は、クロスポイント状態データ（ＤＳ１）を受信した時点から折り返しＢＳ信号（ＢＳ１４）の送信を再び開始するので、従ノード２−２は送信保留状態を継続する。
【００４８】
また、従ノード２−１および従ノード２−２が、同時にＢＳ信号（ＢＳ２１）およびＢＳ信号（ＢＳ２２）をそれぞれ送信開始した場合、ＢＳ信号（ＢＳ２１）とＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信時間はランダムに設定されるので、時間差が生じる。
【００４９】
例えば、図３に示したように、ＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信時間がＢＳ信号（ＢＳ２１）の送信時間よりも短い場合は、従ノード２−２がＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信を終了しても、折り返しＢＳ信号（ＢＳ１３）を継続して受信している。
【００５０】
よって、従ノード２−２は、ＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信終了タイミングと主ノード１からのＢＳ信号（ＢＳ１３）の受信終了タイミングとが対応していないことを検出し、他の従ノードがＢＳ信号もしくはデータを送信している可能性があると判定し、自ノードの送信権獲得を放棄して次の送信可能時期まで送信保留状態となる。
【００５１】
その後、従ノード２−１がクロスポイント状態データ（ＤＳ１）の送信を終了し、主ノード１もＢＳ信号（ＢＳ１４）の送信を停止することにより、従ノード２−２は送信保留状態から開放されてＢＳ信号（ＢＳ２３）を送信する。そして、従ノード２−２は、ＢＳ信号（ＢＳ２３）のタイミングとＢＳ信号（ＢＳ１５）のタイミングとを比較し、データ送信権を獲得できたと判定したときにクロスポイント状態データ（ＤＳ２）を送信する。
【００５２】
このように、主ノードがデータを送信する場合は、ＢＳ信号を送信して従ノードを送信保留状態した後、データに送付先のノード識別番号を付加して送信し、また、従ノードからＢＳ信号およびデータを受信しているときには、折り返しＢＳ信号を従ノードへ送信するようにし、一方、従ノードがデータを送信する場合は、まず、ＢＳ信号をランダムな継続時間で主ノードへ送信し、ＢＳ信号の送信タイミングと主ノードから折り返えされるＢＳ信号の受信タイミングとを比較し、対応しているならばデータの送信権を獲得できた判定して、主ノードへのデータ送信を開始することにより、通信路でのデータ衝突を回避してデータ伝送できる。
【００５３】
次に、図１に示した主ノード１および従ノード２の動作を説明する。
【００５４】
図４は、主ノード１のデータ送信時の動作を説明するためのフローチャートであり、図２に示した信号の流れに対応している。
【００５５】
図４において、主ノード１が制御データを送信するに際し（ステップ１０１）、まず、主ノード１のＢＳ送信部１３がＢＳ信号（ＢＳ１１）を下り通信路３１へ送信し（ステップ１０２）、引き続いて、データ送信部１１が送付先ノード識別番号および制御データを含む制御コマンド（ＣＸ）を送信する（ステップ１０３）。
【００５６】
次に、制御データに基づく制御が従ノードにおいて有効に実行されたか否かを確認するため、主ノード１のＢＳ送信部１３がＢＳ信号（ＢＳ１２）を送信した後、引き続いて主ノード１のデータ送信部１１が、送付先ノード識別番号を含む状態要求コマンド（ＣＳ）を送信する（ステップ１０４）。
【００５７】
その後、状態要求コマンド（ＣＳ）に応じて状態データを送信する従ノードからのＢＳ信号（ＢＳ２２）を、主ノード１のＢＳ受信部１４が受信したときに（ステップ１０５）、ＢＳ送出制御部１５は、折り返してＢＳ信号（ＢＳ１３）の送信を開始するようにＢＳ送信部１３を制御する（ステップ１０６）。そして、ＢＳ受信部１４がＢＳ信号（ＢＳ２２）の受信を終了したときに（ステップ１０７）、ＢＳ信号（ＢＳ１３）の送信を終了するように制御する（ステップ１０８）。
【００５８】
ＢＳ送出制御部１５は、データ受信部１２が従ノードからの状態データ（ＤＳ２）を受信したときに（ステップ１０９）、折り返してＢＳ信号（ＢＳ１４）を送信開始するようにＢＳ送信部１３を制御し、その後、従ノードからの状態データ（ＤＳ２）の受信を終了したときに（ステップ１１１）、ＢＳ信号（ＢＳ１４）の送信を終了するようにＢＳ送信部１３を制御（ステップ１１２）。
【００５９】
図５は、従ノード２のデータ送信時の動作を説明するためのフローチャートであり、図２に示した信号の流れに対応している。
【００６０】
図５において、従ノード２が状態要求コマンド（ＣＳ）を受信して（ステップ２０１）、主ノード１へ状態データ（ＤＳ２）を生成して送信するに際し（ステップ２０２）、従ノード２の送信判定制御部２６は、ＢＳ受信部２４が主ノード１からのＢＳ信号を受信していないことを確認し（ステップ２０３）、まず、ＢＳ送信部２３にＢＳ信号（ＢＳ２２）を上り通信路へ送信開始させ、ランダム時間発生部２５が生成するランダム時間だけＢＳ信号（ＢＳ２２）を送信するようにＢＳ送信部２３を制御する（ステップ２０４）。
【００６１】
なお、ステップ２０３において、主ノード１からのＢＳ信号を受信しているならば、送信保留状態とする（ステップ２１０）。
【００６２】
そして、送信判定制御部２６は、ＢＳ送信部２３が送信するＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信開始タイミングと、ＢＳ受信部２４が受信する主ノード１から折り返し送出されてくるＢＳ信号（ＢＳ１３）の受信タイミングとを比較し、その対応がとれ（ステップ２０５）、且つ、ＢＳ送信部２３がＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信を終了したときに（ステップ２０６）、このＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信終了タイミングと、ＢＳ受信部２４が受信するＢＳ信号（ＢＳ１３）の受信終了タイミングとが対応したならば（ステップ２０７）、データ送信権を獲得できた判定し（ステップ２０８）、直ちにクロスポイント状態データ（ＤＳ２）の送信を開始するようにデータ送信部２１を制御する（ステップ２０９）。
