JP5050889B2 - Data transmission method and data transmission apparatus - Google Patents
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Description
本発明はデータ伝送方法およびデータ伝送装置に関し、特に、１周目のデータ付加フェーズと２周目のデータ削除フェーズでフレームを２周巡回させて、各局間でデータ交換を行うリング状ネットワークに適用して好適なものである。 The present invention relates to a data transmission method and a data transmission apparatus, and more particularly to a ring network in which data is exchanged between stations by circulating a frame twice in a data addition phase in the first cycle and a data deletion phase in the second cycle. Therefore, it is suitable.
マスタ局及び複数のスレーブ局で構築されるリング状ネットワークにおいて、このリング状ネットワークに伝送フレームを２周させ、伝送フレームの１周目と２周目とで異なる形態の処理を各スレーブ局で行うことにより、データ交換処理を完結させるプロトコルを持たせたものがある（特許文献１）。
図４は、従来のデータ伝送システムが適用されるリング状ネットワークの概略構成を示すブロック図である。
図４において、データを収集／配信するマスタ局Ｍ２と、このマスタ局Ｍ２に対して自局データを授受する複数のスレーブ局、例えば４つのスレーブ局Ａ２〜Ｄ２とが伝送路Ｔを介してリング状に接続され、リング状ネットワークが構築されている。
In a ring network constructed by a master station and a plurality of slave stations, the transmission frame is circulated twice in the ring network, and processing in different forms is performed in each slave station in the first and second laps of the transmission frame. Thus, there is one having a protocol for completing the data exchange process (Patent Document 1).
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a ring network to which a conventional data transmission system is applied.
In FIG. 4, a master station M2 that collects / distributes data and a plurality of slave stations that transmit / receive data to / from the master station M2, for example, four slave stations A2 to D2, are connected via a transmission line T. Connected to each other to form a ring network.
そして、マスタ局Ｍ２から配信された１つの伝送フレームをこのリング状ネットワークに２周させ、各スレーブ局Ａ２〜Ｄ２が１周目と２周目とで異なる形態の処理を行うことでデータ交換処理が完結される。
この一例として、マスタ局Ｍ２にて送出された１周目のデータ収集フレームにスレーブ局Ａ２〜Ｄ２のデータを追加しながら中継送信し、さらに２周目のデータ収集フレームからスレーブ局Ａ２〜Ｄ２の追加したデータを除去することにより、伝送効率向上を図りながらデータ交換を行うことができる。
Then, one transmission frame delivered from the master station M2 is made to circulate twice in this ring network, and each slave station A2 to D2 performs different forms of processing in the first and second laps to exchange data. Is completed.
As an example of this, relay transmission is performed while adding data of the slave stations A2 to D2 to the data collection frame of the first round transmitted from the master station M2, and further, the slave stations A2 to D2 of the second round of data collection frame are transmitted. By removing the added data, it is possible to exchange data while improving transmission efficiency.
図５は、従来のデータ伝送システムにおけるデータ付加フェーズとデータ削除フェーズを示すシーケンス図である。
図５において、マスタ局Ｍ２はデータを収集／交換するために、各スレーブ局Ａ２〜Ｄ２の持つデータやステータスなどを収集するための制御コードを含む伝送フレームＦ１を創出し、スレーブ局Ａ２〜Ｄ２に送信する。
マスタ局Ｍ２は、先ず１周目にデータ収集フレームであることを表すフレーム識別コードをヘッダ１に付加した伝送フレームＦ１を、１周目フレームＣＦとしてスレーブ局Ａ２〜Ｄ２に送信する。なお、リング状ネットワークを巡回する伝送フレームＦ１には、伝送フレームＦ１の先頭を示すスタートデミリタＳＤおよび伝送フレームＦ１の終了を示すエンドデミリタＥＤを付加することができる。
FIG. 5 is a sequence diagram showing a data addition phase and a data deletion phase in a conventional data transmission system.
In FIG. 5, in order to collect / exchange data, the master station M2 creates a transmission frame F1 including a control code for collecting data, status, etc. of the slave stations A2 to D2, and slave stations A2 to D2. Send to.
First, the master station M2 transmits a transmission frame F1 in which a frame identification code indicating a data collection frame is added to the
一方、各スレーブ局Ａ２〜Ｄ２は、受信待ちモードとなっており、１周目フレームＣＦを受信すると、そのフレーム識別コードを解析し、受信フレームがデータ収集フレームであることを認識すると、追加送信モードに遷移して、自局データＡ〜Ｄを１周目フレームＣＦにおけるヘッダ１の次に配置されるデータ部の一番最後尾にそれぞれ付加して後続局に送信し、送信が終わると、続いて自局データ除去／中継送信モードに遷移し、２周目のフレーム受信を待つ。
On the other hand, each of the slave stations A2 to D2 is in a reception waiting mode. When the first round frame CF is received, the frame identification code is analyzed, and if the received frame is recognized as a data collection frame, additional transmission is performed. Transition to the mode, the own station data A to D are respectively added to the last part of the data portion arranged next to the
そして、１周目フレームＣＦは、全てのスレーブ局Ａ２〜Ｄ２にて自局データＡ〜Ｄが順次付加された状態で、リング状ネットワークを一巡して最初に送出したマスタ局Ｍ２に戻る。
伝送フレームＦ１を生成・送出したマスタ局Ｍ２は、スレーブ局Ａ２〜Ｄ２と同様に、各スレーブ局Ａ２〜Ｄ２を一巡した伝送フレームＦ１に自局データＭやステータスを付加し、その伝送フレームＦ１を２周目フレームＳＦとしてスレーブ局Ａ〜Ｄに中継送信する。
Then, the first-round frame CF returns to the master station M2 that has transmitted the first round of the ring network in a state where the local station data A to D are sequentially added in all the slave stations A2 to D2.
