JP3863935B2 - ネットワークの初期化方法およびその使用方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、最初にオン状態とされ、マスタとして機能し得るネットワーク加入機がマスタとしての機能（マスタ機能）を指定される、複数のネットワーク加入機を有するネットワークを初期化する方法およびその使用方法に関する。
特に本発明は、送信端末と受信端末とを構成する加入機が単一のデータラインによって接続されている、リング形アーキテクチュアをもつネットワークに関する。このデータラインを介して送信データと制御データはクロック信号に同期した連続的なデータフローで伝送される。このクロック信号は、単一の加入機（以下、マスターと称する）によって生成される。すべての他の加入機（以下、スレーブと称する）は、このクロック信号に同期する。このことは、ＡＴＭ方式などのパケット交換方式のような純粋な非同期データ伝送方式とは区別される。
尚、「加入機」の語は、本明細書においては、一般的な意味での加入者の意味をも含めて用いる。
【０００２】
【従来の技術】
公知のネットワークにおいて、各員がマスタ機能を果たすことが可能な複数のネットワーク加入機として利用されることがよくある。単数のネットワーク加入機のみがマスタとして機能することが可能な構成と比較して、このような構成は、ネットワークを動作させるために、ある特定のネットワーク加入機、即ち、マスタとして機能することが可能な唯一の特定ネットワーク加入機がオン状態にされることを必ずしも必要としないという利点を有する。夫々がマスタとして機能する複数のネットワーク加入機が存在する場合、これらネットワーク加入機の１人がオン状態になることによってネットワークがすぐに動作可能状態とされる。この観点から、ある種の適用例においては、１つのネットワークの加入機の幾人かではなく、その全員が必要な場合に、マスタとしての役割を引き受けることが可能であるようにすることが合理的である。
各員がマスタとして機能することが可能な複数のネットワーク加入機を有するネットワークの問題点は、マスタとして機能可能な２名またはそれ以上のネットワーク加入機が同時にオン状態になった場合に、これら全てのネットワーク加入機にマスタとしての機能が割当てられてしまうことである。これによって衝突が発生し、その結果、ネットワークが誤動作するので、このネットワーク又はその関連加入機のオン状態化を再度行うことが必要になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒記したタイプの方法において、衝突が発生した場合に、複数のネットワーク加入機のオン状態化を初めからやり直す必要をなくすことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、請求項１記載の発明により達成される。
即ち、上記課題は、衝突が発生して、マスタ機能が、実質的に同時にオン状態化された複数のネットワーク加入機に割当てられた時、互いに異なるランダム値がすべてのネットワーク加入機側において発生され、これら複数のネットワーク加入機側において発生された複数の前記ランダム値が互いに比較され、最終的に、「ベスト」値を発生したネットワーク加入機にマスタ機能が指定される方法によって達成される。
「ベスト」値は、前記複数のランダム値中の最大値または最小値であることが比較のし易さの点で好ましい。こうしておけば、単に数字の大小により比較判断できるからである。
しかし、予め決められた規則に基づく順序づけられた数字の優劣に基づいて、「ベスト」値を決めてもよい。要するに、本願発明において「ベスト」値は優先順位の最高の地位をいうものである。
前記ランダム値は、各関連加入機がある任意の作業を行うのに必要な時間として実施される。そして、この作業を最初に完了したネットワーク加入機にマスタ機能が指定される。即ち、衝突状況が発生するとすぐに前記作業が関連するネットワーク加入機によって行われるが、この作業の遂行は、前記ランダム値として決定された時間に依存する時間がかかる。
本発明にかかる初期化方法を使用すれば、衝突が発生して、複数のネットワーク加入機にマスタ機能が指定されたことが確認されると、そのネットワークの動作は即座には開始されず、その代わりに、行われたマスタ機能の指定は一旦、キャンセルされ、マスタ機能を指定された全てのネットワーク加入機間において、これら加入機によって発生されたランダム値の内のベスト値を確認する比較工程が行われる。そして、その後、このベストランダム値を発生したネットワーク加入機にマスタ機能が割当てられるのである。
