JP3957574B2 - セグメント分割多重化装置及びそれに用いるセグメント分割多重化方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はセグメント分割多重化装置及びそれに用いるセグメント分割多重化方法に関し、特に複数の伝送路上の可変長パケットデータを固定長セグメントに分割して多重化するパケットデータ固定長分割多重化方式に関する。
【0002】
【従来の技術】
人工衛星では、地上局と通信することができる領域(可視領域)におけるリアルタイムでのテレメトリデータだけでなく、地上局から通信することのできない領域(非可視領域)におけるテレメトリデータを地上局にダウンリンクするために、人工衛星内に搭載したデータレコーダ(DR)に一旦記録しておき、可視領域において再生することで情報を得ている。近年、観測データの多種多様化・容量増から、テレメトリデータも複数伝送路の可変長パケットデータ化されている。
【0003】
一方、データレコーダは固定長で記録するため、可変長パケットデータを固定長のセグメントに分割し、伝送路毎のパケット単位となるように多重化する必要がある。
【0004】
人工衛星のテレメトリデータで一般的に用いられているパケットデータのフォーマットを図4に示す。図4に示すように、CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems)packet primary header部中にヘッダ部(“Version”,“Type”,“Sec.Header”,“ApplicationProcess ID”,“Sequence Flag”,“Sequence Count”,“Packet Length”)を除く“Secondary Header(衛星時刻)”+“User data”のデータ長情報が含まれている。
【0005】
また、図5にセグメント長が512バイト長の時のセグメント分割及び復元の様子を示す。入力されるCCSDSパケットのデータ長が、511バイトを超える場合には、複数のセグメントに分割してデータレコーダに送出し、511バイト以内の時には単独セグメントとして送出する。
【0006】
そして、再生時には付加したセグメントヘッダによって、CCSDSパケットの復元処理を行う。人工衛星のテレメトリデータでは、入力されるCCSDSパケットの伝送路は複数存在するため、データレコーダRへの記録伝送路へはこれらの複数の伝送路から入力されるCCSDSパケットの多重化処理も必要である。
【0007】
複数の伝送路の非同期データを多重化する方法としては、特開平5−227211号公報に開示されている方法がある。この先行技術文献に開示された構成を図6に示す。図6において、セグメント分割多重化装置は収容部211〜213,281〜283と、バッファ221〜223,271〜273と、分解部231〜233と、スイッチ部241と、スイッチ制御部(SW−CNT)251と、組み立て部261〜263とから構成されている。この場合、スイッチ部241の出力がデータレコーダへの出力に相当する。
【0008】
図6に示す分解部231〜233の構成例を図7に示す。図7において、分解部231〜233はバッファ301(図6のバッファ221〜223)と、パケット個数管理部302と、制御部303と、読出しカウンタ304と、固定バッファ305と、ゲート306と、パケットヘッダ付加部307と、加算部308とから構成されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の多重化方法では、定められた固定長に可変長パケットを分解するために、各入力伝送路において、バッファ301及び分解部231〜233においてセグメント長(上記の公報では「小パケット」)分の固定バッファ305の2箇所の格納場所を必要とすることとなり、入力伝送路が増大すると、回路規模が大きくなってしまうという問題がある。
【0010】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、回路を簡略化するとともに、効率よく伝送することができるセグメント分割多重化装置及びそれに用いるセグメント分割多重化方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明によるセグメント分割多重化装置は、複数の伝送路各々の可変長パケットデータを固定長のセグメントデータに分割して伝送路毎のパケット単位となるように多重化するセグメント分割多重化装置であって、
