JP5247422B2 - サイクリック通信システム、通信装置およびサイクリック通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、リングネットワーク上でサイクリックメモリを用いてサイクリック通信を行うサイクリック通信システム、通信装置およびサイクリック通信方法に関する。

サイクリック通信は、制御用通信に広く適用されている。従来のサイクリック通信では、リングネットワーク上に接続された複数の端末が、サイクリック通信のためのサイクリックメモリをそれぞれ有しており、サイクリックメモリ内では各端末間で更新できる領域が決められている。端末は、サイクリックメモリの自端末に割り当てられた領域の情報を周期的に他の端末に送信する。そして、データを受信した端末では、サイクリックメモリの、そのデータの送信元の端末の領域に受信データを書き込む（たとえば、下記特許文献１、特許文献２参照）。

このような処理をリングネットワークに接続されている全ての端末が行うことにより、全端末のサイクリックメモリの内容の同一性が保証される。一般に、サイクリックメモリの内容の更新頻度は低いが、工業プラント等の制御用通信の場合、データが更新されたタイミングから数ｍｓ〜数１０ｍｓ以内に全端末のサイクリックメモリにその更新を反映する必要がある。また、データの更新の反映が遅れることによって生じるサイクリックメモリの不一致は、工業プラント等の事故につながる可能性があり、工業プラント等のシステムでは、サイクリックメモリの更新内容の確実な反映が必要とされる。

このため、従来のサイクリック通信では、端末は、自身のサイクリックメモリの内容が更新されていない場合にも定期的に自身のサイクリックメモリのデータを送信している。

特開平６−２７４４６３号公報 特開平９−２７０７９８号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、サイクリックメモリのデータの更新から数ｍｓ〜数１０ｍｓ以内に各端末のサイクリックメモリに更新内容を変更する必要がある場合、この要求に基づいてサイクリックメモリのデータの定期的な送信頻度を高くする必要がある。そのため、実際のサイクリックメモリのデータの内容の更新の頻度は低いにもかかわらず、頻繁にデータが送信されることになり、本来不要なデータである、内容が更新されていない同一データによりリングネットワークの帯域が浪費される、という問題があった。

たとえば、サイクリックメモリ容量を１ＭＢ、通知保証時間（データの内容の更新から各端末が反映するまでの時間）を１０ｍｓとすると、プロトコルオーバヘッドやメモリの分割損を除いても８００Ｍｂ／ｓの帯域が必要となる。また、サイクリックメモリの実質の内容の更新は平均して１０分に１回とすると、実際にサイクリックメモリの内容の更新が行われる確率は１／６００００であり、大半のデータは更新を伴わない不要なデータとなる。

また、上記従来のサイクリック通信の受信側の端末では、リングネットワークから到来する全てのデータに対して、もらさずにサイクリックメモリ反映させるためにサイクリックメモリへのアクセスを行う必要がある。そのため、端末は、上記の実際には不要なデータも含めて迅速な処理ができるよう、リングネットワークの伝送レートに対応した高性能なＣＰＵ（Central Processing Unit）または専用のハードウェアを必要とし、処理能力の大半が不要なデータのために浪費される、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ネットワークの帯域の消費を低減し、かつ、通信装置に要求される処理能力を低減することができるサイクリック通信システム、通信装置およびサイクリック通信方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ネットワークに接続される複数の端末で構成され、前記端末が、端末間で共有する情報を格納するためのサイクリックメモリを有し、また、前記サイクリックメモリにおける自端末に割り当てられた領域に格納されているデータである自端末メモリデータを他の端末へサイクリック通信データとして送信し、一方、サイクリック通信データを受信した端末は、そのサイクリック通信データに基づいて自身のサイクリックメモリにおける送信元の端末に割り当てられた領域のデータを更新するサイクリック通信システムであって、前記端末は、自端末メモリデータの内容が同一の場合は同一の値となり、内容が異なる場合には異なる値となるように自端末メモリデータの内容と一意に対応するデータパターン識別子を生成し、そのデータパターン識別子を含むサイクリック通信データを所定の時間間隔で自端末以外の全ての前記複数の端末へ送信し、サイクリック通信データを受信した端末は、そのデータに含まれるデータパターン識別子を含む送達確認応答を返信し、送達確認応答を受信した端末は、その送達確認応答に含まれるデータパターン識別子を含むサイクリック通信データの送信を停止し、自端末メモリデータの内容が更新された場合に、サイクリック通信データの送信を再開することを特徴とする。

