JP5441776B2 - リング状同期ネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、リング状ネットワークシステムに関し、特にマスタ局と複数のスレーブ局が二重化されたリング状ネットワークで接続されている場合に、マスタ局とスレーブ局間のクロックを同期させる方式に関する。

従来のリング状ネットワークの同期補正方式では、マスタ局からＣＷ（Clock Wise：時計回り）とＣＣＷ（Counter Clock Wise：反時計回り）に同時に同期フレームが送信され、各スレーブ局でＣＷでの受信タイミングとＣＣＷでの受信タイミングの中間を基準タイミングとして、そこから固定遅延αを加えて読み出しタイミングとすることでスレーブ局間の同期を実現している（例えば、特許文献１参照）。

上記のリンク状ネットワークの同期補正方式では、何らかの障害で同期フレームの受信時刻に変動が生じた場合に、データ読み出し時刻が変動してしまう。サーボ制御用ネットワークの場合には、データ読み出し時刻の変動はモータの脈動に繋がり、振動や軌跡誤差を生じる可能性がある。

また、上記のリング状ネットワークの同期補正方式では、何らかの障害でＣＷあるいはＣＣＷの片方の通信が不可となった場合に同期補正ができなくなってしまう。

また、上記のリング状ネットワークの同期補正方式では、同期マスタの送信から各スレーブでの受信までの伝搬時間が計測できないため、最も遅延の大きいスレーブの受信時刻が把握できない。そのため、固定遅延αを長めに設定する必要があり、特にサーボ制御用ネットワークの場合には、指令に対してモータが動作するまでの無駄時間が長くなり、高応答を実現できなくなる。

特開平６−２０９３２７号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通信障害等が発生してもスレーブ局における同期補正を適切に実行し、また、二重化された通信経路の片方に障害が生じてももう片方の経路で同期補正が可能であり、更には、必要最小限の待ち時間で各スレーブ局がマスタ局からの送信データを読み出すことが可能なリング状同期ネットワークシステム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、マスタ局と複数のスレーブ局がリング状に接続された同期ネットワークにおいて、前記マスタ局は前記スレーブ局に対して、時計回りと反時計回りの二つの経路を介してそれぞれ所定のビットパターンからなる同期フレームを周期的に送信し、前記スレーブ局は、スレーブクロックと、二つの前記経路毎に同期有効区間を設定する同期有効区間設定部と、前記同期フレームの受信終了時刻が前記同期有効区間に含まれる場合にのみ当該同期フレームによって前記スレーブクロックを補正する同期補正部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、通信障害等により同期フレームの到達時間がずれた場合、同期フレームが遅延して各スレーブに到達した場合、ノイズ等により疑似同期フレームが混入した場合に、不適切な同期補正を防止して適切な同期補正が可能となる。従って、サーボシステムに使用された場合の振動や軌跡誤差の発生を防ぐことができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係るリング状同期ネットワークシステム１の構成を示す模式図である。 図２は、実施の形態１における同期フレームの各スレーブ局への伝達時刻を示すタイミングチャートである。 図３は、実施の形態１におけるマスタ局およびスレーブ局の構成を示すブロック図である。 図４−１は、正常時における同期フレームの通信経路を示す図である。 図４−２は、通信障害発生時における通信経路の切り替え後の同期フレームの通信経路を示す図である。 図５は、通信障害発生時における通信経路の切替え時の同期フレーム受信の変化を示すタイミングチャートである。 図６は、同期フレームを先着順で処理する場合の、通信障害発生時における通信経路の切替え時の同期フレーム受信の変化を示すタイミングチャートである。 図７は、同期フレームを利用したスレーブクロックのクロックカウンタの補正を説明するタイミングチャートである。 図８は、実施の形態２におけるマスタ局およびスレーブ局の構成を示すブロック図である。 図９は、実施の形態３における各スレーブ局の伝搬遅延時間とデータ読み出しタイミングの設定を説明するタイミングチャートである。 図１０は、実施の形態４に係るリング状同期ネットワークシステムの構成を示す模式図である。 図１１は、実施の形態４に係る表示部が伝搬遅延時間を表示の様子を説明する模式図である。

