JP4157267B2

JP4157267B2 - Communication control device and network system

Info

Publication number: JP4157267B2
Application number: JP2000320267A
Authority: JP
Inventors: 英昭益子; 尚雄小川; 義弘中野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2020-10-20
Also published as: JP2002135278A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＳＭＡ／ＣＤ（carrier sense multiple access with collision detection）方式を採用するローカルエリアネットワークに接続される通信制御装置に係り、特に、非同期通信の他に同期通信も単一の伝送路上で実現する通信制御装置とネットワークシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リアルタイム性の保証が必要となるローカルエリアネットワークシステムでは、例えば特開平１―１５７１４３号公報に記載されているように、伝送プロトコルとして、標準規格（ex.IEEE802.4、FDDI）のトークンパッシング方式やタイムスロット方式等、プロトコル自体で最大送信遅延時間が保証できるものを採用する必要がある。
【０００３】
しかし、通信制御装置が簡単になり、しかも障害に強いという利点を持つために、近年のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）は、イーサネットをベースとしたＣＳＭＡ／ＣＤ方式を採用したものが普及している。このＣＳＭＡ／ＣＤ方式では、ネットワークアクセスの制御を各ノードに分散し、伝送路にデータを送信しようとする端末が伝送路を監視し、他の端末装置（ノード）が信号を送信していないときに自身がデータ送信を行うという方法をとり、複数の端末装置が同時に伝送路に送信したときはこれを信号の衝突（collision）として検出し、所要の待ち時間後に再び送信をリトライするようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したＣＳＭＡ／ＣＤ方式を用いたＬＡＮは、各ノードを構成する通信制御装置の装置構成が簡単となり、しかもネットワークが障害に強いという利点があるため、リアルタイム性を保証したトークンパッシング方式などを採用したＬＡＮよりも普及している。しかし、このＣＳＭＡ／ＣＤ方式を採用したＬＡＮは非同期通信が基本であり、通信のリアルタイム性は保証されない。
【０００５】
しかるに、このＣＳＭＡ／ＣＤ方式のＬＡＮを採用しようとするユーザでも、通信データの種類によっては、非同期通信ではなく、リアルタイム性を持ちデータ送信の最大遅延時間の保証がある同期通信を望んでいる。斯かる要望を満たすために、同期通信用のＬＡＮと非同期通信用のＬＡＮの２つの物理的に異なるＬＡＮを両方とも設置しているユーザもいるが、これではコストがかかってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式を採用したローカルエリアネットワークの伝送路を用いて、リアルタイム性が必要な同期通信と、リアルタイム性が不必要でデータの送信量が規定できない非同期通信の両方を実現する通信制御装置とネットワークシステムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のノードが接続される単一の伝送路を介して、ノード間で情報授受を行う、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式のローカルエリアネットワークシステムにおいて、
各ノードは、情報処理装置と、この情報処理装置につながり情報の通信を行う通信制御装置と、を備え、
各通信制御装置は、
上記情報処理装置につながり、同期通信用の送受信データを一時格納する同期通信用送受信バッファと、
上記情報処理装置につながり、非同期通信用の送受信データを一時格納する非同期通信用送受信バッファと、
同期通信用の論理回線番号が付され、上記同期通信バッファにつながる同期通信用送受信回路と、
非同期通信用の論理回線番号が付され、上記非同期通信用送受信バッファにつながる非同期通信用送受信回路と、
上記非同期通信用送受信回路と上記同期通信用送受信回路とを、選択的に上記単一伝送路に切替えて接続可能な切替スイッチと、
この切替スイッチの切替えを行う同期制御手段と、
を具え、更に各ノードの同期制御手段は、全ノード共通の同一タイミングによる同期通信期間を指定する第１の切替信号と、それ以外の時間帯を非同期通信期間とする第２の切替信号とを発生し、上記第１の切替信号によって自己ノード内の同期通信用送受信回路と上記単一伝送路とが接続し、第２の切替信号によって自己ノード内の非同期通信用送受信回路と上記単一伝送路とが接続するように上記切替スイッチを切替えるものとし、
かくして、同期通信期間への切替スイッチの切替えが行われた期間中にあっては、各ノードの同一論理回線番号の付されている同期用送受信回路相互間において上記単一伝送路を介して同期通信を行い、非同期通信期間への切替スイッチの切替えが行われた期間中にあっては、各ノードの同一論理回線番号の付されている非同期用送受信回路相互間において上記単一伝送路を介して非同期通信を行うものとしたＣＳＭＡ／ＣＤ方式のローカルエリアネットワークシステムを開示する。
【０００８】
更に本発明は、複数のノードが接続される単一の伝送路を介して、ノード間で情報授受を行う、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式のローカルエリアネットワークシステムのノード内通信制御装置において、
