JP4851362B2 - Ring network system - Google Patents
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Description
この発明は、複数の通信ノードが伝送路を介してリング状に接続されてデータ通信を行うリング型ネットワークシステムに関し、とくにフレーム送信する際の送信周期の決定に関するものである。 The present invention relates to a ring network system in which a plurality of communication nodes are connected in a ring shape via a transmission line to perform data communication, and particularly relates to determination of a transmission cycle when a frame is transmitted.
従来のリング型ネットワークシステムにおいては、リング状に接続された機器が自ノードの送信周期タイミングで通信フレームを送出していた。
例えば、特許文献1に示されたものや、物理層にIEEE802.3が使用可能なリング型ネットワークとしてIEEE802.17で規格化されたRPR(Resilient Packet Ring)がある。RPRについては非特許文献1に簡易に紹介されている。
In a conventional ring network system, devices connected in a ring form transmit a communication frame at the transmission cycle timing of its own node.
For example, there are those disclosed in
従来のリング型ネットワークシステムでは、自ノードの送信周期タイミング(送信周期は固定)で通信フレームを送出するため、全ノードの送出タイミングが非同期となり、通信フレーム衝突による通信遅延が増大し、バッファメモリがオーバした場合は、フレーム廃棄になることもあった。
産業用のネットワークでは、高速大容量通信が必要不可欠であり、且つ通信フレーム衝突時のフレーム廃棄もできる限り避けたいというニーズもあるため、送信周期が固定値(パラメータ)の場合、最大接続ノード数を考慮したマージンの大きい送信周期を選択するしかなく、例えば1Gbps等の物理層をもつ通信システムでも、その通信帯域を最大限に活用することができなかった。
In the conventional ring network system, since the communication frame is transmitted at the transmission cycle timing of the own node (transmission cycle is fixed), the transmission timing of all the nodes becomes asynchronous, the communication delay due to the communication frame collision increases, and the buffer memory If it exceeds, the frame may be discarded.
In industrial networks, high-speed and large-capacity communication is indispensable, and there is a need to avoid discarding frames when communication frames collide as much as possible. Therefore, if the transmission cycle is a fixed value (parameter), the maximum number of connected nodes For example, a communication cycle having a physical layer of 1 Gbps or the like has not been able to make the best use of its communication band.
特許文献1では、リング型多重伝送方式における送信周期を可変にする方式が記載されているが、技術分野が自動車内であることから消費電流の低減を目的とした送信周期可変方式であり、各ノードがフレーム中の情報により起動か待機かを判別して待機状態になると、フレームの送信周期を延ばすようにしている。
特許文献1は、このように各ノードが待機状態になったとき、送信周期を延ばすようにしたものに過ぎず、中継処理と自ノードの送信処理の衝突をなくして、フレームが廃棄されることを無くするように送信周期を調整するものではなかった。
In
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、送信周期を調整して、中継処理と自ノードの送信処理の衝突を減らし、フレームの廃棄を少なくして、高速大容量通信が可能なリング型ネットワークシステムを得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems. The transmission cycle is adjusted, collision between the relay processing and the transmission processing of the own node is reduced, frame discard is reduced, and high speed is increased. The purpose is to obtain a ring network system capable of capacity communication.
この発明に係わるリング型ネットワークシステムにおいては、複数のノードが伝送路を
介してリング状に接続されてリング型ネットワークを構成し、各ノードが各自の送信周期で非同期にフレームを送信するリング型ネットワークシステムにおいて、ノードは、宛先アドレスと送信元アドレスを自ノードとする周回フレームを低周期で送信し、周回フレームの送信から受信までの遅延に基き、フレームがリング型ネットワークを一周するときの周回遅延量を把握し、この把握した周回遅延量に基き、送信周期を決定するものである。
In the ring network system according to the present invention, a ring network in which a plurality of nodes are connected in a ring shape via a transmission path to form a ring network, and each node asynchronously transmits a frame at its own transmission cycle. In the system, a node transmits a cyclic frame with its destination address and source address as its own node in a low cycle, and the cyclic delay when the frame goes around the ring network based on the delay from transmission to reception of the cyclic frame The amount is determined, and the transmission period is determined based on the determined amount of the cyclic delay.
この発明は、以上説明したように、複数のノードが伝送路を介してリング状に接続されてリング型ネットワークを構成し、各ノードが各自の送信周期で非同期にフレームを送信するリング型ネットワークシステムにおいて、ノードは、宛先アドレスと送信元アドレスを自ノードとする周回フレームを低周期で送信し、周回フレームの送信から受信までの遅延に基き、フレームがリング型ネットワークを一周するときの周回遅延量を把握し、この把握した周回遅延量に基き、送信周期を決定するので、中継処理と送信処理の衝突を減らし、フレーム廃棄を少なくすることができる。 As described above, the present invention provides a ring network system in which a plurality of nodes are connected in a ring shape via a transmission path to form a ring network, and each node asynchronously transmits a frame in its own transmission cycle. In this case, the node transmits a cyclic frame having the destination address and the source address as its own node in a low cycle, and the cyclic delay amount when the frame goes around the ring network based on the delay from the transmission to the reception of the cyclic frame Since the transmission cycle is determined based on the obtained amount of the cyclic delay, the collision between the relay process and the transmission process can be reduced, and the frame discard can be reduced.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図を使用して説明する。
図1は、この発明の実施の形態1によるリング型ネットワークシステムを示す構成図である。
図1において、ノード装置100(100−1〜100−n)は、リング状の伝送路に接続され、リング型ネットワークを構成する。図1では、ノード#1(100−1)が伝送路内での周回フレームの送信/受信ノードとして動作する。
FIG. 1 is a block diagram showing a ring network system according to
In FIG. 1, node devices 100 (100-1 to 100-n) are connected to a ring-shaped transmission line to constitute a ring network. In FIG. 1, node # 1 (100-1) operates as a transmission / reception node for circulating frames in the transmission path.
図2は、この発明の実施の形態1によるリング型ネットワークシステムの伝送路上の周回フレームのフォーマットを示す図である。
図2において、IEEE802.3の物理ヘッダとRPR(IEEE802.17)のRPRヘッダを使用した例を示す。本発明では、周回フレームには、RPRヘッダ内の宛先アドレスと送信元アドレスのいずれにも自ノードのアドレスを入れ、RPRヘッダ内に周回フレームを示す種別を入れる。ノード#1(100−1)が送信した周回フレームを、リング周回してノード#1(100−1)で受信し、そこでフレーム廃棄する。
FIG. 2 is a diagram showing a format of a circulating frame on the transmission line of the ring network system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an example in which an IEEE 802.3 physical header and an RPR (IEEE 802.17) RPR header are used. In the present invention, in the circulating frame, the address of the own node is put in both the destination address and the transmission source address in the RPR header, and the type indicating the circulating frame is put in the RPR header. The circulating frame transmitted by the node # 1 (100-1) is received by the node # 1 (100-1) after circulating around the ring, and the frame is discarded there.