以下に、本発明にかかるリング状同期ネットワークシステム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．
本発明にかかる実施の形態１のリング状同期ネットワークシステムの同期補正の方法について説明する。

図１は、実施の形態１にかかるリング状同期ネットワークシステム１の構成を示す模式図である。リング状同期ネットワークシステム１は、マスタ局００１、スレーブ局１０１、スレーブ局２０１、スレーブ局３０１で構成されている。

各スレーブ局の同期補正のためにマスタ局００１が発信した所定のビットパターンからなる同期フレームは、ＣＷ（Clock Wise：時計回り）系通信経路を使用した場合はスレーブ局１０１→スレーブ局２０１→スレーブ局３０１の順に伝送され、ＣＣＷ（Counter Clock Wise：反時計回り）系通信経路を使用した場合はスレーブ局３０１→スレーブ局２０１→スレーブ局１０１の順に伝送される。

図２は、本実施の形態における同期フレームの各スレーブ局への伝達時刻を示すタイミングチャートである。マスタ局００１が発信した同期フレームはそれぞれ固有の伝搬遅延後に各スレーブ局１０１、２０１、３０１に到達する。

本実施の形態において、各スレーブ局１０１、２０１、３０１では、予め設定してある図２に示した同期有効区間に受信終了時刻が含まれる同期フレームのみを用いて、スレーブクロックの補正を実施する。同期有効区間は、スレーブ局１０１、２０１、３０１毎にＣＷとＣＣＷの通信経路に応じて設定する。

図３は、実施の形態１におけるマスタ局とスレーブ局の同期補正方法の例を説明するために、マスタ局００１およびスレーブ局１０１の構成を示したブロック図である。

マスタ局００１は、マスタクロック００２、ＣＷ系送信部００３、ＣＷ系受信部００４、ＣＣＷ系送信部００５、ＣＣＷ系受信部００６、及びマスタクロック００２を参照する同期補正部００７を備える。

スレーブ局１０１は、スレーブクロック１０２、ＣＷ系送信部１０３、ＣＷ系受信部１０４、ＣＣＷ系送信部１０５、ＣＣＷ系受信部１０６、スレーブクロック１０２を補正する同期補正部１０７、及び同期有効区間設定部１０８を備える。

まず、マスタ局００１の同期補正部００７が、マスタクロック００２を参照して決められた時間間隔で同期フレームをＣＷ系送信部００３から送信する。マスタ局００１から送信された同期フレームは、スレーブ局１０１のＣＷ系受信部１０４で受信され、同期補正部１０７を介して、ＣＷ系送信部１０３から図示されていない次のスレーブ局２０１に転送される。

同期補正部１０７で同期有効期間の間に受信が終了した同期フレームと認識された場合は、スレーブクロック１０２のカウンタ値を補正する。同期有効区間の間以外に受信された同期フレームは破棄される。オペレータはマスタ局００１からスレーブ局１０１への伝搬遅延時間を考慮して、同期有効区間設定部１０８を介してスレーブ局１０１のＣＷ系およびＣＣＷ系同期有効区間を設定する。

これにより、通信障害等により同期フレームの到達時間がずれたり、同期フレームが遅延して各スレーブ局に到達した場合や、ノイズ等により疑似同期フレームが混入した場合でも、不適切な同期補正の実施を防止することが可能となる。

さらに、本実施の形態によれば、以下に説明するように通信障害発生時に各スレーブ局において、ＣＷ系或いはＣＣＷ系通信経路のいずれか一方からの同期フレームが受信不能になった場合でも適切な同期補正が可能となる。

図４−１及び図４−２は、通信障害発生時における通信経路の切り替えを説明する模式図である。図４−１に示す正常時は、マスタ局００１からの同期フレームがＣＷ系通信経路を用いてスレーブ局１０１→スレーブ局２０１→スレーブ局３０１の順に伝達される。

ここで、スレーブ局１０１とスレーブ局２０１の間で通信障害が発生した場合には、図４−２に示す様に、スレーブ局１０１まではＣＷ系通信経路を用いて同期フレームを伝送し、スレーブ局３０１とスレーブ局２０１に対してはＣＣＷ系通信経路を用いて同期フレームを伝送する。