ノード内の情報処理装置につながり、同期通信用の送受信データを一時格納する同期通信用送受信バッファと、
上記情報処理装置につながり、非同期通信用の送受信データを一時格納する非同期通信用送受信バッファと、
同期通信用の論理回線番号が付され、上記同期通信バッファにつながる同期通信用送受信回路と、
非同期通信用の論理回線番号が付され、上記非同期通信用送受信バッファにつながる非同期通信用送受信回路と、
上記非同期通信用送受信回路と上記同期通信用送受信回路とを、選択的に上記単一伝送路に切替えて接続可能な切替スイッチと、
この切替スイッチの切替えを行う同期制御手段と、
を具え、更に同期制御手段は、全ノード共通の同一タイミングによる同期通信期間を指定する第１の切替信号と、それ以外の時間帯を非同期通信期間とする第２の切替信号とを発生し、上記第１の切替信号によって自己ノード内の同期通信用送受信回路と上記単一伝送路とが接続し、第２の切替信号によって自己ノード内の非同期通信用送受信回路と上記単一伝送路とが接続するように上記切替スイッチを切替えるものとし、
かくして、同期通信期間への切替スイッチの切替えが行われた期間中にあっては、各ノードの同一論理回線番号の付されている同期用送受信回路相互間において上記単一伝送路を介して同期通信を可能とし、非同期通信期間への切替スイッチの切替えが行われた期間中にあっては、各ノードの同一論理回線番号の付されている非同期用送受信回路相互間において上記単一伝送路を介して非同期通信を可能としたＣＳＭＡ／ＣＤ方式のローカルエリアネットワークシステムのノード内通信制御装置を開示する。
【０００９】
このように、非同期通信と同期通信を別々の回線（送受信回路）に割り当てれば、非同期通信の送信頻度や送信データ量がどんなに多くとも、同期通信の帯域には影響が出ず、同期通信のデータ送信最大遅延時間を保証でき、リアルタイム性を確保できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るネットワークシステムの要部構成図である。このネットワークシステムはＣＳＭＡ／ＣＤ方式を採用して構成され、複数のノード１が単一の伝送路２に接続されている。各ノード１は同一構成であり、通信制御装置１１と、情報処理装置１２とから成る。
【００１１】
通信制御装置１１は、複数の送受信回路１１１と、複数の送受信回路１１１のいずれか１つの送受信回路１１１を選択して伝送路２に接続する切換部１１２と、切換部１１２の切換を制御する同期制御部１１３と、夫々の送受信回路１１１対応に設けられた送受信バッファ１１４と、各送受信バッファ１１４と情報処理装置１２との間に設けられるインタフェース部１１５とを備えて成り、この通信制御装置１１は、情報処理装置１２のデータ送信要求に基づき伝送路２に対してデータを送信し、また、伝送路２からのデータを受信して情報処理装置１２に受け渡す。
【００１２】
各ノード１に設けられた同期制御部１１３は、自ノード１内の複数の送受信回路１１１のうちの予め決められた１つの送受信回路１１１（以下、特定送受信回路という。）を同一のタイミングで伝送路２に接続させるように切換部１１２を切換制御し、これらの特定送受信回路１１１間での同期通信を行う。そして、他のタイミングでは、他の任意の送受信回路１１１を切換部１１２に選択させて非同期通信を行う。このため、情報処理装置１２は、同期通信しなければならない送信データであれば、特定送受信回路１１１に当該送信データを渡し、非同期通信でよい送信データであれば他の任意の送受信回路１１１に当該送信データを渡すこととなる。
【００１３】
以下、ノード１のデータ送受信動作を説明する。
情報処理装置１２は、送信データを作成した後、通信制御装置１１に対して送信要求を発行する。この送信要求は、予め通信制御装置１１内の各送受信回路１１１毎に割り当てられた論理回線番号と共に発行される。
【００１４】
送信要求を受けた通信制御装置１１は、インタフェース部１１５を経由して、当該送信データを論理回線番号に対応した送受信バッファ１１４に格納すると共に、送受信回路１１１にて伝送路２に対するデータ送信を試みる。
【００１５】
複数の送受信回路１１１のうち１つの送受信回路１１１のみが切換部１１２により選択され伝送路２に接続されるため、接続された送受信回路１１１の送信は成功する。一方、伝送路２に接続されていない他の送受信回路１１１の送信は失敗するため、これらの送受信回路１１１は、リトライ動作に入る。リトライに入った送受信回路１１１は、伝送路２に接続された時点で送信動作が成功し、終了する。ここでのリトライ動作は、送受信回路１１１が独自に実施するものでも、情報処理装置１２まで含めて実施するものでもかまわない。
【００１６】
各通信制御装置１１は、夫々の同期制御部１１３により同期をとり、グループを構成するノード群の全通信制御装置１１において、同一時点では同一論理回線番号に対応する送受信回路１１１（特定送受信回路）を伝送路２に接続するように切換部１１２を制御する。即ち、データを送信した或るノード１の通信制御装置１１の送受信回路１１１の論理回線番号と、データを受信する他のノードの通信制御装置１１内の送受信回路１１１の論理回線番号は常に同じになる。これにより、同一論理回線番号にて指定される特定送受信回路１１１間で同期通信が実現される。
【００１７】
伝送路２からデータを受信した送受信回路１１１は、送受信バッファ１１４，インタフェース部１１５を介して情報処理装置１２に受信データを受け渡す。
【００１８】
図２は、上述した送受信動作のタイムチャートを示す図である。送信ノードの情報処理装置は、同期通信を必要とする送信データを送受信回路＃１（特定送受信回路）に渡し、非同期通信で良い送信データは送受信回路＃２に渡す。ここで、或る同一タイミングにおいて、送信ノードと受信ノードの夫々の切換部が伝送路に接続する送受信回路として＃１の特定送受信回路を選択すると、送信ノードの送受信回路＃１が持っている送信データが伝送路を介して受信ノードの特定送受信回路＃１に送られ、その受信データが受信ノードの情報処理装置に渡される。