この発明によれば、サイクリック通信データを送信する際に、送信元端末は自端末メモリデータに変更の無い場合には同一の値となり、変更のあった場合に値が変更されるデータパターンＩＤを付加し、そのデータを受信した端末は、サイクリック通信データを含むデータを受信すると、そのデータのデータパターンＩＤを含む送達確認メッセージを送信元端末に送信し、また、送達確認メッセージを受信した端末は、同一のデータパターンＩＤに対応するサイクリック通信データの送信を停止するようにしたので、ネットワークの帯域の消費を低減し、かつ、通信装置に要求される処理能力を低減することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかるサイクリック通信システム、通信装置およびサイクリック通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかるサイクリック通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態のサイクリック通信システムは、端末１−１〜１−５で構成され、各端末はリングネットワークである制御ネットワーク２に接続している。本実施の形態では、本発明にかかる通信装置として端末１−１〜１−５を例に説明する。なお、図１では、端末が５台の場合を示しているが、本実施の形態のサイクリック通信システムを構成する端末の台数はこれに限らず何台でもよい。

また、端末１−１〜１−５は、アプリケーション処理部１１と、サイクリック通信処理部１２と、汎用通信処置部１３と、を備えている。図１では、端末１−１のみ内部構成を示しているが、端末１−２〜端末１−５も端末１−１と同様の構成とする。また、サイクリック通信処理部１２は、内部にサイクリックメモリ１４を備えている。サイクリックメモリ１４の内容は、制御ネットワーク２に接続される全端末間で同一性が確保されることが要求されている。

汎用通信処理部１３は、ＩＰ（Internet Protocol）、イーサネット（登録商標）、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）等の汎用プロトコルの処理を行う。一般の汎用の通信処理部が行うのと同様に、本実施の形態の汎用通信処理部１３では、主にＩＰ層以下の処理を行う。サイクリック通信処理部１２は、サイクリック通信に関する処理を実施し、サイクリック通信の通信で共有するデータを保持しているサイクリックメモリ１４への書込みなどの動作を行う。また、アプリケーション処理部１１は、サイクリックメモリ１４の内容を参照してアプリケーションの動作を実施する。

図２は、サイクリックメモリ１４の構成とサイクリックメモリ１４に格納されているデータの送信方法を示す図である。図２に示すように、一般のサイクリックメモリと同様に、サイクリックメモリ１４は、サイクリック通信システムを構成する端末ごとに領域が割り当てられている。ここでは、端末１−１，１−２，…，１−５の識別子をそれぞれ＃１，＃２，…＃Ｎ（この場合はＮ＝５）として示している。

本実施の形態のサイクリック通信システムを構成する端末は、自身が備えるサイクリックメモリ１４の自身に割り当てられた領域のデータを読み出し、読み出したデータを再クリック通信により、所定の時間間隔で制御ネットワーク２を経由して他の端末に通知する。たとえば、端末＃ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）が、自身のサイクリックメモリ１４のデータを送信する場合、サイクリックメモリ１４の端末＃ｉ用領域に格納されているデータを読み出し、そのデータにサイクリックメモリ上の位置情報を付加する。サイクリックメモリ上の位置情報は、読み出したデータ（端末＃ｉ用領域に格納されているデータ）のサイクリックメモリ上のアドレスオフセットなどサイクリックメモリ上のアドレスを示す値（サイクリックメモリアドレス）である。なお、図４の例のように、サイクリックメモリ上の位置情報の後に読み出したデータのメモリサイズ（送信メモリサイズ）を挿入するようにしてもよい。

そして、アドレスを付加した情報をサイクリック通信データとし、サイクリック通信データに汎用の通信用プロトコル（イーサネット（登録商標）、ＩＰ等）のヘッダを付加して送信する。

図３は、本実施の形態のサイクリック通信方法によるデータ送信の一例を示すチャート図である。まず、サイクリック通信データの送信元の端末（端末１−１〜１−５のいずれか）は、自身のサイクリックメモリ１４から自身に割り当てられた領域のデータ（以下、自端末メモリデータという）を読み出し、そのデータにサイクリックメモリ上の位置情報やヘッダ等を付加して送信するためのデータ形式のデータとする。

