JP5322773B2 - 通信システム及び通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信システム及び通信制御方法に関し、特に、各端局が周期的に繰り返される所定の期間で通信を行うために用いて好適なものである。

複数の端局で構成され、各端局間の通信が時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式で行われる通信システムが開示されている（特許文献１を参照）。この通信システムでは、端局は、データを受信すると、自局が送信権を有するタイム・スロットで、肯定応答（ＡＣＫ）を送信する。これをデータの送信元の端局が受信し、自局にとって有意なものと解釈することで、データの通信が完結する。すなわち、データの通信の当事者間でデータとＡＣＫとをやりとりすることで、通信は完結する。

特開昭６４−１９４０６号公報

しかし、前述の技術では、データの通信の当事者間のみでデータとＡＣＫとをやりとりするので、データの通信の当事者でない第三者が他の端局間の通信の成否を認識することができなかった。その結果、複数の端局間の通信の結果を、第三者を含む複数の端局間で共有することは困難であり、これを限られた期間で行うことはさらに困難であった。
したがって、周期的に繰り返される所定期間で行われる複数の端局間の通信の結果に基づいて、データの通信の当事者でない第三者を含む複数の端局を、帯域利用効率を良好にして、同期して動作させることは困難であった。
その結果、例えば、複数の可動部を同期して動作させるような機器制御を行うに際し、短い制御周期で制御を行ったり、多くの可動部の制御を行ったりすることが困難であった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、周期的に繰り返される所定期間で行われる複数の端局間の通信の結果に基づいて、データの通信の当事者でない第三者を含む複数の端局を同期して動作させることができるようにすることを目的とする。

本発明の通信システムは、主制御部と、前記主制御部の制御に基づいて動作する複数の副制御部とを含む複数の端局のそれぞれが相互に通信可能に接続されて構成され、各端局間の通信が周期的に繰り返される所定の期間で行われる通信システムであって、前記複数の副制御部は、データを受信する受信手段と、前記受信手段により受信されたデータに対する確認応答に係るデータを生成する生成手段と、前記受信手段により受信されたデータの送信元に関わらず、前記生成手段により生成された、確認応答に係るデータを前記主制御部に送信する送信手段と、を有し、前記主制御部は、前記確認応答に係るデータを前記副制御部から受信する受信手段と、前記受信手段により受信された確認応答に係るデータに基づいて、前記所定の期間における前記副制御部との通信の成否を示すデータを生成する生成手段と、前記生成手段により生成された、通信の成否を示すデータを前記副制御部に送信する送信手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、副制御部は、データの送信元に関わらず、確認応答に係るデータを主制御部に送信し、主制御部は、その確認応答に係るデータに基づいて、副制御部からの通信の成否を示すデータを生成して副制御部に送信するようにした。したがって、周期的に繰り返される所定期間で行われる複数の端局間の通信の結果に基づいて、データの通信の当事者でない第三者を含む複数の端局を同期して動作させることができる。

第１の実施形態に係る通信システムの構成の一例を示すブロック図である。 親局の構成の一例を示すブロック図である。 タイム・スロット割り当て表の一例を示す図である。 子局の構成の一例を示すブロック図である。 子局の構成の他の例を示すブロック図である。 通信システムにおける通信のシーケンスの一例を示す図である。 第２の実施形態に係るタイム・スロット割り当て表の一例を示す図である。 通信システムにおける通信のシーケンスの一例を示す図である。 第３の実施形態に係るタイム・スロット割り当て表の一例を示す図である。 通信システムにおける通信のシーケンスの一例を示す図である。

＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
図１において、親局２００は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式で行う、バス２３０上の通信を統括する。また、親局２００はバス２３０を介して子局２０１〜２０８と通信することで、子局２０１〜２０８を制御する。
子局２０１〜２０８は、バス２３０を介して自局以外の端局（親局２００及び他の子局）と通信する。子局２０１〜２０６には、各々センサ２１１〜２１６とモータ２２１〜２２６とが接続されている。子局２０１〜２０６は、各々センサ２１１〜２１６が出力するセンサ・データを受信する。子局２０１〜２０６は、各々モータ２２１〜２２６に駆動信号を出力する。
センサ２１１〜２１６は、各々子局２０１〜２０６にセンサ・データを出力する。センサ・データはモータ２２１〜２１６の帰還制御に係る帰還データの一例であり、モータ２２１〜２１６で動作する機器の状態を示すデータ（位置、速度、加速度等）である。
モータ２２１〜２２６は、各々子局２０１〜２０６が出力する駆動信号に基づいて動作する。
バス２３０は端局を互いに通信可能に接続する。

親局２００は、モータ２２１〜２２６を互いに同期して動作させ、システムとして所望の動作となるように、子局２０１〜２０８に送信するデータを生成する。
親局２００、センサ２１１、２１２、及びモータ２２１、２２２は、帰還制御系を構成する。親局２００は、子局２０１、２０２を介してセンサ２１１、２１２が出力するセンサ・データを夫々取得する。親局２００は、取得したセンサ・データに基づいて帰還演算を行い、モータ２２１、２２２に対する制御データを生成する。親局２００は、作成した制御データを、各々、子局２０１、２０２を介してモータ２２１、２２２に出力する。
また、親局２００は、子局２０７、２０８に、子局２０７、２０８の各々が帰還制御を行うローカル帰還制御系に対する制御データを送信する。この制御データは、子局２０１、２０２に対して送信する、モータを直接、制御するための制御データと比較して、より抽象的な、あるいは上位の概念の制御データである。
子局２０７、センサ２１３、２１４、及びモータ２２３、２２４はローカル帰還制御系を構成する。子局２０７は、子局２０３、２０４を介してセンサ２１３、２１４が出力するセンサ・データを夫々取得する。子局２０７は、親局２００から受信した制御データと、取得したセンサ・データとに基づいて帰還演算を行い、モータ２２３、２２４に対する制御データを生成する。子局２０７は、作成した制御データを、各々、子局２０３、２０４を介してモータ２２３、２２４に出力する。
子局２０７、センサ２１３、２１４、及びモータ２２３、２２４と同様に、子局２０８、センサ２１５、２１６、及びモータ２２５、２２６もローカル帰還制御系を構成する。