The master station M2 that has generated and transmitted the transmission frame F1 adds its own data M and status to the transmission frame F1 that circulates through each of the slave stations A2 to D2, similarly to the slave stations A2 to D2, and transmits the transmission frame F1. Relay transmission is performed to the slave stations A to D as the second round frame SF.
２周目フレームＳＦを受信した各スレーブ局Ａ２〜Ｄ２は、自局で順次付加した自局データＡ〜Ｄを順次除去していき、伝送フレームＦ１を最初に送出したマスタ局Ｍ２には、最終的には自局の追加したデータＭのみが戻ってくる。
このように伝送フレームＦ１を二巡させるトータルフレーム方式においては、リング状ネットワークに接続された各スレーブ局Ａ２〜Ｄ２は、接続順や位置に関係なく互いにデータを交換することができ、かつ追加と削除を交互に行うことにより、トークンパス方式に比較して伝送効率を上げることができる。
The slave stations A2 to D2 that have received the second round frame SF sequentially remove the own station data A to D sequentially added by the own station, and the master station M2 that first transmitted the transmission frame F1 Specifically, only the data M added by the own station is returned.
In this way, in the total frame method in which the transmission frame F1 is circulated twice, each of the slave stations A2 to D2 connected to the ring network can exchange data with each other regardless of the connection order and position. By alternately performing the deletion, the transmission efficiency can be increased as compared with the token pass method.
また、リング状ネットワークにおいては、伝送効率や各局が持つ伝送データバッファ資源などを考慮し、受信フレームが全て受信される以前に状態を遷移し、中継送信動作を開始するのが一般的である。従って、宛先局アドレス等とともにフレームを定義し、受信可否、状態遷移などの制御情報として使用される重要な情報であるフレーム識別コードは、通常フレームの先頭側に配置される。 In a ring network, it is common to start the relay transmission operation by changing the state before all the received frames are received in consideration of the transmission efficiency and the transmission data buffer resource of each station. Accordingly, a frame is defined together with the destination station address and the like, and a frame identification code, which is important information used as control information such as whether reception is possible or state transition, is arranged at the head of the normal frame.
各スレーブ局Ａ２〜Ｄ２は、フレーム受信時、フレーム制御コードなどを含むヘッダ部を一端バッファに格納し、解析をした後、受信状態から次の中継／送信状態やフレーム除去などの動作を行い、中継送信を開始する。受信から中継送信開始までの時間が短いほど、各スレーブ局Ａ２〜Ｄ２で消費する遅延時間が少なくなり、伝送効率が上がる。
このような回線上を流れる伝送フレームＦ１そのものから、ビットレートの数倍のサンプリングクロックにより同期クロックを抽出して伝送フレームＦ１の受信もしくは再生中継を行うような通信においては、伝送フレームＦ１の最大サイズは、サンプリングクロックの周波数精度と、受信フレーム長によって制限される。例えば、水晶発振器などでは、安価な汎用品では数十ｐｐｍ程度の精度が主流であり、フレーム長の最大サイズは２Ｋバイト程度に制限される。
In communication in which a synchronous clock is extracted from a transmission frame F1 flowing on such a line with a sampling clock several times the bit rate and the transmission frame F1 is received or regenerated, the maximum size of the transmission frame F1 is used. Is limited by the frequency accuracy of the sampling clock and the received frame length. For example, in a crystal oscillator or the like, an inexpensive general-purpose product has an accuracy of about several tens of ppm, and the maximum frame length is limited to about 2 Kbytes.
しかしながら、図４のデータ伝送システムでは、マスタ局Ｍ２のみがデータ交換を行うための基本フレームを創出する機能を有していたため、１回のアクションでデータ交換を行えるサイズが伝送フレームＦ１の最大サイズによって制限されていた。
このため、システム全体がひとつのアクションで交換できるデータ容量は、フレーム最大長以下となり、システム全体のデータ容量を増やそうとすると、マスタ局Ｍ２において複数のアクションを起こす必要があり、各アクション間に収集されたデータの処理を行う必要もあることから、オーバヘッド時間も含めて、実効伝送効率が低下するという問題があった。
However, in the data transmission system of FIG. 4, since only the master station M2 has a function of creating a basic frame for exchanging data, the size that allows data exchange in one action is the maximum size of the transmission frame F1. Was limited by.
For this reason, the data capacity that can be exchanged in one action by the entire system is less than the maximum frame length, and if you try to increase the data capacity of the entire system, it is necessary to cause multiple actions in the master station M2, and collect between each action. Therefore, there is a problem that effective transmission efficiency is reduced including overhead time.