図４は、サイクリック通信データを送信するための本実施の形態の送信データのデータ形式の一例を示す図である。図４に示すように、この送信データは、サイクリックメモリ上のデータ（自端末メモリデータ）とそのデータのサイクリックメモリ上の位置情報とメモリサイズ（送信メモリサイズ）と、で構成されるサイクリック通信データに、汎用通信用プロトコルヘッダとデータパターン（自端末メモリデータの内容のパターン）を示すＩＤ（Identifier）とが付加されている。このデータパターンは、自端末メモリデータの内容と一意に対応し、データパターンのＩＤは、自端末メモリデータが同一であればこのＩＤも同一とし、自端末メモリデータが変更になればこのＩＤも変更することとする。なお、サイクリック通信データとデータパターンのＩＤはサイクリック通信処理部１２が生成し、汎用通信プロトコルヘッダは、汎用通信処理部１３が付加することとする。

図３の説明にもどり、送信元が、図４に示したデータ形式で、サイクリックメモリアドレスがＡ１であり、データパターンのＩＤがＸ１である送信データを送信する（ステップＳ１１）。受信先（サイクリック通信システムを構成する全端末）の端末では、ステップＳ１１で送信された送信データを受信すると、汎用通信処理部１３が所定の処理を行った後に、サイクリック通信処理部１２が、受信したデータの送達確認メッセージ（受信した送信データのデータパターンのＩＤを含む）を生成し、汎用通信処理部１３経由で送信元端末に送信する（ステップＳ１２）。そして、受信先端末では、サイクリック通信処理部１２が、受信したデータに基づいて自身のサイクリックメモリ１４の対応する領域を更新した後、その後に受信するデータパターンのＩＤがＸ１の送信データ（たとえば、下記ステップＳ１３で送信される送信データ）については、サイクリックメモリ１４への更新は行わない。

一方、ステップＳ１１で送信データを送信した送信元端末は、自端末メモリデータの内容が変わらない場合、ステップＳ１１で送信した送信データと同一のデータを所定の時間間隔で定期的に送信する（ステップＳ１３，Ｓ１４）。この際、ステップＳ１２で送信された送達確認メッセージを受信したとすると、以降のサイクリックメモリアドレスがＡ１であり、データパターンのＩＤがＸ１である送信データの定期的送信を停止する。たとえば、ステップＳ１３とステップＳ１４の間に、この送達確認メッセージを受信したとすると、実際にはステップＳ１４の送信は行われないことになる。

送信元端末は、サイクリックメモリ１４の内容を定期的に確認し、内容が更新された場合、データ送信を再開する。たとえば、更新後のデータパターンをＸ２とし、更新後の自端末メモリデータを含むサイクリック通信データを生成し、データパターンのＩＤがＸ２とした送信データを生成して送信する（ステップＳ１５）。

以降、同様に、受信先端末では、同一サイクリックメモリアドレスを含む送信データを受信した場合に、データパターンのＩＤが変更された場合（たとえば、Ｘ１からＸ２に変更）、送信元端末に送達確認メッセージを送信するとともに、その送信データに基づいて自身のサイクリックメモリ１４を更新する。そして、同一サイクリックメモリアドレスを含む送信データを受信した場合に、データパターンのＩＤが既に受信しているデータと同一であれば、サイクリックメモリ１４の内容を更新しない。

また、送信元端末では、自端末メモリデータが更新された場合には、データパターンのＩＤを更新して、送信データを定期的に送信し、そのデータパターンに対応する送達確認メッセージを受信した場合に、その送信データの送信を停止する。なお、図３では、説明を簡単にするため、１つの受信先端末から送達確認メッセージを受信する例を示しているが、一般には受信先端末は複数存在するため、すべての受信先端末から送達確認メッセージを受信した場合に、その送信データの送信を停止するようにすればよい。

なお、本実施の形態では、サイクリック通信が物理的なリングネットワーク上で行われる場合を想定したが、これ以外に、任意のネットワーク形状の上で同様の動作を行うことができる。たとえば、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）によりリング状に論理ネットワークを構成した形態でも行うことができる。

このように、本実施の形態では、サイクリック通信データを送信する際に、送信元端末は自端末メモリデータに変更の無い場合には同一の値となり、変更のあった場合に値が変更されるデータパターンＩＤを付加するようにした。そして、そのデータを受信した端末は、サイクリック通信データを含むデータを受信すると、そのデータのデータパターンＩを含む送達確認メッセージを送信元端末に送信する。また、送達確認メッセージを受信した端末は、同一のデータパターンＩＤに対応するサイクリック通信データの送信を停止するようにした。そのため、ネットワークの帯域の消費を低減し、かつ、端末に要求される処理能力を低減することができる。