図２は、親局２００の構成の一例を示すブロック図である。尚、図２において、タイム・スロット割り当て記憶部３００と、演算部３０２、フレーム生成部３０３、復調部３０７、及び通信成否判別部３１０とが相互に接続されている（図２の＊を参照）。また、タイム・スロット・タイミング生成部３０１と、演算部３０２、フレーム生成部３０３、復調部３０７、及び通信成否判別部３１０とが相互に接続されている（図２の♯を参照）。
図２において、タイム・スロット割り当て記憶部３００は、タイム・スロット割り当て表を記憶する。
図３は、タイム・スロット割り当て表の一例を示す図である。
ＴＤＭＡフレームは３２のタイム・スロットで構成され、タイム・スロットｔ０で開始され、タイム・スロットｔ３１で終了する。タイム・スロット割り当て表は、タイム・スロット毎に、「送信局」、「受信局」、「データ種別」、及び「通信成否判別有効」の情報を有する。
「送信局」は、当該タイム・スロットにおいてデータを送信する端局を示す。「受信局」は、当該タイム・スロットにおいてデータを受信する端局を示す。「データ種別」は、当該タイム・スロットで伝送するデータの種別を示す。ここでいうデータは、通信成否データ、センサ・データ、制御データ、及びＡＣＫデータの何れかである。
「通信成否判別有効」は、通信成否を判別するタイム・スロットを示す。通信成否を判別するタイム・スロットは「有効」と設定されたタイム・スロットである。

タイム・スロット・タイミング生成部３０１は、タイム・スロットの間隔と同一の長さを有する時間毎に変化し、ＴＤＭＡフレームを構成するタイム・スロット数と同一の状態数を有するカウンタである。タイム・スロット・タイミング生成部３０１は、カウンタの出力を、タイム・スロット・タイミング信号として、演算部３０２、フレーム生成部３０３、復調部３０７、及び通信成否判別部３１０に出力する。
本実施形態においては、タイム・スロット・タイミング信号は、タイム・スロットの間隔と同一の長さを有する時間毎に０、１、２、・・・、３１、０、１、２、・・・、３１、・・・と変化する。
また、本実施形態においては、各部の処理遅延は処理するデータによらず固定値であるものとする。そのため、タイム・スロット・タイミング信号で各部の動作を協調させ、ＴＤＭＡ方式による伝送にかかる処理を行うことができる。

演算部３０２は、電源投入後、タイム・スロット割り当て記憶部３００からタイム・スロット割り当て表を読み出す（図３を参照）。演算部３０２には、復調部３０７から、センサ・データが入力される。演算部３０２は、タイム・スロット・タイミング信号とタイム・スロット割り当て表とに基づき、センサ・データの送信局を判別する。演算部３０２は、ＴＤＭＡフレーム毎に、複数のセンサ・データとその送信局とに基づき、帰還演算を行い、自局が制御データを送信する各端局に対する制御データを生成する。演算部３０２は、生成した各端局に対する制御データを、当該制御データがフレーム生成部３０３によって読み出されるまで記憶する。
本実施形態においては、演算部３０２は、タイム・スロットｔ１、ｔ２において各々子局２０１、２０２が送信したセンサ・データに基づき、子局２０１、２０２、２０７、２０８に対する制御データを生成する（図３を参照）。

フレーム生成部３０３は、電源投入後、タイム・スロット割り当て記憶部３００からタイム・スロット割り当て表を読み出す（図３を参照）。フレーム生成部３０３は、読み出したタイム・スロット割り当て表を変調部３０４に出力する。その後、フレーム生成部３０３は、タイム・スロット・タイミング生成部３０１が出力するタイム・スロット・タイミング信号とタイム・スロット割り当て表とに基づき、演算部３０２又は通信成否判別部３１０から各々制御データ又は通信成否データを読み出す。このとき、フレーム生成部３０３は、タイム・スロット割り当て表に設定されたＴＤＭＡフレームを構成するタイミングで制御データ又は通信成否データを読み出す。フレーム生成部３０３は読み出した制御データ又は通信成否データを変調部３０４に出力する。
本実施形態においては、フレーム生成部３０３は、タイム・スロットｔ０において通信成否データを送信するように、通信成否判別部３１０から通信成否データを読み出す。また、フレーム生成部３０３は、タイム・スロットｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０において各々子局２０１、２０２、２０７、２０８に対する制御データを送信するように、演算部３０２から各端局に対する制御データを読み出す（図３を参照）。