図3は、この発明の実施の形態1によるリング型ネットワークシステムのノード装置の内部ブロックを示すブロック図である。
図3において、前ノードからのフレームが入力されるフレーム入力部110、入力されたフレームが一時記憶されるバッファメモリ111、バッファメモリ111のデータをデータ保存メモリ118に書き込むメモリ書き込み制御部112、自ノードからフレームを出力するフレーム出力部113、自ノードの送信フレームと中継フレームを選択する送信選択部114、自ノードの送信するフレームを生成するフレーム生成部115、データ保存メモリ118からデータを読み出すメモリ読み出し制御部116、フレーム入力部110に入力されたフレームをフレーム出力部113に中継するフレーム中継部117、送信周期を計測するタイマ部120、タイマ値と送信周期パラメータ122が合致したときフレームの送信要求を行う送信周期生成部121、ノード立ち上げ時の送信周期である送信周期パラメータ122を有している。
FIG. 3 is a block diagram showing internal blocks of the node device of the ring network system according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 3, a
図4は、この発明の実施の形態1によるリング型ネットワークシステムのリング周回におけるフレームの遅延時間の遷移事例を示すイメージ図である。
図4において、100は図1におけるものと同一のものである。図4では、送信、中継、受信の各ノードの括弧内にリング内を周回する場合の累積遅延時間が示されている。ノード装置の一つである送信/受信ノードから送信された周回フレームが中継ノードをリング周回して、再び送信/受信ノードに受信されるまでの遅延時間の遷移事例を示している。
FIG. 4 is an image diagram showing a transition example of the delay time of the frame in the ring circulation of the ring network system according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 4, 100 is the same as in FIG. In FIG. 4, the accumulated delay time in the case of circulating in the ring is shown in parentheses of each node of transmission, relay, and reception. The transition example of the delay time until the circulation frame transmitted from the transmission / reception node which is one of the node devices circulates around the relay node and is received by the transmission / reception node again is shown.
図5は、この発明の実施の形態1によるリング型ネットワークシステムのリング周回する場合の各ノード装置の処理タイミングを示す図である。
図5においては、横軸に時間経過を示し、送信/中継/受信ノードの処理時間をそれぞれ横棒で示す。ノード装置の一つである送信/受信ノードから送信された周回フレームが、中継ノードをリング周回して、再び送信/受信ノードに受信されるまでの処理タイミングが示されている。
FIG. 5 is a diagram showing processing timing of each node device when the ring type network system according to the first embodiment of the present invention circulates around the ring.
In FIG. 5, the horizontal axis indicates time passage, and the processing time of the transmission / relay / reception node is indicated by a horizontal bar. The processing timing is shown until the circulating frame transmitted from the transmitting / receiving node, which is one of the node devices, circulates around the relay node and is received by the transmitting / receiving node again.
図6は、この発明の実施の形態1によるリング型ネットワークシステムのノード装置の動作を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the node device of the ring network system according to the first embodiment of the present invention.
次に、動作について説明する。
以下に、各ノードがフレーム送信する際の送信周期の決定方法について説明する。ここで、図1のノード#1(100−1)が、伝送路内で周回フレームを低周期で送信するとともに、これを受信するパケット送信/受信ノードとして動作し、このノード#1(100−1)が送信周期を決定する場合について説明する。
図1において、パケット送信/受信ノードに設定されたノード#1(100−1)は、そのノードの送信周期タイミングに従い、図2のようなフォーマットの周回フレームを低周期で送出し、順次、接続された次ノードに中継していき、送信したノード#1にフレームが返ってきたら、ノード#1は、返ってきたフレームを廃棄し、次の周回フレームの送信周期タイミングが来たら、再び周回フレームを送出し、この動作を繰り返す。
Next, the operation will be described.
Hereinafter, a method for determining a transmission cycle when each node transmits a frame will be described. Here, the node # 1 (100-1) in FIG. 1 operates as a packet transmission / reception node that transmits a circular frame in the transmission path at a low cycle and receives this, and this node # 1 (100-) A case where 1) determines the transmission cycle will be described.
In FIG. 1, the node # 1 (100-1) set as the packet transmission / reception node sends a circular frame in the format shown in FIG. 2 in a low cycle according to the transmission cycle timing of the node, and sequentially connects them. When the frame is returned to the transmitted
この過程の中で、送信周期として、ノード立上げ時には送信周期パラメータ122を使用する。そして、自ノードが送信した周回フレームを受信する毎に、その周回フレームがリング周回する遅延時間(リング周回遅延)にマージンを足した送信周期になるように送信周期を更新し、一定時間後には最適な送信周期を決定できるようにする。
In this process, the
また、この過程の中で、リング周回遅延は、送信ノード及び中継ノードから周回フレームが送信される毎に更新される周回フレーム内のリング内累積遅延とノード内初期時間(初期遅延時間)を使って計算される。これは、中継ノードでは、周回フレームを受信した時間を周回フレーム内のノード内初期時間に付加してノード内処理を行い、フレーム出力部113で出力する時間からノード内初期時間を引いたノード内処理時間を算出し、周回フレーム内のリング内累積遅延(前回値)にノード内処理時間を足した遅延時間を、次のリング内累積遅延(更新値)に変えてから周回フレームを送信する。送信ノードでは、データ保存メモリ118から送信データを読み出し、ノード内処理時間を付加し、出力時にリング内累積遅延を付加する。
Also, in this process, the ring circulation delay uses the accumulated delay in the ring in the circulation frame and the initial time in the node (initial delay time) that are updated each time the circulation frame is transmitted from the transmission node and the relay node. Is calculated. This is because the relay node adds the time at which the round frame is received to the intra-node initial time in the round frame, performs intra-node processing, and subtracts the intra-node initial time from the time output by the
次に、送信/受信ノードの動作の詳細を説明する。
図3において、フレーム送信時には、送信周期パラメータ122に従い、タイマ部120でカウントするタイマ値と逐次比較して、タイマ値と送信周期パラメータ122が合致した時に送信周期生成部121が送信要求する。この送信要求がある度に、メモリ読み出し制御116がデータ保存メモリ118から自ノードの送信データを読み出し、周回フレームの場合には、フレーム生成部115でリング内初期時間、種別を含むヘッダ等の情報を付加し、送信選択部114を経由して、フレーム出力部113が、リング内累積遅延を周回フレームに付加して次ノードへ送信する。
Next, details of the operation of the transmitting / receiving node will be described.