前記可変長パケットデータを前記セグメントデータに分割する際のセグメント数を検出する検出手段と、前記セグメントデータと前記セグメント数とを格納するメモリと、前記メモリからの前記セグメントデータの読出し時に前記セグメント数を用いて前記セグメントデータの先頭・中間・最終の識別を行うためのセグメントヘッダを生成する生成手段と、入力される可変長パケットデータのデータ数をカウントしかつそのカウント値が1セグメントのデータ長を超過する度にキャリー信号を出力するカウント手段とを備え、
前記検出手段は、前記カウント手段からの前記キャリー信号を基に前記セグメント数を検出し、前記メモリへの格納終了を受けてその検出した値を前記メモリへ格納している。
【0012】
本発明によるセグメント分割多重化方法は、複数の伝送路各々の可変長パケットデータを固定長のセグメントデータに分割して伝送路毎のパケット単位となるように多重化するセグメント分割多重化方法であって、
前記可変長パケットデータを前記セグメントデータに分割する際のセグメント数を検出するステップと、前記セグメントデータと前記セグメント数とを格納するメモリからの前記セグメントデータの読出し時に前記セグメント数を用いて前記セグメントデータの先頭・中間・最終の識別を行うためのセグメントヘッダを生成するステップとを備え、
前記セグメント数を検出するステップが、入力される可変長パケットデータのデータ数をカウントしかつそのカウント値が1セグメントのデータ長を超過する度にキャリー信号を出力するカウント手段からの前記キャリー信号を基に前記セグメント数を検出し、前記メモリへの格納終了を受けてその検出した値を前記メモリへ格納している。
【0013】
すなわち、本発明のセグメント分割多重化装置は、複数の伝送路上の可変長パケットデータを固定長のセグメントに分割して伝送路毎のパケット単位となるように多重化するパケットデータ固定長分割多重化方式を用い、各伝送路において先頭・中間・最終の識別を行うセグメントヘッダの生成を行うためにパケットデータの一時格納時に固定長のセグメントへの分割時のセグメント数を出力してデータとともに格納し、セグメントデータ出力時に格納したセグメント数を用いてセグメントヘッダを生成することを特徴としている。
【0014】
メモリへのアクセスは時分割制御で行うことによって、各伝送路のパケットデータを共通のメモリに格納する。したがって、記録素子の削減、すなわち回路規模の簡略化という効果が得られる。
【0015】
よって、本発明のセグメント分割多重化装置では、複数の伝送路の可変長パケットデータを固定長のセグメントに分割して、伝送路毎のパケット単位となるよう多重化する方式において、回路を簡略化するとともに、効率よく伝送可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例によるセグメント分割多重化装置の構成を示すブロック図である。図1において、本発明の一実施例によるセグメント分割多重化装置は4チャネル(ch)のパケットデータ固定長分割多重化方式を用いている。
【0017】
本発明の一実施例によるセグメント分割多重化装置は書込み制御部11と、入力インタフェース(I/F)部21〜24と、データカウンタ31〜34と、ヘッダカウント付加部41〜44と、メモリ51と、読出し制御部61と、リードデータカウンタ部71〜74と、セグメントヘッダ生成部81〜84と、セレクタ91〜94と、出力選択部101とから構成されている。
【0018】
本実施例のパケットデータ固定長分割多重化方式では、4チャネルのパケットデータを時分割でメモリ51に書込むための書込み制御部11を有している。この書込み制御部11は非同期で入力される入力パケットデータの同期化をはかるための入力インタフェース部21〜24からデータ入力及び終了の通知を受ける。入力インタフェース部21〜24で同期化されたデータは、書込み制御部11のタイミング制御によってメモリ51に書込まれる。
【0019】
データカウンタ31〜34は入力インタフェース部21〜24からのデータ数をカウントし、1セグメントのデータ長を超過する度に、ヘッダカウント付加部41〜44にキャリー信号を出力する。ヘッダカウント付加部41〜44はそのキャリー信号を基に予め分割されるセグメント数を検出し、パケットデータのメモリ51への格納終了を受けて、その検出した値をメモリ51へ格納する。