変調部３０４は、フレーム生成部３０３から入力されたデータをバス２３０における伝送に適合した信号に変調する。変調部３０４は、変調した信号を伝送路出力部３０５に出力する。
伝送路出力部３０５は、変調部３０４が出力した信号をバス２３０に出力する。
伝送路入力部３０６は、バス２３０上の信号を復調部３０７に出力する。
復調部３０７は、タイム・スロット・タイミング生成部３０１が出力するタイム・スロット・タイミング信号と、タイム・スロット割り当て表とに基づいて以下の処理を行う。まず、復調部３０７は、伝送路入力部３０６が出力した信号を復調し、自局宛に送信されたセンサ・データ又はＡＣＫデータを再生する。復調部３０７は、復調した信号がセンサ・データである場合、当該センサ・データを、再生する度に、演算部３０２と誤り判別部３０８に出力する。一方、復調した信号がＡＣＫデータである場合も同様に復調部３０７は、当該ＡＣＫデータをＡＣＫ判別部３０９に出力する。
本実施形態においては、復調部３０７は、タイム・スロットｔ１、ｔ２において各々子局２０１、２０２が送信したセンサ・データを演算部３０２に出力する。また、復調部３０７は、タイム・スロットｔ５、ｔ７、ｔ９、ｔ１１、ｔ１３、ｔ１５、ｔ１８、ｔ２０、ｔ２２、ｔ２４、ｔ２７、ｔ２９にて各々子局２０１、２０２、２０７、２０８、２０７、２０７、２０３、２０４、２０８、２０８、２０５、２０６が送信したＡＣＫデータをＡＣＫ判別部３０９に出力する。
誤り判別部３０８は、復調部３０７から入力されたセンサ・データの誤り判別を行う。誤り判別は、バス２３０上で伝送されるデータを、誤り判別可能な方式で符号化することにより、実現される。誤り判別部３０８は、誤り判別を行う度に判別結果を通信成否判別部３１０に出力する。
ＡＣＫ判別部３０９は、復調部３０７から入力されたＡＣＫデータが、ＡＣＫを示すデータとして規定されたデータであるか否かを判別する。ＡＣＫ判別部３０９は、ＡＣＫ判別を行う度に、判別結果を通信成否判別部３１０に出力する。

通信成否判別部３１０は、タイム・スロット・タイミング信号とタイム・スロット割り当て表とに基づき、直前のＴＤＭＡフレームでの子局との通信の成否を判別する。通信成否の判別は、タイム・スロット割り当て表にて通信成否判別が有効に設定されたタイム・スロットで伝送されたデータについてのみ行う。通信成否判別部３１０は、通信成否判別が有効に設定されたタイム・スロットで伝送されたセンサ・データの誤り判別結果と、通信成否判別が有効に設定されたタイム・スロットで伝送されたＡＣＫデータの判別結果とに基づいて通信の成否を判別する。通信成否判別部３１０は、直前のＴＤＭＡフレームでの全ての判別結果が、「誤りなし」又は「ＡＣＫデータの正常受信」を示す場合、通信成功と判別する。そうでない場合、通信失敗と判別する。通信成否判別部３１０は通信成否の判別結果を、当該通信成否の判別結果がフレーム生成部３０３によって読み出されるまで記憶する。
本実施形態においては、通信成否の判別は、親局２００宛に送信された全てのセンサ・データとＡＣＫデータについて行う。

図４は、子局２０７の構成の一例を示すブロック図である。尚、子局２０７、２０８は同じ構成を有するので、ここでは、子局２０８の詳細な説明及び図示を省略する。図４において、タイム・スロット割り当て記憶部４００と、演算部４０２、フレーム生成部４０３、及び復調部４０７とが相互に接続されている（図４の＊を参照）。また、タイム・スロット・タイミング生成部４０１と、演算部４０２、フレーム生成部４０３、及び復調部４０７とが相互に接続されている（図４の♯を参照）。
図４において、タイム・スロット割り当て記憶部４００は、復調部４０７から入力されたタイム・スロット割り当て表を記憶する。本実施形態では、タイム・スロット割り当て記憶部４００に記憶されるタイム・スロット割り当て表は、図３に示した、親局２００のタイム・スロット割り当て記憶部３００に記憶されているそれと同一のものである。タイム・スロット割り当て記憶部４００は、電源投入後、復調部４０７から新規のタイム・スロット割り当て表が入力され、それを記憶すると、その旨を各部に通知する。
子局２０７、２０８の初期設定はこれにより完了する。

タイム・スロット・タイミング生成部４０１は、タイム・スロットの間隔と同一の長さを有する時間毎に変化し、ＴＤＭＡフレームを構成するタイム・スロット数と同一の状態数を有するカウンタである。タイム・スロット・タイミング生成部４０１は、カウンタの出力を、タイム・スロット・タイミング信号として、演算部４０２、フレーム生成部４０３、及び復調部４０７に出力する。
本実施形態においては、タイム・スロット・タイミング信号は、タイム・スロットの間隔と同一の長さを有する時間毎に０、１、２、・・・、３１、０、１、２、・・・、３１、・・・と変化する。
また、本実施形態においては、各部の処理遅延は処理するデータによらず固定値であるものとする。そのため、タイム・スロット・タイミング信号で各部の動作を協調させ、ＴＤＭＡ方式による伝送にかかる処理を行うことができる。