In FIG. 3, at the time of frame transmission, according to the
フレーム受信時には、フレーム入力部110を経由してフレームが入力され、速度調整のために、これを一旦バッファメモリ111に溜め込み、メモリ書き込み制御部112によりデータ保存メモリ118に書き込む。この時、周回フレームは、次ノードに中継することなく廃棄する。また、メモリ書き込み制御部112は、周回フレームにあるリング内累積遅延とフレーム入力部110で受信してからデータ保存メモリ118に書き込むまでのノード内遅延時間を足してから、次の送信周期を決定する(決定方法は後述)。
At the time of frame reception, a frame is input via the
次に、中継ノードの動作の詳細を説明する。
図3において、前ノードから受信されたフレームは、フレーム入力部110を経由し速度調整のために一旦バッファメモリ111に溜め込まれ、フレーム中継部117が送信選択部114に中継要求を出して許可が得られてから、バッファメモリ111の通信フレームを、フレーム出力部113を経由して次ノードに中継させる。この時、周回フレームのリング内累積遅延は、送信ノードと同様な処理で、フレーム出力部113が更新する。
Next, details of the operation of the relay node will be described.
In FIG. 3, the frames received from the previous node are temporarily stored in the
次に、リング周回する周回フレームの遅延時間の遷移事例を説明する。
図4に示すように、例えば送信ノード#1は、送信処理に2μsかかり、以降の中継ノード#2〜#nは、一律3μsかかるとすると、受信ノード#1で受信される時には、26μsのリング内累積遅延となり、例えば受信処理で4μsかかるとすると、リング周回遅延は、30μsかかることになる。
このようなリング周回遅延を元に、次の送信周期を計算する。
Next, a transition example of the delay time of the circulating frame that circulates in the ring will be described.
As shown in FIG. 4, for example, assuming that the
The next transmission cycle is calculated on the basis of such ring circulation delay.
次に、リング周回遅延から送信周期を算出する方法について、図5に基き説明する。
リング周回遅延Trは、図5のように、
送信時間+(中継時間×中継ノード数)+受信時間
により算出されるが、中継ノードで中継処理と送信処理の衝突(送信/中継衝突)があるかないかによって、その時間は一定しない。
そのため、リング周回遅延TrとマージンTmを足した時間を送信周期Tsに決定する。このマージンTmは、ネットワークシステム固有の数値とするが、例えば最大接続ノード数における全ての中継ノードで送信/中継衝突が発生する最悪ケースで計算した衝突時間を設定する。
Next, a method for calculating the transmission period from the ring circulation delay will be described with reference to FIG.
As shown in FIG.
Although it is calculated by transmission time + (relay time × number of relay nodes) + reception time, the time is not constant depending on whether or not there is a collision between the relay process and the transmission process (transmission / relay collision) at the relay node.
Therefore, a time obtained by adding the ring circulation delay Tr and the margin Tm is determined as the transmission cycle Ts. Although this margin Tm is a numerical value specific to the network system, for example, a collision time calculated in the worst case in which transmission / relay collision occurs in all relay nodes in the maximum number of connected nodes is set.
次に、図6のフローチャートを用いて、ノード動作について詳述する。
図6では、各ノードでは、受信フレームがあった時の処理と、タイマ値が送信周期になった時の処理がある。これらの二つの処理は、並列実行されるため、受信/中継/送信処理を別々に実行することができる。
図6で、まず、ノードを立ち上げる(ステップS1)。次いで、送信周期パラメータ122の取得により送信周期の初期設定を行う(ステップS2)。次いで、タイマ部120を起動する(ステップS3)。受信フレームがあれば(ステップS4)、バッファメモリ111へ書き込み(ステップS5)、送信選択部114による出力選択で、送信データがなくなるまで待ち(ステップS6)、なくなれば、データ保存メモリ118に受信データを保存し(ステップS7)、受信フレームの中継処理を行う(ステップS8)。
ステップS4で、受信フレームがなければ、タイマ値が送信周期になったことを確認して(ステップS9)現在のタイマ値を取得し(ステップS10)、データ保存メモリ118から送信データを読み出し、これを基にしたフレーム生成を行う(ステップS12)。ステップS9で、タイマ値が送信周期になっていなければ、タイマ値をインクリメントして(ステップS11)、ステップS4に戻る。
Next, the node operation will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
In FIG. 6, each node has a process when there is a received frame and a process when the timer value reaches the transmission cycle. Since these two processes are executed in parallel, the reception / relay / transmission process can be executed separately.
In FIG. 6, first, a node is started up (step S1). Next, the transmission cycle is initialized by acquiring the transmission cycle parameter 122 (step S2). Next, the
If there is no received frame in step S4, it is confirmed that the timer value has reached the transmission cycle (step S9), the current timer value is acquired (step S10), the transmission data is read from the
ステップS8の受信フレームの中継処理に続き、受信フレームが周回フレームであれば、リング内累積遅延の前回値を取得し(ステップS13)、今回のリング内累積遅延が前回のリング内累積遅延より大きい場合は(ステップS14)、送信周期の拡大処理を行って(ステップS15)、ステップS4に戻り、前回遅延より大きくない場合には(ステップS14)、送信周期の短縮処理を行って(ステップS16)、ステップS4に戻る。
ステップS12の後、ステップ8の中継か、ステップS12の送信かの出力選択を行い(ステップS17)、周回フレームの場合には、リング内累積遅延を追加して(ステップS18)、この周回フレームを出力する(ステップS19)。全データを送信完了したら(ステップS20)、ステップS4に戻り、全データを送信完了していなければ、ステップS12に戻る。
Following the relay processing of the received frame in step S8, if the received frame is a circular frame, the previous value of the accumulated delay in the ring is acquired (step S13), and the current accumulated delay in the ring is greater than the previous accumulated delay in the ring. In this case (step S14), the transmission cycle is expanded (step S15), and the process returns to step S4. When the delay is not greater than the previous delay (step S14), the transmission cycle is shortened (step S16). Return to step S4.
After step S12, output selection is made as to whether relaying in
実施の形態1によれば、周回フレームを送受信するノードで、リング内累積遅延時間を計算し、送信周期を増減させることにより、通信フレームが流れていない無駄な時間帯を無くし、ネットワーク通信帯域を最大限に活用できるようになる。 According to the first embodiment, a node that transmits and receives a round frame calculates the accumulated delay time in the ring and increases or decreases the transmission cycle, thereby eliminating a useless time zone in which no communication frame is flowing and reducing the network communication bandwidth. You will be able to make the most of it.
実施の形態2.
実施の形態1では、送信周期をリング内周回遅延から計算したが、実施の形態2は、さらに中継処理のパケット数から送信タイミングの位相をずらすことにより、送信/中継衝突回数を減らし、リング内周回遅延を短縮できるようにしたものである。
図7は、この発明の実施の形態2によるリング型ネットワークシステムの送信タイミングの取り方を説明する図である。
図7では、送信半周期Ts/2毎に中継処理パケット数をカウントし、送信周期の前半周期と後半周期で中継処理パケット数が少ない方に送信タイミングの位相をずらすイメージを示している。
In the first embodiment, the transmission cycle is calculated from the inner ring delay, but in the second embodiment, the transmission timing is further shifted from the number of packets in the relay process to reduce the number of transmission / relay collisions. The circuit delay can be shortened.