【0020】
メモリ51からのデータ読出しは読出し制御部61の制御によって行われる。読出し制御部61は書込み制御部11からのパケット書込み通知を受けて該当チャネルのデータ読出しを行う。リードデータカウンタ部71〜74はメモリ51から読出されたデータのヘッダをカウントし、セグメントヘッダ生成部81〜84はこのカウンタ値を基に分解したセグメントデータが先頭か、中間か、最後であるかを示すセグメントヘッダを生成する。
【0021】
読出し制御部61はセレクタ91〜94を制御することで、メモリ51からのデータ読出しにセグメントヘッダ生成部81〜84で生成されたセグメントヘッダを付加し、セグメントヘッダが付加された読出しデータは出力選択部101で指定チャネルへと選択出力される。
【0022】
図2は本発明の一実施例によるセグメント分割多重化装置によるセグメントデータへの分割処理を示すフローチャートである。これら図1及び図2を参照して本発明の一実施例によるセグメント分割多重化装置の動作について説明する。まず、パケットの分解の動作について説明する。
【0023】
図5に示すように、パケットを固定長のセグメントに分解する場合には、パケットの再組立てのために、分解したセグメントのヘッダに、先頭であるか、中間であるか、最終であるかの識別情報を付加する必要がある。8ビットデータの左4ビットを最終セグメント識別、右4ビットを先頭セグメント識別に使用する場合、16進表示で、複数にセグメント分割すると、先頭セグメントは「0F」、中間セグメントは「00」、最終セグメントは「F0」と表すことができる。また、分割されない単独セグメントの場合は、「FF」と表すこととなる。このため、入力パケットがいくつのセグメントに分割されるのかの情報が必要となる。
【0024】
入力インタフェース部21〜24でリタイミングしたデータをメモリ51に書込む際に、データカウンタ31〜34でデータ数のカウントを行い、セグメント長を超過した際にキャリー信号を発生し、ヘッダカウント付加部41〜44でそのキャリー信号から検出されるセグメント数を保持する。
【0025】
パケットデータの入力が完了したことは、入力インタフェース部21〜24から書込み制御部11に通知され、ヘッダカウント付加部41〜44の保持データをメモリ51のパケットデータ先頭に書込む。パケットデータの入力が完了したことは書込み制御部11から読出し制御部61に通知され、該当領域のメモリ内容の読出しを開始する。
【0026】
セグメントデータのメモリ読出し開始時に、セグメントヘッダ生成部81〜84はセグメントヘッダ8ビットデータの右4ビットを「F」に設定する(図2ステップS1)。該当領域のメモリの先頭データはセグメントヘッダ生成部81〜84へ送られ、「セグメント数」としてラッチされる(図2ステップS2,S3)。
【0027】
セグメントヘッダ生成部81〜84はセグメント数が「0」ならば(図2ステップS4)、セグメントヘッダ8ビットデータの左4ビットを「F」に設定し(図2ステップS5)、「0」以外ならば(図2ステップS4)、左4ビットを「0」に設定する(図2ステップS6)。この生成データはセレクタ91〜94へ送られる。送出後、セグメントヘッダ8ビットデータの右4ビットは「0」に設定される(図2ステップS8)。
【0028】
セレクタ91〜94ではセグメントの1個目のみ、セグメントヘッダ生成部81〜84のデータを選択し、それ以降はメモリ51からの読出しデータをそのまま出力選択部101に出力する(図2ステップS7)。メモリ51のデータは読出し制御部61によって順次読出されてセレクタ91〜94に渡され、リードデータカウンタ部71〜74において、セグメント長になるまで続けられる(図2ステップS9〜S11)。
【0029】
リードデータカウンタ部71〜74において、読出したデータ量がセグメント長に等しくなった時、読出し制御部61はセグメントヘッダ生成部81〜84のセグメント数を確認し、セグメント数が「0」ならば(図2ステップS12)、読出し処理を終了し、セグメント数が「0」以外ならば(図2ステップS12)、セグメント数を1減算する(図2ステップS13)。
【0030】
