JP7312779B2 - Information communication system and information communication device - Google Patents

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Description

本発明は、複数の情報通信装置の間で通信により同期する情報通信システム及び情報通信装置に関する。 The present invention relates to an information communication system and an information communication device for synchronizing a plurality of information communication devices through communication.

複数の情報通信装置間の一般的な時刻同期方法として、例えば、非特許文献1のIEEE1588 Precision Time Protocol(PTP)が知られている。非特許文献1では、基準時刻を持つマスター装置と、マスター装置の時刻に時刻同期するスレーブ装置とが定義され、マスター装置とスレーブ装置との間で定期的に時刻同期用パケットを交換することでスレーブ装置の時刻を補正する。 IEEE1588 Precision Time Protocol (PTP) of Non-Patent Document 1, for example, is known as a general time synchronization method between a plurality of information communication devices. Non-Patent Document 1 defines a master device that has a reference time and a slave device that time-synchronizes with the time of the master device, and corrects the time of the slave device by periodically exchanging time-synchronization packets between the master device and the slave device.

具体的には、マスター装置からスレーブ装置に送信されるパケットのマスター装置の送信時刻とスレーブ装置の受信時刻、並びにスレーブ装置からマスター装置に送信されるパケットのスレーブ装置の送信時刻とマスター装置の受信時刻を用いて、スレーブ装置においてマスター装置とスレーブ装置との時差である時刻オフセットを推定して補正する。 Specifically, using the transmission time of the master device and the reception time of the slave device of the packet transmitted from the master device to the slave device, and the transmission time of the slave device and the reception time of the master device of the packet transmitted from the slave device to the master device, the slave device estimates and corrects the time offset, which is the time difference between the master device and the slave device.

“IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems.”IEEE Standard 1588-2008."IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems." IEEE Standard 1588-2008.

PTPシステムにおいては、マスター装置とスレーブ装置との間で同期が確立していても、何らかの要因により同期状態から非同期状態へ遷移して、同期が外れてしまう場合がある。このように同期が外れる要因としては、例えば、以下のようなものがある。
(a)マスター装置とスレーブ装置の時刻の相違(ズレ)である同期位相が過大となる
(b)マスター装置が切り替わる
(c)マスター装置から同期情報を受信できなくなる
(d)マスター装置の状態及び設定が変化する
(e)同期情報を通信する外部インターフェイス又は通信路に異常が発生する
In the PTP system, even if synchronization has been established between the master device and the slave device, there are cases where the synchronous state transitions to the asynchronous state due to some factor and the synchronization is lost. For example, there are the following factors for such out-of-synchronization.
(a) Synchronization phase, which is the difference (difference) between the times of the master device and the slave device, becomes excessive (b) The master device is switched (c) Synchronization information cannot be received from the master device (d) The status and settings of the master device change (e) An abnormality occurs in the external interface or communication path that communicates synchronization information

ここで、マスター装置に対して同期状態が外れたとしても、同期のためのタイミング情報を参照するサブシステムが定常的で安定動作を維持でき、同期位相が連続した状態となるスレーブ装置の性質を、同期連続性と称する。同期状態から非同期状態へ一旦遷移してしまうと、同期が外れる要因が解消したとしても、同期連続性は保証されず、非連続に再同期することになる。 Here, even if the slave device is out of synchronization with the master device, the subsystem that refers to the timing information for synchronization can maintain a steady and stable operation and the synchronization phase is continuous. Once the synchronous state transitions to the asynchronous state, even if the cause of the loss of synchronization is resolved, synchronous continuity is not guaranteed, and discontinuous resynchronization occurs.

タイミング情報参照部など、同期されたタイミング情報を利用するサブシステムでは、例えば、音声信号を送信している場合、非連続な再同期により、音声にノイズが発生する、音声が途切れる等の問題が生じ、動作品質の低下を招く。 In a subsystem that uses synchronized timing information, such as a timing information reference unit, for example, when an audio signal is being transmitted, discontinuous resynchronization causes problems such as noise in the audio and audio interruptions, leading to deterioration in operation quality.

但し、所定の期間内にこれらの要因が解消すれば、非同期状態へ遷移しなくとも、サブシステムの動作品質低下が生じない範囲内で、同期が維持している状態として取り扱えるケースもある。 However, if these factors are eliminated within a predetermined period of time, there are cases where synchronization can be maintained as long as the operating quality of the subsystem does not deteriorate even if the transition to the asynchronous state does not occur.