図５は、上記通信障害発生時における通信経路の切り替え時の同期フレーム受信の変化を示すタイミングチャートである。図４−１に相当する正常な状態では、スレーブ局１０１、スレーブ局２０１、スレーブ局３０１はＣＷ通信系同期フレームを用いて同期補正を実施する。

図４−２で示した通信障害が発生した後は、図５の通信障害発生の時刻以降に示すように、スレーブ局１０１はＣＷ通信系同期フレームを用いるが、スレーブ局３０１とスレーブ局２０１はＣＣＷ通信系同期フレームに切り替えて同期補正を実施する。

この場合、マスタ局００１は正常時、通信異常発生時を問わず、同期フレームをＣＷ系とＣＣＷ系の両通信経路に送信しておけば、通信障害が発生した場合に各スレーブ局は瞬時に同期フレームの通信系統を切り替えることができる。

また、マスタ局００１は正常時にはＣＷ系通信経路のみに同期フレームを送信し、通信異常を検知した場合にのみＣＣＷ系通信経路にも同期フレームを送信するようにしても良い。その場合、通信障害検知までＣＣＷ系の同期フレーム送信が遅れるが、通常時の無駄な通信を削減することができる。

また、図６に示すように、マスタ局００１は正常時、異常時に係わらず常にＣＷ系とＣＣＷ系の両通信経路に同期フレームを送信し、スレーブ局１０１、２０１、３０１は先に受信した同期フレームを用いて同期補正を実施しても良い。すなわち図６は、同期フレームを先着順で処理する場合の、通信障害発生時における通信経路の切替え時の同期フレーム受信の変化を示すタイミングチャートである。

図７は、同期フレームを利用したスレーブクロックのクロックカウンタの補正を説明するタイミングチャートである。このスレーブ局では、ＣＷ通信系による同期フレームの伝搬遅延が例えば、３００クロックであるとすると、ＣＷ通信系での同期有効区間に同期フレームを受信した場合、その時刻にクロックカウンタを３００クロックに修正する。

例えば、マスタ局のマスタクロックとスレーブ局のスレーブクロックに使用されている発振素子の誤差が、１周期の間に±０．０２％あるものとすると、図７の例では１周期に３０００回カウントが行われるため、マスタ局のクロックカウンタとスレーブ局のクロックカウンタの最大のずれ（クロック差）は下記の（式１）で与えられる。

３０００カウント×０．０２×０．０１×２ ＝ １．２カウント （式１）

この場合、同期フレームが受信された時点でのスレーブクロックは２２９〜３０１クロックのいずれかであるが、３００クロックに修正されることで、マスタクロックとのずれが補正される。

同期フレームが遅れて到達したり、図７に示すようにノイズにより同期フレームの疑似信号（類似信号）が混入した場合には、スレーブ局では同期有効区間以外に受信終了した同期フレームは受け付けないため、同期が乱されることはない。

ここで、通信障害によりＣＷ通信系同期フレームの受信ができなくなった場合には、速やかに通信系統を切り替えて、ＣＣＷ通信系同期フレームによる同期補正を実施する。図７の例では、伝搬遅延が１０００クロックであるため、ＣＣＷ通信系同期フレームを受信した場合は、スレーブクロックのクロックカウンタを１０００に修正する。

通信系統が切り替わっても、マスタクロックに対するスレーブクロックの同期性は変化しない。ＣＣＷ通信系同期フレームに対しても、伝搬遅延１０００クロックに合わせた同期有効区間を設定することで、ノイズ等の影響を除去することが可能である。

ここで、同期有効区間の設定について説明する。同期有効区間は、想定した時間範囲でマスタクロックとスレーブクロックがどれだけずれる可能性があるかによって決まる。上記（式１）の例で計算してみると、１周期での最大ずれ量は１．２カウントである。最大５周期分補正がかからない場合までを許容し、安全率を１．５とすると、同期有効区間の時間幅は下記の（式２）に基づいて与えられる。