演算部４０２は、初期設定完了後、タイム・スロット割り当て記憶部４００からタイム・スロット割り当て表を読み出す（図３を参照）。演算部４０２には、復調部４０７から、制御データとセンサ・データとが入力される。演算部４０２は、タイム・スロット・タイミング信号とタイム・スロット割り当て表とに基づき、センサ・データの送信局を判別する。演算部４０２は、ＴＤＭＡフレーム毎に、制御データと、複数のセンサ・データと、それら複数のセンサ・データの送信局とに基づき、帰還演算を行い、自局が制御データを送信する各端局に対する制御データを生成する。演算部４０２は、生成した各端局に対する制御データを、当該制御データがフレーム生成部４０３により読み出されるまで記憶する。
このとき、演算部４０２は、通信成否判別部４０８から入力された通信成否の判別結果に基づいて、以下の処理を行う。演算部４０２は、通信成否の判別結果が通信成功である場合、直前のＴＤＭＡフレームにて受信した制御データを有効なものとし、それに基づいて帰還演算を行う。そうでない場合、演算部４０２は、直前のＴＤＭＡフレームにて受信した制御データを無効なものとし、それ以前のＴＤＭＡフレームにて受信した有効な制御データに基づいて帰還演算を行う。
本実施形態では演算部４０２は、直前のＴＤＭＡフレームのタイム・スロットｔ８で親局２００が送信した制御データと、タイム・スロットｔ１２、ｔ１４で各々子局２０３、２０４が送信したセンサ・データとに基づき、当該子局に対する制御データを生成する。このとき、子局２０７の演算部４０２は、タイム・スロットｔ０において親局２００から受信した通信成否データに基づいて、直前のＴＤＭＡフレームにて親局２００が送信した制御データを有効又は無効とする。子局２０８の演算部４０２についても、子局２０７の演算部４０２と同様の動作を行う。

フレーム生成部４０３は、初期設定完了後、タイム・スロット・タイミング信号とタイム・スロット割り当て表とに基づき、演算部４０２又はＡＣＫ生成部４１０から、各々制御データ又はＡＣＫデータを読み出す。このとき、フレーム生成部４０３は、タイム・スロット割り当て表に設定されたＴＤＭＡフレームを構成するタイミングで制御データ又はＡＣＫデータを読み出す。フレーム生成部４０３は読み出した制御データ又はＡＣＫデータを変調部４０４に出力する。
本実施形態においては、子局２０７のフレーム生成部４０３は、タイム・スロットｔ９、ｔ１３、ｔ１５においてＡＣＫデータを送信するように、ＡＣＫ生成部４１０からＡＣＫデータを読み出す。また、フレーム生成部４０３は、タイム・スロットｔ１７、ｔ１９において各々子局２０３、２０４に対する制御データを送信するように、演算部４０２から各端局に対する制御データを読み出す。子局２０８のフレーム生成部４０３についても、子局２０７のフレーム生成部４０３と同様の動作を行う。

変調部４０４は、フレーム生成部４０３から入力されたデータをバス２３０における伝送に適合した信号に変調する。変調部４０４は、変調した信号を伝送路出力部４０５に出力する。
伝送路出力部４０５は、変調部４０４が出力した信号をバス２３０に出力する。
伝送路入力部４０６は、バス２３０上の信号を復調部４０７に出力する。
復調部４０７は、電源投入後、親局２００が送信したタイム・スロット・タイミング表を伝送路入力部４０６が入力すると、それをタイム・スロット・割り当て記憶部４００に出力する。その後、復調部４０７は、タイム・スロット・タイミング信号とタイム・スロット割り当て表とに基づいて以下の処理を行う。まず、復調部４０７は、伝送路入力部４０６が出力した信号を復調し、自局宛に送信された制御データ、センサ・データ、又は通信成否データを再生する。復調部４０７は、再生した制御データ又はセンサ・データを、演算部４０２と誤り判別部４０９に出力する。また、復調部４０７は、通信成否データを、通信成否判別部４０８に出力する。
本実施形態では、子局２０７の復調部４０７は、タイム・スロットｔ８において親局２００が送信した制御データ、又はタイム・スロットｔｔ１２、ｔ１４において各々子局２０３、３０４が送信したセンサ・データを演算部４０２と誤り判別部４０９に出力する。また、復調部４０７は、タイム・スロットｔ０において親局２００が送信した通信成否データを通信成否判別部４０８に出力する。子局２０８の復調部４０７についても、子局２０７の復調部４０７と同様の動作を行う。

通信成否判別部４０８は、復調部４０７から入力された通信成否データが、通信成功を示すデータ又は通信失敗を示すデータの何れであるかを判別する。通信成否判別部４０８は、通信成否判別を行う度に、判別結果を演算部４０２に出力する。
誤り判別部４０９は、復調部４０７から入力された制御データ及び／又はセンサ・データの誤り判別を行う。誤り判別は、バス２３０上で伝送されるデータを、誤り判別可能な方式で符号化することにより、容易に実現される。誤り判別部４０９は、誤り判別を行う度に、判別結果をＡＣＫ生成部４１０に出力する。
ＡＣＫ生成部４１０は、誤り判別部４０９から誤り判別結果が入力される度に、ＡＣＫデータを生成し、フレーム生成部４０３により読み出されるまで当該ＡＣＫデータを記憶する。ＡＣＫ生成部４１０は、誤り判別部４０９から入力される誤り判別結果が、「誤りなし」を示す場合、ＡＣＫ（肯定応答）を示すデータとして規定されたデータを生成する。そうでない場合、ＡＣＫ生成部４１０は、否定応答を示すデータとしてヌル・データを生成する。