【０００５】
前記比較工程は、好ましくは、関連する複数のネットワーク加入機、即ち、マスタ機能が割当てられた時に互いに衝突する複数のネットワーク加入機夫々が、発生した前記ランダム値を互いに比較し合い、自らが発生したランダム値よりも「ベターな」あるランダム値を他の加入機から受け取った場合、この加入機は前記比較プロセスからドロップアウトする。このようにすることによって、前記比較プロセスを可能な限り迅速に完了することができ、ベストランダム値を有するネットワーク加入機のみが残る。
一方向リング構造を有するネットワークの場合、前記複数のランダム値は、このネットワークにおいて、例えば、後続のネットワーク加入機にパスされる。各ネットワーク加入機は、加入機自身が、発生しそのメモリに記憶したランダム値を、他の加入機から受け取った複数のランダム値と比較する。そして、受け取った値が自らのランダム値よりもベターであれば、このネットワーク加入機は前記比較プロセスからドロップアウトする。即ち、この加入機は、記憶した自らのランダム値との比較をそれ以上継続せず、単に、他の加入機から受け取ったランダム値を後続の加入機にパスするのである。
そして、もしあるネットワーク加入機が自らが発生したランダム値をレシーブバックしたならば、この加入機にマスタ機能が指定される。即ち、あるネットワーク加入機が自らが発生したランダム値を再び受け取ったならば、この加入機が発生したランダム値が、すべてのネットワーク加入機によって発生されたランダム値中でベストであることが明らかである。もしそうでなければ、このネットワーク加入機は、他のなんらかのネットワーク加入機からベターな値を受け取っていたはずであり、そうであれば、この加入機は、自分のランダム値をレシーブバックする前に、比較プロセスからドロップアウトしていたはずである。
前記ランダム値としては単純な数値がより好ましい。例えば、各ネットワーク加入機が１つのランダム数を発生し、このランダム値が、ネットワークの他のすべての加入機によって発生された複数のランダム数と比較され、最大または最小のランダム数の加入機にマスタ機能が指定されるのである。
【０００６】
上述したように、本発明の特徴構成によれば、前記ランダム値は、各関連加入機がある任意の作業を行うのに必要な時間として実施される。そして、この作業を最初に完了したネットワーク加入機にマスタ機能が指定される。即ち、衝突状況が発生するとすぐに前記作業が関連するネットワーク加入機によって行われるが、この作業の遂行は、前記ランダム値として決定された時間に依存する時間がかかる。
そして、好ましくは、１人のネットワーク加入機がこの作業を完了するや否や、他のすべてのネットワーク加入機においてこの作業は即時中止される。従って、マスタ機能は、ランダムに選択された最短時間のネットワーク加入機に指定され、このことが即座に関連する他のすべてのネットワーク加入機に伝えられる。これによって、他のネットワーク加入機にマスタ機能が指定されて、更に別の衝突が発生することが防止される。
【０００７】
他のすべてのネットワーク加入機において作業を中止する代わりに、これらの遅参のネットワーク加入機に対するマスタ指定機能を実行不能にすることも可能である。このように構成すれば、これらの遅参のネットワーク加入機に誤ってマスタ機能を指定することなく、これらネットワーク加入機においても前記作業を完遂することができる。
このような作業の一例は、１つの数字から別の数字、特にゼロへカウントダウンすることである。これらの２つの数字の少なくとも１つが、関連するネットワーク加入機によってランダム数として発生され、従って、この数によって前記作業を行うのに必要な時間が決定される。
【０００８】
本発明の一好適実施形態において、前記衝突の発生は、マスタとして使用される１人のネットワーク加入機がマスタ特定信号を発信し、それと同時にマスタとして使用される他のネットワーク加入機からマスタ特定信号を受信することによって確認される。ここで、特に、前記マスタ特定信号として、１人のネットワーク加入機によって発生されるクロック信号を使用することが可能である。このようにして前述した衝突状況の発生が確認されると、すぐに、本発明による前記比較プロセスがこの衝突に関与するネットワーク加入機間で始められ、これによって、マスタ機能の明確な指定を行うことができる。