１．２カウント×５×１．５ ＝ ９カウント （式２）

図７の例では、ＣＷ通信系による同期フレームの伝搬遅延が例えば３００クロックなので、それに（式２）の±９カウントの幅をつけて、ＣＷ通信系同期フレームの同期有効区間は２９１〜３０９カウントと設定する。

また、ＣＣＷ通信系の伝搬遅延が例えば１０００クロックなので、それに（式２）の±９カウントの幅をつけて、ＣＣＷ通信系同期フレームの同期有効区間は９９１〜１００９カウントと設定する。

このように、同期有効区間は、所定の通信周期内で生じ得るマスタ局とスレーブ局のクロック差に基づいて計算された時間幅を有し、ＣＷおよびＣＣＷの各経路でのマスタ局からスレーブ局までの伝搬遅延のタイミングが含まれるように設定してもよい。

上記の例における補正がかからないことを許容する最大周期数や安全率は、ネットワークの使用目的等に応じて適宜設定すべき数値である。また、同期有効区間は、ある一定時間に実測したマスタクロックとスレーブクロックの最大ずれ量から設定してもかまわない。

以上説明したように、この発明の実施の形態１によれば、マスタ局と複数のスレーブ局がリング状に接続された同期ネットワークにおいて、各スレーブ局はマスタ局からＣＷとＣＣＷの二つの経路で送信される同期フレームに対して、それぞれ同期有効区間を設定し、同期有効区間内に受信が終了した同期フレームによってのみクロックを補正する。

このため、通信障害等により同期フレームの到達時間がずれた場合、同期フレームが遅延して各スレーブ局に到達した場合、ノイズ等により疑似同期フレームが混入した場合でも、不適切な同期補正の実施を防止することが可能である。すなわち、スレーブ局のクロックが不正に補正されることはない。

従って、同期ネットワークがサーボシステムに使用された場合、例えばコントローラとサーボアンプを接続するサーボ制御用ネットワークの場合においては、サーボアンプにおけるデータ読み出し時刻が変動することはなく、常に等間隔でサーボ制御が実行される。

そのため、通信障害により同期フレームの通信間隔が変動した場合でも、モータにトルク脈動が生じることがなく、振動や軌跡誤差の発生を防止することができるという効果を奏する。

また、各スレーブ局はＣＷとＣＣＷのそれぞれの経路に適合した同期有効区間が設定できるため、通信障害によりそれまで使用していた経路から同期フレームが受信できなくなった場合でも、瞬時に別経路により適切な同期フレームを受信することができるという効果を奏する。

また、各スレーブ局が設定する同期有効区間として、所定の通信周期内で生じ得るマスタ局とスレーブ局のクロック差に基づいて計算された区間の始期及び終期を、ＣＷおよびＣＣＷの各経路で同期フレームの受信が予想されるタイミングの前後に設けることにより設定している。

すなわち、同期有効区間を、所定の通信周期内で生じ得るマスタ局とスレーブ局のクロック差に基づいて計算された時間幅を有し、ＣＷおよびＣＣＷの各経路でのマスタ局からスレーブ局までの伝搬遅延のタイミング（時刻）が含まれるように設定している。

このため、同期有効区間を必要最小限の幅とすることができ、通信障害やノイズにより同期フレームの間隔が変動する場合でも、適切なクロックの同期補正が可能となる。また、それまで使用していた同期フレーム用の通信経路に障害が発生した場合でも、通信経路を切り替えることにより、引き続き高精度な同期を継続することが可能となるという効果を奏する。

更に、各スレーブ局の同期補正部に対して、オペレータが同期有効区間を設定するインターフェース機能を備えているため、局数や局間距離や通信機器の性能などのネットワークシステム全体の状況に応じた値を同期有効区間として設定することが可能である。

従って、通信障害やノイズの影響を受けにくい高信頼性を有する同期ネットワークシステムを構築することができる。

実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２におけるマスタ局００１とスレーブ局１０１の間の伝搬遅延時間の計測について説明するブロック図である。マスタ局００１は伝搬遅延計測部００８を備え、スレーブ局１０１は伝搬遅延計測部１０９を備える。図８の他の部分は実施の形態１の図３と同様であるため説明を省略する。

