JP5396870B2

JP5396870B2 - 端末装置間の同報通信方式

Info

Publication number: JP5396870B2
Application number: JP2009009426A
Authority: JP
Inventors: 文彦森
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2029-01-20
Also published as: JP2010171469A

Description

本発明は、複数の端末装置（ノード）をリング型の伝送路でネットワーク接続した通信システムに係り、特に端末装置間の同報通信方式に関する。

この種の通信システムは、プラントの監視制御システムやオートメーション工場の工程集中管理システムなど、コンピュータを利用した多種多様の制御システムで採用されている。

ネットワーク接続される装置間の同報通信方式としては、各ファクシミリ端末で受信フレームを受信しながら送信することで、受信する端末数が増えた場合にも通信時間の増大を抑える同報通信方法がある（例えば、特許文献１参照）。この方法では、宛先の指定の仕方は予め受信端末に情報を送っておき、一斉同報通信時、その情報を使って通信する。

他の同報通信方式としては、リング型の伝送路でパケットを同報転送するものがある（例えば、特許文献２，特許文献３参照）。この方式では、フレーム毎の宛先指定を可能とし、各端末装置で受信フレームを一旦内部に取り込み、フレームの編集を行う。

特開平１０−２８１３４号公報特開平１１−３３１２２３号公報特開平０６−３０３２４５号公報

特許文献１の方法では、宛先の指定をフレーム毎に変えられないため、１つの端末装置が１つ以上の宛先に送信する同報送信ができない。また、１つの端末装置が送信したフレームを全ての端末装置で受信する／しないの選択ができないため、同報送信ができない。例えば、プログラマブルコントローラの端末装置間転送を実現するシステムバスでは、フレーム毎に各端末装置で受信制御や送信先の端末装置の指定が必要になる。

特許文献２や特許文献３の方式では、各端末装置で受信動作から送信動作までの間に内部でフレームの編集を行なうため、フレームが各端末装置内に留まる時間が長くなり、データ転送速度が低下する傾向にある。

本発明の目的は、フレーム転送速度を低下させることなく、送受信データの送信元の指定または送信先の指定を自在に変更した同報通信ができる端末装置間の同報通信方式を提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、共通ライトコマンドまたは個別ライトコマンドを指定できるデータフレームを巡回させ、共通ライトコマンドはデータを送信する送信元端末装置のスロット番号を送信元スロット番号フィールドに指定し、個別ライトコマンドはデータを受信する送信先端末装置を個々に指定する送信先スロット番号フィールドによって送信先別の受信端末装置グループを設定するようにしたもので、以下の構成を特徴とする。

（１）複数の端末装置をリング型の伝送路でネットワーク接続した通信システムにおける端末装置間の同報通信方式であって、
伝送路に巡回させるフレームは、トークンフレームと共通ライトコマンドフレームと個別ライトコマンドフレームの種別を指定するコマンド種別フィールドと、データを送信する送信元端末装置のスロット番号を指定する送信元スロット番号フィールドと、データを受信する送信先端末装置のスロット番号を指定する送信先スロット番号フィールドと、送受信データフィールドをもつ構成とし、
各端末装置は、
前記コマンド種別がトークンフレームのフレームを受信した場合、データ送信要求が無いときはその受信終了後にトークンフレームを送信し、送信要求があるときはその受信終了後に前記共通ライトコマンドまたは個別ライトコマンドのデータフレームを送信し、この後にトークンフレームを送信する手段と、
前記コマンド種別が共通ライトコマンドのデータフレームを受信した場合、自端末装置が受信許可する端末装置からのフレームであるときに当該フレームの送受信データを受信処理する手段と、
前記コマンド種別が個別ライトコマンドのデータフレームを受信した場合、自端末装置が該個別ライトコマンドで指定される宛先の端末装置であるときに当該フレームの送受信データを受信処理する手段と、
を備えたことを特徴とする。

（２）前記各端末装置は、前記データフレームを受信する／しないの判断を、送信元スロット番号フィールドと受信許可スロット番号の比較、または送信先スロット番号フィールドと自スロット番号の比較で行うことを特徴とする。