本発明の方法において、稀なケースではあるが、複数のネットワーク加入機が同じランダム値を発生し、これら加入機に再度、マスタ機能が同時に指定されてしまうことがある。そこで、本発明の方法の一好適特徴構成によれば、前記方法は、これらのネットワーク加入機間において繰り返し行われる。この手順は、マスタ機能が１人の加入機に指定されるまで繰り返してもよい。
【０００９】
本発明の方法が使用されるネットワークにおいて、複数のネットワーク加入機又はこのネットワークの加入機全員が、前記マスタ機能を引き受けることが可能であるように実施することができる。
本発明の方法は、ネットワークタイプの静止または移動通信システム、特に、家庭用または車上通信システムにおいて使用されることが好ましい。
本発明の方法のその他の好適特徴構成は、従属請求項に記載の通りである。
【００１０】
【発明の効果】
本発明の構成により、マスタとしての機能を指定される複数のネットワーク加入機を有するネットワークにおいて、衝突が発生した場合、複数のネットワーク加入機のオン状態化を初めからやり直す必要のない初期化方法およびその使用方法を提供できた。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の方法によって運用可能なリング状ネットワークのブロック回路を示す。
このリング状ネットワークは、４名のネットワーク加入機２，３，４，５を有していて、これら加入機２，３，４，５は、データ線６を介して互いに接続されて１つのリング構造を形成している。図示したネットワーク１内において、各ネットワーク加入機２，３，４，５間におけるデータは、前記データ線６を介して、常に、一方向、即ち、反時計回り方向に伝送される。
前記ネットワーク加入機２，３，４，５は、夫々が入出力インターフェース７を有していて、この入出力インターフェース７に、後続または先続のネットワーク加入機が接続されている。各ネットワーク加入機２，３，４，５は、これらの入出力インターフェース７と前記データ線６とを介して互いに通信する。
各ネットワーク加入機２，３，４，５は、更に、マイクロプロセッサ８を有していて、これは、その加入機に割当てられた前記入出力インターフェース７にデータを送信すると共に、この入出力インターフェース７からデータを受信する。
【００１２】
上述のネットワーク１は、下記のように作動する。
前記ネットワーク加入機２，３，４，５は、必要に応じて、オン状態にすることができる。そして、最初にオン状態にされた任意のネットワーク加入機２，３，４又は５に、マスタ機能が指定される。これらのネットワーク加入機２，３，４，５は、全員が、夫々マスタ機能を引き受けることが可能である。
ここで複数のネットワーク加入機、例えば加入機２と４とが同時にオン状態になった場合、これらのネットワーク加入機２，４にマスタ機能が指定される。これによって、これら両ネットワーク加入機２，４は、夫々がクロック信号などのマスタ特定信号を出力し、この信号が、前記データ線６及びインターフェース７を介して他方のネットワーク加入機４，２に受信される。これによって、２つのネットワーク加入機が同時にマスタ機能を指定された衝突状況の発生が確認される。
この後、本発明によれば、これら２つのネットワーク加入機２，４の各マイクロプロセッサ８が、夫々、ランダム数を発生し、このランダム数が当該加入機２，４側において夫々のメモリに記憶されると共に、前記インターフェース７を介してネットワークに出力される。このようにして、ネットワーク加入機２から発生したランダム数は後続のネットワーク加入機３に伝えられる。しかし、この後続のネットワーク加入機３は、前記比較プロセスに関与していないので、このランダム数を単に次の加入機４にパスするだけである。
【００１３】
ネットワーク加入機４は前記比較プロセスに関与しているので、受け取ったランダム数を、この加入機４自身が、発生しそのメモリに記憶したランダム数と比較する。そして、受け取ったランダム数がメモリに記憶されていたランダム数よりも大きい場合には、この加入機４は、比較プロセスからドロップアウトし、この受け取ったランダム数を次のネットワーク加入機５にパスする。この加入機５は、前記比較プロセスに関与していないので、受け取ったランダム数を次のネットワーク加入機、即ち、このランダム数を最初に発生した加入機２にパスする。
これによって、マスタ機能が前記ネットワーク加入機２に指定される。そして、このネットワーク加入機２は受け取ったランダム数が、自分がそのメモリに記憶しているランダム数と一致すると判断し、この加入機２がクロック信号を出力し始める。