本実施の形態における、伝搬遅延計測動作について説明する。マスタ局００１はネットワーク構築時或いは起動時に、例えば初期動作の一環として伝搬遅延計測部００８により伝搬遅延計測を実施する。

マスタ局００１の伝搬遅延計測部１０８は、ＣＷ系送信部００３から伝搬遅延計測指令をスレーブ局１０１に送信すると同時に、その時点での時刻をマスタクロック００２のカウント値として記録する。

スレーブ局１０１では、マスタ局００１からの伝搬遅延計測指令をＣＷ系受信部１０４が受信し、伝搬遅延計測部１０９が解釈して、直ちにＣＣＷ系送信部１０５を介して伝搬遅延計測指令に対する回答をマスタ局００１に返信する。

マスタ局００１は、スレーブ局１０１からのＣＷ系伝搬遅延計測指令に対する回答をＣＣＷ系受信部００６で受信し、伝搬遅延計測部００８が回答到達時刻をマスタクロック００２のカウント値として記録する。

伝搬遅延計測指令の送信から上記回答の受信までのマスタクロック００２のカウント値の差の１／２が、ＣＷ系伝搬遅延時間のマスタクロック００２のカウント数換算値である。

引き続き、或いは上記ＣＷ系の伝搬遅延計測の前に、伝搬遅延計測部００８は、ＣＣＷ系送信部００５からスレーブ局１０１に対して伝搬遅延計測指令を送信すると同時に、マスタクロック００２のクロックカウント値を記録する。ＣＣＷ系で送信された伝搬遅延計測指令は、例えば図１の例ではスレーブ局３０１→スレーブ局２０１→スレーブ局１０１の順に転送され、図８のスレーブ局１０１のＣＣＷ系受信部１０６で受信される。

スレーブ局１０１の伝搬遅延計測部１０９は、ＣＣＷ系受信部１０６で受信した伝搬遅延計測指令を解釈して、ＣＷ系送信部１０３を介して伝搬遅延計測指令に対する回答を返信する。伝搬遅延計測指令に対する回答は、例えば図１の例ではスレーブ局１０１→スレーブ局２０１→スレーブ局３０１→マスタ局００１の順に転送され、図８のマスタ局００１のＣＷ系受信部００４で受信される。

マスタ局００１は、スレーブ局１０１からのＣＣＷ系伝搬遅延計測指令に対する回答をＣＷ系受信部００４で受信し、伝搬遅延計測部００８が回答到達時刻をマスタクロック００２のカウント値として記録する。

伝搬遅延計測指令の送信から上記回答の受信までのマスタクロック００２のカウント値の差の１／２が、ＣＣＷ系伝搬遅延時間のマスタクロック００２のカウント数換算値である。

スレーブ局１０１以外のスレーブ局に対しても上記と同様にＣＷ系およびＣＣＷ系の伝搬遅延時間を計測する。マスタ局００１は、各スレーブ局に計測したＣＷ系およびＣＣＷ系の伝搬遅延時間を通知する。

各スレーブ局、例えばスレーブ局１０１は、伝搬遅延計測部１０９を介して、或いは同期補正部１０７に直接通知された伝搬遅延時間を用いて、同期補正部１０７が同期フレームによる同期補正をスレーブクロック１０２に対して実施する。

以上説明したように、本実施の形態においては、マスタ局と複数のスレーブ局がリング状に接続された同期ネットワークにおいて、各スレーブ局はマスタ局からの伝搬遅延計測指令に反応して即座に回答を返信する機能（返信部）を備えている。図８の例では、スレーブ局１０１の伝搬遅延計測部１０９が返信部の機能を備えている。

また図８の例では、マスタ局００１の伝搬遅延計測部００８が、伝搬遅延計測指令を送信する計測指令部と送信から回答の受信までの時間をクロック数としてカウントして伝搬遅延時間を計測する計測部の機能を備えることになる。

マスタ局は起動時に、各スレーブ局にＣＷとＣＣＷの二経路で遅延測定用指令を送信して送信から返信受信までの時間をクロック数としてカウントして伝搬遅延時間を計測し、計測した伝搬遅延時間を各スレーブ局に通知する。