以上のとおり、本発明によれば、共通ライトコマンドまたは個別ライトコマンドを指定できるデータフレームを巡回させ、共通ライトコマンドはデータを送信する送信元端末装置を個々に指定する送信元スロット番号フィールドと受信許可スロット（別途指定）によって送信元別の受信端末装置グループを設定し、個別ライトコマンドはデータを受信する送信先端末装置を個々に指定する送信先スロット番号フィールドによって送信先別の受信端末装置グループを設定するようにしたため、フレーム転送速度を低下させることなく、送受信データの送信元の指定または送信先の指定を自在に変更した同報通信ができる。

また、各端末装置は、データフレームを受信する／しないの判断を、送信元スロット番号フィールドと受信許可スロット番号の比較、または送信先スロット番号フィールドと自スロット番号の比較で済むため、受信フレーム通過と並行した高速受信処理ができる。

本発明の実施形態を示す通信システムの構成図。個別ライトコマンドとトークンの送信例。データ受信処理フロー。

図１は、本発明の実施形態を示す通信システムの構成図である。各端末装置１〜６は、スロット番号０〜５が割り当てられて、リング型の伝送路でネットワーク接続され、各端末装置間では伝送路にデータフレームまたはトークンフレームを巡回させる。データフレームの種別として、共通ライトコマンドフレームと個別ライトコマンドフレームを設定可能とする。

このフレーム構成は、図１中に示すように、フレームの前後に送信元ノードと送信先ノードの同期用とするフラグと、当該フレームが共通ライトコマンドフレームか個別ライトコマンドフレームかトークンフレームかの種別を設定したコマンド種別フィールド、共通ライトコマンド時に送信元端末装置を送信元スロット番号で個々に指定する送信元スロット番号フィールド、個別ライトコマンド時に送信先端末装置を送信先スロット番号で個々に指定する送信先スロット番号フィールド、送受信データとそのチェックコードなどにした送受信データフィールドで構成する。

各端末装置１〜６は、図２に個別ライトコマンドとトークンの送信例を示すように、トークンフレームを検出したとき、その受信終了後にトークンフレームを送信することでトークンを伝送路上に１つだけ巡回させる。また、各端末装置１〜６のうち、送信要求がある端末装置は、トークンフレーム受信終了後にデータフレームを送信し、この送信後にトークンフレームを送信する。また、データフレームのデータを受信する端末装置は、下流の端末装置へのデータフレームの通過と並行してデータ受信を行い、伝送路上に送出されたデータフレームは、トークンフレームと異なり各端末装置を通過していき、送信元の端末装置まで巡回してきたときに消去される（当該端末装置が確認するのみで再送信を行わない）。

共通ライトコマンドフレームは、コマンド種別フィールドに共通ライトコマンドを指定し、送信元スロット番号フィールドに自スロット番号に対応したビットに例えば「１」をセットする。これにより、各端末装置で受信する／しないの選択を各端末装置で設定し、送信元別にデータの受信端末装置グループを指定する。

個別ライトコマンドフレームは、コマンド種別フィールドに個別ライトコマンドを指定し、送信先スロット番号フィールドに宛先スロット番号に対応した１つまたは複数のビットに例えば「１」をセットする。これにより、各端末装置で受信する／しないの選択を送信先端末装置で設定し、送信先別にデータの受信端末装置グループを指定する。

図１に示す各端末装置１〜６は、その要部構成を端末装置３に代表して示す。なお、構成要素はハードウェアで示すが、これらをソフトウェア構成とすることでもよい。端末装置３において、上流ノードからの受信フレームがトークンフレームの場合、コマンド種別フィールドまで受信した時点で、トークン検出器Ａがトークンフレームを検出し、マルチプレクサＢは出力を自身の送信データ（自送信データ）側に切り替え、受信フレームの通過を抑止する。遅延回路Ｃは、トークン検出器Ａがトークンフレームを検出するまでの時間以上に受信フレームを遅延させ、トークンフレームが下流に流れるのを遅らせる。トークン受信終了時、送信要求が無い場合は自端末装置からトークンフレームを出力し、トークンフレームを伝送路に巡回させる。送信要求が有る場合は、まずデータフレーム送信し、送信後にトークンフレームを送信する。いずれの場合もトークンフレーム送信終了時、マルチプレクサＢは出力を自送信データ側から、遅延回路Ｃを介した上流からの受信データに切り替える。この動作によって、端末装置はデータフレームを、遅延回路Ｃを介して通過させるので、遅延回路Ｃの遅延時間のみでフレームを伝播させることができ、この伝播時間は従来のフレーム再構築する動作に比べて短縮され、処理も簡易化される。