【００１９】
一方、送信ノードの送受信回路＃２も、自分が保持する送信データを伝送路へ流そうとするが、切換部が送受信回路＃２を伝送路に接続していないため、その送信は失敗する。送受信回路＃２は、伝送路に接続されるまでの間、送信のリトライを繰り返すが、切換部が送受信回路＃２を伝送路に接続した後、送受信回路＃２の送信動作は成功し、その送信データが伝送路を介して受信ノードの送受信回路＃２あるいは他の送受信回路（図示せず）に受信され、当該受信データが受信ノードの情報処理装置に渡される。尚、図２の例では、送受信回路＃２の送信のリトライを送受信回路＃２自身が実施しているが、送信のリトライは、情報処理装置が実施してもかまわない。
【００２０】
このように、一方の送受信回路を非同期通信に割り当て、他方の送受信回路を同期通信に割り当てることにより、同期通信の送信最大遅延時間を保証することが可能となる。図３は、比較のために、通常の通信制御装置（送受信回路を同期通信用，非同期通信用と割り当てない）を用いた場合のタイムチャートを示す図である。各ノードにおいて、同期通信の送信要求は一定時間以内に一定量のみ発生し、非同期通信の送信要求は時間，量とも不定で発生する。伝送プロトコルにＣＳＭＡ／ＣＤを用いた場合、伝送路に送出されるデータは、伝送路に接続されるノードが３台以上ある場合、必ずしも送信要求が発生した順番とならず、同期通信の送信最大遅延時間を保証することはできない。図３の例では、ノード３の同期通信の送信要求が処理されていない。この様に、情報処理装置が同期通信用の送信データとして送信要求しただけでは、送信最大遅延時間は保証されない。
【００２１】
これに対し、通信制御装置の提供する複数の論理的な回線を、送信要求が非同期に発生しかつ１回の転送データが大きい非同期通信と、１回の転送データ量が規定可能であるが送信最大遅延時間を保証することが必要な同期通信に割り当て、各ノードにおける通信制御装置内の同期通信に割り当てた特定送受信回路を所定時間毎に同時に伝送路に接続することで、非同期通信の影響を受けずに、同期通信の送信最大遅延時間を保証することが可能となる。特に、このネットワークシステムにおいて、ネットワークの伝送プロトコルとしてＣＳＭＡ／ＣＤ方式を採用し、同期通信を使用する通信での所定時間内に各ノードから送信する回数とデータ量の総量を制限することにより、同期通信内での送信最大遅延時間を保証することが可能となる。
【００２２】
図４は、上述した送信最大遅延時間を保証するタイムチャートである。図４に示す様に、各ノードにおける非同期通信用の送信データは、各ノードにおける送受信回路として同期用でない例えば送受信回路＃２が切換部で選択されているときに伝送路に送出される。そして、各ノードにおける同期用の送信データは、特定の送受信回路＃１が切換部により選択されている間に、伝送路に送出される。
【００２３】
従って、
各ノードの同期通信の送信量（時間換算）の総和
＜同期用の送受信回路の接続時間
という条件の下で、送信最大遅延時間Ｔは、
Ｔ＝非同期用の送受信回路の接続時間
＋各ノードの同期通信の送信量（時間換算）の総和
として保証される。
【００２４】
切換部が複数の送受信回路のうち１つの送受信回路を選択して伝送路に接続したとき、他の送受信回路は伝送路から切り離される。この切り離された状態のときに情報処理装置が送信データを当該送受信回路に渡して送信要求が発生した場合、その送信データを伝送路に流すには、当該送受信回路が伝送路に接続されたとき送信のリトライを実行する必要がある。そこで、送信に失敗した送受信回路に対し、送信失敗を一時的な障害であると認識させることで、伝送プロトコルによるリトライ処理を実行させる。
【００２５】
図５は、伝送プロトコルとしてＣＳＭＡ／ＣＤ方式を採用した場合に、上述した送信失敗を一時的な障害であると認識させる回路例を示す図である。この図５において、２つの送受信ＬＳＩ１００，１０１と、トランス１０２との間には、スイッチ１０３，１０４を設ける。そして、切り換え信号により、一方のスイッチ１０３（または１０４）が送受信ＬＳＩ１００（または１０１）とトランス１０２とを接続したとき、他方のスイッチ１０４（または１０３）は、送受信ＬＳＩ１０１（または１００）とトランス１０２との接続を遮断すると共に、ｊａｍ信号生成器１０５を送受信ＬＳＩ１０１（または１００）の受信端子に接続する構成とする。
【００２６】
これにより、トランス１０２を介して伝送路に接続されなかった送受信ＬＳＩが送信動作をした場合には、ｊａｍ信号が当該送受信ＬＳＩに受信され、この送受信ＬＳＩは、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式のプロトコルで衝突（コリジョン）が発生したと認識し、送信のリトライを行うこととなる。
【００２７】
図６は、複数のノードで同時に送受信回路を特定の同期通信用送受信回路に切り換える構成の一例を示す図である。このネットワークシステムには、１台のタイミング生成ノード１０が設置されており、このタイミング生成ノード１０は、「時間あわせフレーム」を所定周期で伝送路２にブロードキャスト送信する。各ノード１では、いずれかの送受信回路１１１がこの「時間あわせフレーム」を受信し、その送受信回路１１１が持っているフレーム判別回路１１１ａにて「時間あわせフレーム」であると判別した場合、同期制御部１１３（図１）のタイマを初期化する。この同期制御部１１３のタイマは、予め設定されている周期で切換信号を切換部１１２に出力することで、全ノードが当該周期にて同期通信用送受信回路を伝送路２に接続する。各ノードでのタイマの誤差の修正や、新規追加ノードに対応するため、「時間あわせフレーム」は一定周期毎に送信される必要がある。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式を用いたローカルエリアネットワークでも、リアルタイム性が必要な同期通信と、リアルタイム性が不必要でデータの送信量が規定できない非同期通信の両方を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るネットワークシステムの構成図である。