各スレーブ局は通知された伝搬遅延時間によりクロック補正を実施するため、ＣＷとＣＣＷの経路に影響されることなく同期フレームによる高精度なクロック補正が可能になる。

実施の形態３．
本発明にかかる実施の形態３のリング状同期ネットワークシステム１の構成も、例えば図１と同様とする。図９は、本実施の形態における、各スレーブ局１０１、２０１、３０１におけるデータ読み出しタイミングの設定を説明するタイミングチャートである。

マスタ局００１は、実施の形態２において計測した各スレーブ局１０１、２０１、３０１のＣＷ系およびＣＣＷ系伝搬遅延時間を、各スレーブ局に通知するが、実施の形態３においては、それらに加えて各スレーブ局１０１、２０１、３０１のＣＷ系およびＣＣＷ系伝搬遅延時間中の最大値を各スレーブ局に通知する。

各スレーブ局１０１、２０１、３０１では、マスタ局００１から通知されたＣＷ系およびＣＣＷ系の伝搬遅延時間に基づいて同期フレームによるスレーブクロックのクロックカウンタの修正値を設定すると共に、基準タイミングからのデータ読み出しタイミングを設定する。

例えば、図９の例では、スレーブ局１０１は、ＣＷ通信系同期フレームによるスレーブクロックのクロックカウンタ修正値を３００クロックに設定し、ＣＣＷ通信系同期フレームによる修正値を１０００クロックに設定する。更に、データ読み出しタイミングを最大伝搬遅延時間＝１０５０クロック（スレーブ局３０１のＣＷ通信系伝搬遅延時間）に設定する。

各スレーブ局は、設定されたデータ読み出しタイミング以降に、マスタ局００１からの指令値の読み出し作業を実行することにより、最も伝搬遅延時間の長いスレーブ局を待って動作を実行することが可能となる。

以上説明したように、この発明の実施の形態３によれば、マスタ局は、各スレーブ局のＣＷとＣＣＷの伝搬遅延時間の他に、全スレーブ局中の最大遅延時間を各スレーブ局に送信し、各スレーブ局は補正した基準タイミングから最大遅延時間だけ遅らせてデータ読み出しを実施する。

これにより、全スレーブ局がコントローラからの最新の指令データを最小限の待ち時間で同期して読み出すことができる。また、通信障害によりＣＷとＣＣＷの通信経路を切り替えた場合でも、待ち時間が延びることはない。サーボ制御用ネットワークの場合は、無駄時間が短くなるためコントローラからの指令に対してサーボアンプを同期させて高応答に追従させることが可能となる。

実施の形態４．
本発明にかかる実施の形態４のリング状同期ネットワークシステム１は、図１０に示すように、例えばマスタ局００１等に接続された表示部１０をさらに備えた構成になっている。図１１は、本実施の形態における表示部１０の伝搬遅延時間の表示の様子を説明する模式図である。

モニタ画面等の表示部１０に、マスタ局００１および各スレーブ局１０１、２０１、３０１の接続関係を図示し、その間の経路上に伝搬遅延時間を表示する。ＣＷ系とＣＣＷ系を併記するために、表形式で表示することも有効である。

以上のように、この発明の実施の形態４によれば、マスタ局により計測された各スレーブ局の伝搬遅延時間を、モニタ等に表示する機能を有するため、オペレータがネットワークシステム全体の状態を把握することが可能となる。

さらに、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

以上のように、本発明にかかるリング状同期ネットワークシステムは、マスタ局と複数のスレーブ局が二重化されたリング状ネットワークで接続されている場合に有用であり、特に、サーボ制御用ネットワークなどに適している。

１ リング状同期ネットワークシステム
１０ 表示部
００１ マスタ局
００２ マスタクロック
１０２ スレーブクロック
００３、１０３ ＣＷ系送信部
００４、１０４ ＣＷ系受信部
００５、１０５ ＣＣＷ系送信部
００６、１０６ ＣＣＷ系受信部
００７、１０７ 同期補正部
１０８ 同期有効区間設定部
００８、１０９ 伝搬遅延計測部
１０１、２０１、３０１ スレーブ局