このため、同期状態の連続性を維持でき、クロック性能が同質な装置間でのシームレスな同期を実現でき、同期されたタイミング情報を参照するサブシステムが、連続して動作可能なシステムが求められている。 Therefore, there is a demand for a system that can maintain the continuity of the synchronized state, realize seamless synchronization between devices with the same clock performance, and allow subsystems that refer to synchronized timing information to operate continuously.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、同期の連続性の維持が可能な情報通信システム及び情報通信装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide an information communication system and an information communication apparatus capable of maintaining continuity of synchronization.

本発明は、複数の情報通信装置が、マスター装置又はスレーブ装置として情報の通信を行う情報通信システムであって、前記情報は、マスター装置とスレーブ装置との間で時刻を同期させるための同期情報と、マスター装置として選出される可能性が高位か低位かの情報を含む優先順位情報と、を含み、前記同期情報に基づいて、マスター装置とスレーブ装置との同期位相を制御することにより同期状態とする同期制御部と、前記同期制御部から出力される同期したタイミングを示すタイミング情報を参照し、前記タイミング情報に同期した処理を行うタイミング情報参照部と、同期を失わせる要因が発生した場合に、前記タイミング情報参照部が前記タイミング情報に同期した処理を行っている間、前記同期位相に基づいて、前記同期状態から同期を失う非同期状態への遷移を保留して、連続した同期を維持する慣性同期状態に遷移させる慣性同期処理部と、マスター装置及びスレーブ装置としての役割が未定の情報通信装置が起動した場合に、役割が未定の情報通信装置が自らを低位として他の情報通信装置に送信する優先順位情報と、他の情報通信装置から受信する優先順位情報と、に基づいて、役割が未定の情報通信装置の役割を決める役割決定部と、を有する。 The present invention is an information communication system in which a plurality of information communication devices communicates information as a master device or a slave device, wherein the information includes synchronization information for synchronizing time between the master device and the slave device, and priority information including information indicating whether the possibility of being selected as the master device is high or low. a timing information reference unit for performing processing in synchronization with timing information; an inertial synchronization processing unit for suspending a transition from the synchronous state to an asynchronous state in which synchronization is lost based on the synchronization phase while the timing information reference unit is performing processing in synchronization with the timing information when a factor causing loss of synchronization occurs, and transitioning to an inertial synchronization state in which continuous synchronization is maintained; a role determination unit that determines a role of an information communication device whose role is undetermined based on priority information to be transmitted to the communication device and priority information received from another information communication device;

本発明の情報通信装置は、マスター装置又はスレーブ装置の役割で他の情報通信装置と情報の通信を行い、同一もしくは同種の複数の情報通信装置により同期ネットワークが組まれる情報通信装置であって、前記情報は、他の情報通信装置との間で時刻を同期させるための同期情報と、マスター装置として選出される可能性が高位か低位かの情報を含む優先順位情報と、を含み、前記同期情報に基づいて、他の情報通信装置との同期位相を制御することにより同期状態とする同期制御部と、前記同期制御部から出力される同期したタイミングを示すタイミング情報を参照し、前記タイミング情報に同期した処理を行うタイミング情報参照部と、同期を失わせる要因が発生した場合に、前記タイミング情報参照部が前記タイミング情報に同期した処理を行っている間、前記同期位相に基づいて、前記同期状態から同期を失う非同期状態への遷移を保留して、連続した同期を維持する慣性同期状態に遷移させる慣性同期処理部と、マスター装置及びスレーブ装置としての役割が未定の情報通信装置が起動した場合に、役割が未定の情報通信装置が自らを低位として他の情報通信装置に送信する優先順位情報と、他の情報通信装置から受信する優先順位情報とに基づいて、自らの装置の役割を決める役割決定部と、複数のスレーブ装置からの同期品質情報に基づいて、スレーブ装置がマスター装置として選択される順位を示すマスター順位リストを生成する順位リスト生成部と、前記マスター順位リストを受信した各スレーブ装置が、スレーブ装置の同期ネットワークに接続されていることを明示するプレゼンス情報を配信するプレゼンス情報配信部と、マスター装置の同期ネットワークからの離脱があった場合に、前記マスター順位リストと前記プレゼンス情報に基づいて、新たなマスター装置とすべきスレーブ装置を決定するマスター決定部と、を有する。 The information communication device of the present invention performs information communication with other information communication devices in the role of a master device or a slave device.A synchronous network is constructed by multiple information communication devices of the same or similar type.An information communication device, wherein the information includes synchronization information for synchronizing time with another information communication device and priority information including information indicating whether the possibility of being selected as a master device is high or low, a synchronization control unit that synchronizes with the other information communication device by controlling a synchronization phase based on the synchronization information, a timing information reference unit that refers to the timing information indicating the synchronized timing output from the synchronization control unit and performs processing in synchronization with the timing information, and a factor that causes the synchronization to be lost. an inertial synchronization processing unit that suspends a transition from the synchronous state to an asynchronous state that loses synchronization and transitions to an inertial synchronous state that maintains continuous synchronization based on the synchronous phase while the timing information reference unit performs processing in synchronization with the timing information; priority information that, when an information communication device whose role is undetermined as a master device and a slave device is activated, the information communication device whose role is undetermined sends itself to another information communication device as a low-level device; and priority information received from the other information communication device. Based onowna role determination unit that determines the role of the device;A ranking list generating unit that generates a master ranking list indicating the order in which slave devices are selected as master devices based on synchronization quality information from a plurality of slave devices; a presence information distribution unit that distributes presence information indicating that each slave device that has received the master ranking list is connected to the synchronization network of the slave devices;have