一定時間(セグメント間インターバル)経過後、セグメントヘッダ生成部81〜84はセグメント数が「0」ならばセグメントヘッダ8ビットデータの左4ビットを「F」に設定し、「0」以外ならば左4ビットを「0」に設定する。この生成データはセレクタ91〜94へ送られる。送出後、セグメントヘッダ8ビットデータの右4ビットは「0」に設定される。
【0031】
セレクタ91〜94ではセグメントの1個目のみ、セグメントヘッダ生成部81〜84のデータを選択し、それ以降はメモリ51からの読出しデータをそのまま出力する。メモリ50のデータは読出し制御部61によって順次読出されてセレクタ91〜94に渡され、リードデータカウンタ部71〜74において、セグメント長になるまで続けられる。以上のルーチンがセグメント数が「0」となり、読出し処理終了になるまで続けられる。
【0032】
出力選択部101はデータレコーダへの出力になる箇所であるが、出力セグメントの「OR」をとっているだけである。データ出力調整は読出し制御部61で行われ、時分割で各伝送路のデータ領域をアクセスすることとしており、データが衝突することがないようにしている。時分割の時間は、最大パケット長の時間で規定される。
【0033】
この結果、複数の伝送路のパケットデータにおけるセグメント分割及び多重化処理が可能である。しかも、一時バッファとしての素子を、データ格納用の1個のメモリ51で構成しているので、従来技術のように各伝送路毎に2種のバッファを用意する必要がないことから、回路規模を小さくすることができる。
【0034】
図3は本発明の他の実施例によるセグメント分割多重化装置の構成を示すブロック図である。図3において、本発明の他の実施例によるセグメント分割多重化装置はデータカウンタ31〜34の代わりにパケット長抽出部111〜114を設けた以外は図1に示す本発明の一実施例によるセグメント分割多重化装置と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。
【0035】
パケットデータは、図4に示すように、パケットヘッダ中にパケット長(Packet Length)が含まれている。このため、図3に示すように、パケット長抽出部111〜114においてパケット長を抽出し、ヘッダカウント付加部41〜44において、“(パケット長)/(セグメント長−1)”を計算することによって、セグメント数の算出が可能である。
【0036】
このように、本発明では、複数の伝送路上の可変長パケットデータを固定長のセグメントに分割し、多重化する際に、予め分割されるセグメント数を検出し、その値を保持/利用するという基本構成に基づき、回路を簡略化することができる。
【0037】
尚、本発明の一実施例及び他の実施例では入力伝送路を4系統としているが、格納領域が許す限り、系統数の拡張は可能である。また、本発明は上記の各実施例に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施例は適宜変更され得ることは明らかである。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、複数の伝送路各々の可変長パケットデータを固定長のセグメントデータに分割して伝送路毎のパケット単位となるように多重化するセグメント分割多重化装置において、可変長パケットデータをセグメントデータに分割する際のセグメント数を検出し、セグメントデータとセグメント数とを格納するメモリからのセグメントデータの読出し時にセグメント数を用いてセグメントデータの先頭・中間・最終の識別を行うためのセグメントヘッダを生成することによって、回路を簡略化するとともに、効率よく伝送することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるセグメント分割多重化装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例によるセグメント分割多重化装置によるセグメントデータへの分割処理を示すフローチャートである。
【図3】本発明の他の実施例によるセグメント分割多重化装置の構成を示すブロック図である。
【図4】入力パケットのフォーマットを示す図である。
【図5】パケットのセグメント分割化及び復元を示す図である。
【図6】従来例によるセグメント分割多重化装置の構成を示すブロック図である。
【図7】図6に示す分解部の構成例を示す図である。
【符号の説明】
11 書込み制御部