【００６３】
なお、ステップ２０５および２０７において、ＢＳ信号（ＢＳ２２）のタイミングとＢＳ信号（ＢＳ１３）のタイミングとが対応していないならば、送信保留状態とし、次の送信可能時期まで送信保留状態となる。（ステップ２１０）。
【００６４】
このように、従ノードから主ノードへデータを送信する前に、ランダムに設定した送信継続時間だけＢＳ信号を主ノードへ送信し、主ノードでは、従ノードからのＢＳ信号を受信している期間、およびデータを受信している期間は折り返しＢＳ信号を従ノードへ送信することにより、従ノードにおいては、送信するＢＳ信号のタイミングと主ノードから折り返し送信されるＢＳ信号のタイミングとを比較することによりデータ送信権が獲得できたか否かを判定でき、通信路上でのデータ衝突を回避して主ノードへのデータ送信が可能となる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、データを送信する一つの主ノードとデータを受信する複数の従ノードとをシリアル通信路を介してデイジーチェイン接続し、主ノードから従ノードへ向けてデータを伝送する際には、送信保留を指示するＢＳ信号をシリアル通信路の下り通信路を介して従ノードへ送信した後、引き続きデータを送信し、従ノードから主ノードへ向けてデータを伝送する際には、データ伝送に先立ちＢＳ信号をランダムな時間送信し、従ノードから送信するＢＳ信号のタイミングと主ノードから折り返されてくるＢＳ信号のタイミングとを比較してデータ送信権獲得の可否を判定し、従ノードからデータを送信中にも主ノードからＢＳ信号を送信させて他の従ノードを送信保留状態とすることにより、従来のように、固有の複雑なハードウェアドライバーやソフトウェアドライバーを必要とせず、簡易な構成でデータ衝突を回避したデータ伝送が可能となる。。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した主ノード１から従ノード２−２へ向けて制御データを送信して制御する場合の信号の流れを示す図である。
【図３】
図１に示した主ノード１から２つの従ノード２−１，２−２へ向けて制御データを送信して制御する場合の信号の流れを示す図である。
【図４】図１に示した主ノード１の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１に示した従ノード２の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】ＸＰ制御コマンド（ＣＸ）の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ 主ノード
２ 従ノード
３ シリアル通信路
１１，２１ データ送信部
１２，２２ データ受信部
１３，２３ ＢＳ送信部
１４，２４ ＢＳ受信部
１５ 送信制御部
２５ ランダム時間発生部
２６ 送信判定制御部
３１ 下り通信路
３２ 上り通信路
【発明の属する技術分野】
本発明はデータ伝送方法および装置に関し、特に一つの主ノードと複数の従ノードとがシリアル通信路を介してデータを伝送する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のノード間でのデータ伝送において、データの送り側と受け側との間の通信路や媒体において送受信データの衝突を回避するために、例えばＥｔｈｅｒ−Ｎｅｔのように、送受信データの衝突を検知してノード間の調停を行う方式や、一つの送受信トークンを授受することによってデータ伝送を行う方式がある。また、一つの主ノードと複数の従ノードとを放射状にスター接続し、個別にデータ伝送する方式がある。
【０００３】
これらのデータ伝送方式では、通信路上の各ノードが、固有のドライバーボードや通信ドライバーソフトおよびプロトコルファームウエア等をそれぞれ有し、通信路の調停を行ってデータ伝送している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来は、通信路での送受信データの衝突を回避するために、各ノードが固有のハード構成および通信ドライバーソフトやプロトコルファームウエア等を必要とし、これらに対応する固有のプロトコルに基づいてデータ伝送を行っている。
【０００５】
このため、システム全体のハード構成が複雑かつ高価なものとなる。また、これらのハードを動作させるためのファームウエア、ドライバーソフト、アプリケーションソフトも複雑であり、送受信されるデータ形式も特定のプロトコルに基づいたヘッダーや識別子が多重多層に付加され、送受信プロトコルも複雑化するという問題点を有している。
【０００６】
本発明の目的は、簡易なハード、ソフト構成によりノード間での信号の衝突を回避してデータ伝送が可能なデータ伝送方法および装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のデータ伝送方法は、一つの主ノードと複数の従ノードとを上り下りの通信路を有するシリアル通信路によりデイジーチェイン接続し、前記従ノードがデータを前記上り通信路を介して前記主ノードへ送信するに際し、前記従ノードは送信保留を指示するＢＳ信号を前記上り通信路を介して前記主ノードへ一定時間送信し、前記主ノードは前記ＢＳ信号を受信している期間中は折り返し前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して前記従ノードへ送信し、前記従ノードは前記主ノードへ送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間と前記主ノードから折り返してくる前記ＢＳ信号の受信継続時間とを比較し、前記送信継続時間と前記受信継続時間の対応がとれたときにデータ送信権を獲得できたと判定して前記データを前記主ノードへ送信する。
【０００８】