本発明によれば、同期の連続性の維持が可能な情報通信システム及び情報通信装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an information communication system and an information communication device capable of maintaining continuity of synchronization.

実施形態に係る情報通信システムの模式図である。1 is a schematic diagram of an information communication system according to an embodiment; FIG. 実施形態に係る情報通信システムを構成する情報通信装置の機能ブロック図である。1 is a functional block diagram of an information communication device that constitutes an information communication system according to an embodiment; FIG. 実施形態に係る制御部の機能ブロック図である。4 is a functional block diagram of a control unit according to the embodiment; FIG. 実施形態に係る情報通信システムの同期するための通信の態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect of the communication for synchronizing the information communication system which concerns on embodiment. 実施形態に係る情報通信システムの慣性同期状態及び準同期状態を含む状態遷移図である。4 is a state transition diagram including an inertial synchronization state and a quasi-synchronization state of the information communication system according to the embodiment; FIG. 準同期状態から同期状態又は非同期状態へ遷移する際の処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flow chart showing a procedure of processing when transitioning from a semi-synchronous state to a synchronous state or an asynchronous state; FIG. 実施形態に係る情報通信システムの慣性同期状態、準同期状態及び準時刻配信状態を含む状態遷移図である。4 is a state transition diagram including an inertia synchronization state, a semi-synchronization state, and a semi-time distribution state of the information communication system according to the embodiment; FIG. 優先順位に基づく役割決定の手順を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a procedure for role determination based on priority; マスター順位リストに基づくマスター決定の手順を示すシーケンス図である。FIG. 10 is a sequence diagram showing a procedure for master determination based on the master order list;

以下、実施形態に係る情報通信システム及び情報通信装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an information communication system and an information communication device according to embodiments will be described with reference to the drawings.

[構成]
図1は、実施形態に係る情報通信システム100の模式図である。図2は、実施形態に係る情報通信システム100を構成する情報通信装置1の機能ブロック図である。図3は、図2の制御部70の機能ブロック図である。
[composition]
FIG. 1 is a schematic diagram of an information communication system 100 according to an embodiment. FIG. 2 is a functional block diagram of the information communication device 1 configuring the information communication system 100 according to the embodiment. FIG. 3 is a functional block diagram of the controller 70 of FIG.

本実施形態に係る情報通信システム100は、複数の情報通信装置1からなり、各情報通信装置1が情報通信により同期を図る。マスター装置となる情報通信装置1に対し、スレーブ装置となる情報通信装置1が同期する。マスター装置とは、情報通信システム100において、他の情報通信装置1と同期される対象となる情報通信装置1である。スレーブ装置とは、情報通信システム100において、マスター装置である他の情報通信装置1に対して同期する情報通信装置1である。マスター装置からスレーブ装置への時刻同期を図るための情報である同期情報の送受信を介して、スレーブ装置がマスター装置に同期する。 The information communication system 100 according to the present embodiment is composed of a plurality of information communication devices 1, and each information communication device 1 is synchronized by information communication. The information communication device 1, which is a slave device, synchronizes with the information communication device 1, which is a master device. A master device is an information communication device 1 to be synchronized with another information communication device 1 in the information communication system 100 . A slave device is an information communication device 1 that synchronizes with another information communication device 1 that is a master device in the information communication system 100 . The slave device synchronizes with the master device through transmission and reception of synchronization information, which is information for achieving time synchronization from the master device to the slave device.