FIG. 7 is a diagram for explaining how to determine the transmission timing of the ring network system according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows an image in which the number of relay processing packets is counted for each transmission half cycle Ts / 2, and the phase of the transmission timing is shifted to the smaller number of relay processing packets in the first half and second half of the transmission cycle.
図8は、この発明の実施の形態2によるリング型ネットワークシステムのノード装置の動作を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the node device of the ring network system according to the second embodiment of the present invention.
図9は、この発明の実施の形態2によるリング型ネットワークシステムのノード装置の内部ブロックを示すブロック図である。
図9において、110〜118、120〜122は図3におけるものと同一のものである。図9では、フレーム中継部117の処理結果を元に中継処理パケット数をカウントする中継処理カウンタ123を設けている。
実施の形態2は、中継処理カウンタ123を設けて、前半周期と後半周期で少ない方に送信タイミングをずらす指示を送信周期生成部121に行う。送信周期生成部121は、この指示に従い送信タイミングの位相をずらすようにする。
FIG. 9 is a block diagram showing internal blocks of the node device of the ring network system according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 9,
In the second embodiment, the
次に、図8のフローチャートにより、実施の形態2の動作をより詳しく説明する。
送信周期の半周期になる毎に、中継処理カウンタ123で逐次計算している中継処理パケット数の累積値を保存し、中継処理カウンタ123をクリアすると共に、送信周期が来る毎に、前回保存した累積値(半周期の前半の累積値)と今回の累積値(半周期の後半の累積値)を比較して、半周期の前半のパケット数が多い場合は送信タイミングの位相を進めて(図7で右にずらす)、半周期の後半のパケット数が多い場合は、位相を遅らせる(図7で左にずらす)処理を示している。
Next, the operation of the second embodiment will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG.
Every time the transmission cycle becomes half cycle, the cumulative value of the number of relay processing packets sequentially calculated by the
図8で、まず、送信周期の初期設定を行う(ステップS21)。このときデフォルト位相を0とする。次いで、タイマ部120を起動する(ステップS22)。中継処理カウンタ123による中継処理パケット数のカウントを開始する(ステップS23)。
送信周期の半周期になったかどうかにより(ステップS24)、半周期になっていないときは、タイマ値をインクリメントして(ステップS25)、半周期になっているかどうかを判定し(ステップS24)、半周期になったら、中継処理パケット数の累計値を保存すると共に中継処理カウンタ123をクリアする(ステップS26)。次いで、タイマ値が送信周期になったかどうかを判定し(ステップS27)、送信周期になっていなければ、ステップS24に戻り、送信周期になっていれば、半周期の前半のパケット数が半周期の後半のパケット数より多いかどうかにより(ステップS28)、多いときは送信タイミングの位相を進め(ステップS29)、多くないときは、送信タイミングの位相を遅らせて(ステップS30)、ステップS24に戻る。
In FIG. 8, first, the transmission cycle is initially set (step S21). At this time, the default phase is set to zero. Next, the
Depending on whether or not the half cycle of the transmission cycle has been reached (step S24), if the half cycle has not been reached, the timer value is incremented (step S25) to determine whether or not the half cycle has been reached (step S24), When the half cycle is reached, the cumulative value of the number of relay processing packets is saved and the
実施の形態2によれば、半周期毎の中継処理パケット数を比較して、送信タイミングを進めるかまたは遅らせるかの調整を行い、中継処理の少ないときに送信し、送信衝突を避けることができる。 According to the second embodiment, the number of relay processing packets for each half cycle is compared to adjust whether the transmission timing is advanced or delayed, and transmitted when there is little relay processing to avoid transmission collision. .
実施の形態3.
実施の形態3は、全ノードに優先度を設定し、中継ノードでのパケットの衝突を優先度毎にカウントして、各ノードの送信周期を調整するものである。
図10は、この発明の実施の形態3によるリング型ネットワークシステムの伝送路上の周回フレームのフォーマットを示す図である。
図10において、図2の周回フレームに、さらにRPR/MACヘッダに自ノードの優先度を設け、ペイロードに高優先パケット衝突数と、中優先パケット衝突数と、低優先パケット衝突数と(以下、高優先/中優先/低優先パケット衝突数)を設けている。
In the third embodiment, priorities are set for all nodes, packet collisions at relay nodes are counted for each priority, and the transmission cycle of each node is adjusted.
FIG. 10 is a diagram showing a format of a circulating frame on the transmission line of the ring network system according to the third embodiment of the present invention.
10, the priority of the own node is provided in the RPR / MAC header in the circulating frame of FIG. 2, and the number of high priority packet collisions, the number of medium priority packet collisions, the number of low priority packet collisions (hereinafter, High priority / medium priority / low priority packet collisions).
図11は、この発明の実施の形態3によるリング型ネットワークシステムのノード装置の内部ブロックを示すブロック図である。
図11において、110〜118、120〜122は図3におけるものと同一のものである。図11では、自ノード内でのパケットの衝突をカウントし、周回フレームに加算する中継衝突カウンタ124と、優先度毎の衝突パケット数の累積数を判断して送信周期を増減させる優先度判定部125を設けている。
FIG. 11 is a block diagram showing internal blocks of the node device of the ring network system according to the third embodiment of the present invention.
In FIG. 11,
実施の形態3は、図10に示すように、周回フレームの中に、自ノードの優先度と、その周回フレームが中継される度に、該当する優先度のパケット数がカウントアップされる高優先/中優先/低優先パケット衝突数を付加する。これらを付加した周回フレームをリング内を周回させ、各ノードは、周回フレームを受信する度に、高優先/中優先/低優先パケット衝突数から、送信周期を増減させるようにする。
これにより、自ノードより優先度の高い通信フレームの送信/中継衝突回数を減らし、リング内周回遅延を短縮すると共に、高優先の通信フレームの廃棄を無くせるようにする(通信フレームの廃棄は、バッファメモリ111のデータフルで発生する)。通信フレームの優先度は、ネットワークシステム毎に固有であり、例えばノード単位で優先度を高優先/中優先/低優先に区別し、フレーム生成部115が通信フレームに付加する。
In the third embodiment, as shown in FIG. 10, the priority of the own node and the number of packets of the corresponding priority are counted up each time the circulating frame is relayed in the circulating frame. / Adds the number of medium priority / low priority packet collisions. The cyclic frame with these added is circulated in the ring so that each node increases or decreases the transmission cycle from the number of high priority / medium priority / low priority packet collisions each time a circular frame is received.
As a result, the number of transmission / relay collisions of a communication frame having a higher priority than that of the own node is reduced, the inner ring delay is shortened, and discarding of the communication frame with high priority is eliminated ( This occurs when the
次に、図11を用いてこれについて詳述する。
先ず、送信処理において、フレーム生成部115が自ノードの優先度を周回フレームに付加し、高優先/中優先/低優先パケット衝突数を、それぞれ0クリアしてから送信する。
次に、中継ノードにおいて、フレーム中継部117が送信選択部114で送信処理と競合して、中継処理が待たされる度に、中継衝突カウンタ124が自ノードの優先度を参照し、その優先度に該当する優先度のパケット衝突数を、+1カウントアップして周回フレームに書き戻すようにして、中継を行う。
Next, this will be described in detail with reference to FIG.