特に、プログラマブルコントローラなどの場合は、制御対象である入出力データの収集処理を定周期的に行うシステムバスの実効伝送性能が、システムの制御性能や制御対象の規模に直結するため、実効伝送効率の低下によってシステム全体の効率が大きく低下するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、伝送フレームの最大サイズが制限されている場合においても、実効伝送性能を向上させることが可能なデータ伝送方法およびデータ伝送装置を提供することである。
In particular, in the case of programmable controllers, the effective transmission performance of the system bus that periodically collects input and output data that is the control target is directly linked to the system control performance and the scale of the control target, so the effective transmission efficiency There is a problem that the efficiency of the entire system is greatly reduced due to the decrease in the system.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a data transmission method and a data transmission apparatus capable of improving the effective transmission performance even when the maximum size of a transmission frame is limited.
上述した課題を解決するために、請求項１記載のデータ伝送方法によれば、リング状ネットワーク上で送信された１或いは複数の第１の伝送フレームを受信する伝送フレーム受信手段と、前記伝送フレーム受信手段にて受信された前記第１の伝送フレームのフレームサイズを判別するフレームサイズ判別手段と、前記フレームサイズ判別手段にて判別された前記第１の伝送フレームのフレームサイズに基づいて、前記リング状ネットワークに新たに第２の伝送フレームを創出する伝送フレーム創出手段と、前記第１の伝送フレーム及び前記第２の伝送フレームを、前記リング状ネットワーク上で巡回する１周目と２周目とで異なる形態の処理を行う伝送フレーム処理手段と、前記伝送フレーム処理手段にて処理された前記第１の伝送フレーム及び前記第２の伝送フレームを前記リング状ネットワーク上に送信する伝送フレーム送信手段とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, according to the data transmission method of
また、請求項２記載のデータ伝送方法によれば、前記フレームサイズ判別手段は、前記第１の伝送フレームの１周目において受信された前記第１の伝送フレームのフレームサイズと、自局にて付加される送信データサイズとの総和が、前記第１の伝送フレームのサイズの上限を超えるか否かを判別し、前記伝送フレーム創出手段は、前記フレームサイズ判別手段にて、前記第１の伝送フレームのサイズの上限を超えると判別された場合は、１周目において受信した前記第１の伝送フレームに継続して送信される前記第２の伝送フレームとして自局データを含んだ新たな伝送フレームを創出し、前記伝送フレーム処理手段は、前記第１の伝送フレームの１周目において自局データを追加し、前記第１の伝送フレーム及び前記第２の伝送フレームの２周目において自局データを削除することを特徴とする。
Further, according to the data transmission method of
また、請求項３記載のデータ伝送方法によれば、前記伝送フレーム処理手段は、前記伝送フレーム創出手段が前記第２の伝送フレームを創出したときには前記第１の伝送フレームのサイズの上限を超えることを示す識別子を、前記第１の伝送フレームのヘッダ部に付加し、前記フレームサイズ判別手段は、前記第１の伝送フレームの前記ヘッダ部に前記識別子があるときは、該識別子により前記第１の伝送フレームのサイズの上限を超えるか否かを判別することを特徴とする。
According to the data transmission method of
また、請求項４記載のデータ伝送方法によれば、マスタ局及び複数のスレーブ局で構築されるリング状ネットワークに伝送フレームを２周させ、前記伝送フレームの１周目と２周目とで異なる形態の処理を各スレーブ局で行うことにより、データ交換処理を完結させるデータ伝送方法において、前記リング状ネットワーク上の新たな伝送フレームが前記スレーブ局において生成され、前記伝送フレームの１周目において、前記マスタ局が送出する前記伝送フレームに各スレーブ局が順次自局データを追加しつつ中継しながら伝送フレームを巡回させるステップと、前記スレーブ局が１周目において受信した前記伝送フレームのフレームサイズと、自局にて付加される送信データサイズとの総和が、前記伝送フレームのサイズの上限を超える場合は、前記スレーブ局が１周目において受信した前記伝送フレームに継続して前記新たな伝送フレームを自局で創出し、該創出した前記新たな伝送フレームに自局データを付加して送出するステップと、前記伝送フレームの２周目において、前記リング状ネットワークを一巡した前記伝送フレーム及び前記新たな伝送フレームから各スレーブ局が自局データを削除しつつ中継しながら巡回させるステップとを備えることを特徴とする。 According to the data transmission method of claim 4, the transmission frame is circulated twice in a ring network constructed by the master station and a plurality of slave stations, and the first and second laps of the transmission frame are different. In the data transmission method that completes the data exchange process by performing processing of the form in each slave station, a new transmission frame on the ring network is generated in the slave station, and in the first round of the transmission frame, Each slave station circulates the transmission frame while relaying while adding its own data sequentially to the transmission frame transmitted by the master station, and the frame size of the transmission frame received by the slave station in the first round; If the sum of the transmission data size added by the local station exceeds the upper limit of the transmission frame size, Is a step of creating the new transmission frame at the local station following the transmission frame received by the slave station in the first round, adding the local station data to the created new transmission frame, and transmitting the data. Rukoto with the, in the second round of the transmission frame and the steps that each slave station from the transmission frame and the new transmission frame and round the ring network is circulated with the relay while deleting the own station data It is characterized by.