以下では、マスター装置となる情報通信装置1をマスター装置1aとし、スレーブ装置となる情報通信装置1をスレーブ装置1bとする。マスター装置1aに対するスレーブ装置1bは少なくとも1台が存在すればよいが、図1に示すように、複数台のスレーブ装置1bを備えるシステムであってもよい。 In the following description, the information communication device 1 serving as a master device is referred to as a master device 1a, and the information communication device 1 serving as a slave device is referred to as a slave device 1b. At least one slave device 1b may exist for the master device 1a, but as shown in FIG. 1, the system may include a plurality of slave devices 1b.

マスター装置1aとスレーブ装置1bは、有線又は無線で情報を通信する。ここでは、情報通信装置1は、有線で情報を送信及び受信することで、同期を図る例を説明する。 The master device 1a and the slave device 1b communicate information by wire or wirelessly. Here, an example will be described in which the information communication device 1 achieves synchronization by transmitting and receiving information by wire.

なお、情報通信装置1は、マスター装置1aとスレーブ装置1bの双方の機能を有する同期中継装置として構成されていてもよい。同期中継装置は、PTPにおけるバウンダリークロックに相当する。この場合、スレーブ装置1b側に接続されたネットワークを上位同期ネットワーク、マスター装置1a側に接続されたネットワークを下位同期ネットワークとする。スレーブ装置1b側の上位同期ネットワークにおいて同期したタイミング情報を、マスター装置1aを介して、下位同期ネットワークに伝送する。 The information communication device 1 may be configured as a synchronous relay device having the functions of both the master device 1a and the slave device 1b. A synchronous repeater corresponds to a boundary clock in PTP. In this case, the network connected to the slave device 1b side is assumed to be an upper synchronization network, and the network connected to the master device 1a side is assumed to be a lower synchronization network. Timing information synchronized in the upper synchronization network on the side of the slave device 1b is transmitted to the lower synchronization network via the master device 1a.

(情報通信装置)
情報通信装置1は、コンピュータを含み構成されており、あらかじめHDDやSSD等の記憶部に記憶されたプログラムを、CPUなどを含むプロセッサが実行することにより、後述する制御部において必要な演算を行う。
(Information communication device)
The information communication device 1 includes a computer, and a processor, such as a CPU, executes a program stored in advance in a storage unit such as an HDD or SSD, thereby performing necessary calculations in a control unit, which will be described later.

具体的には、図2に示すように、情報通信装置1は、通信部10、クロック20、時計30、記憶部50、外部インターフェイス60、制御部70を有する。例えば、各部10~70は、ハードウェアとして構成される。制御部70の各部は、プログラム及びデータを含むソフトウェアにより構成しても良い。制御部70のどの部分をソフトウェアとして構成するかは適宜設計変更可能である。 Specifically, as shown in FIG. 2, the information communication device 1 has a communication section 10, a clock 20, a clock 30, a storage section 50, an external interface 60, and a control section . For example, each unit 10 to 70 is configured as hardware. Each unit of the control unit 70 may be configured by software including programs and data. It is possible to appropriately change the design of which part of the control unit 70 is configured as software.

通信部10は、他の情報通信装置1との間で情報を送受信する。通信部10は、送信器11、受信器12、送信タイミング検出部13、受信タイミング検出部14を有する。 The communication unit 10 transmits and receives information to and from another information communication device 1 . The communication section 10 has a transmitter 11 , a receiver 12 , a transmission timing detection section 13 and a reception timing detection section 14 .

送信器11は、入力された情報を送信する機器である。具体的には、送信器11は、情報を最小構成要素に時系列に分解の上、当該情報を外部へ送信する。情報のパケット長(通信情報量)は任意であり、通信毎に異なっていても良い。例えば、マイクから入力された音声信号を音声データに変換する入力部が情報通信装置1に接続され、入力部から情報としての音声データが情報通信装置1に入力される。 The transmitter 11 is a device that transmits input information. Specifically, the transmitter 11 decomposes the information into the minimum components in time series and transmits the information to the outside. The information packet length (amount of communication information) is arbitrary and may differ for each communication. For example, an input unit for converting an audio signal input from a microphone into audio data is connected to the information communication device 1, and audio data as information is input to the information communication device 1 from the input unit.

受信器12は、外部から情報を受信する機器である。具体的には、受信器12は、情報通信装置1外部から受信した、最小構成要素に時系列に分解された情報を再構成し、情報通信装置1内の他の構成部へ出力する。例えば、音声を出力するイヤーレシーバやスピーカなどの再生部が情報通信装置1に接続され、受信器12が音声データを音声信号に変換して再生部に出力する。 The receiver 12 is a device that receives information from the outside. Specifically, the receiver 12 reconstructs the information received from the outside of the information communication device 1 and is decomposed into the minimum components in time series, and outputs the reconstructed information to other components within the information communication device 1 . For example, a reproducing unit such as an ear receiver or a speaker that outputs audio is connected to the information communication device 1, and the receiver 12 converts audio data into an audio signal and outputs the audio signal to the reproducing unit.