First, in the transmission process, the
Next, in the relay node, every time the
また、周回フレームの受信時及び中継時には、中継衝突カウンタ124は、中継された周回フレームの高優先/中優先/低優先パケット衝突数を優先度判定部125に伝えて、その優先度判定部125では、高優先/中優先/低優先パケット衝突数を累積する。そして、自ノードの優先度よりも高いパケット衝突数(例えば自ノード優先度が中優先なら高優先は高い)が一定閾値(例えば1秒間に10,000パケット)を超えた場合に送信周期を延ばして、自ノードの優先度よりも低いパケット衝突数(例えば低優先)が一定閾値(例えば1秒間に100パケット)以下になった時に送信周期を短くする処理を行う。
Also, at the time of receiving and relaying a round frame, the
実施の形態3によれば、各ノードに優先度を設け、これにより、中継時のパケット衝突回数を優先度毎にカウントし、各ノードは、これに応じた送信周期を調整することにより、優先度に応じて適切な送信周期とすることができる。 According to the third embodiment, each node is provided with a priority, thereby counting the number of packet collisions at the time of relaying for each priority, and each node prioritizing by adjusting the transmission cycle according to this priority. An appropriate transmission cycle can be set according to the degree.
実施の形態4.
実施の形態1、実施の形態3では、送信周期を増減することにより、ネットワークシステムで最適な通信帯域を決定するようにしたが、実施の形態4は、受信ノードの都合により(例えばノード起動時等で他ノードが送信する通信データの更新を早くしたい時など)、あるノードの送信周期を早くしたい場合や遅くしたい場合に、受信ノード側から図12に示す周回フレームを使って、送信周期を制御できるようにしたものである。
In the first and third embodiments, the optimal communication band is determined in the network system by increasing or decreasing the transmission cycle. However, in the fourth embodiment, for example, when the node is activated (for example, when the node is activated). If you want to speed up the update of communication data transmitted by other nodes, etc., or if you want to speed up or slow down the transmission cycle of a certain node, use the loop frame shown in FIG. It can be controlled.
図12は、この発明の実施の形態4によるリング型ネットワークシステムの伝送路上の周回フレームのフォーマットを示す図である。
図12において、図10のフォーマットに加えて、送信周期を制御したい送信ノードを示す送信周期制御ノードアドレスと、送信周期をどれだけ増減させるかを示す送信周期Up/Down指示(例えば10なら+10μs送信周期を延ばす)をペイロードに設けている。
FIG. 12 is a diagram showing a format of a circulating frame on the transmission line of the ring network system according to the fourth embodiment of the present invention.
In FIG. 12, in addition to the format of FIG. 10, a transmission cycle control node address indicating a transmission node whose transmission cycle is to be controlled, and a transmission cycle Up / Down instruction indicating how much the transmission cycle is increased or decreased (for example, 10 is transmitted by +10 μs) (Which extends the period) is provided in the payload.
図13は、この発明の実施の形態4によるリング型ネットワークシステムのノード装置の内部ブロックを示すブロック図である。
図13において、110〜118、120〜122、124、125は図11におけるものと同一のものである。図13では、受信ノード側で送信ノード側の送信周期を制御する場合に用いる他ノード指示判定部126と、送信ノード側で、受信ノード側からの指示を翻訳する他ノード指示翻訳部127を設けている。
FIG. 13 is a block diagram showing internal blocks of the node device of the ring network system according to the fourth embodiment of the present invention.
In FIG. 13,
図13の他ノード指示判定部126で、送信周期を制御したいイベント(例えばノード起動時)を判定し、フレーム生成部115に伝えて、そのフレーム生成部115で、その送信周期制御ノードアドレスと送信周期Up/Down指示を周回フレームに付加して送信する。
中継ノードを経由して受信ノード(送信周期制御ノード)で受信された周回フレームは、他ノード指示翻訳部127で、送信周期制御ノードアドレスと送信周期Up/Down指示から、送信周期をどのように増減させればよいか決定し、送信周期パラメータ122を変更すると共に、送信周期生成部121で送信周期を増減制御する。
The other node
The circulation frame received by the receiving node (transmission cycle control node) via the relay node is transmitted to the other node
実施の形態4によれば、受信ノード側から、送信ノード側の送信周期を制御することができる。 According to the fourth embodiment, the transmission cycle on the transmission node side can be controlled from the reception node side.
実施の形態5.
以下、この発明の実施の形態5について、図14を基本にし、図2と図14〜図17を使用して説明する。
図14は、この発明の実施の形態5によるリング型ネットワークシステムのリング周回におけるフレームの遅延を示すイメージ図である。
図14において、ノード装置100(100−1〜100−4)は、リング状の伝送路に接続され、図1のn=4の構成である。ノード#1(100−1)が伝送路内でパケット送信/受信ノードとして動作する。
FIG. 14 is an image diagram showing frame delay in the ring circulation of the ring network system according to the fifth embodiment of the present invention.
In FIG. 14, node devices 100 (100-1 to 100-4) are connected to a ring-shaped transmission line and have the configuration of n = 4 in FIG. Node # 1 (100-1) operates as a packet transmission / reception node in the transmission path.
伝送路上を流すフレームのフォーマットは、図2と同じである。ここではイーサネット(登録商標)(IEEE802.2)の物理ヘッダとRPR(IEEE802.17)のRPRヘッダを使用している。本発明では、RPRヘッダ内の宛先アドレスと送信元アドレスのいずれにも自ノードのアドレスを入れ、あるノード#1(100−1)が送信したフレームを、リング周回して送信ノード#1(100−1)で受信し、そこでフレーム廃棄する。 The format of the frame flowing on the transmission line is the same as that in FIG. Here, a physical header of Ethernet (registered trademark) (IEEE 802.2) and an RPR header of RPR (IEEE 802.17) are used. In the present invention, the address of the own node is put in both the destination address and the source address in the RPR header, and a frame transmitted by a certain node # 1 (100-1) is circulated around the ring to transmit node # 1 (100 -1) and receive the frame there.
図15は、この発明の実施の形態5によるリング型ネットワークシステムのノード内部ブロックを示すブロック図である。
図15において、110〜118、120〜122は図3におけるものと同一のものである。図15では、フレームの中継時に、そのフレームが送信されてからの累積遅延時間を計測する中継遅延計測部128が設けられている。
FIG. 15 is a block diagram showing an internal node block of the ring network system according to the fifth embodiment of the present invention.