また、請求項５記載のデータ伝送方法によれば、前記スレーブ局は、前記伝送フレームのサイズの上限を超えることを示す識別子を、１周目において受信した前記伝送フレームのヘッダ部に付加し、前記伝送フレームに前記識別子があるときは、前記伝送フレームのサイズの上限を超えるか否かの判別に前記識別子を用いるステップをさらに備えることを特徴とする。 According to the data transmission method of claim 5 , the slave station adds an identifier indicating that the upper limit of the size of the transmission frame is exceeded to a header portion of the transmission frame received in the first round, wherein when the transmission frame has the identifier, and further comprising the step of using the identifier to determine whether it exceeds the upper limit of the size of the transmission frame.
以上説明したように、本発明によれば、リング状ネットワークに伝送フレームを巡回させるシーケンスの基点となる新たな伝送フレームをスレーブ局で創出することができ、伝送フレームのフレーム長の最大サイズが２Ｋバイト程度に制限されている場合においても、マスタ局において複数のアクションを起こすことなく、システム全体のデータ容量を増やすことが可能となることから、実効伝送効率を向上させることができる。
また、自局で創出した新たな伝送フレームが存在することを示す識別子を、１周目において受信した伝送フレームのヘッダ部に付加することで、局当たりの伝送遅延を低減させることができ、リング状ネットワークに接続される局数が大きなシステムであっても、全体の伝送時間に占めるオーバヘッド時間を減少させることが可能となることから、システム全体の実効伝送効率を向上させることができる。
As described above, according to the present invention, a new transmission frame serving as a base point of a sequence for circulating a transmission frame in a ring network can be created at a slave station, and the maximum frame length of the transmission frame is 2K. Even when the number of bytes is limited, it is possible to increase the data capacity of the entire system without causing a plurality of actions in the master station, so that effective transmission efficiency can be improved.
Also, by adding an identifier indicating that there is a new transmission frame created by the own station to the header part of the transmission frame received in the first round, the transmission delay per station can be reduced, and the ring Even in a system with a large number of stations connected to the network, it is possible to reduce the overhead time occupying the entire transmission time, so that the effective transmission efficiency of the entire system can be improved.
以下、本発明の実施形態に係るデータ伝送装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るデータ伝送システムが適用されるリング状ネットワークの概略構成を示すブロック図である。
図１において、データを収集／配信するマスタ局Ｍ１と、このマスタ局Ｍ１に対して自局データを授受する複数のスレーブ局、例えば４つのスレーブ局Ａ１〜Ｄ１とが伝送路Ｔを介してリング状に接続され、リング状ネットワークが構築されている。
Hereinafter, a data transmission apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a ring network to which a data transmission system according to an embodiment of the present invention is applied.
In FIG. 1, a master station M1 that collects and distributes data and a plurality of slave stations that exchange data with the master station M1, for example, four slave stations A1 to D1, are connected via a transmission line T. Connected to each other to form a ring network.
ここで、スレーブ局Ａ１〜Ｄ１には、伝送フレーム受信手段１１、フレームサイズ判別手段１２、伝送フレーム創出手段１３、伝送フレーム処理手段１４および伝送フレーム送信手段１５がそれぞれ設けられている。伝送フレーム受信手段１１は、リング状ネットワーク上で送信された伝送フレーム（第１の伝送フレーム）を受信することができる。フレームサイズ判別手段１２は、伝送フレーム受信手段１１にて受信された伝送フレームのフレームサイズを判別することができる。伝送フレーム創出手段１３は、伝送フレーム受信手段１１にて受信された伝送フレームのフレームサイズに基づいて、リング状ネットワークに伝送フレームを巡回させるシーケンスの基点となる基本フレーム（第２の伝送フレーム）を自局で創出することができる。伝送フレーム処理手段１４は、伝送フレーム創出手段１３にて創出された基本フレームについて、リング状ネットワーク上で巡回する１周目と２周目とで異なる形態の処理を行うことができる。伝送フレーム送信手段１５は、伝送フレーム処理手段１４にて処理された基本フレームをリング状ネットワーク上で送信することができる。
Here, each of the slave stations A1 to D1 is provided with a transmission
ここで、伝送フレーム処理手段１４は、伝送フレームの１周目において、マスタ局Ｍ１が送出する基本フレームに自局データを追加し、伝送フレームの２周目において、リング状ネットワークを一巡した伝送フレームから自局データを削除することができる。また、伝送フレーム処理手段１４は、自局で創出した基本フレームが存在することを示す識別子を、１周目において受信した伝送フレームのヘッダ部に付加することができる。 Here, the transmission frame processing means 14 adds its own data to the basic frame sent out by the master station M1 in the first round of the transmission frame, and makes a round of the ring network in the second round of the transmission frame. The local data can be deleted from Further, the transmission frame processing means 14 can add an identifier indicating that a basic frame created by itself is present to the header portion of the transmission frame received in the first round.
また、伝送フレーム創出手段１３は、１周目において受信された伝送フレームのフレームサイズと、自局にて付加される送信データサイズとの総和が、伝送フレームのサイズの上限を超える場合は、１周目において受信した伝送フレームに継続して送信される基本フレームを自局で創出することができる。
そして、各スレーブ局Ａ１〜Ｄ１は、リング状ネットワーク上を巡回する伝送フレームの１周目において、マスタ局Ｍ１が送出する基本フレームに各スレーブ局Ａ１〜Ｄ１が自局データを順次追加しつつ中継しながら伝送フレームをリング状ネットワーク上に巡回させる。
Further, the transmission frame creation means 13 is 1 when the sum of the frame size of the transmission frame received in the first round and the transmission data size added by the own station exceeds the upper limit of the size of the transmission frame. It is possible to create a basic frame that is transmitted continuously from the transmission frame received in the cycle.