図５は、子局２０１の構成の一例を示すブロック図である。尚、子局２０１〜２０６は同じ構成を有するので、ここでは、子局２０２〜２０６の詳細な説明及び図示を省略する。図５において、タイム・スロット割り当て記憶部５００と、フレーム生成部５０３、復調部５０７、及びモータ出力部５１２とが相互に接続されている（図５の＊を参照）。また、タイム・スロット・タイミング生成部４０１と、フレーム生成部５０３、復調部５０７、及びモータ出力部５１２とが相互に接続されている（図５の♯を参照）。
図５において、タイム・スロット割り当て記憶部５００は、復調部５０７から入力されたタイム・スロット割り当て表を記憶する。本実施形態では、タイム・スロット割り当て記憶部５００に記憶されるタイム・スロット割り当て表は、図３に示した、親局２００のタイム・スロット割り当て記憶部３００に記憶されているそれと同一のものである。タイム・スロット割り当て記憶部５００は、電源投入後、復調部５０７から新規のタイム・スロット割り当て表が入力され、それを記憶すると、その旨を各部に通知する。
子局２０１〜２０６の初期設定はこれにより完了する。

タイム・スロット・タイミング生成部５０１は、タイム・スロットの間隔と同一の長さを有する時間毎に変化し、ＴＤＭＡフレームを構成するタイム・スロット数と同一の状態数を有するカウンタである。タイム・スロット・タイミング生成部５０１は、カウンタの出力を、タイム・スロット・タイミング信号として、モータ出力部５１２、フレーム生成部５０３、及び復調部５０７に出力する。
本実施形態においては、タイム・スロット・タイミング信号は、タイム・スロットの間隔と同一の長さを有する時間毎に０、１、２、・・・、３１、０、１、２、・・・、３１、・・・と変化する。
また、本実施形態においては、各部の処理遅延は処理するデータによらず固定値であるものとする。そのため、タイム・スロット・タイミング信号で各部の動作を協調させ、ＴＤＭＡ方式による伝送にかかる処理を行うことができる。

フレーム生成部５０３は、初期設定完了後、タイム・スロット・タイミング信号とタイム・スロット割り当て表とに基づき、センサ入力部５１１又はＡＣＫ生成部４１０から各々センサ・データ又はＡＣＫデータを読み出す。このとき、フレーム生成部５０３は、タイム・スロット割り当て表に設定されたＴＤＭＡフレームを構成するタイミングでセンサ・データ又はＡＣＫデータを読み出す。フレーム生成部５０３は読み出したセンサ・データ又はＡＣＫデータを変調部５０４に出力する。
本実施形態においては、子局２０１のフレーム生成部５０３は、タイム・スロットｔ５においてＡＣＫデータを送信するように、ＡＣＫ生成部５１０からＡＣＫデータを読み出す。また、フレーム生成部５０３は、タイム・スロットｔ１においてセンサ・データを送信するように、センサ入力部５１１からセンサ・データを読み出す。子局２０２〜２０６のフレーム生成部５０３についても、子局２０１のフレーム生成部５０３と同様の動作を行う。

変調部５０４は、フレーム生成部５０３から入力されたデータをバス２３０における伝送に適合した信号に変調する。変調部５０４は、変調した信号を伝送路出力部５０５に出力する。
伝送路出力部５０５は、変調部５０４が出力した信号をバス２３０に出力する。
伝送路入力部５０６は、バス２３０上の信号を復調部５０７に出力する。
復調部５０７は、電源投入後、親局２００が送信したタイム・スロット・タイミング表を伝送路入力部５０６が入力すると、それをタイム・スロット・割り当て記憶部５００に出力する。その後、復調部５０７は、タイム・スロット・タイミング信号とタイム・スロット割り当て表とに基づいて以下の処理を行う。まず、復調部５０７は、伝送路入力部５０６が出力した信号を復調し、自局宛に送信された制御データ又は通信成否データを再生する。復調部５０７は、再生した制御データをモータ出力部５１２と誤り判別部５０９に出力する。また、復調部５０７は、通信成否データを、通信成否判別部５０８に出力する。
本実施形態においては、子局２０１の復調部５０７は、タイム・スロットｔ４において親局２００が送信した制御データをモータ出力部５１２と誤り判別部５０９に出力する。また、復調部５０７は、タイム・スロットｔ０において親局２００が送信した通信成否データを通信成否判別部５０８に出力する。子局２０２〜２０６の復調部５０７についても、子局２０１の復調部５０７と同様の動作を行う。

通信成否判別部５０８は、復調部５０７から入力された通信成否データが、通信成功を示すデータ又は通信失敗を示すデータの何れであるかを判別する。通信成否判別部５０８は、通信成否判別を行う度に、判別結果をモータ出力部５１２に出力する。
誤り判別部５０９は、復調部５０７から入力された制御データの誤り判別を行う。誤り判別は、バス２３０上で伝送されるデータを、誤り判別可能な方式で符号化することにより、容易に実現される。誤り判別部５０９は、誤り判別を行う度に、判別結果をＡＣＫ生成部５１０に出力する。
ＡＣＫ生成部５１０は、誤り判別部５０９から誤り判別結果を入力される度に、ＡＣＫデータを生成し、フレーム生成部５０３により読み出されるまで当該ＡＣＫデータを記憶する。ＡＣＫ生成部５１０は、誤り判別部５０９から入力される誤り判別結果が、「誤りなし」を示す場合、ＡＣＫ（肯定応答）を示すデータとして規定されたデータを生成する。そうでない場合、ＡＣＫ生成部５１０は、否定応答を示すデータとしてヌル・データを生成する。
センサ入力部５１１は、センサ２１１が出力するアナログ信号をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換し、センサ・データを生成し、記憶する。
モータ出力部５１２は、復調部５０７から入力された制御データをデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換してモータの駆動信号を生成し、モータ２２１に出力する。
このとき、モータ出力部５１２は、通信成否判別部５０８から入力された通信成否の判別結果に基づいて、以下の処理を行う。モータ出力部５１２は、通信成否の判別結果が「通信成功」である場合、直前のＴＤＭＡフレームにて受信した制御データを有効なものとし、それに基づいて駆動信号を生成する。そうでない場合、モータ出力部５１２は、直前のＴＤＭＡフレームにて受信した制御データを無効なものとし、それ以前のＴＤＭＡフレームにて受信した有効な制御データに基づいて駆動信号を生成する。