実施の形態２．
図５は、本発明にかかるサイクリック通信システムの実施の形態２の構成例を示す図である。本実施の形態のサイクリック通信システムは、端末１ａ−１〜１ａ−３を含む複数の端末で構成されており、実施の形態１と同様にリングネットワークに接続されている。

本実施の形態の端末１ａ−１は、実施の形態１の端末１−１のサイクリック通信処理部１２をサイクリック通信処理部１２ａに替える以外は実施の形態１の端末１−１と同様とする。端末１ａ−１〜１ａ−３は、それぞれ同様の構成とする（同一のリングネットワークに接続される他の端末も同様の構成とする）。サイクリック通信処理部１２ａは、実施の形態１と同様にサイクリックメモリ１４を備えている。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態では、実施の形態１と同様に、サイクリック通信データにデータパターンＩＤ、プロトコルヘッダ等を付加して送信する。そして、そのサイクリックデータを受信した端末は、実施の形態１と同様に送達確認メッセージを送信するが、本実施の形態ではこの送達確認メッセージを集約する。以下、具体的に例を示して本実施の形態の動作を説明する。

端末１ａ−１，１ａ−２，１ａ−３の端末の識別子をそれぞれ＃ｉ，＃ｊ，＃ｋとする。図５の例では、端末＃ｉ、端末＃ｊ、端末＃ｋが、それぞれ実施の形態１と同様にサイクリック通信データを送信し、その送達確認メッセージを送信する。

サイクリック通信処理部１２ａは、サイクリック通信データを受信して送達確認メッセージを送信する際、送達確認メッセージの送信処理を開始してから所定の時間内に他端末から、自端末が送信する送達確認の送信先（送達確認の対象のサイクリック通信データの送信元）とデータパターンＩＤが同一である送達確認メッセージを受信した場合、その受信した送達確認メッセージと自端末が送信する送達確認メッセージを統合して１つの送達確認メッセージとして送信元端末に送付する。

図５の例では、端末＃ｊは、上記の所定の時間内に端末＃ｋから自身が送信する送信先端末と同一の宛先でデータパターンＩＤが同一の送達確認メッセージを受信したとする。この場合、端末＃ｊは、自端末である端末＃ｊからの送達確認メッセージと端末＃ｋからの送達確認メッセージを統合し、統合したメッセージを送信元端末に送信する。また、端末＃ｉが、上記の所定の時間内に前述の統合したメッセージを受信したとすると、端末＃ｉは、自端末である端末＃ｉからの送達確認メッセージと受信した統合メッセージとを統合して１つの統合メッセージ（端末＃ｉ，端末＃ｊ，端末＃ｋの送達確認メッセージの統合メッセージ）として送達確認メッセージの宛先（サイクリック通信データの送信元の端末）へ送信する。なお、ここでは、データパターンＩＤと宛先が同一の場合に統合するようにしたが、宛先のみが同一の場合に統合するようにしてもよい。以上説明した以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。

このように、本実施の形態では、サイクリック通信処理部１２ａが、サイクリック通信データを受信して送達確認メッセージを送信する際、送達確認メッセージの送信処理を開始してから所定の時間内に他端末から、自端末が送信する送達確認の送信先とデータパターンＩＤが同一である送達確認メッセージを受信した場合、受信した送達確認メッセージを自身が送信する送達確認メッセージと統合して送信するようにした。そのため、送達確認メッセージのオーバーヘッドを低減することができ、実施の形態１に比べ帯域の利用効率が向上する。

実施の形態３．
図６は、本発明にかかるサイクリック通信システムの実施の形態３の送信データのデータ形式を示す図である。本実施の形態のサイクリック通信システムの構成およびサイクリック通信システムを構成する端末の構成は実施の形態１と同様である。

本実施の形態では、実施の形態１と同様に、サイクリック通信データにデータパターンＩＤ、プロトコルヘッダ等を付加して送信する。そして、そのサイクリック通信データを受信した端末は、実施の形態１と同様に送達確認メッセージを送信するが、本実施の形態ではこの送達確認メッセージを、サイクリック通信データを送信するための送信データに含めて送信する。

図６に示すように、本実施の形態の送信データのデータ形式は、実施の形態１のデータ形式に送達確認メッセージの領域として付加している。送達確認メッセージの領域には、サイクリックメモリ上の位置情報とデータパターンのＩＤが含まれる。そして、端末は、他の端末に対する送達確認メッセージを送信する際に、自端末メモリデータを送信する際のサイクリック通信データとともに図６のデータ形式で送信する。このメッセージはすべての端末のサイクリック通信処理部１２ａで確認されるため送信元端末でも確認することが可能である。なお、送達確認メッセージを送信する際に、自端末メモリデータが更新されておらずサイクリック通信データを送信する必要がない場合には、実施の形態１と同様に送達確認メッセージを個別に送信するようにしてもよい。以上説明した以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。