また、前記主ノードは、前記従ノードからの前記ＢＳ信号および前記データを前記上り通信路を介して受信している期間中は折り返し前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して前記従ノードへ送信する。
【０００９】
また、前記従ノードは、前記主ノードへ送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間をランダムに設定する。更に、前記ＢＳ信号を前記上り通信路を介して前記主ノードへ送信するに際し、前記主ノードからの前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して受信しているときは送信を保留する。
【００１０】
本発明のデータ伝送装置は、一つの主ノードと複数の従ノードとが上り下り通信路を有するシリアル通信路によりデイジーチェイン接続されるデータ伝送装置であって、前記主ノードは、データを前記下り通信路へ送信するデータ送信手段と、送信保留を指示するＢＳ信号を前記下り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、前記従ノードからのデータを前記上り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記従ノードからの前記ＢＳ信号を前記上り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信制御手段とを備え、前記送信制御手段は、データを前記従ノードへ送信するに際し、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を一定時間送信させた後に前記データ送信手段に前記データを送信させ、また、前記ＢＳ受信手段が前記従ノードからの前記ＢＳ信号を受信しているとき、および前記データ受信手段が前記従ノードからのデータを受信しているときには、前記ＢＳ送信手段に折り返して前記ＢＳ信号を送信させるように制御することを特徴とし、前記従ノードは、データを前記上り通信路へ送信するデータ送信手段と、前記ＢＳ信号を前記上り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、前記主ノードからのデータを前記下り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記主ノードからの前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信判定制御手段とを備え、前記送信判定制御手段は、データを前記主ノードへ送信するに際し、前記ＢＳ受信手段が前記主ノードからの前記ＢＳ信号を受信していないならば、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を送信させると共に、送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間と前記ＢＳ受信手段が受信する前記主ノードからの前記ＢＳ信号の受信継続時間とを比較し、前記送信継続時間と前記受信継続時間との対応がとれたときにデータ送信権を獲得できたと判定して前記データ送信手段にデータを送信させ、前記主ノードのデータ送信手段は、前記下り通信路へ送信する前記データに送付先ノードの識別番号を付加して送信し、前記従ノードのデータ受信手段は、受信した前記データに付加された前記送付先ノードの識別番号を抽出し、自ノード宛のデータであると判定して前記データを受信することを特徴とする。
【００１１】
本発明のデータ伝送装置は、一つの主ノードと複数の従ノードとが上り下り通信路を有するシリアル通信路によりデイジーチェイン接続されるデータ伝送装置であって、前記主ノードは、データを前記下り通信路へ送信するデータ送信手段と、送信保留を指示するＢＳ信号を前記下り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、前記従ノードからのデータを前記上り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記従ノードからの前記ＢＳ信号を前記上り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信制御手段とを備え、前記送信制御手段は、データを前記従ノードへ送信するに際し、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を一定時間送信させた後に前記データ送信手段に前記データを送信させ、また、前記ＢＳ受信手段が前記従ノードからの前記ＢＳ信号を受信しているとき、および前記データ受信手段が前記従ノードからのデータを受信しているときには、前記ＢＳ送信手段に折り返して前記ＢＳ信号を送信させるように制御することを特徴とするデータ伝送装置において、前記従ノードは、データを前記上り通信路へ送信するデータ送信手段と、前記ＢＳ信号を前記上り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、前記主ノードからのデータを前記下り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記主ノードからの前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信判定制御手段とを備え、前記送信判定制御手段は、データを前記主ノードへ送信するに際し、前記ＢＳ受信手段が前記主ノードからの前記ＢＳ信号を受信していないならば、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を送信させると共に、送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間と前記ＢＳ受信手段が受信する前記主ノードからの前記ＢＳ信号の受信継続時間とを比較し、前記送信継続時間と前記受信継続時間との対応がとれたときにデータ送信権を獲得できたと判定して前記データ送信手段にデータを送信させる。