【図２】図１に示す通信制御装置の動作のタイムチャートである。
【図３】同期用，非同期用の送受信回路を持たない通信制御装置を用いて同期／非同期通信を実施した場合のタイムチャートである。
【図４】同期用，非同期用の送受信回路を持った通信制御装置を用いて同期／非同期通信を実施した場合のタイムチャートである。
【図５】送信失敗によるリトライ動作を行わせる回路構成の一例を示す図である。
【図６】同期制御部１３の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１ノード
２伝送路
１１通信制御装置
１２情報処理装置
１１１送受信回路
１１２切換部
１１３同期制御部
１１４送受信バッファ
１１５インタフェース部
１００、１０１送受信ＬＳＩ
１０２トランス
１０３、１０４スイッチ
１０５ｊａｍ信号生成器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication control apparatus connected to a local area network that employs a carrier sense multiple access with collision detection (CSMA / CD) method, and in particular, realizes synchronous communication in addition to asynchronous communication on a single transmission line. The present invention relates to a communication control device and a network system.
[0002]
[Prior art]
In a local area network system that requires real-time guarantee, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 1-157143, as a transmission protocol, a token passing method of a standard (ex. IEEE802.4, FDDI) It is necessary to adopt a protocol that can guarantee the maximum transmission delay time by the protocol itself, such as a time slot method.
[0003]
However, in recent years, local area networks (LANs) using the CSMA / CD system based on Ethernet have become widespread in order to have an advantage that the communication control device is simplified and is resistant to failures. In this CSMA / CD method, when network access control is distributed to each node, a terminal that intends to transmit data to the transmission path monitors the transmission path, and no other terminal device (node) transmits a signal. When a plurality of terminal devices transmit to the transmission path at the same time, this is detected as a signal collision, and the transmission is retried after the required waiting time. ing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the LAN using the CSMA / CD system described above has the advantage of simplifying the configuration of the communication control device that constitutes each node and the network is resistant to failures, a token passing system that guarantees real-time performance is adopted. It is more popular than LAN. However, the LAN adopting the CSMA / CD method is basically asynchronous communication, and real-time communication is not guaranteed.