端末装置３は送信元になる他の端末装置からのデータ受信をデータ受信処理回路Ｄで処理する。この受信フローを図３に示す。フレームを受信したとき、コマンド種別フィールドからフレームの種別を判断する（Ｓ１）。このフレーム種別がトークンフレームの場合（Ｓ２）、送信要求がない場合は受信終了後にトークンを送信する（Ｓ３）。

コマンド種別が共通ライトコマンドの場合（Ｓ４）、送信元スロット番号フィールドと受信許可スロット番号（別途設定）を比較し（Ｓ５）、一致する場合は受信する（Ｓ６）。コマンド種別が個別ライトコマンドの場合（Ｓ７）、送信先スロット番号フィールドと自スロット番号ビットを比較し（Ｓ８）、自スロット番号ビットが含まれる場合は受信する（Ｓ６）。

データ受信処理回路Ｄは、受信フレームがトークン、共通ライトコマンドまたは個別ライトコマンド以外の場合（Ｓ２、Ｓ４、Ｓ７）、受信フレームを不正フレームとして無視し、次のフレーム受信に移行する。また、送信元スロット番号フィールドと受信許可スロット番号が一致しない場合（Ｓ５）、受信禁止スロットからの受信フレームとしてデータ受信を行わない。また、送信先スロット番号フィールドに自スロット番号が含まれない場合（Ｓ８）、自スロット以外へのフレームとしてデータ受信を行わない。

したがって、共通ライトコマンドフレームを受信した場合、自端末装置が該共通ライトコマンドで指定される送信元の端末装置であるときに当該フレームの送受信データを受信処理する。また、個別ライトコマンドフレームを受信した場合、自端末装置が該個別ライトコマンドで指定される宛先の端末装置であるときに当該フレームの送受信データを受信処理する。

これらコマンドによる送信先グループ構成により、送受信データの送信元の指定または送信先の指定を自在に変更した同報通信ができる。また、データフレームを受信する／しないの判断は、送信元スロット番号フィールドと受信許可スロット番号、または送信先スロット番号フィールドと自スロット番号の比較で済み、これらの比較は簡単なビット比較回路で行なえるため、受信フレーム通過と並行した高速受信処理ができる。

１〜６端末装置
Ａトークン検出器
Ｂマルチプレクサ
Ｃ遅延回路
Ｄデータ受信処理回路

Claims

複数の端末装置をリング型の伝送路でネットワーク接続した通信システムにおける端末装置間の同報通信方式であって、
伝送路に巡回させるフレームは、トークンフレームと共通ライトコマンドフレームと個別ライトコマンドフレームの種別を指定するコマンド種別フィールドと、データを送信する送信元端末装置のスロット番号を指定する送信元スロット番号フィールドと、データを受信する送信先端末装置を個々に指定する送信先スロット番号フィールドと、送受信データフィールドをもつ構成とし、
各端末装置は、
前記コマンド種別がトークンフレームのフレームを受信した場合、データ送信要求が無いときはその受信終了後にトークンフレームを送信し、送信要求があるときはその受信終了後に前記共通ライトコマンドまたは個別ライトコマンドのデータフレームを送信し、この後にトークンフレームを送信する手段と、
前記コマンド種別が共通ライトコマンドのデータフレームを受信した場合、自端末装置が受信許可する端末装置からのフレームであるときに当該フレームの送受信データを受信処理する手段と、
前記コマンド種別が個別ライトコマンドのデータフレームを受信した場合、自端末装置が該個別ライトコマンドで指定される宛先の端末装置であるときに当該フレームの送受信データを受信処理する手段と、
を備えたことを特徴とする端末装置間の同報通信方式。
前記各端末装置は、前記データフレームを受信する／しないの判断を、送信元スロット番号フィールドと受信許可スロット番号の比較、または送信先スロット番号フィールドと自スロット番号の比較で行うことを特徴とする請求項１に記載の端末装置間の同報通信方式。