【００１２】
上記構成において、前記従ノードは、前記従ノードのＢＳ送信手段が送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間をランダムに設定するためのランダム時間発生手段を有し、前記送信判定制御手段は、前記ランダム時間発生手段により設定された送信継続時間に基づき前記ＢＳ送信手段を制御する。
【００１３】
本発明のノードは、データを上り通信路へ送信するデータ送信手段と、ＢＳ信号を前記上り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、主ノードからのデータを前記下り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記主ノードからの前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信判定制御手段とを備え、前記送信判定制御手段は、データを前記主ノードへ送信するに際し、前記ＢＳ受信手段が前記主ノードからの前記ＢＳ信号を受信していないならば、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を送信させると共に、送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間と前記ＢＳ受信手段が受信する前記主ノードからの前記ＢＳ信号の受信継続時間とを比較し、前記送信継続時間と前記受信継続時間との対応がとれたときにデータ送信権を獲得できたと判定して前記データ送信手段にデータを送信させる。
また、前記ノードは、前記ノードのＢＳ送信手段が送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間をランダムに設定するためのランダム時間発生手段を有し、前記送信判定制御手段は、前記ランダム時間発生手段により設定された前記送信継続時間に基づき前記ＢＳ送信手段を制御する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態を示すブロック図であり、データを送受信する一つの主ノード１と、データを送受信する複数の従ノード２−１，２−２，……，２−Ｎとが、シリアル通信路３を介してデイジーチェイン接続（数珠つなぎ）されている。
【００１６】
シリアル通信路３は、例えばＲＳ−４８５規格（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｓｔａｎｄａｒｄ ４８５：ＥＩＡによって規定化された直列データ伝送用インターフェイス）のシリアル通信路であり、主ノード１から各従ノード２へデータを伝送する下り通信路３１と、各従ノード２から主ノード１へデータを伝送する上り通信路３２とを有している。
【００１７】
主ノード１は、データを下り通信路３１へ送信するデータ送信部１１と、各従ノード２が上り通信路３２へ送信したデータを受信するデータ受信部１２と、送信保留を指示するＢＳ信号（ＢＳ：Ｂｒｅａｋシーケンス）を下り通信路３１へ送信するＢＳ送信部１３と、各従ノード２が上り通信路３２へ送信したＢＳ信号を受信するＢＳ受信部１４と、データ送信部１１およびＢＳ送信部１３の送信制御を行う送信制御部１５とを備えている。
【００１８】
ここで、送信制御部１５は、データを送信するに際し、ＢＳ送信部１３にＢＳ信号を一定時間送信させた後に、データ送信部１１にデータを送信させる。また、ＢＳ受信部１４が従ノード２からのＢＳ信号を受信しているとき、およびデータ受信部１２が従ノード２からのデータを受信しているときには、折り返しＢＳ信号を送信するようにＢＳ送信部１３を制御する。
【００１９】
従ノード２−１，２−２，……，２−Ｎは、データを上り通信路３２へ送信するデータ送信部２１と、主ノード１が下り通信路３１へ送信するデータを受信するデータ受信部２２と、データ送信前に上り通信路３２へＢＳ信号を送信するＢＳ送信部２３と、主ノード１が下り通信路３１へ送信するＢＳ信号を受信するＢＳ受信部２４と、ＢＳ信号の送信継続時間をランダムに設定するためのランダム時間発生部２５と、データ送信部２１およびＢＳ送信部２３の送信制御を行う送信判定制御部２６とを備えている。
【００２０】
送信判定制御部２６は、データを送信するに際し、ＢＳ送信部２３にＢＳ信号を送信させると共に、ＢＳ送信部２３が送信するＢＳ信号の送信タイミングとＢＳ受信部２４が受信する主ノード１からの折り返しＢＳ信号の受信タイミングとを比較し、データ送信権獲得の可否を判定してデータ送信部２１の送信制御を行う。また、データを送信するに際して、ＢＳ受信部２４が主ノード１からのＢＳ信号を受信しているときは送信を保留する。
【００２１】
このような一つの主ノードと複数の従ノードとのデータ伝送は、例えば、映像信号の切替や調整を行う映像調整装置（スイッチャ）において、主制御機器により複数のマトリックススイッチを制御するのに適用できる。
【００２２】
ここで、主ノード１を映像調整装置内の主制御機器とし、複数の従ノード２−１，２−２，……，２−Ｎを映像調整装置内の複数のマトリックススイッチとし、主ノード１（主制御機器）が各従ノード２（マトリックススイッチ）へ制御データを送信してマトリックススイッチのクロスポイント（ＸＰ）を制御する場合を例にとって説明する。
【００２３】
図２は、一例として、主ノード１から従ノード２−２へ向けてクロスポイント制御データ（ＸＰ制御データ）を送信して制御する場合の信号の流れを示す図である。
【００２４】
図２において、主ノード１は、制御データを送信する前に、まず、送信保留を指示するＢＳ信号（ＢＳ１１）を下り通信路３１へ送信し、引き続いて、ＸＰ制御データを含むＸＰ制御コマンド（ＣＸ）を送信する。
【００２５】
ＸＰ制御コマンド（ＣＸ）は、例えば図６に示すように、ヘッダ部分とデータ部分とで構成されている。ヘッダ部分には、データの送付先ノードを指定するノード識別番号、データの種別およびデータ長等の各種情報が含まれる。データ部分には制御データが含まれる。
【００２６】