[0005]
However, even a user who intends to adopt this CSMA / CD LAN desires synchronous communication that has real-time characteristics and guarantees the maximum delay time of data transmission, depending on the type of communication data. Some users have both physically different LANs, one for synchronous communication and one for asynchronous communication, in order to satisfy such demands, but this has the problem of increasing costs. .
[0006]
An object of the present invention is to use a local area network transmission line that employs the CSMA / CD method to perform both synchronous communication that requires real-time characteristics and asynchronous communication that does not require real-time characteristics and cannot define the amount of data transmitted. An object is to provide a communication control device and a network system to be realized.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a CSMA / CD local area network system that exchanges information between nodes via a single transmission line to which a plurality of nodes are connected.
Each node includes an information processing apparatus and a communication control apparatus that communicates information with the information processing apparatus,
Each communication control device
A synchronous communication transmission / reception buffer that is connected to the information processing device and temporarily stores transmission / reception data for synchronous communication;
A transmission / reception buffer for asynchronous communication that is connected to the information processing apparatus and temporarily stores transmission / reception data for asynchronous communication;
Synchronous communication transmitter / receiver circuit to which a synchronous communication logical line number is attached and connected to the synchronous communication buffer;
Asynchronous communication transmission / reception circuit to which the asynchronous communication logical line number is attached and connected to the asynchronous communication transmission / reception buffer;
A selector switch capable of selectively switching the asynchronous communication transceiver circuit and the synchronous communication transceiver circuit to the single transmission line; and
Synchronization control means for switching the changeover switch;
In addition, the synchronization control means of each node includes a first switching signal that designates a synchronous communication period at the same timing common to all nodes, and a second switching signal that designates the other time zone as an asynchronous communication period. The synchronous communication transceiver circuit in the own node and the single transmission line are connected by the first switching signal, and the asynchronous communication transceiver circuit and the single transmission in the own node are connected by the second switching signal. Switch the changeover switch so that the road is connected,
Thus, during the period when the changeover switch to the synchronous communication period is performed, the synchronization transmission / reception circuits to which the same logical line number of each node is assigned are synchronized via the single transmission line. During the period when the switch is switched to the asynchronous communication period, the asynchronous transmission / reception circuits having the same logical line number of each node are connected via the single transmission line. A CSMA / CD local area network system that performs asynchronous communication is disclosed.
[0008]
Furthermore, the present invention provides an intra-node communication control apparatus for a local area network system of the CSMA / CD system that exchanges information between nodes via a single transmission line to which a plurality of nodes are connected.
Synchronous communication transmission / reception buffer connected to the information processing device in the node and temporarily storing transmission / reception data for synchronous communication;
A transmission / reception buffer for asynchronous communication that is connected to the information processing apparatus and temporarily stores transmission / reception data for asynchronous communication;
Synchronous communication transmitter / receiver circuit to which a synchronous communication logical line number is attached and connected to the synchronous communication buffer;
Asynchronous communication transmission / reception circuit to which the asynchronous communication logical line number is attached and connected to the asynchronous communication transmission / reception buffer;
A selector switch capable of selectively switching the asynchronous communication transceiver circuit and the synchronous communication transceiver circuit to the single transmission line; and
Synchronization control means for switching the changeover switch;
Further, the synchronization control means generates a first switching signal that designates a synchronous communication period at the same timing common to all nodes, and a second switching signal that uses the other time zone as an asynchronous communication period, The first switching signal connects the synchronous transmission / reception circuit in the own node and the single transmission line, and the second switching signal connects the asynchronous communication transmission / reception circuit and the single transmission line in the own node. Switch the above changeover switch to connect,
Thus, during the period when the changeover switch to the synchronous communication period is performed, the synchronization transmission / reception circuits to which the same logical line number of each node is assigned are synchronized via the single transmission line. During the period when the changeover switch to the asynchronous communication period is performed, the single transmission line is connected between the asynchronous transmission / reception circuits assigned with the same logical line number of each node. An intra-node communication control device of a local area network system of the CSMA / CD system that enables asynchronous communication via the network is disclosed.
[0009]
In this way, if asynchronous communication and synchronous communication are assigned to separate lines (transmission / reception circuits), no matter how much the asynchronous communication transmission frequency or transmission data amount, the synchronous communication bandwidth will not be affected. The maximum data transmission delay time can be guaranteed and real-time performance can be secured.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the main part of a network system according to an embodiment of the present invention. This network system is configured by adopting the CSMA / CD system, and a plurality of nodes 1 are connected to a single transmission line 2. Each node 1 has the same configuration, and includes a communication control device 11 and an information processing device 12.