ここで、情報通信装置1が通信する情報、つまり、送信器11により送信される情報、受信器12により受信される情報には、後述する同期情報、タイミング情報、クロック品質情報が含まれる。 Here, the information communicated by the information communication device 1, that is, the information transmitted by the transmitter 11 and the information received by the receiver 12 includes synchronization information, timing information, and clock quality information, which will be described later.

情報通信装置1は、送信器11および受信器12の双方を有している。なお、無線による通信を行う場合には、送信器11及び受信器12にそれぞれアンテナを設けても良いし、切り替えスイッチを設けて1本のアンテナを共有しても良い。 Information communication device 1 has both transmitter 11 and receiver 12 . In the case of wireless communication, the transmitter 11 and the receiver 12 may each be provided with an antenna, or a switch may be provided to share one antenna.

送信タイミング検出部13は、送信タイミングを検出する。送信タイミングは、送信器11により送信される情報の所定の情報要素位置が、本情報通信装置1の外部へ送信されるタイミングである。この送信タイミングは、後述するクロック20のクロック周期(換言すれば、クロック20の発振するパルスの周期)をベースとして検出される。つまり、送信タイミングは、クロック周期の整数倍に基づいて表現される。 The transmission timing detector 13 detects transmission timing. The transmission timing is the timing at which a predetermined information element position of the information transmitted by the transmitter 11 is transmitted to the outside of the information communication device 1 . This transmission timing is detected based on the clock period of the clock 20 (in other words, the period of the pulse generated by the clock 20), which will be described later. That is, the transmission timing is expressed based on an integer multiple of the clock period.

また、送信タイミング検出部13は、その検出結果を情報通信装置1内の他の構成へ出力する。ここでいう情報は、例えばパケットであり、この場合、所定の情報要素位置(以下、所定情報要素位置とする)は、ビット位置である。例えば、送信タイミング検出部13は、情報が8個の最小構成要素のビットに時系列に分解される場合、3番目の情報要素位置(ビット位置)が送信されるタイミングを検出し、3番目の情報要素位置(ビット位置)が送信されたタイミングを外部へ出力する。 Also, the transmission timing detection unit 13 outputs the detection result to other components in the information communication device 1 . The information referred to here is, for example, a packet, and in this case, a predetermined information element position (hereinafter referred to as a predetermined information element position) is a bit position. For example, when information is decomposed into eight minimum component bits in time series, the transmission timing detection unit 13 detects the timing at which the third information element position (bit position) is transmitted, and outputs the timing at which the third information element position (bit position) is transmitted to the outside.

受信タイミング検出部14は、受信器12により受信される情報の所定情報要素位置が、情報通信装置1の外部から受信されるタイミングである受信タイミングを検出する。この受信タイミングは、後述するクロック20のクロック周期をベースとして検出される。つまり、受信タイミングは、クロック周期の整数倍として表現される。 The reception timing detection unit 14 detects the reception timing, which is the timing at which the predetermined information element position of the information received by the receiver 12 is received from the outside of the information communication device 1 . This reception timing is detected based on the clock period of the clock 20, which will be described later. That is, the reception timing is expressed as an integral multiple of the clock period.

また、受信タイミング検出部14は、その検出結果を情報通信装置1内の他の構成へ出力する。例えば、受信タイミング検出部14は、情報が8個の最小構成要素であるビットに時系列に分解される場合、3番目の情報要素位置(ビット位置)が受信されるタイミングを検出し、3番目の情報要素位置(ビット位置)が受信されたタイミングを外部へ出力する。 Also, the reception timing detector 14 outputs the detection result to other components in the information communication device 1 . For example, when the information is decomposed into eight minimum constituent bits in time series, the reception timing detection unit 14 detects the timing at which the third information element position (bit position) is received, and outputs the timing at which the third information element position (bit position) is received to the outside.

なお、上記の送信タイミング及び受信タイミングの例では、何れも同じ最小構成要素の位置を検出することとしたが、例えば、送信機となる情報通信装置1の送信タイミング検出部13は5番目の要素を検出し、受信機となる情報通信装置1の受信タイミング検出部14は8番目の要素を検出するなど、送受信する情報通信装置1間において各タイミング検出で所定関係(例えば間隔(ここでは3つ))を保つのであれば、必ずしも同じ位置を検出しなくても良い。 In the above example of the transmission timing and the reception timing, the position of the same minimum component is detected. However, the transmission timing detection unit 13 of the information communication device 1 as a transmitter detects the fifth element, and the reception timing detection unit 14 of the information communication device 1 as a receiver detects the eighth element.