ここでは、ＸＰ制御コマンドのヘッダ部分には従ノード２−２のノード識別番号が設定され、データ部分には従ノード２−２のＸＰ制御データが設定される。
【００２７】
従ノード２−１，２−２，……，２−Ｎは、ＢＳ信号（ＢＳ１１）をそれぞれ受信して送信保留状態になった後、ＸＰ制御コマンド（ＣＸ）をそれぞれ受信し、ヘッダ部分に含まれるノード識別番号を抽出し、自ノード宛のＸＰ制御コマンドであるか否かを判定する。
【００２８】
そして、自ノード宛のＸＰ制御コマンドを受信したならば、ＸＰ制御コマンドのデータ部分に含まれるＸＰ制御データを受信する。また、自ノード宛のＸＰ制御コマンドでないならば、このＸＰ制御データを無視する。ここでは、従ノード２−２が自ノード宛のＸＰ制御コマンドであると認識してＸＰ制御データを受信する。なお、主ノード１がＸＰ制御コマンドの送信を終了するまで各従ノード２は送信保留状態を維持する。
【００２９】
その後、主ノード１は、ＸＰ制御データの送付先従ノードにおいてＸＰ制御が有効に実行されたか否かを確認するために、現在のクロスポイントの状態データを要求するＸＰ状態要求コマンド（ＣＳ）を送信する。ＸＰ状態要求コマンド（ＣＳ）はＢＳ信号（ＢＳ１２）に続いて送信される。
【００３０】
このＸＰ状態要求コマンド（ＣＳ）には、送付先のノード識別番号が含まれており、主ノード１はＸＰ制御コマンドと同じ送付先のノード識別番号を設定する。ここでは、従ノード２−２のノード識別番号を設定する。
【００３１】
従ノード２−１，２−２，……，２−Ｎは、ＢＳ信号（ＢＳ１２）に続いてＸＰ状態要求コマンド（ＣＳ）をそれぞれ受信し、このコマンドに含まれるノード識別番号を抽出し、自ノード宛のＸＰ状態要求コマンドであるか否かを判定する。
【００３２】
そして、自ノード宛のＸＰ状態要求コマンドであるときは、現在のクロスポイント状態データを主ノード１へ送信することになる。また、自ノード宛でないならば、このコマンドを無視する。ここでは、従ノード２−２がクロスポイント状態データを主ノード１へ送信することになる。
【００３３】
従ノード２−２は、クロスポイント状態データ（ＤＳ２）を主ノード１へ送信するに際し、主ノード１からのＢＳ信号を受信していないことを確認して、まず、ＢＳ信号（ＢＳ２２）を送信する。
【００３４】
ところで、各従ノード２が送信するＢＳ信号の送信継続時間は、一定範囲内でランダムに設定される。また、主ノード１は、従ノード２が送信したＢＳ信号およびデータの受信中は、下り通信路３１へ折り返してＢＳ信号を送信するようにしている。
【００３５】
ここでは、従ノード２−２が、ランダムに設定される時間だけ継続してＢＳ信号（ＢＳ２２）を送信することにより、このＢＳ信号に応じて主ノード１は折り返しＢＳ信号（ＢＳ１３）を送信するので、従ノード２−２は、ＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信開始タイミングおよび送信終了タイミングと主ノード１から折り返してくるＢＳ信号（ＢＳ１３）の受信開始タイミングと受信終了タイミングとを比較し、互いに対応したときにデータの送信権を獲得できた判定し、直ちにクロスポイント状態データ（ＤＳ２）の送信を開始する。
【００３６】
主ノード１は、従ノード２−２からのクロスポイント状態データ（ＤＳ２）を受信したときにＢＳ信号（ＢＳ１４）の送信を開始する。そして、従ノード２−２がクロスポイント状態データ（ＤＳ２）の送信が終了したとき、ＢＳ信号（ＢＳ１４）の送信を停止する。
【００３７】
このように、従ノード２−２がＢＳ信号（ＢＳ２２）およびクロスポイント状態データ（ＤＳ２）を上り通信路３２へ送信している期間中は、主ノード１がＢＳ信号（ＢＳ１３）およびＢＳ信号（ＢＳ１４）を下り通信路３１へ送信して他の従ノードを送信保留状態とするので、上り通信路３２でのデータ衝突は発生しない。
【００３８】
次に、主ノード１から複数の従ノードへ向けて同じ制御データを送信して同時に制御を行う場合について説明する。
【００３９】
図３は、一例として、主ノード１から２つの従ノード２−１，２−２へ向けてＸＰ制御データを送信する場合の信号の流れを示す図である。
【００４０】
主ノード１は、図２の場合と同様に、まず、ＢＳ信号（ＢＳ１１）を送信し、引き続きＸＰ制御コマンド（ＣＸ）を送信する。このＸＰ制御コマンド（ＣＸ）には、２つの従ノード２−１，２−２のノード識別番号が付加されている。
【００４１】
各従ノード２−１，２−２，……，２−Ｎは、ＢＳ信号（ＢＳ１１）を受信して送信保留状態となり、引き続きＸＰ制御コマンド（ＣＸ）をそれぞれ受信する。そして、このＸＰ制御コマンドに含まれるノード識別番号を抽出し、自ノード宛のＸＰ制御コマンドであるか否かを判定する。
【００４２】
ここでは、従ノード２−１および２−２が自ノード宛のＸＰ制御コマンドであることをそれぞれ認識してＸＰ制御データを受信する。
【００４３】
その後、主ノード１は、ＸＰ制御が有効に実行されたかどうかを確認するために、ＢＳ信号（ＢＳ１２）を送信した後、従ノード２−１，２−２に対してＸＰ状態要求コマンド（ＣＳ）を送信する。このＸＰ状態要求コマンド（ＣＳ）には、従ノード２−１および２−２のノード識別番号がそれぞれ付加される。
【００４４】
従ノード２−１，２−２は、ＸＰ状態要求コマンド（ＣＳ）が自ノード宛であることをノード識別番号により認識し、現在のクロスポイント状態データ（ＤＳ１，ＤＳ２）を主ノード１へ送信するための動作を開始する。
【００４５】
いま、従ノード２−１が、従ノード２−２よりも早くＢＳ信号（ＢＳ２１）の送信を開始し、ランダムに設定された時間だけ送信したとすれば、主ノード１は、ＢＳ信号（ＢＳ２１）を受信した時点から折り返しＢＳ信号（ＢＳ１３）の送信を開始するので、従ノード２−２は送信保留状態となる。
【００４６】
一方、従ノード２−１は、ＢＳ信号（ＢＳ２１）の送信開始タイミングと主ノード１からのＢＳ信号（ＢＳ１３）の受信開始タイミング、およびＢＳ信号（ＢＳ２１）の送信終了タイミングと主ノード１からのＢＳ信号（ＢＳ１３）の受信終了タイミングとを比較し、互いに対応しているならばデータ送信権を獲得できた判定し、直ちにクロスポイント状態データ（ＤＳ１）の送信を開始する。