Each slave station A1 to D1 relays the slave station A1 to D1 sequentially adding its own data to the basic frame transmitted by the master station M1 in the first round of the transmission frame that circulates on the ring network. The transmission frame is circulated on the ring network.
そして、各スレーブ局Ａ１〜Ｄ１は、１周目において受信した伝送フレームのフレームサイズと、自局にて付加される送信データサイズとの総和が、伝送フレームのサイズの上限を超えるかどうかを判断し、伝送フレームのサイズの上限を超える場合には、各スレーブ局Ａ１〜Ｄ１が１周目において受信した伝送フレームに継続して送信される基本フレームを自局で創出し、創出した基本フレームに自局データを付加してリング状ネットワーク上に送出する。なお、各スレーブ局Ａ１〜Ｄ１は、基本フレームを自局で創出した場合には、自局で創出した基本フレームが存在することを示す識別子を、１周目において受信した伝送フレームのヘッダ部に付加することができる。 Each slave station A1 to D1 determines whether the sum of the frame size of the transmission frame received in the first round and the transmission data size added by the local station exceeds the upper limit of the size of the transmission frame. However, if the upper limit of the size of the transmission frame is exceeded, each basic station A1 to D1 creates a basic frame that is continuously transmitted after the transmission frame received in the first lap by the own station, It adds its own data and sends it over the ring network. In addition, when each slave station A1 to D1 creates a basic frame in its own station, an identifier indicating that the basic frame created by itself is present in the header part of the transmission frame received in the first round. Can be added.
そして、各スレーブ局Ａ１〜Ｄ１は、伝送フレームの２周目において、リング状ネットワークを一巡した伝送フレームから自局データを削除しつつ中継しながら伝送フレームをリング状ネットワーク上に巡回させることで、データ交換処理を完結させることができる。
これにより、リング状ネットワークに伝送フレームを巡回させるシーケンスの基点となる基本フレームを各スレーブ局Ａ１〜Ｄ１で創出することができ、伝送フレームのフレーム長の最大サイズが２Ｋバイト程度に制限されている場合においても、マスタ局Ｍ１において複数のアクションを起こすことなく、システム全体のデータ容量を増やすことが可能となることから、実効伝送効率を向上させることができる。
Then, each slave station A1 to D1 circulates the transmission frame on the ring network while relaying while deleting the local station data from the transmission frame that circulates the ring network in the second round of the transmission frame. Data exchange processing can be completed.
As a result, a basic frame serving as a base point of a sequence for circulating the transmission frame in the ring network can be created by each of the slave stations A1 to D1, and the maximum frame length of the transmission frame is limited to about 2 Kbytes. Even in this case, since the data capacity of the entire system can be increased without causing a plurality of actions in the master station M1, the effective transmission efficiency can be improved.
また、自局で創出した基本フレームが存在することを示す識別子を、１周目において受信した伝送フレームのヘッダ部に付加することで、局当たりの伝送遅延を低減させることができ、リング状ネットワークに接続される局数が大きなシステムであっても、全体の伝送時間に占めるオーバヘッド時間を減少させることが可能となることから、システム全体の実効伝送効率を向上させることができる。 Further, by adding an identifier indicating that a basic frame created by the own station exists to the header of the transmission frame received in the first round, the transmission delay per station can be reduced, and the ring network Even in a system with a large number of stations connected to, the overhead time in the entire transmission time can be reduced, so that the effective transmission efficiency of the entire system can be improved.
図２は、本発明の一実施形態に係るデータ伝送システムにおけるデータ付加フェーズとデータ削除フェーズを示すシーケンス図である。
図２において、マスタ局Ｍ１が送出した伝送フレームＦ１に対し、各スレーブ局Ａ１〜Ｄ１は、自局データを１周目で付加していき、フレームヘッダ１のサイズを更新しつつ中継し、自局データＡ〜Ｄを後尾に付加し、エンドデリミタＥＤを最後尾に付加して送出する処理を順次行う。ここで、各スレーブ局Ａ１〜Ｄ１において付加されるデータサイズが従来例に比較して大きいものとする。
FIG. 2 is a sequence diagram showing a data addition phase and a data deletion phase in the data transmission system according to the embodiment of the present invention.
In FIG. 2, each slave station A1 to D1 adds its own data in the first round to the transmission frame F1 transmitted from the master station M1, and relays it while updating the size of the
この場合、例えば、スレーブ局Ｃ１は、自局で付加されるデータサイズと、１周目で受信した伝送フレームＦ１のフレームサイズの和がフレーム最大長を超えることを検出すると、最初に受信した伝送フレームＦ１にはデータＣを付加することなく中継する。更に基本フレームを新たに創出し、この基本フレームにデータＣを付加することで、伝送フレームＦ２を生成し、伝送フレームＦ１に継続して伝送フレームＦ２をリング状ネットワーク上に送出する。 In this case, for example, when the slave station C1 detects that the sum of the data size added by itself and the frame size of the transmission frame F1 received in the first round exceeds the maximum frame length, the first transmission received The frame F1 is relayed without adding data C. Furthermore, a basic frame is newly created, and data C is added to the basic frame, thereby generating a transmission frame F2, and subsequently transmitting the transmission frame F2 on the ring network following the transmission frame F1.