また、送信タイミングは実際に送信されるタイミングから規定時間前後して検出されても良い。受信タイミングは実際に受信されるタイミングから規定時間前後して検出されても良い。これらの既定値は通信部内にて固定的でも、外部から静的または動的に設定されても良い。なお、「規定」とは、「あらかじめ設定された」、「所定の」と同義である。 Also, the transmission timing may be detected before or after a specified time from the actual transmission timing. The reception timing may be detected before or after a specified time from the actual reception timing. These default values may be fixed within the communication unit, or set statically or dynamically from the outside. Note that "regulation" is synonymous with "predetermined" and "predetermined".

クロック20は、所定の周波数を発振し、情報通信装置1の各部に動作タイミングを与えるための信号を出力する。これにより、情報通信装置1内の各部は、クロック20に同期して動作する。情報通信装置1の全体が単一のクロック20に一斉に同期しても良いし、複数のクロック20にて複数の機能部毎に独立して同期しても良い。このクロック20は、固有の有限な発振周波数許容偏差を有する。つまり、クロック20は、所定の発振周波数(例えば10MHz)に対する誤差(例えば20ppm)を有する。クロック20としては、例えば、水晶振動子などの周波数固定の発振器を用いることができる。 The clock 20 oscillates at a predetermined frequency and outputs a signal for giving operation timing to each part of the information communication device 1 . Thereby, each part in the information communication device 1 operates in synchronization with the clock 20 . The entire information communication device 1 may be synchronized with a single clock 20 all at once, or may be independently synchronized with a plurality of clocks 20 for each of a plurality of functional units. This clock 20 has an inherent finite oscillation frequency tolerance. That is, the clock 20 has an error (eg, 20 ppm) with respect to a predetermined oscillation frequency (eg, 10 MHz). As the clock 20, for example, a fixed-frequency oscillator such as a crystal oscillator can be used.

クロック20は、マスター装置1aとスレーブ装置1bとで公称周波数が同じでも、実際には個体差が存在する。すなわち、マスター装置1aとスレーブ装置1bのクロック20の周波数間には周波数偏差が存在する。クロック20は外部より周波数制御信号を入力し、同信号に対応して発振周波数を可変制御しても良い。 Even if the nominal frequency of the clock 20 is the same between the master device 1a and the slave device 1b, individual differences actually exist. That is, there is a frequency deviation between the frequencies of the clocks 20 of the master device 1a and the slave device 1b. The clock 20 may receive a frequency control signal from the outside and variably control the oscillation frequency corresponding to the signal.

時計30は、クロック20の出力信号を源振として刻時し、情報通信装置1の起動からの相対的な時刻を出力する。刻時は入力されたクロック信号の分周波に同期しても良い。また、刻時は、1クロックあたりの進み幅が可変であってもよく、クロック周波数が固定であっても間欠的に時計の駆動周波数を制御可能としてもよい。時刻は規定の単位にて参照されるが、この規定値は時計内にて固定的でも、外部から静的または動的に設定されても良い。時計30の相対的な時刻の出力は、例えば外部からの参照要求に応じて行う。 The clock 30 keeps time using the output signal of the clock 20 as a source oscillation, and outputs the relative time since the start-up of the information communication device 1 . Clocking may be synchronized with the divided frequency of the input clock signal. Also, the time may be variable in advance width per clock, or the drive frequency of the clock may be intermittently controlled even if the clock frequency is fixed. The time is referred to in a prescribed unit, and this prescribed value may be fixed within the clock or set statically or dynamically from the outside. The output of the relative time of the clock 30 is performed, for example, in response to an external reference request.

記憶部50は、HDD、SSD、メモリ、レジスタなどの記録媒体である。記憶部50は、制御部70で演算を行うのに必要な情報を記憶する。後述の送信タイミング又は受信タイミングに対応する時計30の時刻は、CPU又はソフトウェアを介さず、ハードウェアのみのアクセスで保持できる記録媒体に保持すると良い。ソフトウェアに起因するジッターを排除できるからである。なお、送受信タイミングと時刻との対応付けにおいてソフトウェアのジッターを受けないことが重要であり、送受信タイミングと時刻とが対応付けられた後は、低速なアクセス領域に記憶されても良い。 The storage unit 50 is a recording medium such as an HDD, SSD, memory, register, or the like. The storage unit 50 stores information necessary for the control unit 70 to perform calculations. The time of the clock 30 corresponding to transmission timing or reception timing, which will be described later, should preferably be stored in a recording medium that can be stored only by hardware access without intervention of the CPU or software. This is because jitter caused by software can be eliminated. Note that it is important not to suffer software jitter in associating the transmission/reception timing with the time, and after the transmission/reception timing and the time are associated, they may be stored in a low-speed access area.