ネットワーク加入機４によって出力されるランダム数の場合にも、手順は同じである。即ち、次のネットワーク加入機５は、前記比較プロセスに関与していないので、このランダム数を単に次の加入機２にパスする。すると、この加入機２は、自分が記憶しているランダム数が、受け取ったランダム数よりも大きいと判断する。従って、この加入機２は、比較プロセスへの参加を継続するとともに、受け取ったランダム数を次の加入機にパスするが、この自らが記憶しているランダム数よりも小さな受信ランダム数の次の加入機へのパスは省略できる。というのは、このネットワーク加入機２に続くその他すべてのネットワーク加入機は、この時点で、既にこのネットワーク加入機２の大きなランダム数を受け取っており、比較プロセスから既にドロップアウトしている筈であるからである。
【００１４】
このようにして、２つの衝突するネットワーク加入機２及び４のいずれかが他方よりも大きなランダム数を発生したことが確認され、この加入機にマスタ機能が指定されるのである。従って、複数のネットワーク加入機が同時にオン状態になった場合、これらのネットワーク加入機を再度オン状態にリセットすることなく、互いに衝突する複数のネットワーク加入機の１つにのみマスタ機能を明確に指定することができるのである。
【００１５】
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法によって運用可能なリング状ネットワークのブロック回路図
【符号の説明】
１ ネットワーク
２、３、４、５ ネットワーク加入機

Claims (11)

1. 夫々がマスタとして機能可能な複数のネットワーク加入機（２，３，４，５）を有するネットワーク（１）を初期化する方法であって、
   最初にオン状態とされた加入機にマスタ機能が指定されるようになっていると共に、
   前記マスタ機能が実質的に同時にオン状態とされた前記複数のネットワーク加入機（２，３，４，５）に実質的に同時に指定される衝突状態が発生した場合に、これらすべての加入機（２，３，４，５）に各加入機が任意の作業を行うのに要する時間である夫々互いに異なるランダム値が発生され、これら加入機（２，３，４，５）に生じたこれらのランダム値の比較が行われ、前記作業を最初に完了したネットワーク加入機（２，３，４，５）がベスト値を発生したネットワーク加入機（２，３，４，５）として、前記マスタ機能を指定されることを特徴とするネットワークの初期化方法。
2. 前記複数のネットワーク加入機（２，３，４，５）は、夫々が発生させた前記ランダム値を互いに交換すると共に、自らが発生させたランダム値よりもベターなランダム値を受け取った時、前記比較プロセスからドロップアウトする請求項１に記載のネットワークの初期化方法。
3. 前記ネットワーク（１）は一方向式リング構造であり、前記ネットワーク加入機（２，３，４．５）は、前記ネットワーク（１）の後続の加入機に前記ランダム値をパスし、前記比較プロセスに関与すると共に、最初に自らが発生させたランダム値を再び受け取ったネットワーク加入機に前記マスタ機能が指定される請求項２に記載のネットワークの初期化方法。
4. 前記ランダム値が数値である請求項２〜３のいずれか１項に記載のネットワークの初期化方法。
5. 前記複数のネットワーク加入機（２，３，４，５）のいずれかが前記作業を完了した時、その他のすべての加入機（２，３，４，５）は前記作業を中止する請求項１に記載のネットワークの初期化方法。
6. 前記ランダム時間を要する前記作業は、１つのランダム数の発生と、その後の、このランダム数からゼロへのカウントダウンによって行われる請求項１又は５に記載のネットワークの初期化方法。
7. 前記衝突状態の確認は、マスタとして使用されるあるネットワーク加入機（２，３，４，５）がマスタ特定信号を出力し、これと同時に、マスタとして使用される他のネットワーク加入機（２，３，４，５）からマスタ特定信号を受信することによりなされる請求項１〜６のいずれか１項に記載のネットワークの初期化方法。
8. 前記マスタ特定信号がクロック信号である請求項７に記載のネットワークの初期化方法。
9. 前記ネットワーク（１）は、マスタとして機能可能なネットワーク参加者（２，３，４，５）のみに使用される請求項１〜８のいずれか１項に記載のネットワークの初期化方法。
10. 家庭用通信システムのような静止通信システムに請求項１〜９のいずれか１項に記載のネットワークの初期化方法を用いる使用方法。
11. 車上通信システムのような移動通信システムに請求項１〜７のいずれか１項に記載のネットワークの初期化方法を用いる使用方法。

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