【００４７】
一方、主ノード１は、クロスポイント状態データ（ＤＳ１）を受信した時点から折り返しＢＳ信号（ＢＳ１４）の送信を再び開始するので、従ノード２−２は送信保留状態を継続する。
【００４８】
また、従ノード２−１および従ノード２−２が、同時にＢＳ信号（ＢＳ２１）およびＢＳ信号（ＢＳ２２）をそれぞれ送信開始した場合、ＢＳ信号（ＢＳ２１）とＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信時間はランダムに設定されるので、時間差が生じる。
【００４９】
例えば、図３に示したように、ＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信時間がＢＳ信号（ＢＳ２１）の送信時間よりも短い場合は、従ノード２−２がＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信を終了しても、折り返しＢＳ信号（ＢＳ１３）を継続して受信している。
【００５０】
よって、従ノード２−２は、ＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信終了タイミングと主ノード１からのＢＳ信号（ＢＳ１３）の受信終了タイミングとが対応していないことを検出し、他の従ノードがＢＳ信号もしくはデータを送信している可能性があると判定し、自ノードの送信権獲得を放棄して次の送信可能時期まで送信保留状態となる。
【００５１】
その後、従ノード２−１がクロスポイント状態データ（ＤＳ１）の送信を終了し、主ノード１もＢＳ信号（ＢＳ１４）の送信を停止することにより、従ノード２−２は送信保留状態から開放されてＢＳ信号（ＢＳ２３）を送信する。そして、従ノード２−２は、ＢＳ信号（ＢＳ２３）のタイミングとＢＳ信号（ＢＳ１５）のタイミングとを比較し、データ送信権を獲得できたと判定したときにクロスポイント状態データ（ＤＳ２）を送信する。
【００５２】
このように、主ノードがデータを送信する場合は、ＢＳ信号を送信して従ノードを送信保留状態した後、データに送付先のノード識別番号を付加して送信し、また、従ノードからＢＳ信号およびデータを受信しているときには、折り返しＢＳ信号を従ノードへ送信するようにし、一方、従ノードがデータを送信する場合は、まず、ＢＳ信号をランダムな継続時間で主ノードへ送信し、ＢＳ信号の送信タイミングと主ノードから折り返えされるＢＳ信号の受信タイミングとを比較し、対応しているならばデータの送信権を獲得できた判定して、主ノードへのデータ送信を開始することにより、通信路でのデータ衝突を回避してデータ伝送できる。
【００５３】
次に、図１に示した主ノード１および従ノード２の動作を説明する。
【００５４】
図４は、主ノード１のデータ送信時の動作を説明するためのフローチャートであり、図２に示した信号の流れに対応している。
【００５５】
図４において、主ノード１が制御データを送信するに際し（ステップ１０１）、まず、主ノード１のＢＳ送信部１３がＢＳ信号（ＢＳ１１）を下り通信路３１へ送信し（ステップ１０２）、引き続いて、データ送信部１１が送付先ノード識別番号および制御データを含む制御コマンド（ＣＸ）を送信する（ステップ１０３）。
【００５６】
次に、制御データに基づく制御が従ノードにおいて有効に実行されたか否かを確認するため、主ノード１のＢＳ送信部１３がＢＳ信号（ＢＳ１２）を送信した後、引き続いて主ノード１のデータ送信部１１が、送付先ノード識別番号を含む状態要求コマンド（ＣＳ）を送信する（ステップ１０４）。
【００５７】
その後、状態要求コマンド（ＣＳ）に応じて状態データを送信する従ノードからのＢＳ信号（ＢＳ２２）を、主ノード１のＢＳ受信部１４が受信したときに（ステップ１０５）、ＢＳ送出制御部１５は、折り返してＢＳ信号（ＢＳ１３）の送信を開始するようにＢＳ送信部１３を制御する（ステップ１０６）。そして、ＢＳ受信部１４がＢＳ信号（ＢＳ２２）の受信を終了したときに（ステップ１０７）、ＢＳ信号（ＢＳ１３）の送信を終了するように制御する（ステップ１０８）。
【００５８】
ＢＳ送出制御部１５は、データ受信部１２が従ノードからの状態データ（ＤＳ２）を受信したときに（ステップ１０９）、折り返してＢＳ信号（ＢＳ１４）を送信開始するようにＢＳ送信部１３を制御し、その後、従ノードからの状態データ（ＤＳ２）の受信を終了したときに（ステップ１１１）、ＢＳ信号（ＢＳ１４）の送信を終了するようにＢＳ送信部１３を制御（ステップ１１２）。
【００５９】
図５は、従ノード２のデータ送信時の動作を説明するためのフローチャートであり、図２に示した信号の流れに対応している。
【００６０】
図５において、従ノード２が状態要求コマンド（ＣＳ）を受信して（ステップ２０１）、主ノード１へ状態データ（ＤＳ２）を生成して送信するに際し（ステップ２０２）、従ノード２の送信判定制御部２６は、ＢＳ受信部２４が主ノード１からのＢＳ信号を受信していないことを確認し（ステップ２０３）、まず、ＢＳ送信部２３にＢＳ信号（ＢＳ２２）を上り通信路へ送信開始させ、ランダム時間発生部２５が生成するランダム時間だけＢＳ信号（ＢＳ２２）を送信するようにＢＳ送信部２３を制御する（ステップ２０４）。
【００６１】
なお、ステップ２０３において、主ノード１からのＢＳ信号を受信しているならば、送信保留状態とする（ステップ２１０）。
【００６２】
そして、送信判定制御部２６は、ＢＳ送信部２３が送信するＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信開始タイミングと、ＢＳ受信部２４が受信する主ノード１から折り返し送出されてくるＢＳ信号（ＢＳ１３）の受信タイミングとを比較し、その対応がとれ（ステップ２０５）、且つ、ＢＳ送信部２３がＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信を終了したときに（ステップ２０６）、このＢＳ信号（ＢＳ２２）の送信終了タイミングと、ＢＳ受信部２４が受信するＢＳ信号（ＢＳ１３）の受信終了タイミングとが対応したならば（ステップ２０７）、データ送信権を獲得できた判定し（ステップ２０８）、直ちにクロスポイント状態データ（ＤＳ２）の送信を開始するようにデータ送信部２１を制御する（ステップ２０９）。