図６は、通信システムにおける通信のシーケンスの一例を示す図である。図６は、これまで説明してきた各端局、各部の動作の結果として得られるものである。以下、通信システムにおける通信のシーケンスを説明する。
システムに電源が投入されると、システムの初期設定が行われる。システムの初期設定は以下のように行われる。まず、親局２００は、子局２０１〜２０６にタイム・スロット・割り当て表を送信する。子局２０１〜２０６は、タイム・スロット・割り当て表を受信すると、それをタイム・スロット割り当て記憶部４００、５００に記憶する。以上の処理により初期設定は完了する。
以後、各端局は、図３に示したタイム・スロット割り当て表に基づいて動作する。以下、初期設定完了後の動作を説明する。

タイム・スロットｔ１において、子局２０１は、センサ・データを親局２００に送信する。タイム・スロットｔ２において、子局２０２は、センサ・データを親局２００に送信する。
親局２００は、子局２０１、２０２から受信したセンサ・データに基づいて子局２０１、２０２に対する制御データを生成する。
タイム・スロットｔ４において、親局２００は、子局２０１に対する制御データを子局２０１に送信する。
タイム・スロットｔ５において、子局２０１は、先に受信した制御データに対するＡＣＫデータを親局２００に送信する。
タイム・スロットｔ６〜ｔ１１においては、タイム・スロットｔ４、ｔ５と同様に、親局２００は、子局２０２、２０７、２０８との間で制御データとＡＣＫデータとを送受信する。

タイム・スロットｔ１２において、子局２０３は、センサ・データを子局２０７に送信する。
タイム・スロットｔ１３において、子局２０７は、先に受信したセンサ・データに対するＡＣＫを親局２００に送信する。
タイム・スロットｔ１４において、子局２０４は、センサ・データを子局２０７に送信する。
タイム・スロットｔ１５において、子局２０７は、先に受信したセンサ・データに対するＡＣＫを親局２００に送信する。
子局２０７は、子局２０３、２０４から受信したセンサ・データに基づいて子局２０３、２０４に対する制御データを生成する。

タイム・スロットｔ１７において、子局２０７は、子局２０３に対する制御データを子局２０３に送信する。
タイム・スロットｔ１８において、子局２０３は、先に受信した制御データに対するＡＣＫデータを親局２００に送信する。
タイム・スロットｔ１９において、子局２０７は、子局２０４に対する制御データを子局２０４に送信する。
タイム・スロットｔ２０において、子局２０４は、先に受信した制御データに対するＡＣＫデータを親局２００に送信する。
タイム・スロットｔ２１〜２９においては、タイム・スロットｔ１２〜ｔ２０と同様に、親局２００と子局２０５、２０６、２０８との間でセンサ・データ、制御データ、ＡＣＫデータの送受信を行う。

親局２００は、先のタイム・スロットｔ１、ｔ２、ｔ５、ｔ７、ｔ９、ｔ１１、ｔ１３、ｔ１５、ｔ１８、ｔ２０、ｔ２２、ｔ２４、ｔ２７、ｔ２９において受信したセンサ・データ及び／又はＡＣＫデータに基づいて、通信の成否を判別する。そして、親局２００は、判別した結果に基づいて通信成否データを生成する。
タイム・スロットｔ０において、親局２００は先に生成した通信成否データを子局２０１〜２０８に送信する。通信成否データを受信した子局２０１〜２０８は、それに基づき、各々が直前のＴＤＭＡフレームにて受信した制御データを有効又は無効として扱う。

本実施形態では、親局２００が送信する通信成否データが「通信失敗」を示す場合、直前のＴＤＭＡフレームで伝送した制御データを無効なものとし、それ以前のＴＤＭＡフレームにて受信した有効な制御データに基づいてモータ２２１〜２２６を制御するとした。しかし、この場合のモータ２２１〜２２６の制御方法としては様々なものが考えられる。例えば、親局２００が送信する通信成否データが通信失敗を示す場合、子局２０１〜２０６の各々に予め記憶された所定の制御データを用いて制御すること等が考えられる。すなわち、親局２００が送信する通信成否データが通信失敗を示す場合のモータ２２１〜２２６の制御方法は、前述したものに限定されない。