21〜24 入力インタフェース部
31〜34 データカウンタ
41〜44 ヘッダカウント付加部
51 メモリ
61 読出し制御部
71〜74 リードデータカウンタ部
81〜84 セグメントヘッダ生成部
91〜94 セレクタ
101 出力選択部
111〜114 パケット長抽出部
Claims (6)
- 複数の伝送路各々の可変長パケットデータを固定長のセグメントデータに分割して伝送路毎のパケット単位となるように多重化するセグメント分割多重化装置であって、
前記可変長パケットデータを前記セグメントデータに分割する際のセグメント数を検出する検出手段と、前記セグメントデータと前記セグメント数とを格納するメモリと、前記メモリからの前記セグメントデータの読出し時に前記セグメント数を用いて前記セグメントデータの先頭・中間・最終の識別を行うためのセグメントヘッダを生成する生成手段と、入力される可変長パケットデータのデータ数をカウントしかつそのカウント値が1セグメントのデータ長を超過する度にキャリー信号を出力するカウント手段とを有し、
前記検出手段は、前記カウント手段からの前記キャリー信号を基に前記セグメント数を検出し、前記メモリへの格納終了を受けてその検出した値を前記メモリへ格納することを特徴とするセグメント分割多重化装置。 - 複数の伝送路各々の可変長パケットデータを固定長のセグメントデータに分割して伝送路毎のパケット単位となるように多重化するセグメント分割多重化装置であって、
前記可変長パケットデータを前記セグメントデータに分割する際のセグメント数を検出する検出手段と、前記セグメントデータと前記セグメント数とを格納するメモリと、前記メモリからの前記セグメントデータの読出し時に前記セグメント数を用いて前記セグメントデータの先頭・中間・最終の識別を行うためのセグメントヘッダを生成する生成手段と、前記可変長パケットデータのパケットヘッダ中に含まれるパケット長を抽出する抽出手段とを有し、
前記検出手段は、「(パケット長)/(セグメント長−1)」を計算して前記セグメント数を検出することを特徴とするセグメント分割多重化装置。 - 前記メモリへのアクセスを時分割制御で行い、複数の伝送路各々の可変長パケットデータを前記メモリに共通に格納することを特徴とする請求項1または請求項2記載のセグメント分割多重化装置。
- 複数の伝送路各々の可変長パケットデータを固定長のセグメントデータに分割して伝送路毎のパケット単位となるように多重化するセグメント分割多重化方法であって、
前記可変長パケットデータを前記セグメントデータに分割する際のセグメント数を検出するステップと、前記セグメントデータと前記セグメント数とを格納するメモリからの前記セグメントデータの読出し時に前記セグメント数を用いて前記セグメントデータの先頭・中間・最終の識別を行うためのセグメントヘッダを生成するステップとを有し、
前記セグメント数を検出するステップは、入力される可変長パケットデータのデータ数をカウントしかつそのカウント値が1セグメントのデータ長を超過する度にキャリー信号を出力するカウント手段からの前記キャリー信号を基に前記セグメント数を検出し、前記メモリへの格納終了を受けてその検出した値を前記メモリへ格納することを特徴とするセグメント分割多重化方法。 - 複数の伝送路各々の可変長パケットデータを固定長のセグメントデータに分割して伝送路毎のパケット単位となるように多重化するセグメント分割多重化方法であって、
前記可変長パケットデータを前記セグメントデータに分割する際のセグメント数を検出するステップと、前記セグメントデータと前記セグメント数とを格納するメモリからの前記セグメントデータの読出し時に前記セグメント数を用いて前記セグメントデータの先頭・中間・最終の識別を行うためのセグメントヘッダを生成するステップとを有し、
前記セグメント数を検出するステップは、前記可変長パケットデータのパケットヘッダ中に含まれるパケット長を抽出し、「(パケット長)/(セグメント長−1)」を計算して前記セグメント数を検出することを特徴とするセグメント分割多重化方法。 - 前記メモリへのアクセスを時分割制御で行い、複数の伝送路各々の可変長パケットデータを前記メモリに共通に格納することを特徴とする請求項4または請求項5記載のセグメント分割多重化方法。
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