In FIG. 15,
図16は、この発明の実施の形態5によるリング型ネットワークシステムの中継遅延計測内容を示す図である。
図16において、図15の中継遅延計測部128の内容を示したものである。各ノード#1〜#4が、それぞれ、フレームを中継する毎に、そのフレームが送信されてからの遅延時間(累積中継遅延時間)を計算し、保持する。
FIG. 16 is a diagram showing the relay delay measurement contents of the ring network system according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 16 shows the contents of the relay
図17は、この発明の実施の形態5によるリング型ネットワークシステムのリング周回する場合の各ノード装置の処理タイミングを示す図である。
図17においては、図14のノード#1〜#4がそれぞれ送信するフレームが中継ノードをリング周回して、再び送信/受信ノードに受信されるまでの処理タイミングを示している。
FIG. 17 is a diagram showing the processing timing of each node device when it circulates in the ring of the ring network system according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 17 shows processing timings until frames transmitted by the
次に、動作について説明する。
図14において、パケット送信/受信ノードに設定されたノード#1(100−1)は、そのノードの送信周期タイミングに従い、図2に示されたフォーマットのフレームを送出し、順次接続された次ノードに中継していき、送信元のノード#1にフレームが返ってきたら、ノード#1は、該フレームを廃棄し、送信周期タイミングが来たら再びフレームを送出し、最初はその動作を繰り返す。
Next, the operation will be described.
In FIG. 14, the node # 1 (100-1) set as the packet transmission / reception node sends out the frame of the format shown in FIG. 2 in accordance with the transmission cycle timing of the node, and sequentially connected next nodes When the frame is returned to the transmission
この過程の中で、送信周期タイミングは、ノード立上げ時は送信周期パラメータ122を使用するが、各ノードが送信したフレームを中継する毎に、そのフレームが送信されてからの累積遅延時間(累積中継遅延)を計算し、累積中継遅延が最も少ないフレームが全て中継された時に自ノード送信タイミングを生成する中継遅延計測部128が、送信周期生成部121に送信タイミングを伝達し、送信周期タイミングを最適化する。
In this process, the transmission cycle timing uses the
上記過程の中で、累積中継遅延を計算する上で元となるリング内累積遅延は実施の形態1同様に計算され、送信/中継ノードからフレームが送信される毎に更新されるフレーム内のリング内累積遅延とノード内初期遅延時間を使って計算される。
すなわち、送信ノードでデータ保存メモリ118から読み出すか、中継ノードでフレームを受信した時間をフレーム内のノード内初期時間に付加してノード内処理を行い、フレーム出力部113で出力する時間から前記ノード内初期時間を引いたノード内処理時間を算出し、フレーム内のリング内累積遅延(前回値)にノード内処理時間を足した遅延時間を次のリング内累積遅延(更新値)に変えてからフレームを送信する。リング内周回遅延は、フレーム出力部113で計算されるが、累積中継遅延はフレーム中継部117で同じアルゴリズムで計算される。
In the above process, the intra-ring cumulative delay that is the basis for calculating the cumulative relay delay is calculated in the same manner as in the first embodiment, and is updated every time a frame is transmitted from the transmission / relay node. It is calculated using the internal accumulated delay and the initial delay time within the node.
That is, the node reads from the
次に、送信/受信ノードの動作の詳細を説明する。
図15において、最初のフレーム送信時には、送信周期パラメータ122に従い、タイマ部120でカウントするタイマ値と逐次比較して、タイマ値と送信周期パラメータ122が合致した時に送信周期生成部121が送信要求する。この送信要求がある度に、メモリ読み出し制御部116がデータ保存メモリ118から自ノードの送信データを読み出し、フレーム生成部115でリング内初期時間、ヘッダ等の情報を付加し、送信選択部114を経由して、フレーム出力部113がリング内累積遅延をフレームに付加して、次ノードへ送信する。
フレーム受信時には、フレーム入力部110を経由して入力され、速度調整のために一旦バッファメモリ111に溜め込み、メモリ書き込み制御部112により、データ保存メモリ118に書き込む。
この時、フレームは、次ノードに中継することなく廃棄する。また、メモリ書き込み制御部112は、フレームにあるリング内累積遅延とフレーム入力部110で受信してからデータ保存メモリ118に書き込むまでのノード内遅延時間を足してから、リング内周回遅延を登録するが、本発明では前記リング内周回遅延を使用しない。最初のフレーム送信タイミングは、送信周期パラメータ122で決定されるが、時間経過することでフレーム中継処理されると、累積中継遅延に従った送信周期タイミングでフレーム送信することになる。この動作説明は後述する。
Next, details of the operation of the transmitting / receiving node will be described.
In FIG. 15, at the time of the first frame transmission, according to the
When a frame is received, it is input via the
At this time, the frame is discarded without being relayed to the next node. Further, the memory
次に、中継ノードの動作の詳細を説明する。
図15において、前ノードから受信されたフレームは、入力部110を経由し、速度調整のために一旦バッファメモリ111に溜め込まれ、中継部117が送信選択部114に中継要求を出して許可が得られてから、バッファメモリ111のフレームをフレーム出力部113を経由して、次ノードに中継させる。この時、リング内累積遅延は、送信ノードと同様な処理でフレーム出力部113が更新する。
Next, details of the operation of the relay node will be described.
In FIG. 15, the frame received from the previous node passes through the
次に、リング周回するフレームの遅延時間の遷移事例を説明する。
図14において、例えば送信ノード#1は、送信処理に2μsかかり、以降の中継ノード#2〜#4は、一律3μsかかるとすると、受信ノード#1で受信される時には11μsのリング内累積遅延となり、例えば受信処理で4μsかかるとすると、リング周回遅延は15μsかかることになる。このリング内周回遅延を元に、次の累積中継遅延を計算する。
Next, a transition example of the delay time of the frame that circulates in the ring will be described.
In FIG. 14, for example, if the
次に、リング周回するフレームの累積中継遅延の遷移事例を説明する。
図14において、ノード#2が送信したフレームは、ノード#3⇒#4を経由してノード#1で中継されるため、累積中継遅延は11μsとなり、以下同様にノード#3は、8μs、ノード#4は5μsになる。
これらの累積中継遅延は、中継部117をフレームが通過する度に、実施の形態1のリング内周回遅延と同じアルゴリズムで、中継遅延計測部128が計算して、図16のようなテーブルを生成する。この作成したテーブルを元に累積中継遅延が最も少ないノード#4から送信されるフレームが到着し、中継した直後(以下、このタイミングを中継後送信タイミングと呼ぶ)、自ノードが送信できることを認識できる。累積中継遅延を元に、次の送信タイミングを計算する。
Next, a transition example of the cumulative relay delay of a frame that circulates in the ring will be described.