記憶部50としてのメモリは、任意の情報を入出力し、当該情報を指定された記憶領域へ記憶する。情報の記憶は、外部からの記憶要求により行われるが、その際に記憶する情報と記憶領域が入力される。情報の参照は、外部からの参照要求により行われるが、その際に参照情報の記憶領域が入力され、その入力により指定された記憶領域の情報を出力する。情報の記憶の保持は、本装置の動作中のみであっても、動作停止時も含めて永続的であっても良い。 The memory as the storage unit 50 inputs and outputs arbitrary information and stores the information in a designated storage area. Information is stored according to a storage request from the outside. At that time, information to be stored and a storage area are input. Information is referenced by a reference request from the outside. At that time, the storage area of the reference information is input, and the information in the storage area specified by the input is output. Information may be retained in memory only while the device is in operation, or may be permanent, including when the device is not in operation.

外部インターフェイス60(以下、外部I/F60ともいう。)は、本情報通信装置1内部と外部を接続し、任意の情報を入出力する。情報は、送受信データや時計30の時刻を含む。外部I/F60は、例えば、記憶部50に記憶させる情報を外部から取得する。また、外部I/F60は、受信タイミング検出部14により検出した受信タイミングから送信タイミング検出部13が検出する送信タイミングまでの時間を外部から取得し、当該時間を後述するスケジューラ77で用いても良い。 An external interface 60 (hereinafter also referred to as an external I/F 60) connects the inside and outside of the information communication device 1 and inputs/outputs arbitrary information. The information includes transmitted/received data and the time of the clock 30 . The external I/F 60 acquires information to be stored in the storage unit 50 from the outside, for example. Further, the external I/F 60 may acquire the time from the reception timing detected by the reception timing detection section 14 to the transmission timing detected by the transmission timing detection section 13 from the outside, and use the obtained time in the scheduler 77 described later.

なお、マスター装置1aは、少なくとも同期情報を送信する外部I/F60を有する。スレーブ装置1bは、少なくとも同期情報を受信する外部I/F60を有する。但し、マスター装置1aは、同期情報を受信する外部I/F60を有してもよく、スレーブ装置1bは、同期情報を送信する外部I/F60を有しても良い。さらに、情報通信装置1は、内部状態を制御および表示可能な表示装置等のユーザーインターフェイスを有しても良い。 Note that the master device 1a has at least an external I/F 60 that transmits synchronization information. The slave device 1b has an external I/F 60 that receives at least synchronization information. However, the master device 1a may have an external I/F 60 for receiving synchronization information, and the slave device 1b may have an external I/F 60 for transmitting synchronization information. Furthermore, the information communication device 1 may have a user interface such as a display device capable of controlling and displaying the internal state.

制御部70は、情報通信装置1の各部の動作全般を制御する。図3は、制御部70の機能ブロック図である。図3に示すように、制御部70は、主制御部71、送受信データI/F72、通信制御部73、時刻記録部74、スケジューラ77、周波数偏差演算部78、同期制御部79、タイミング情報参照部80、慣性同期処理部81、準同期処理部82、変動制御部83、クロック品質情報出力部84、選出部85、抑制部86、再選出部87、役割決定部88、順位リスト生成部89、プレゼンス情報配信部90、マスター決定部91を有する。 The control unit 70 controls overall operations of each unit of the information communication device 1 . FIG. 3 is a functional block diagram of the control section 70. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, the control unit 70 includes a main control unit 71, a transmission/reception data I/F 72, a communication control unit 73, a time recording unit 74, a scheduler 77, a frequency deviation calculation unit 78, a synchronization control unit 79, a timing information reference unit 80, an inertial synchronization processing unit 81, a semi-synchronization processing unit 82, a fluctuation control unit 83, a clock quality information output unit 84, a selection unit 85, a suppression unit 86, a re-selection unit 87, a role determination unit 88, a ranking list generation unit 89, a presentation It has a master information distribution unit 90 and a master determination unit 91 .