また、伝送フレームＦ１、Ｆ２を受信したスレーブ局Ｄ１も、その伝送フレームＦ１、Ｆ２に自局データを付加しようとした場合、伝送フレームＦ１、Ｆ２がともにサイズオーバーとなったことを検出すると、伝送フレームＦ１、Ｆ２にデータＤを付加することなく中継する。更に基本フレームを新たに創出し、この基本フレームにデータＤを付加することで、伝送フレームＦ３を生成し、伝送フレームＦ１、Ｆ２に継続して伝送フレームＦ３をリング状ネットワーク上に送出する。 Further, when the slave station D1 receiving the transmission frames F1 and F2 tries to add its own data to the transmission frames F1 and F2, it detects that both the transmission frames F1 and F2 are oversized. Relay is performed without adding data D to the frames F1 and F2. Further, a basic frame is newly created, and data D is added to the basic frame to generate a transmission frame F3, and the transmission frame F3 is sent out on the ring network following the transmission frames F1 and F2.
そして、マスタ局Ｍ１は、１周目の伝送フレームＦ１、Ｆ２、Ｆ３が戻ってきたことを検出すると、スレーブ局Ａ１〜Ｄ１にてそれぞれ付加されたデータＡ〜Ｄを取り込みつつ、スタートデリミタＳＤを２周目であることを示す値に更新し、伝送フレームＦ１、Ｆ２、Ｆ３の中継を行う。ここで、マスタ局Ｍ１においても、その伝送フレームＦ１、Ｆ２に自局データを付加しようとした場合、フレームＦ１、Ｆ２がともにサイズオーバーとなったことを検出すると、自局データＭをフレームＦ３に付加して送信する。 When the master station M1 detects that the transmission frames F1, F2, and F3 of the first round have returned, the master station M1 captures the data A to D added by the slave stations A1 to D1, and sets the start delimiter SD. The value is updated to indicate the second round, and the transmission frames F1, F2, and F3 are relayed. Here, when the master station M1 also tries to add its own data to the transmission frames F1 and F2, if it detects that both the frames F1 and F2 are oversized, the local station data M is changed to the frame F3. Add and send.
そして、各スレーブ局Ａ１〜Ｄ１は、２周目すなわち自局データの削除フェーズにおいて、受信した伝送フレームＦ１、Ｆ２、Ｆ３の先頭から自局データを順次削除していく。このとき、受信した伝送フレームＦ１、Ｆ２、Ｆ３のフレームサイズから自局データサイズを減算した値が基本フレーム長に等しい場合は、その伝送フレームは全て削除すべきものとみなし、フレーム中継を行うことなく、その伝送フレームを回線から除去する。また、除去した伝送フレームに続いて受信する伝送フレームはそのまま中継する。 Each slave station A1 to D1 sequentially deletes its own station data from the beginning of the received transmission frames F1, F2, and F3 in the second round, that is, in its own station data deletion phase. At this time, if the value obtained by subtracting the data size of the local station from the frame size of the received transmission frames F1, F2, and F3 is equal to the basic frame length, it is assumed that all the transmission frames should be deleted, and frame relay is not performed. The transmission frame is removed from the line. The transmission frame received subsequent to the removed transmission frame is relayed as it is.
このようにして、最終的にマスタ局Ｍ１は、いずれかのスレーブ局Ａ１〜Ｄ１が創出した基本フレームに自局のデータが付加された伝送フレームを受信することになり、その伝送フレームを回線から除去してデータ交換シーケンスが終了する。
ここで、各スレーブ局Ａ１〜Ｄ１は、１周目すなわちデータ付加フェーズにおいて、中継する伝送フレームのサイズの和がフレーム最大長を超えることを検出した場合、その伝送フレームにデータＡ〜Ｄをそれぞれ付加する代わりに、その伝送フレームのヘッダ部にサイズオーバーが発生したことを示す識別子もしくはフラグを追加するようにしてもよい。
In this way, finally, the master station M1 receives the transmission frame in which the data of its own station is added to the basic frame created by any of the slave stations A1 to D1, and the transmission frame is transmitted from the line. The data exchange sequence is completed after removal.
Here, when the slave stations A1 to D1 detect that the sum of the sizes of the transmission frames to be relayed exceeds the maximum frame length in the first round, that is, the data addition phase, the data A to D are respectively transmitted to the transmission frames. Instead of adding, an identifier or a flag indicating that an oversize has occurred may be added to the header portion of the transmission frame.