このように、本実施の形態では、端末が、送達確認メッセージをサイクリック通信データとともに送信するようにした。そのため、送達確認メッセージを個別に生成する必要がなく、実施の形態１に比べオーバーヘッドを削減することができる。

実施の形態４．
以下、本発明にかかる実施の形態４のサイクリック通信システムについて説明する。本実施の形態のサイクリック通信システムの構成およびサイクリック通信システムを構成する端末の構成は実施の形態１と同様である。

本実施の形態のサイクリック通信データを送信する際のデータ形式は実施の形態１と同様とし、データパターンのＩＤを含めてサイクリッック通信データを送信する。本実施の形態では、送達確認の方法が実施の形態１、２または３と異なる。本実施の形態では、端末は、一定間隔で各端末にサイクリック通信データの送信を要求するための未受信メッセージを送信し、サイクリック通信データを受信した場合に、そのサイクリック通信データの送信元の端末への未受信メッセージの送信を所定の停止期間の間停止する。なお、この停止期間は、未受信メッセージを送信する一定間隔より十分長い期間とする。停止期間経過後は、未受信メッセージの送信を再開する。

また、端末は、定期的にサイクリック通信データを送信するのではなく、自端末メモリデータに更新があった場合と、未受信メッセージを受信した場合に、自端末メモリデータをサイクリック通信データとして実施の形態１と同様のデータ形式で送信する。以上説明した以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。

なお、ここでは、サイクリック通信データを実施の形態１と同様のデータ形式で送信するようにしたが、データパターンＩＤを付加しない一般的なサイクリック通信と同様の形式で送信するようにしてもよい。

なお、実施の形態２の送達確認メッセージの場合と同様に、未受信メッセージを送信する際に、所定の時間内に他の端末から同一の宛先の未受信メッセージを受信した場合には、統合して未受信メッセージを送信するようにしてもよい。

このように、本実施の形態では、端末は、一定間隔で各端末に未受信メッセージを送信し、サイクリック通信データを受信した場合にそのサイクリック通信データの送信元の端末への未受信メッセージの送信を停止し、また、他端末から未受信メッセージを受信するたびに自端末メモリデータをサイクリック通信データとして送信するようにした。そのため、実施の形態１と同様に、ネットワークの帯域の消費を低減し、かつ、端末に要求される処理能力を低減することができる。

実施の形態５．
以下、本発明にかかる実施の形態５のサイクリック通信システムについて説明する。本実施の形態のサイクリック通信システムの構成は、実施の形態１と同様であるが、本実施の形態のサイクリック通信システムを構成する端末は、実施の形態１のサイクリック通信処理部１２を備えずに、サイクリックメモリ１４を備え、そのサイクリックメモリ１４の読み書きの制御は汎用の端末内の読み書き制御手段により実施する。

本実施の形態では、端末は、サイクリック通信データに実施の形態１と同様にデータパターンＩＤ、プロトコルヘッダ等を付加して定期的に送信するが、これらのデータの生成は端末内の汎用の読み書き制御手段により実施する。そして、そのサイクリック通信データを受信した端末は、サイクリック通信データに基づいて自身のサイクリックメモリ１４を汎用の読み書き制御手段により更新する。そして、実施の形態１と同様の汎用通信処理部１３が、受信したデータのデータパターンの部分のみを参照し、自身のサイクリックメモリ１４に更新を反映済みのサイクリック通信データと同一の送信元（同一のサイクリックメモリアドレス）から送信されるデータに含まれるデータパターンのＩＤが同一の間は、そのデータを破棄し、変更になった場合に汎用の制御手段にそのデータを渡し、汎用の制御手段がそのデータに基づいてサイクリックメモリ１４の更新を実施する。

この場合、サイクリック通信データの送信側は、定期的にサイクリック通信データを行い、送達確認を実施しないようにしてもよいし、汎用の通信処理部によって送達確認を行うようにして、実施の形態１と同様に、送達確認を確認した場合に同一のサイクリック通信データの送信を停止るようにしてもよい。

このように、本実施の形態では、端末は、サイクリック通信専用の処理部を用いずに、サイクリックメモリ１４を制御する汎用の制御手段が、同一のデータパターンのＩＤを有するサイクリック通信データを破棄するようにした。そのため、実施の形態１に比べサイクリック通信用のリソースを低減することができる。