In FIG. 14, since the frame transmitted by the
These accumulated relay delays are calculated by the relay
次に、中継後送信タイミングから送信タイミングを算出する方法について説明する。
図17において、横軸に時間経過を示し、ノード#1〜#4の処理時間をそれぞれ横棒で示す。例えばノード#1がフレームを送信する場合、最初の送信では送信周期パラメータ122に従って送信し、ノード#2→#3→#4を経由して自ノード#1でフレームは受信後に廃棄される。
以下、ノード#2〜#4も同じ処理を行い、全てのノードでフレームの中継処置が行われ、累積中継遅延が登録される。累積中継遅延が登録されれば、中継後送信タイミングにより、自ノードがフレームを送信すべきタイミングを全てのノードが知ることができる。図17における中継後送信タイミングは、ノード#1が#4、ノード#2が#1、ノード#3が#2、ノード#4が#3となる。この時、送信周期生成部121は、送信周期パラメータ122に設定されている周期内に1回以上の中継後送信タイミングがあった時は、送信周期パラメータ122に従う送信要求は無視することにする。
Next, a method for calculating transmission timing from post-relay transmission timing will be described.
In FIG. 17, the horizontal axis indicates the passage of time, and the processing times of the
Thereafter, the
実施の形態5によれば、このようにして、フレームを送受信する各ノードで、累積中継遅延を計算し、中継後送信タイミングを生成させることにより、フレームの送信/中継の衝突を無くして、通信データのゆらぎを無くすだけでなく、送信周期の高速化が図れることにより、ネットワーク通信帯域を最大限に活用できるようにする。 According to the fifth embodiment, each node transmitting and receiving a frame calculates a cumulative relay delay and generates post-relay transmission timing, thereby eliminating frame transmission / relay collision and performing communication. In addition to eliminating data fluctuations, the transmission cycle can be speeded up so that the network communication band can be utilized to the maximum.
実施の形態6.
実施の形態5では、中継後送信タイミングを累積中継遅延から計算したが、実施の形態6は、送信周期パラメータ122で最初に決定した順番通りに、中継後送信タイミングを生成することにより、中継遅延を計算させるという複雑な処理を介することなく、通信データのゆらぎ撲滅と送信周期の高速化を図るようにした。
In the fifth embodiment, the post-relay transmission timing is calculated from the cumulative relay delay. However, in the sixth embodiment, the post-relay transmission timing is generated in the order initially determined by the
図18は、この発明の実施の形態6によるリング型ネットワークシステムのノード内部ブロックを示すブロック図である。
図18において、110〜118、120〜122は図3におけるものと同一のものである。図18では、中継部117の処理結果を元に、中継処理したフレームを時系列で記録する中継処理トレース部129を設け、実施の形態5の中継遅延計測部128と同じ様に、中継後送信タイミングを生成し、自ノードがフレームを送信する送信タイミングを生成する。
FIG. 18 is a block diagram showing an internal node block of the ring network system according to the sixth embodiment of the present invention.
In FIG. 18,
図19は、この発明の実施の形態6によるリング型ネットワークシステムの中継処理トレース内容を示す図である。
図19は、図18における中継処理トレース部129の内容を示したものである。各ノードに到着したフレームの送信元のノードを時系列順に記憶している。
FIG. 19 is a diagram showing contents of relay processing traces in the ring network system according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 19 shows the contents of the relay
図20は、この発明の実施の形態6によるリング型ネットワークシステムのリング周回する場合の各ノードの処理タイミングを示す図である。
図20は、図14において、ノード#1〜#4がそれぞれ送信するフレームが中継ノードをリング周回して、再び送信/受信ノードに受信されるまでの処理タイミングを示している。
FIG. 20 is a diagram showing the processing timing of each node when the ring type network system according to the sixth embodiment of the present invention circulates around the ring.
FIG. 20 shows processing timings until frames transmitted by the
次に、動作について説明する。
図18において、最初のフレーム送信時には、送信周期パラメータ122に従い、タイマ部120でカウントするタイマ値と逐次比較して、タイマ値と送信周期パラメータ122が合致した時に送信周期生成部121が送信要求する。
ノード#1〜#4の送信周期は、それぞれ非同期であるため、中継処理されるフレームの到着順序はランダムである。この到着順序を中継処理トレース部129で記録するとともに、送信周期パラメータ122に従う送信周期タイミングを知ることにより、自ノードがフレームを送信する直前に中継されるフレームを認識し、このフレームを中継した直後を中継後送信タイミングとして扱う。以下の処理は、実施の形態5と同じである。
Next, the operation will be described.
In FIG. 18, at the time of the first frame transmission, the transmission
Since the transmission cycles of the
次に、中継処理トレース部129の処理動作について、図19を用いて説明する。
中継処理トレース部129でトレースする最初と最後は、送信周期生成部121が要求する自ノードがフレームを送信するタイミングである(図19中の時系列順=1と5)。中継処理トレース部129は、ノード#2〜#4が送信するフレームを中継した時にその送信元ノードを時系列で記録する。図19では、ノード#4⇒ノード#2⇒ノード#3の順番で記録された例を示している。
以上のような中継処理トレース部129によりトレースされた、フレーム中継される順序は、ノード#4⇒#2⇒#3⇒#1(自ノード)と認識し、ノード#1の中継後送信タイミングは、ノード#3が送信するフレームを中継した直後とする。
Next, the processing operation of the relay
The first and last traces performed by the relay
The order of frame relay traced by the relay
次に、中継後送信タイミングから送信タイミングを算出する方法について説明する。
図20において、横軸に時間経過を示し、ノード#1〜#4の処理時間をそれぞれ横棒で示す。
例えばノード#1がフレームを送信する場合、最初の送信では、送信周期パラメータ122に従って送信し、ノード#2→#3→#4を経由して自ノード#1で、フレームは、受信後に廃棄される。
以下、ノード#2〜#4も同じ処理を行い、全てのノードで1回以上のフレームの中継処置が行われ、中継処理トレースが登録される。中継処理トレースが登録されれば、中継後送信タイミングにより、自ノードがフレームを送信すべきタイミングを全てのノードが知ることができる。
図20における中継後送信タイミングは、ノード#1が#3、ノード#2が#4、ノード#3が#2、ノード#4が#1となる。この時、送信周期生成部121は、送信周期パラメータ122に設定されている周期内に1回以上の中継後送信タイミングがあった時は、送信周期パラメータ122に従う送信要求は無視することにする。
Next, a method for calculating transmission timing from post-relay transmission timing will be described.
In FIG. 20, the horizontal axis indicates the passage of time, and the processing times of the
For example, when the
Thereafter, the
The post-relay transmission timing in FIG. 20 is # 3 for
実施の形態6によれば、このようにして、フレームを送受信及び中継する各ノードで、中継処理トレースを記録し、中継後送信タイミングを生成させることにより、フレームの送信/中継の衝突を無くして、通信データのゆらぎを無くすだけでなく、送信タイミングの高速化が図れることにより、ネットワーク通信帯域を最大限に活用できるようになる。
実施の形態5と比較して、累積中継遅延を計算するという手間が省略できるため、比較的簡単な処理で実現する長所はあるが、送信順番がランダムになるため、通信帯域で無駄になる時間が発生するという欠点もある。例えば、図20では、ノード#4によるフレーム2の送信を、ノード#3によるフレーム4の送信と、ノード#1によるフレーム1の送信の間にした方が効率的である。
According to the sixth embodiment, in this way, at each node that transmits / receives and relays a frame, the relay processing trace is recorded and the transmission timing after relay is generated, thereby eliminating the frame transmission / relay collision. In addition to eliminating fluctuations in communication data, it is possible to maximize the network communication bandwidth by increasing the transmission timing.