[0011]
The communication control device 11 selects a plurality of transmission / reception circuits 111, a transmission / reception circuit 111 of any one of the plurality of transmission / reception circuits 111 and connects to the transmission path 2, and a synchronization for controlling switching of the switching unit 112. The communication control device 11 includes a control unit 113, a transmission / reception buffer 114 provided for each transmission / reception circuit 111, and an interface unit 115 provided between each transmission / reception buffer 114 and the information processing device 12. The data is transmitted to the transmission path 2 based on the data transmission request of the information processing apparatus 12, and the data from the transmission path 2 is received and transferred to the information processing apparatus 12.
[0012]
The synchronization control unit 113 provided in each node 1 transmits a predetermined transmission / reception circuit 111 (hereinafter referred to as a specific transmission / reception circuit) among the plurality of transmission / reception circuits 111 in the node 1 at the same timing. The switching unit 112 is controlled to be connected to the path 2, and synchronous communication is performed between the specific transmission / reception circuits 111. At other timings, the other arbitrary transmission / reception circuit 111 is selected by the switching unit 112 to perform asynchronous communication. For this reason, the information processing device 12 passes the transmission data to the specific transmission / reception circuit 111 if the transmission data must be synchronously communicated, and transmits the transmission data to any other transmission / reception circuit 111 if the transmission data is acceptable for asynchronous communication. The transmission data will be passed.
[0013]
Hereinafter, the data transmission / reception operation of the node 1 will be described.
After creating the transmission data, the information processing device 12 issues a transmission request to the communication control device 11. This transmission request is issued together with a logical line number assigned in advance for each transmission / reception circuit 111 in the communication control device 11.
[0014]
Upon receiving the transmission request, the communication control apparatus 11 stores the transmission data in the transmission / reception buffer 114 corresponding to the logical line number via the interface unit 115 and attempts to transmit data to the transmission path 2 using the transmission / reception circuit 111. .
[0015]
Since only one transmission / reception circuit 111 among the plurality of transmission / reception circuits 111 is selected by the switching unit 112 and connected to the transmission line 2, the transmission of the connected transmission / reception circuit 111 is successful. On the other hand, since transmission of other transmission / reception circuits 111 not connected to the transmission path 2 fails, these transmission / reception circuits 111 enter a retry operation. The transmission / reception circuit 111 that has entered the retry succeeds in the transmission operation when it is connected to the transmission line 2 and ends. The retry operation here may be performed independently by the transmission / reception circuit 111 or may be performed including the information processing apparatus 12.
[0016]
Each communication control device 11 is synchronized by the respective synchronization control unit 113, and in all communication control devices 11 of the node group constituting the group, the transmission / reception circuit 111 (specific transmission / reception circuit) corresponding to the same logical line number at the same time. Is controlled so as to be connected to the transmission line 2. That is, the logical line number of the transmission / reception circuit 111 of the communication control apparatus 11 of a certain node 1 that has transmitted data is always the same as the logical line number of the transmission / reception circuit 111 in the communication control apparatus 11 of another node that receives the data. Become. Thereby, synchronous communication is realized between the specific transmission / reception circuits 111 designated by the same logical line number.
[0017]
The transmission / reception circuit 111 that has received data from the transmission path 2 passes the received data to the information processing apparatus 12 via the transmission / reception buffer 114 and the interface unit 115.
[0018]
FIG. 2 is a diagram showing a time chart of the transmission / reception operation described above. The information processing apparatus of the transmission node passes transmission data that requires synchronous communication to the transmission / reception circuit # 1 (specific transmission / reception circuit), and transmits transmission data that may be asynchronous communication to the transmission / reception circuit # 2. Here, at a certain same timing, when each switching unit of the transmission node and the reception node selects the specific transmission / reception circuit # 1 as the transmission / reception circuit connected to the transmission line, the transmission / reception circuit # 1 of the transmission node has a transmission. The data is sent to the specific transmission / reception circuit # 1 of the receiving node via the transmission path, and the received data is passed to the information processing apparatus of the receiving node.
[0019]
On the other hand, the transmission / reception circuit # 2 of the transmission node also tries to send the transmission data held by itself to the transmission line, but the transmission fails because the switching unit does not connect the transmission / reception circuit # 2 to the transmission line. The transmission / reception circuit # 2 repeats transmission retry until the transmission / reception circuit # 2 is connected to the transmission line. After the switching unit connects the transmission / reception circuit # 2 to the transmission line, the transmission operation of the transmission / reception circuit # 2 succeeds. The transmission data is received by the transmission / reception circuit # 2 of the reception node or another transmission / reception circuit (not shown) via the transmission path, and the reception data is passed to the information processing apparatus of the reception node. In the example of FIG. 2, the transmission / reception circuit # 2 itself performs the transmission retry of the transmission / reception circuit # 2, but the transmission retry may be performed by the information processing apparatus.