実施の形態６．
図７は、本発明にかかるサイクリック通信システムを構成する端末の実施の形態６の構成例を示す図である。本実施の形態のサイクリック通信システムの構成は、実施の形態１の端末１−１〜１−５を、それぞれ本実施の形態の端末に替える以外は実施の形態１と同様である。本実施の形態の端末１ｂは、実施の形態１の端末１−１のサイクリック通信処理部１２，汎用通信処理部１３をそれぞれサイクリック通信処理部１２ｂ，汎用通信処理部１３ａに替える以外は実施の形態１の端末１−１と同様である。また、汎用通信処理部１３ａは、伝送路がイーサネット（登録商標）の場合にはイーサＯＡＭ（Operation And Maintenance）処理を行い、伝送路がＡＴＭの場合には、ＡＴＭ ＯＡＭ処理を行うＯＡＭ処理部１５を備えている。また、サイクリック通信処理部１２ｂは実施の形態１と同様にサイクリックメモリ１４を備えている。

本実施の形態では、実施の形態１で実施した送達確認を、汎用通信の枠組みを用いて実施する。実施の形態１では、サイクリック通信処理部１２が送達確認メッセージを送信したが、本実施の形態では、汎用通信処理部１３が、汎用通信の枠組みで送達確認を行う。ＯＡＭでは、保守管理に関わる機能については、標準化がされている（ＩＴＵ−Ｔ Ｙ．１７３１等）が、その他の機能についてはVendor Specific領域が設けられておりその領域を用いて自由に機能定義できる。

図８−１，８−２は、イーサＯＡＭを用いた場合のサイクリック通信の送達確認方式を示す図である。図８−１は送信処理を、図８−２は受信処理を示している。図８−１に示すように、サイクリック通信データの送信時には、サイクリック通信データを送信するためのサイクリック通信パケット３１，３２，３３の送信の前にイーサネット（登録商標）ＯＡＭフレーム２１を送信する。このイーサネット（登録商標）ＯＡＭフレーム２１には、後続のサイクリック通信パケット３１，３２，３３で送信するサイクリック通信データのサイクリックメモリアドレスとデータの内容を識別するためのデータパターンＩＤとが含まれている。

たとえば、図８−１の例では、イーサネット（登録商標）ＯＡＭフレーム２１には、後続のサイクリック通信パケット３１，３２，３３のサイクリックメモリアドレスがＡ１、データパターンＩＤがＸ１、が含まれている。そして、送信するサイクリック通信パケットのデータパターンＩＤがＸ２に変更になるときには、サイクリックメモリアドレスがＡ１、データパターンＩＤがＸ２であるイーサネット（登録商標）ＯＡＭフレーム２２を送信する。イーサネット（登録商標）ＯＡＭフレーム２２の送信後に、サイクリックメモリアドレスがＡ１、データパターンＩＤがＸ２のサイクリック通信パケットを送信する。

一方、図８−２に示すように、サイクリック通信データの受信側の端末では、イーサＯＡＭ処理部１５が、受信したイーサネット（登録商標）ＯＡＭフレーム２１のサイクリックメモリアドレスおよびデータパターンＩＤと、後続のサイクリック通信パケット３１のサイクリックメモリアドレスおよびデータパターンＩＤが一致した場合は、そのサイクリックメモリアドレスおよびデータパターンＩＤのサイクリック通信データの受信が完了したと判断し、イーサネット（登録商標）ＯＡＭフレーム２１と同様のＯＡＭフレーム２３を送信元の端末に返送する（ＯＡＭフレーム２１を折り返す）。

イーサネット（登録商標）ＯＡＭフレーム２１を送信した端末は、返送されたイーサネット（登録商標）ＯＡＭフレーム２１を受信すると、そのサイクリックメモリアドレスおよびデータパターンＩＤが送達したことが確認できたと判断して、そのデータパターンＩＤのサイクリック通信パケットの送信を停止する。そして、自端末メモリデータの更新があると、ふたたび、更新後のデータに対応するデータパターンＩＤを含むイーサネット（登録商標）ＯＡＭフレームを送信後に、更新後のデータを含むサイクリック通信パケットを送信する。なお、本実施の形態のサイクリック通信処理部１２ｂの動作は、以上の送達確認に関する動作を実施しない点以外は、実施の形態１のサイクリック通信処理部１２と同様である。以上説明した以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。