【００６３】
なお、ステップ２０５および２０７において、ＢＳ信号（ＢＳ２２）のタイミングとＢＳ信号（ＢＳ１３）のタイミングとが対応していないならば、送信保留状態とし、次の送信可能時期まで送信保留状態となる。（ステップ２１０）。
【００６４】
このように、従ノードから主ノードへデータを送信する前に、ランダムに設定した送信継続時間だけＢＳ信号を主ノードへ送信し、主ノードでは、従ノードからのＢＳ信号を受信している期間、およびデータを受信している期間は折り返しＢＳ信号を従ノードへ送信することにより、従ノードにおいては、送信するＢＳ信号のタイミングと主ノードから折り返し送信されるＢＳ信号のタイミングとを比較することによりデータ送信権が獲得できたか否かを判定でき、通信路上でのデータ衝突を回避して主ノードへのデータ送信が可能となる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、データを送信する一つの主ノードとデータを受信する複数の従ノードとをシリアル通信路を介してデイジーチェイン接続し、主ノードから従ノードへ向けてデータを伝送する際には、送信保留を指示するＢＳ信号をシリアル通信路の下り通信路を介して従ノードへ送信した後、引き続きデータを送信し、従ノードから主ノードへ向けてデータを伝送する際には、データ伝送に先立ちＢＳ信号をランダムな時間送信し、従ノードから送信するＢＳ信号のタイミングと主ノードから折り返されてくるＢＳ信号のタイミングとを比較してデータ送信権獲得の可否を判定し、従ノードからデータを送信中にも主ノードからＢＳ信号を送信させて他の従ノードを送信保留状態とすることにより、従来のように、固有の複雑なハードウェアドライバーやソフトウェアドライバーを必要とせず、簡易な構成でデータ衝突を回避したデータ伝送が可能となる。。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した主ノード１から従ノード２−２へ向けて制御データを送信して制御する場合の信号の流れを示す図である。
【図３】
図１に示した主ノード１から２つの従ノード２−１，２−２へ向けて制御データを送信して制御する場合の信号の流れを示す図である。
【図４】図１に示した主ノード１の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１に示した従ノード２の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】ＸＰ制御コマンド（ＣＸ）の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ 主ノード
２ 従ノード
３ シリアル通信路
１１，２１ データ送信部
１２，２２ データ受信部
１３，２３ ＢＳ送信部
１４，２４ ＢＳ受信部
１５ 送信制御部
２５ ランダム時間発生部
２６ 送信判定制御部
３１ 下り通信路
３２ 上り通信路
Claims (9)
- 一つの主ノードと複数の従ノードとを上り下りの通信路を有するシリアル通信路によりデイジーチェイン接続し、前記従ノードがデータを前記上り通信路を介して前記主ノードへ送信するに際し、前記従ノードは送信保留を指示するＢＳ信号を前記上り通信路を介して前記主ノードへ一定時間送信し、前記主ノードは前記ＢＳ信号を受信している期間中は折り返し前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して前記従ノードへ送信し、前記従ノードは前記主ノードへ送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間と前記主ノードから折り返してくる前記ＢＳ信号の受信継続時間とを比較し、前記送信継続時間と前記受信継続時間の対応がとれたときにデータ送信権を獲得できたと判定して前記データを前記主ノードへ送信することを特徴とするデータ伝送方法。
- 前記主ノードは、前記従ノードからの前記ＢＳ信号および前記データを前記上り通信路を介して受信している期間中は折り返し前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して前記従ノードへ送信することを特徴とする請求項１記載のデータ伝送方法。
- 前記従ノードは、前記主ノードへ送信する前記ＢＳ信号の前記送信継続時間をランダムに設定することを特徴とする請求項１記載のデータ伝送方法。
- 前記従ノードは、前記ＢＳ信号を前記上り通信路を介して前記主ノードへ送信するに際し、前記主ノードからの前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して受信しているときは送信を保留することを特徴とする請求項１記載のデータ伝送方法。
- 一つの主ノードと複数の従ノードとが上り下り通信路を有するシリアル通信路によりデイジーチェイン接続されるデータ伝送装置であって、前記主ノードは、データを前記下り通信路へ送信するデータ送信手段と、送信保留を指示するＢＳ信号を前記下り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、前記従ノードからのデータを前記上り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記従ノードからの前記ＢＳ信号を前記上り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信制御手段とを備え、前記送信制御手段は、データを前記従ノードへ送信するに際し、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を一定時間送信させた後に前記データ送信手段に前記データを送信させ、また、前記ＢＳ受信手段が前記従ノードからの前記ＢＳ信号を受信しているとき、および前記データ受信手段が前記従ノードからのデータを受信しているときには、前記ＢＳ送信手段に折り返して前記ＢＳ信号を送信させるように制御することを特徴とし、前記従ノードは、データを前記上り通信路へ送信するデータ送信手段と、前記ＢＳ信号を前記上り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、前記主ノードからのデータを前記下り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記主ノードからの前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信判定制御手段とを備え、前記送信判定制御手段は、データを前記主ノードへ送信するに際し、前記ＢＳ受信手段が前記主ノードからの前記ＢＳ信号を受信していないならば、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を送信させると共に、送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間と前記ＢＳ受信手段が受信する前記主ノードからの前記ＢＳ信号の受信継続時間とを比較し、前記送信継続時間と前記受信継続時間との対応がとれたときにデータ送信権を獲得できたと判定して前記データ送信手段にデータを送信させることを特徴とし、前記主ノードのデータ送信手段は、前記下り通信路へ送信する前記データに送付先ノードの識別番号を付加して送信し、前記従ノードのデータ受信手段は、受信した前記データに付加された前記送付先ノードの識別番号を抽出し、自ノード宛のデータであると判定して前記データを受信することを特徴とするデータ伝送装置。
- 一つの主ノードと複数の従ノードとが上り下り通信路を有するシリアル通信路によりデイジーチェイン接続されるデータ伝送装置であって、前記主ノードは、データを前記下り通信路へ送信するデータ送信手段と、送信保留を指示するＢＳ信号を前記下り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、前記従ノードからのデータを前記上り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記従ノードからの前記ＢＳ信号を前記上り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信制御手段とを備え、前記送信制御手段は、データを前記従ノードへ送信す るに際し、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を一定時間送信させた後に前記データ送信手段に前記データを送信させ、また、前記ＢＳ受信手段が前記従ノードからの前記ＢＳ信号を受信しているとき、および前記データ受信手段が前記従ノードからのデータを受信しているときには、前記ＢＳ送信手段に折り返して前記ＢＳ信号を送信させるように制御することを特徴とするデータ伝送装置において、前記従ノードは、データを前記上り通信路へ送信するデータ送信手段と、前記ＢＳ信号を前記上り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、前記主ノードからのデータを前記下り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記主ノードからの前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信判定制御手段とを備え、前記送信判定制御手段は、データを前記主ノードへ送信するに際し、前記ＢＳ受信手段が前記主ノードからの前記ＢＳ信号を受信していないならば、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を送信させると共に、送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間と前記ＢＳ受信手段が受信する前記主ノードからの前記ＢＳ信号の受信継続時間とを比較し、前記送信継続時間と前記受信継続時間との対応がとれたときにデータ送信権を獲得できたと判定して前記データ送信手段にデータを送信させることを特徴とするデータ伝送装置。
- 前記従ノードは、前記従ノードのＢＳ送信手段が送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間をランダムに設定するためのランダム時間発生手段を有し、前記送信判定制御手段は、前記ランダム時間発生手段により設定された前記送信継続時間に基づき前記ＢＳ送信手段を制御することを特徴とする請求項５または６記載のデータ伝送装置。
- データを上り通信路へ送信するデータ送信手段と、ＢＳ信号を前記上り通信路へ送信するＢＳ送信手段と、主ノードからのデータを前記下り通信路を介して受信するデータ受信手段と、前記主ノードからの前記ＢＳ信号を前記下り通信路を介して受信するＢＳ受信手段と、前記データ送信手段および前記ＢＳ送信手段の送信制御を行う送信判定制御手段とを備え、前記送信判定制御手段は、データを前記主ノードへ送信するに際し、前記ＢＳ受信手段が前記主ノードからの前記ＢＳ信号を受信していないならば、前記ＢＳ送信手段に前記ＢＳ信号を送信させると共に、送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間と前記ＢＳ受信手段が受信する前記主ノードからの前記ＢＳ信号の受信継続時間とを比較し、前記送信継続時間と前記受信継続時間との対応がとれたときにデータ送信権を獲得できたと判定して前記データ送信手段にデータを送信させることを特徴とするノード。
- 前記ノードのＢＳ送信手段が送信する前記ＢＳ信号の送信継続時間をランダムに設定するためのランダム時間発生手段を有し、前記送信判定制御手段は、前記ランダム時間発生手段により設定された前記送信継続時間に基づき前記ＢＳ送信手段を制御することを特徴とする請求項８記載のノード。
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