[0020]
Thus, by assigning one transmission / reception circuit to asynchronous communication and assigning the other transmission / reception circuit to synchronous communication, it is possible to guarantee the maximum transmission delay time of synchronous communication. FIG. 3 is a diagram showing a time chart when a normal communication control device (transmission / reception circuits are not allocated for synchronous communication and asynchronous communication) is used for comparison. In each node, a transmission request for synchronous communication occurs only in a certain amount within a certain time, and a transmission request for asynchronous communication occurs indefinitely in both time and amount. When CSMA / CD is used as the transmission protocol, the data sent to the transmission path is not necessarily in the order in which the transmission requests are generated when there are three or more nodes connected to the transmission path. The delay time cannot be guaranteed. In the example of FIG. 3, the synchronous communication transmission request of the node 3 is not processed. In this way, the maximum transmission delay time is not guaranteed only by the information processing apparatus requesting transmission as transmission data for synchronous communication.
[0021]
In contrast, a plurality of logical lines provided by the communication control device can be specified for asynchronous communication in which a transmission request is generated asynchronously and one transfer data is large, and one transfer data amount can be specified. By assigning the specific transmission / reception circuit assigned to the synchronous communication that needs to guarantee the maximum delay time to the synchronous communication in the communication control device in each node simultaneously to the transmission path at a predetermined time, the influence of the asynchronous communication is reduced. Without receiving it, it becomes possible to guarantee the maximum transmission delay time of synchronous communication. In particular, in this network system, the CSMA / CD method is adopted as a network transmission protocol, and the number of transmissions from each node and the total amount of data within a predetermined time in communication using synchronous communication are limited. It is possible to guarantee the maximum transmission delay time in communication.
[0022]
FIG. 4 is a time chart for guaranteeing the transmission maximum delay time described above. As shown in FIG. 4, the transmission data for asynchronous communication at each node is sent to the transmission line when, for example, the transmission / reception circuit # 2 that is not for synchronization is selected as the transmission / reception circuit at each node by the switching unit. Then, the transmission data for synchronization in each node is sent to the transmission line while the specific transmission / reception circuit # 1 is selected by the switching unit.
[0023]
Therefore,
Under the condition that the total transmission amount (time conversion) of the synchronous communication of each node <the connection time of the transmission / reception circuit for synchronization, the maximum transmission delay time T is
T = guaranteed as the sum total of the connection time of the asynchronous transmission / reception circuit + the transmission amount (time conversion) of the synchronous communication of each node.
[0024]
When the switching unit selects one transmission / reception circuit among the plurality of transmission / reception circuits and connects it to the transmission line, the other transmission / reception circuits are disconnected from the transmission line. When the information processing apparatus passes the transmission data to the transmission / reception circuit in the disconnected state and a transmission request is generated, when the transmission / reception circuit is connected to the transmission path, the transmission data is sent to the transmission path. It is necessary to retry transmission. Therefore, the transmission / reception circuit that has failed in transmission is caused to recognize the transmission failure as a temporary failure, thereby executing a retry process using the transmission protocol.
[0025]
FIG. 5 is a diagram illustrating a circuit example for recognizing the transmission failure described above as a temporary failure when the CSMA / CD method is adopted as a transmission protocol. In FIG. 5, switches 103 and 104 are provided between two transmission / reception LSIs 100 and 101 and a transformer 102. When one switch 103 (or 104) connects the transmission / reception LSI 100 (or 101) and the transformer 102 by the switching signal, the other switch 104 (or 103) connects the transmission / reception LSI 101 (or 100) and the transformer 102 to each other. The jam signal generator 105 is connected to the reception terminal of the transmission / reception LSI 101 (or 100).
[0026]
As a result, when a transmission / reception LSI that is not connected to the transmission path via the transformer 102 performs a transmission operation, the jam signal is received by the transmission / reception LSI, and the transmission / reception LSI collides with the CSMA / CD protocol ( It is recognized that a collision has occurred, and transmission is retried.
[0027]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration in which a transmission / reception circuit is switched to a specific synchronous communication transmission / reception circuit at a plurality of nodes simultaneously. In this network system, one timing generation node 10 is installed, and this timing generation node 10 broadcasts a “time alignment frame” to the transmission path 2 at a predetermined cycle. In each node 1, when any one of the transmission / reception circuits 111 receives this “time adjustment frame” and the frame determination circuit 111a of the transmission / reception circuit 111 determines that it is a “time adjustment frame”, the synchronization control is performed. The timer of the unit 113 (FIG. 1) is initialized. The timer of the synchronization control unit 113 outputs a switching signal to the switching unit 112 at a preset cycle, so that all nodes connect the synchronous communication transmitting / receiving circuit to the transmission path 2 at the cycle. In order to correct a timer error at each node or to correspond to a newly added node, the “time alignment frame” needs to be transmitted at regular intervals.