各スレーブ局Ａ１〜Ｄ１は、この識別子もしくはフラグが付加された先行する伝送フレームの中継送信後、新たに基本フレームの創出シーケンスを開始するが、後続のスレーブ局Ａ１〜Ｄ１は、先行する伝送フレームのヘッダ部をチェックするだけでフレームサイズの演算をすることなく、その伝送フレームにデータＡ〜Ｄをそれぞれ付加するか否かの判断をそれぞれ行うことができ、処理負荷を軽減させ、中継送信の開始タイミングを早めることができる。 Each of the slave stations A1 to D1 starts a new basic frame creation sequence after relay transmission of the preceding transmission frame to which this identifier or flag is added, but the subsequent slave stations A1 to D1 It is possible to determine whether or not to add data A to D to the transmission frame without checking the frame size by simply checking the header part of each, reducing the processing load, and relay transmission. The start timing can be advanced.
図３は、図１の各スレーブ局Ａ１〜Ｄ１で行われる動作を示すフローチャートである。
図３において、図１の伝送フレーム受信手段１１は、リング状ネットワーク上で巡回する１周目の伝送フレームを受信すると（ステップＳ１）、フレームサイズ判別手段１２は、１周目において受信された伝送フレームのフレームサイズと、自局にて付加される送信データサイズとの総和が、伝送フレームのサイズの上限を超えるかどうかを判断する（ステップＳ２）。そして、伝送フレームのサイズの上限を超える場合、伝送フレーム創出手段１３は、基本フレームを自局で創出し（ステップＳ３）、伝送フレーム処理手段１４は、その基本フレームに自局データを付加することで新たな伝送フレームを生成する（ステップＳ４）。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation performed in each of the slave stations A1 to D1 in FIG.
In FIG. 3, when the transmission frame receiving means 11 of FIG. 1 receives the first round transmission frame that circulates on the ring network (step S1), the frame size discrimination means 12 receives the transmission received in the first round. It is determined whether the sum of the frame size of the frame and the transmission data size added by the own station exceeds the upper limit of the size of the transmission frame (step S2). If the upper limit of the size of the transmission frame is exceeded, the transmission frame creation means 13 creates a basic frame in its own station (step S3), and the transmission frame processing means 14 adds its own data to the basic frame. In step S4, a new transmission frame is generated.
一方、伝送フレームのサイズの上限以下の場合、伝送フレーム処理手段１４は、伝送フレーム受信手段１１にて受信された伝送フレームに自局データを付加する（ステップＳ５）。
そして、伝送フレーム受信手段１１にて受信された伝送フレームまたは伝送フレーム創出手段１３にて創出された基本フレームに自局データが付加されると、伝送フレーム送信手段１５は、その自局データが付加されたフレームをリング状ネットワーク上に送出する（ステップＳ６）。
On the other hand, if the transmission frame size is less than or equal to the upper limit of the size of the transmission frame, the transmission frame processing means 14 adds its own data to the transmission frame received by the transmission frame receiving means 11 (step S5).
When the local station data is added to the transmission frame received by the transmission
次に、伝送フレーム受信手段１１は、リング状ネットワーク上で巡回する２周目の伝送フレームを受信すると（ステップＳ７）、受信した伝送フレームのフレームサイズから自局データサイズを減算した値が基本フレーム長に等しいかどうかを判断する（ステップＳ８）。そして、受信した伝送フレームのフレームサイズから自局データサイズを減算した値が基本フレーム長に等しい場合、フレーム中継を行うことなく、その伝送フレームを回線から除去する（ステップＳ９）。 Next, when the transmission frame receiving means 11 receives the second round transmission frame that circulates on the ring network (step S7), the value obtained by subtracting the local data size from the frame size of the received transmission frame is the basic frame. It is determined whether or not the length is equal (step S8). If the value obtained by subtracting the data size of the local station from the frame size of the received transmission frame is equal to the basic frame length, the transmission frame is removed from the line without performing frame relay (step S9).
一方、受信した伝送フレームのフレームサイズから自局データサイズを減算した値が基本フレーム長に等しくない場合、その伝送フレームから自局データを除去してから（ステップＳ１０）、その伝送フレームをリング状ネットワーク上に送出する（ステップＳ１１）。
以上説明したように、リング状ネットワークに送出する伝送フレームのフレーム長が制限されている場合においても、マスタ局で複数のアクションを起こすことなく、データの送受信を効率的に行う事を可能である。なお、ここでは説明の為に基本フレーム・伝送フレームと区別したが、両者とも伝送フレームとして機能的・構造的に差異は無く、よって各局においては同様に処理されるものとする。
On the other hand, if the value obtained by subtracting the local station data size from the frame size of the received transmission frame is not equal to the basic frame length, the local station data is removed from the transmission frame (step S10), and then the transmission frame is converted into a ring shape. The data is sent out on the network (step S11).
As described above, even when the frame length of a transmission frame transmitted to the ring network is limited, it is possible to efficiently transmit and receive data without causing a plurality of actions at the master station. . Here, for the sake of explanation, the basic frame and the transmission frame are distinguished from each other, but both are functionally and structurally different from each other as a transmission frame.