以上のように本実施形態では、各子局２０１〜２０８は、センサ・データや制御データ等のデータを受信すると、それらのデータの送信元に関わらず、当該データの確認応答の一例であるＡＣＫデータを親局２００に送信する。そして、親局２００は、タイム・スロットｔ０において、通信成否を示す通信成否データを各子局２０１〜２０８に送信する。子局２０１〜２０８は、通信成否データが「通信成功」である場合、直前のＴＤＭＡフレームにて受信した制御データに基づきモータ２２１〜２２６を駆動させる。一方、通信成否データが「通信失敗」である場合、子局２０１〜２０８は、それ以前のＴＤＭＡフレームにて受信した有効な制御データに基づきモータ２２１〜２２６を駆動させる。したがって、周期的に繰り返される所定期間で行われる各端局間の通信の結果に基づいて、データの通信の当事者でない第三者を含む複数の端局を、帯域利用効率を良好にして、同期して動作させることができる。これにより、複数の可動部を同期して動作させるような機器制御を行うに際し、短い制御周期で制御を行ったり、多くの可動部の制御を行ったりすることが可能となる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、タイム・スロットｔ０において通信成否データを各子局２０１〜２０８に送信する場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、通信成否データを各子局２０１〜２０８に送信するタイム・スロットが異なる場合を例に挙げて説明する。したがって、本実施形態と第１の実施形態とは、通信成否を判別する期間と、通信成否データが伝送されるタイム・スロットとの関係が主として異なる。よって、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図６に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
図７は、タイム・スロット割り当て表の一例を示す図である。また、図８は、通信システムにおける通信のシーケンスの一例を示す図である。本実施形態は、タイム・スロット割り当て表として図７に示すものを使用することを除けば、第１の実施形態と同一の構成で実現できる。

以下、本実施形態の通信システムにおける通信のシーケンスの一例について、第１の実施形態と異なる部分のみ説明する。
タイム・スロットｔ０において、端局間の通信は行わない。
タイム・スロットｔ３において、親局２００は先に生成した通信成否データを子局２０１〜２０８に送信する。通信成否データを受信した子局２０１〜２０８は、それに基づき、各々が直前のＴＤＭＡフレームにて受信した制御データを有効又は無効として扱う。
本実施形態では、親局２００は、通信成否を判別する期間の途中であるタイム・スロットｔ３において、通信成否を示す通信成否データを各子局２０１〜２０８に送信する。したがって、前述した第１の実施形態で説明した効果に加えて、各端局における演算処理のタイミング等の都合により、通信成否を判別する期間と、通信成否データが伝送されるタイム・スロットとの関係を柔軟に設定することが可能になるという効果が得られる。
尚、通信成否データを送信するタイム・スロットは、タイム・スロットｔ３に限定されるものではない。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第１、第２の実施形態では、通信システム内の全てのモータ２２１〜２２６を同期させる場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、通信システム内の一部のモータを他のモータと非同期で動作させる場合を例に挙げて説明する。したがって、本実施形態と第１の実施形態とは、通信成否を判別するタイム・スロットが主として異なる（一部のタイム・スロットについて通信成否判別有効を「無効」とした）。よって、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図６に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
図９は、タイム・スロット割り当て表の一例を示す図である。また、図１０は、通信システムにおける通信のシーケンスの一例を示す図である。本実施形態は、タイム・スロット割り当て表として図９に示すものを使用することを除けば、第１の実施形態と同一の構成で実現できる。

以下、本実施形態の通信システムにおける通信のシーケンスの一例について、第１の実施形態と異なる部分のみ説明する。
親局２００は、先のタイム・スロットｔ２、ｔ５、ｔ７、ｔ９、ｔ１１、ｔ１３、ｔ１５、ｔ１８、ｔ２０、ｔ２２、ｔ２４、ｔ２７、ｔ２９において受信したセンサ・データ及び／又はＡＣＫデータに基づいて、通信の成否を判別し、通信成否データを生成する。
タイム・スロットｔ０において、親局２００は、先に生成した通信成否データを子局２０２〜２０８に送信する。通信成否データを受信した子局２０２〜２０８は、それに基づき、各々が先に受信した制御データを有効又は無効として扱う。
本実施形態においては、各々、タイム・スロットｔ１、ｔ５において子局２０１から親局２００宛に伝送されるセンサ・データ、ＡＣＫデータについての通信成否の判別は無効に設定されている。また、通信成否判別データは、子局２０１を除く子局２０２〜２０８宛に伝送される。そのため、子局２０１に接続されるモータ２２１を他のモータ２２２〜２２６と非同期に動作させることができる。
本実施形態では、タイム・スロット割り当て表において、一部のタイム・スロットについて通信成否判別有効を「無効」とした。したがって、前述した第１の実施形態で説明した効果に加えて、一部の子局に接続される機器であるモータを他の子局に接続される機器であるモータと非同期に動作させることが可能になるという効果が得られる。
尚、本実施形態においても、第２の実施形態で説明したように、通信成否を判別する期間の途中であるタイム・スロットにおいて、通信成否データを送信する構成とすることができる。また、通信成否判別有効を「無効」とする対象は子局２０１に限定されない。また、通信成否判別有効を「無効」とする対象を複数の子局としてもよい。

以上説明してきた実施形態によれば、各端局における演算処理のタイミング等の都合により、通信成否の判別期間と、通信成否データが伝送されるタイム・スロットとの関係を柔軟に設定できる。また、一部の子局に接続される機器を他の端局と非同期に動作させることができる。

尚、前述した各実施形態では、例えば、親局２００が主制御部の一例であり、子局２０１〜２０８が副制御部の一例となる。また、主制御部の受信手段は、第１、第３の実施形態では、例えば、タイム・スロットｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ７、ｔ９、ｔ１１、ｔ１３、ｔ１５、ｔ１８、ｔ２０、ｔ２４、ｔ２７、ｔ２９の処理で実現される。また、第２の実施形態では、例えば、タイム・スロットｔ１、ｔ２、ｔ５、ｔ７、ｔ９、ｔ１１、ｔ１３、ｔ１５、ｔ１８、ｔ２０、ｔ２２、ｔ２４、ｔ２７、ｔ２９の処理で実現される。また、主制御部の送信手段は、第１、第３の実施形態では、例えば、タイム・スロットｔ０の処理で実現される。また、第２の実施形態では、例えば、タイム・スロットｔ３の処理で実現される。また、副制御部の受信手段は、例えば、タイム・スロットｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０、ｔ１２、ｔ１４、ｔ１７、ｔ１９、ｔ２１、ｔ２３、ｔ２６、ｔ２８の処理で実現される。また、副制御部の送信手段は、例えば、タイム・スロットｔ５、ｔ７、ｔ９、ｔ１１、ｔ１３、ｔ１５、ｔ１８、ｔ２０、ｔ２２、ｔ２４、ｔ２７、ｔ２９の処理で実現される。また、副制御部の第２の送信手段は、例えば、タイム・スロットｔ１７、ｔ１９、ｔ２６、ｔ２８の処理で実現される。