Claims (7)

1. マスタ局と複数のスレーブ局がリング状に接続された同期ネットワークにおいて、
   前記マスタ局は前記スレーブ局に対して、時計回りと反時計回りの二つの経路を介してそれぞれ所定のビットパターンからなる同期フレームを周期的に送信し、
   前記スレーブ局は、
   スレーブクロックと、
   二つの前記経路毎に所定の通信周期内で生じ得る前記マスタ局と前記スレーブ局のクロック差に基づいて計算された時間幅を有し、時計回りおよび反時計回りの各経路での前記マスタ局から前記スレーブ局までの伝搬遅延のタイミングがそれぞれに含まれるように設定される第１および第２同期有効区間を設定する同期有効区間設定部と、
   前記同期フレームの受信終了時刻が前記第１同期有効区間に含まれる場合は、前記時計回りの経路での前記マスタ局から前記スレーブ局までの伝搬遅延のタイミングに前記スレーブクロックを補正し、前記同期フレームの受信終了時刻が前記第２同期有効区間に含まれる場合は、前記反時計回りの経路での前記マスタ局から前記スレーブ局までの伝搬遅延のタイミングに前記スレーブクロックを補正する同期補正部とを備える
   ことを特徴とするリング状同期ネットワークシステム。
2. 前記同期補正部に対して、オペレータが同期有効区間を設定するインターフェース機能を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のリング状同期ネットワークシステム。
3. 複数の前記スレーブ局の全てが、それぞれ前記同期有効区間設定部及び前記同期補正部を備え、
   正常時は、全ての前記スレーブ局が前記二つの経路の一方で送信される同期フレームによって当該スレーブ局が備える前記スレーブクロックを補正し、
   通信障害発生時は、一部の前記スレーブ局が前記二つの経路の他方で送信される同期フレームによって当該スレーブ局が備える前記スレーブクロックを補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載のリング状同期ネットワークシステム。
4. 複数の前記スレーブ局の全てが、それぞれ前記同期有効区間設定部及び前記同期補正部を備え、
   全ての前記スレーブ局が前記二つの経路で送信される同期フレームのうち先に受信した同期フレームによって当該スレーブ局が備える前記スレーブクロックを補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載のリング状同期ネットワークシステム。
5. マスタ局と複数のスレーブ局がリング状に接続された同期ネットワークにおいて、
   前記マスタ局は伝搬遅延計測指令を送信する計測指令部を備え、
   前記スレーブ局は、前記マスタ局からの前記伝搬遅延計測指令に対して当該伝搬遅延計測指令が送信された経路を介して逆方向に当該マスタ局へ回答を返信する返信部を備え、
   前記マスタ局は、前記スレーブ局に時計回りと反時計回りの二経路で前記伝搬遅延計測指令を送信し、送信から前記回答の受信までの時間をクロック数としてカウントすることにより時計回りの経路の第１伝搬遅延時間と反時計回りの経路の第２伝搬遅延時間を計測して前記スレーブ局に通知する計測部を備え、
   前記スレーブ局は、前記マスタ局から通知された前記第１および第２伝搬遅延時間の両方を用いて当該スレーブ局が備えるスレーブクロックを補正する同期補正部を備える
   ことを特徴とするリング状同期ネットワークシステム。
6. 前記マスタ局は、前記同期ネットワークを構成する全ての前記スレーブ局毎に前記計測部によって計測した時計回りと反時計回りの二経路それぞれの前記第１および第２伝搬遅延時間を当該スレーブ局毎に通知し、さらに全ての前記第１および第２伝搬遅延時間の中で最大の最大伝搬遅延時間を全ての前記スレーブ局に通知し、各前記スレーブ局は自局の前記スレーブクロックの補正により得られた基準タイミングから前記最大伝搬遅延時間だけ遅れたタイミング以降にデータ読み出しを実施する
   ことを特徴とする請求項５に記載のリング状同期ネットワークシステム。
7. 前記マスタ局により計測された前記スレーブ局の前記第１および第２伝搬遅延時間を表示する表示部を備える
   ことを特徴とする請求項５または６に記載のリング状同期ネットワークシステム。

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