Ａ１〜Ｄ１ スレーブ局
Ｍ１ マスタ局
１１ 伝送フレーム受信手段
１２ フレームサイズ判別手段
１３ 伝送フレーム創出手段
１４ 伝送フレーム処理手段
１５ 伝送フレーム送信手段
A1 to D1 Slave station
Claims (5)
前記伝送フレーム受信手段にて受信された前記第１の伝送フレームのフレームサイズを判別するフレームサイズ判別手段と、
前記フレームサイズ判別手段にて判別された前記第１の伝送フレームのフレームサイズに基づいて、前記リング状ネットワークに新たに第２の伝送フレームを創出する伝送フレーム創出手段と、
前記第１の伝送フレーム及び前記第２の伝送フレームを、前記リング状ネットワーク上で巡回する１周目と２周目とで異なる形態の処理を行う伝送フレーム処理手段と、
前記伝送フレーム処理手段にて処理された前記第１の伝送フレーム及び前記第２の伝送フレームを前記リング状ネットワーク上に送信する伝送フレーム送信手段とを備えることを特徴とするデータ伝送装置。 Transmission frame receiving means for receiving one or a plurality of first transmission frames transmitted on the ring network;
Frame size determining means for determining the frame size of the first transmission frame received by the transmission frame receiving means;
Transmission frame creation means for newly creating a second transmission frame in the ring network based on the frame size of the first transmission frame determined by the frame size determination means;
Transmission frame processing means for processing the first transmission frame and the second transmission frame in different forms in the first and second cycles of circulating on the ring network;
A data transmission apparatus comprising: transmission frame transmission means for transmitting the first transmission frame and the second transmission frame processed by the transmission frame processing means onto the ring network.
前記伝送フレーム創出手段は、前記フレームサイズ判別手段にて、前記第１の伝送フレームのサイズの上限を超えると判別された場合は、１周目において受信した前記第１の伝送フレームに継続して送信される前記第２の伝送フレームとして自局データを含んだ新たな伝送フレームを創出し、
前記伝送フレーム処理手段は、前記第１の伝送フレームの１周目において自局データを追加し、前記第１の伝送フレーム及び前記第２の伝送フレームの２周目において自局データを削除することを特徴とする請求項１記載のデータ伝送装置。 The frame size discriminating means is configured such that a sum of a frame size of the first transmission frame received in the first round of the first transmission frame and a transmission data size added by the own station is the first To determine whether it exceeds the upper limit of the transmission frame size,
The transmission frame creation means continues to the first transmission frame received in the first round when the frame size determination means determines that the upper limit of the size of the first transmission frame is exceeded. Creating a new transmission frame including the local data as the second transmission frame to be transmitted;
The transmission frame processing means adds the local station data in the first round of the first transmission frame and deletes the local station data in the second round of the first transmission frame and the second transmission frame. The data transmission apparatus according to claim 1.
前記フレームサイズ判別手段は、前記第１の伝送フレームの前記ヘッダ部に前記識別子があるときは、該識別子により前記第１の伝送フレームのサイズの上限を超えるか否かを判別することを特徴とする請求項２記載のデータ伝送装置。 The transmission frame processing means includes an identifier indicating that an upper limit of a size of the first transmission frame is exceeded when the transmission frame creation means creates the second transmission frame, and a header portion of the first transmission frame. To
When the identifier is present in the header portion of the first transmission frame, the frame size determination means determines whether or not an upper limit of the size of the first transmission frame is exceeded by the identifier. The data transmission apparatus according to claim 2.
前記リング状ネットワーク上の新たな伝送フレームが前記スレーブ局において生成され、
前記伝送フレームの１周目において、前記マスタ局が送出する前記伝送フレームに各スレーブ局が順次自局データを追加しつつ中継しながら伝送フレームを巡回させるステップと、
前記スレーブ局が１周目において受信した前記伝送フレームのフレームサイズと、自局にて付加される送信データサイズとの総和が、前記伝送フレームのサイズの上限を超える場合は、前記スレーブ局が１周目において受信した前記伝送フレームに継続して前記新たな伝送フレームを自局で創出し、該創出した前記新たな伝送フレームに自局データを付加して送出するステップと、
前記伝送フレームの２周目において、前記リング状ネットワークを一巡した前記伝送フレーム及び前記新たな伝送フレームから各スレーブ局が自局データを削除しつつ中継しながら巡回させるステップとを備えることを特徴とするデータ伝送方法。 By exchanging the transmission frame twice in the ring network constructed by the master station and multiple slave stations, each slave station performs different processing in the first and second laps of the transmission frame, thereby exchanging data. In the data transmission method that completes the process,
A new transmission frame on the ring network is generated at the slave station ,
In the first round of the transmission frame, each slave station sequentially circulates the transmission frame while adding its own data to the transmission frame transmitted by the master station, and
When the sum of the frame size of the transmission frame received by the slave station in the first round and the transmission data size added by the local station exceeds the upper limit of the size of the transmission frame, the slave station is 1 Creating the new transmission frame at the local station following the transmission frame received in the cycle, adding the local station data to the created new transmission frame, and sending the data;
In the second round of the transmission frame, characterized Rukoto comprising the steps that each slave station from the transmission frame and the new transmission frame and round the ring network is circulated with the relay while deleting the own station data Data transmission method.
前記伝送フレームに前記識別子があるときは、前記伝送フレームのサイズの上限を超えるか否かの判別に前記識別子を用いるステップをさらに備える特徴とする請求項４記載のデータ伝送方法。 The slave station adds an identifier indicating that it exceeds the upper limit of the size of the transmission frame to the header portion of the transmission frame received in the first round,
5. The data transmission method according to claim 4 , further comprising the step of using the identifier for determining whether or not an upper limit of a size of the transmission frame is exceeded when the transmission frame includes the identifier.
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