このように、本実施の形態では、実施の形態１と同様にサイクリック通信データの送信時にデータパターンＩＤを送信し、受信側の端末が受信したことを示す送達確認ができたデータパターンＩＤのサイクリック通信データは送信を停止するようにした。そして、この送達確認を汎用通信の枠組みを用いて送達確認を実施するようにした。そのため、実施の形態１にくらべ、専用の処理部の構成を簡素化することができる。

以上のように、本発明にかかるサイクリック通信システム、通信装置およびサイクリック通信方法は、リングネットワーク上でサイクリックメモリを用いてサイクリック通信を行うシステムに有用であり、特に、サイクリックメモリの更新から反映までの時間に制約のあるシステムに適している。

本発明にかかるサイクリック通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。 サイクリックメモリの構成と格納されているデータの送信方法を示す図である。 実施の形態１のサイクリック通信方法によるデータ送信の一例を示すチャート図である。 実施の形態１のサイクリック通信データを送信するためデータ形式の一例を示す図である。 実施の形態２のサイクリック通信システムの構成例を示す図である。 実施の形態３のサイクリック通信システムの送信データのデータ形式を示す図である。 実施の形態６のサイクリック通信システムを構成する端末の構成例を示す図である。 イーサＯＡＭを用いた場合のサイクリック通信の送達確認方式を示す図である。 イーサＯＡＭを用いた場合のサイクリック通信の送達確認方式を示す図である。

符号の説明

１−１〜１−５，１ａ−１〜１ａ−３，１ｂ 端末
２ 制御ネットワーク
１１ アプリケーション処理部
１２，１２ａ，１２ｂ サイクリック通信処理部
１３，１３ａ 汎用通信処理部
１４ サイクリックメモリ
１５ ＯＡＭ処理部
２１，２２ イーサネット（登録商標）ＯＡＭフレーム
３１〜３３ サイクリック通信パケット

Claims (11)