[0028]
【The invention's effect】
According to the present invention, even in a local area network using the CSMA / CD method, both synchronous communication that requires real-time property and asynchronous communication that does not require real-time property and cannot define the data transmission amount can be realized. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a network system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a time chart of the operation of the communication control apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a time chart when synchronous / asynchronous communication is performed using a communication control device that does not have synchronous and asynchronous transmission / reception circuits.
FIG. 4 is a time chart when synchronous / asynchronous communication is performed using a communication control apparatus having synchronous and asynchronous transmission / reception circuits.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration that performs a retry operation due to transmission failure;
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of a synchronization control unit 13;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Node 2 Transmission path 11 Communication control apparatus 12 Information processing apparatus 111 Transmission / reception circuit 112 Switching part 113 Synchronization control part 114 Transmission / reception buffer 115 Interface part 100, 101 Transmission / reception LSI
102 transformer 103, 104 switch 105 jam signal generator

Claims

In a CSMA / CD local area network system that exchanges information between nodes via a single transmission line to which a plurality of nodes are connected.
  Each node includes an information processing apparatus and a communication control apparatus that communicates information with the information processing apparatus,
  Each communication control device
  A synchronous communication transmission / reception buffer that is connected to the information processing device and temporarily stores transmission / reception data for synchronous communication;
  A transmission / reception buffer for asynchronous communication that is connected to the information processing apparatus and temporarily stores transmission / reception data for asynchronous communication;
  Synchronous communication transmitter / receiver circuit to which a synchronous communication logical line number is attached and connected to the synchronous communication buffer;
  Asynchronous communication transmission / reception circuit to which the asynchronous communication logical line number is attached and connected to the asynchronous communication transmission / reception buffer;
  A selector switch capable of selectively switching the asynchronous communication transceiver circuit and the synchronous communication transceiver circuit to the single transmission line; and
  Synchronization control means for switching the changeover switch;
  In addition, the synchronization control means of each node includes a first switching signal that designates a synchronous communication period at the same timing common to all nodes, and a second switching signal that designates the other time zone as an asynchronous communication period. The synchronous communication transceiver circuit in the own node and the single transmission line are connected by the first switching signal, and the asynchronous communication transceiver circuit and the single transmission in the own node are connected by the second switching signal. Switch the changeover switch so that the road is connected,
  Thus, during the period when the changeover switch to the synchronous communication period is performed, the synchronization transmission / reception circuits to which the same logical line number of each node is assigned are synchronized via the single transmission line. During the period when the switch is switched to the asynchronous communication period, the asynchronous transmission / reception circuits having the same logical line number of each node are connected via the single transmission line. CSMA / CD local area network system that performs asynchronous communication.

In an intra-node communication control device of a local area network system of the CSMA / CD system that exchanges information between nodes via a single transmission line to which a plurality of nodes are connected.
  Synchronous communication transmission / reception buffer connected to the information processing device in the node and temporarily storing transmission / reception data for synchronous communication;
  A transmission / reception buffer for asynchronous communication that is connected to the information processing apparatus and temporarily stores transmission / reception data for asynchronous communication;
  Synchronous communication transmitter / receiver circuit to which a synchronous communication logical line number is attached and connected to the synchronous communication buffer;
  Asynchronous communication transmission / reception circuit to which the asynchronous communication logical line number is attached and connected to the asynchronous communication transmission / reception buffer;
  A selector switch capable of selectively switching the asynchronous communication transceiver circuit and the synchronous communication transceiver circuit to the single transmission line; and
  Synchronization control means for switching the changeover switch;
  Further, the synchronization control means generates a first switching signal that designates a synchronous communication period at the same timing common to all nodes, and a second switching signal that uses the other time zone as an asynchronous communication period, The first switching signal connects the synchronous transmission / reception circuit in the own node and the single transmission line, and the second switching signal connects the asynchronous communication transmission / reception circuit and the single transmission line in the own node. Switch the above changeover switch to connect,
  Thus, during the period when the changeover switch to the synchronous communication period is performed, the synchronization transmission / reception circuits to which the same logical line number of each node is assigned are synchronized via the single transmission line. Period during which communication was enabled and the switch was switched to the asynchronous communication period Among them, a node of a local area network system of the CSMA / CD system that enables asynchronous communication via the single transmission path between asynchronous transmission / reception circuits to which the same logical line number of each node is attached. Internal communication control device.

The communication control device according to claim 1, wherein when one of the transmission / reception circuits is connected to a transmission line, a transmission request is generated in the transmission / reception circuit not connected to the transmission line and the transmission fails. A communication control device that detects the transmission failure as a failure and executes retry processing in a transmission protocol.

2. The synchronization control unit according to claim 1, wherein the synchronization control means includes a timer for measuring a period for connecting the specific transmission / reception circuit to the transmission line, and initializes the timer every time a time alignment frame broadcast on the transmission line is received. A communication control device.