（本発明の他の実施形態）
前述した本発明の実施形態における通信システムを構成する各手段、並びに通信制御方法の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。

また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体等としての実施形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。

尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システムあるいは装置に供給するものを含む。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合も本発明に含まれる。

したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体、及びそのプログラムが記憶された記憶媒体も含まれる。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

尚、前述した各実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

２００ 親局、２０１〜２０６ 子局、２１１〜２１６ センサ、２２１〜２２６ モータ

Claims (10)

1. 主制御部と、前記主制御部の制御に基づいて動作する複数の副制御部とを含む複数の端局のそれぞれが相互に通信可能に接続されて構成され、各端局間の通信が周期的に繰り返される所定の期間で行われる通信システムであって、
   前記複数の副制御部は、データを受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信されたデータに対する確認応答に係るデータを生成する生成手段と、
   前記受信手段により受信されたデータの送信元に関わらず、前記生成手段により生成された、確認応答に係るデータを前記主制御部に送信する送信手段と、を有し、
   前記主制御部は、前記確認応答に係るデータを前記副制御部から受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信された確認応答に係るデータに基づいて、前記所定の期間における前記副制御部との通信の成否を示すデータを生成する生成手段と、
   前記生成手段により生成された、通信の成否を示すデータを前記副制御部に送信する送信手段と、を有することを特徴とする通信システム。
2. 前記主制御部が有する受信手段は、前記副制御部により制御される装置の帰還制御に係るデータを当該副制御部から受信し、
   前記主制御部が有する前記生成手段は、前記確認応答に係るデータと、前記装置の帰還制御に係るデータとに基づいて、前記所定の期間における前記副制御部との通信の成否を示すデータを生成することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記副制御部は、他の副制御部に対する制御データを当該他の副制御部に送信する第２の送信手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 前記副制御部が有する前記受信手段は、当該副制御部に対する制御データを前記主制御部から受信することと、他の副制御部により制御される装置の帰還制御に係るデータを当該他の副制御部から受信することとを行い、
   前記副制御部が有する前記生成手段は、前記受信手段により受信された、制御データと、装置の帰還制御に係るデータとに基づいて、前記受信手段により受信されたデータに対する確認応答に係るデータを生成することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の通信システム。
5. 前記主制御部が有する前記送信手段は、前記複数の副制御部のうち、前記所定の期間における通信の成否を判別することが設定された副制御部に、前記生成手段により生成された、通信の成否を示すデータを送信することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の通信システム。
6. 主制御部と、前記主制御部の制御に基づいて動作する複数の副制御部とを含む複数の端局のそれぞれが相互に通信可能に接続されて構成され、各端局間の通信が周期的に繰り返される所定の期間で行われる通信システムにおける通信制御方法であって、
   前記複数の副制御部は、データを受信する受信ステップと、
   前記受信ステップにより受信されたデータに対する確認応答に係るデータを生成する生成ステップと、
   前記受信ステップにより受信されたデータの送信元に関わらず、前記生成ステップにより生成された、確認応答に係るデータを前記主制御部に送信する送信ステップと、を行い、
   前記主制御部は、前記確認応答に係るデータを前記副制御部から受信する受信ステップと、
   前記受信ステップにより受信された確認応答に係るデータに基づいて、前記所定の期間における前記副制御部との通信の成否を示すデータを生成する生成ステップと、
   前記生成ステップにより生成された、通信の成否を示すデータを前記副制御部に送信する送信ステップと、を行うことを特徴とする通信制御方法。
7. 前記主制御部が行う受信ステップは、前記副制御部により制御される装置の帰還制御に係るデータを当該副制御部から受信し、
   前記主制御部が行う前記生成ステップは、前記確認応答に係るデータと、前記装置の帰還制御に係るデータとに基づいて、前記所定の期間における前記副制御部との通信の成否を示すデータを生成することを特徴とする請求項６に記載の通信制御方法。
8. 前記副制御部は、他の副制御部に対する制御データを当該他の副制御部に送信する第２の送信ステップを有することを特徴とする請求項６又は７に記載の通信制御方法。
9. 前記副制御部が行う前記受信ステップは、当該副制御部に対する制御データを前記主制御部から受信することと、他の副制御部により制御される装置の帰還制御に係るデータを当該他の副制御部から受信することとを行い、
   前記副制御部が行う前記生成ステップは、前記受信ステップにより受信された、制御データと、装置の帰還制御に係るデータとに基づいて、前記受信ステップにより受信されたデータに対する確認応答に係るデータを生成することを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の通信制御方法。
10. 前記主制御部が行う前記送信ステップは、前記複数の副制御部のうち、前記所定の期間における通信の成否を判別することが設定された副制御部に、前記生成ステップにより生成された、通信の成否を示すデータを送信することを特徴とする請求項６〜９の何れか１項に記載の通信制御方法。

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