1. ネットワークに接続される複数の端末で構成され、前記端末が、端末間で共有する情報を格納するためのサイクリックメモリを有し、また、前記サイクリックメモリにおける自端末に割り当てられた領域に格納されているデータである自端末メモリデータを他の端末へサイクリック通信データとして送信し、一方、サイクリック通信データを受信した端末は、そのサイクリック通信データに基づいて自身のサイクリックメモリにおける送信元の端末に割り当てられた領域のデータを更新するサイクリック通信システムであって、
   前記端末は、自端末メモリデータの内容が同一の場合は同一の値となり、内容が異なる場合には異なる値となるように自端末メモリデータの内容と一意に対応するデータパターン識別子を生成し、そのデータパターン識別子を含むサイクリック通信データを所定の時間間隔で自端末以外の全ての前記複数の端末へ送信し、
   サイクリック通信データを受信した端末は、そのデータに含まれるデータパターン識別子を含む送達確認応答を返信し、
   送達確認応答を受信した端末は、その送達確認応答に含まれるデータパターン識別子を含むサイクリック通信データの送信を停止し、自端末メモリデータの内容が更新された場合に、サイクリック通信データの送信を再開することを特徴とするサイクリック通信システム。
2. サイクリック通信データを受信した端末は、送達確認応答を返信する前に、所定の待機時間の間待機し、前記待機時間の間に他の端末から前記送達確認応答と同一宛先の送達確認応答を受信した場合には、受信した送達確認応答と自身が返信する送達確認応答とを統合し、統合した送達確認応答を返信することを特徴とする請求項１に記載のサイクリック通信システム。
3. サイクリック通信データを受信した端末は、自端末メモリデータを送信するためのサイクリック通信データに前記送達確認応答を含めて送信することを特徴とする請求項１または２に記載のサイクリック通信システム。
4. サイクリック通信データを受信した端末は、前記送信元の端末に割り当てられた領域のデータを更新した後に、そのサイクリック通信データと送信元が同一であり、かつ、そのサイクリック通信データと同一のデータパターン識別子を含む、サイクリック通信データを新たに受信した場合には、新たに受信したサイクリック通信データに基づく更新を実施しないことを特徴とする請求項１、２また３に記載のサイクリック通信システム。
5. サイクリック通信データを受信した端末は、前記送信元の端末に割り当てられた領域のデータを更新した後に、そのサイクリック通信データと送信元が同一であり、かつ、そのサイクリック通信データと同一のデータパターン識別子を含む、サイクリック通信データを新たに受信した場合には、新たに受信したサイクリック通信データを破棄することを特徴とする請求項１、２また３に記載のサイクリック通信システム。
6. 前記端末では、前記サイクリックメモリを制御する汎用のメモリ制御手段が、請求項１〜５のいずれか１つに記載の処理を実行することを特徴とするサイクリック通信システム。
7. 前記端末は、自端末メモリデータが更新された場合、更新後の自端末メモリデータに対応するサイクリック通信データの送信の前に、更新後の自端末メモリデータに対応するデータパターン識別子を挿入した汎用のＯＡＭフレームを送信し、
   サイクリック通信データを受信した端末は、そのサイクリック通信データに含まれるデータパターン識別子が、同一送信元から受信した直近のＯＡＭフレームに含まれるデータパターン識別子と同一であった場合に、前記送達確認応答として、そのＯＡＭフレームを折り返して送信元に返信することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のサイクリック通信システム。
8. ネットワークに接続される複数の端末で構成され、前記端末が、端末間で共有する情報を格納するためのサイクリックメモリを有し、また、前記サイクリックメモリにおける自端末に割り当てられた領域に格納されているデータである自端末メモリデータを他の端末へサイクリック通信データとして送信し、一方、サイクリック通信データを受信した端末は、そのサイクリック通信データに基づいて自身のサイクリックメモリにおける送信元の端末に割り当てられた領域のデータを更新するサイクリック通信システムであって、
   前記端末は、
   他の端末へサイクリック通信データの送信を要求するデータ送信要求を所定の時間間隔で送信し、また、サイクリック通信データを受信した場合には、そのサイクリック通信データの送信元へのデータ送信要求の送信を停止し、停止開始から前記時間間隔より長い一定期間が経過した後にデータ送信要求の送信を再開し、
   自端末メモリデータの内容が更新された場合、または前記データ送信要求を受信した場合に、サイクリック通信データを送信することを特徴とする請求項１に記載のサイクリック通信システム。
9. 前記ネットワークを論理的なネットワークとすることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のサイクリック通信システム。
10. ネットワークに接続される複数の端末で構成され、前記端末が、端末間で共有する情報を格納するためのサイクリックメモリを有し、また、前記サイクリックメモリにおける自端末に割り当てられた領域に格納されているデータである自端末メモリデータを他の端末へサイクリック通信データとして送信し、一方、サイクリック通信データを受信した端末は、そのサイクリック通信データに基づいて自身のサイクリックメモリにおける送信元の端末に割り当てられた領域のデータを更新するサイクリック通信システムにおいて、前記端末として動作する通信装置であって、
    自端末メモリデータの内容が同一の場合は同一の値となり、内容が異なる場合には異なる値となるように自端末メモリデータの内容と一意に対応するデータパターン識別子を生成し、そのデータパターン識別子を含むサイクリック通信データを所定の時間間隔で自端末以外の全ての前記複数の端末へ送信し、また、サイクリック通信データを受信した場合は、そのデータに含まれるデータパターン識別子を含む送達確認応答を返信し、また、送達確認応答を受信した場合は、その送達確認応答に含まれるデータパターン識別子を含むサイクリック通信データの送信を停止し、自端末メモリデータの内容が更新された場合に、サイクリック通信データの送信を再開するサイクリック通信処理手段、
    を備えることを特徴とする通信装置。
11. ネットワークに接続される複数の端末で構成され、前記端末が、端末間で共有する情報を格納するためのサイクリックメモリを有し、また、前記サイクリックメモリにおける自端末に割り当てられた領域に格納されているデータである自端末メモリデータを他の端末へサイクリック通信データとして送信し、一方、サイクリック通信データを受信した端末は、そのサイクリック通信データに基づいて自身のサイクリックメモリにおける送信元の端末に割り当てられた領域のデータを更新するサイクリック通信システムにおけるサイクリック通信方法であって、
    前記端末が、自端末メモリデータの内容が同一の場合は同一の値となり、内容が異なる場合には異なる値となるように自端末メモリデータの内容と一意に対応するデータパターン識別子を生成し、そのデータパターン識別子を含むサイクリック通信データを所定の時間間隔で自端末以外の全ての前記複数の端末へ送信するサイクリック通信データ送信ステップと、
    サイクリック通信データを受信した端末が、そのデータに含まれるデータパターン識別子を含む送達確認応答を返信する送達確認応答ステップと、
    送達確認応答を受信した端末が、その送達確認応答に含まれるデータパターン識別子を含むサイクリック通信データの送信を停止し、自端末メモリデータの内容が更新された場合に、サイクリック通信データの送信を再開するデータ送信停止ステップと、
    を含むことを特徴とするサイクリック通信方法。

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