Compared to the fifth embodiment, since the trouble of calculating the cumulative relay delay can be omitted, there is an advantage that can be achieved by relatively simple processing, but since the transmission order is random, the time that is wasted in the communication band There is also a disadvantage that occurs. For example, in FIG. 20, it is more efficient to transmit
実施の形態7.
実施の形態5、実施の形態6とも、中継後送信タイミングに従い、安定的に送信している状態で、図14におけるノード#4が突然ネットワークから離脱した場合、実施の形態5では、ノード#1(実施の形態6ではノード#2)が送信できなくなることが考えられる。実施の形態7は、このような場合に対処するものである。
図21は、この発明の実施の形態7によるリング型ネットワークシステムのノード内部ブロックを示すブロック図である。
図21において、110〜118、120〜122、128は図15におけるものと同一のものである。図21では、送信周期パラメータ122で設定された送信周期以内に中継後送信タイミングが来なかった時にタイムアウト信号を送信周期生成部121に伝達するタイムアウト計測部130を設け、予め決められた送信周期以内の送信を保証できるネットワークシステムを提供するようにしたものである。
In both of the fifth and sixth embodiments, when
FIG. 21 is a block diagram showing an internal node block of the ring network system according to the seventh embodiment of the present invention.
In FIG. 21,
図22は、この発明の実施の形態7によるリング型ネットワークシステムのリング周回する場合の各ノード装置の処理タイミングを示す図である。
図22において、番号は図20のフレーム番号を示している。図22は、図14においてノード#4がネットワークから離脱した時でも、予め決められた送信周期以内でノード#1〜#3が送信停止することなく、それぞれ送信するフレームが中継ノードをリング周回して、再び送信/受信ノードに受信されるまでの処理タイミングである。
ノード#4が送信するフレームがノード#1に届かなくなってから、予め決められた送信周期(パラメータによる送信周期Tp:送信周期の初期値)以内にノード#1が送信することにより、以後もノード#1〜#3で送受信できていることを示している。
FIG. 22 is a diagram showing a processing timing of each node device when the ring network system according to the seventh embodiment of the present invention circulates around the ring.
In FIG. 22, the numbers indicate the frame numbers of FIG. FIG. 22 shows that even when the
Since the frame transmitted by the
実施の形態7によれば、タイムアウト計測部130を設け、予め決められた送信周期以内の送信を保証できるネットワークシステムを提供することができる。 According to the seventh embodiment, it is possible to provide a network system in which the timeout measuring unit 130 is provided and transmission within a predetermined transmission cycle can be guaranteed.
実施の形態8.
実施の形態7では、図14におけるノード#4が突然ネットワークから離脱した場合でも、送信周期パラメータ122で設定された送信周期以内に送受信が復旧できることを述べたが、送受信の復旧時間が長いという問題があった。これに対し、実施の形態8では、送受信の復旧時間を累積中継遅延から最短の送信周期を求め、例えばその最短送信周期の2倍をタイムアウト値とすることにより、送受信の復旧時間を短縮できるようにした。
In the seventh embodiment, it has been described that transmission / reception can be recovered within the transmission period set by the
図23は、この発明の実施の形態8によるリング型ネットワークシステムのノード内部ブロックを示すブロック図である。
図23において、110〜118、120〜122、128、130は図21におけるものと同一のものである。図23では、実施の形態5における中継遅延計測部128から累積中継遅延から最短送信周期Tsを算出するとともに、例えばその最短送信周期Tsの2倍をタイムアウト値として、送信周期パラメータ122を自動更新するパラメータ更新部131を設け、送受信の復旧時間を短縮できるようにしたものである。
FIG. 23 is a block diagram showing an internal node block of the ring network system according to the eighth embodiment of the present invention.
In FIG. 23, 110-118, 120-122, 128, 130 are the same as those in FIG. In FIG. 23, the shortest transmission cycle Ts is calculated from the cumulative relay delay from the relay
図24は、この発明の実施の形態8によるリング型ネットワークシステムのリング周回する場合の各ノード装置の処理タイミングを示す図である。
図24において、番号は図20のフレーム番号を示している。
図24は、図14においてノード#4がネットワークから離脱した時でも、パラメータ更新部131で決められた送信周期以内でノード#1〜#3が送信停止することなく、それぞれ送信するフレームが中継ノードをリング周回して、再び送信/受信ノードに受信されるまでの処理タイミングである。
ノード#4が送信するフレームが届かなくなってから、パラメータ更新部131で決められた送信周期以内にノード#1が送信することにより、以後もノード#1〜#3で送受信できていることを示している。
FIG. 24 is a diagram showing the processing timing of each node device when it circulates in the ring of the ring network system according to the eighth embodiment of the present invention.
In FIG. 24, the numbers indicate the frame numbers in FIG.
FIG. 24 shows that even when
The
実施の形態8によれば、送受信の復旧時間を累積中継遅延から最短の送信周期を求め、例えばその最短送信周期の2倍をタイムアウト値とすることにより、送受信の復旧時間を短縮できるネットワークシステムを提供することができる。 According to the eighth embodiment, a network system that can shorten the transmission / reception recovery time by obtaining the shortest transmission cycle from the cumulative relay delay for the transmission / reception recovery time, for example, by setting the timeout value to twice the shortest transmission cycle. Can be provided.
100 ノード、110 フレーム入力部、111 バッファメモリ、
112 メモリ書込み制御部、113 フレーム出力部、114 送信選択部、
115 フレーム生成部、116 メモリ読み出し制御部、117 中継部、
118 データ保存メモリ、120 タイマ部、121 送信周期生成部、
122 送信周期パラメータ、123 中継処理カウンタ、
124 中継衝突カウンタ、125 優先度判定部、
126 他ノード指示判定部、127 他ノード指示翻訳部、
128 中継遅延計測部、129 中継処理トレース部、130 タイムアウト計測部、
131 パラメータ更新部。
100 nodes, 110 frame input section, 111 buffer memory,
112 memory write control unit, 113 frame output unit, 114 transmission selection unit,
115 frame generation unit, 116 memory read control unit, 117 relay unit,
118 data storage memory, 120 timer unit, 121 transmission cycle generation unit,
122 transmission cycle parameter, 123 relay processing counter,
124 relay collision counter, 125 priority determination unit,
126 Other node instruction determination unit, 127 Other node instruction translation unit,
128 relay delay measurement unit, 129 relay processing trace unit, 130 timeout measurement unit,
131 Parameter update unit.
Claims (4)
Priority Applications (1)
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