主制御部71は、制御部70内の各部と連携されており、制御部70内の各部の動作を統制する。送受信データI/F72は、記憶部50や外部I/F60の情報を装置外部へ送信可能な形式にする。また、送受信データI/F72は、装置外部から受信した情報を制御部70及び記憶部50に適した形式にする。 The main control section 71 cooperates with each section in the control section 70 and controls the operation of each section in the control section 70 . The transmission/reception data I/F 72 puts the information of the storage unit 50 and the external I/F 60 into a format that can be transmitted to the outside of the device. Also, the transmission/reception data I/F 72 converts information received from outside the device into a format suitable for the control unit 70 and the storage unit 50 .

通信制御部73は、通信部10の動作を統制する。通信制御部73は、通信部10と制御部70との間で送受信情報の入出力をする。 The communication control section 73 controls the operation of the communication section 10 . The communication control unit 73 inputs and outputs transmission/reception information between the communication unit 10 and the control unit 70 .

時刻記録部74は、送信タイミング検出部13により送信された情報の所定情報要素位置の送信タイミングと、当該送信タイミングにおける時計30の時刻とを対応付けて、記憶部50のメモリに記憶させる。この対応付けは、例えば、時刻記録部74が、送信タイミング検出部13から、送信された情報の所定情報要素位置の送信タイミングか検出された旨の信号を受けて、時計30の時刻を参照し、当該時刻と送信タイミングとを対応付ける。 The time recording unit 74 associates the transmission timing of the predetermined information element position of the information transmitted by the transmission timing detection unit 13 with the time of the clock 30 at the transmission timing, and stores them in the memory of the storage unit 50 . For this association, for example, the time recording unit 74 receives a signal from the transmission timing detection unit 13 indicating that the transmission timing of the predetermined information element position of the transmitted information has been detected, refers to the time of the clock 30, and associates the time with the transmission timing.

また、時刻記録部74は、送信タイミングに対応する時刻を、当該送信する情報に載せる時刻付加部でもある。時刻記録部74は、送信と同様に、受信タイミング検出部14により受信された情報の所定要素位置の受信タイミングと、当該受信タイミングにおける時計30の時刻とを対応付けて、メモリに記憶させる。また、時刻記録部74は、受信タイミングに対応する時刻を、情報に載せて送信器11に送信させる。 The time recording unit 74 also serves as a time addition unit that adds the time corresponding to the transmission timing to the information to be transmitted. The time recording unit 74 associates the reception timing of the predetermined element position of the information received by the reception timing detection unit 14 with the time of the clock 30 at the reception timing, and stores it in the memory, as in the transmission. In addition, the time recording unit 74 causes the transmitter 11 to transmit the time corresponding to the reception timing on the information.

このように、本実施形態において、「時刻」は、情報の所定情報要素位置の検出された送信タイミング又は受信タイミングに対応する時計30の時刻をいい、「時間」は、当該時刻の差分をいう。 Thus, in this embodiment, "time" refers to the time of the clock 30 corresponding to the detected transmission timing or reception timing of the predetermined information element position of information, and "time" refers to the difference between the times.

スケジューラ77は、情報を送信又は受信するスケジュール(時間)を制御する。例えば、情報を一方向に通信する場合において、送信側のスケジューラ77は、情報の送信間隔を制御したり、情報の送信タイミングが所定時刻に検出されるスケジュールを設定したりする。また、スケジューラ77は、情報を受信してから送信するまでの時間を制御しても良い。通信制御部73は、情報を送信する際、予め設定されたスケジュールの送信タイミング又は検出した送信タイミングに対応する時刻を、その情報に含めることができる。 A scheduler 77 controls the schedule (time) for transmitting or receiving information. For example, in the case of unidirectional communication of information, the scheduler 77 on the transmitting side controls information transmission intervals and sets a schedule in which information transmission timing is detected at a predetermined time. Also, the scheduler 77 may control the time from reception of information to transmission. When transmitting information, the communication control unit 73 can include the time corresponding to the transmission timing of the preset schedule or the detected transmission timing in the information.

周波数偏差演算部78は、被同期対象の情報通信装置1(マスター装置1a)のクロック周波数と、同期対象の情報通信装置1(スレーブ装置1b)のクロック周波数の相違を演算する。このクロック周波数(以下、単に「周波数」ともいう。)の違いは、周波数比又は周波数偏差である。本実施形態の周波数偏差演算部78は、情報通信装置1間のクロック20の時差と、情報通信装置1間の情報の伝搬時間から、周波数比又は周波数偏差を求める。 The frequency deviation calculator 78 calculates the difference between the clock frequency of the information communication device 1 to be synchronized (master device 1a) and the clock frequency of the information communication device 1 to be synchronized (slave device 1b). The difference in this clock frequency (hereinafter also simply referred to as "frequency") is a frequency ratio or frequency deviation. The frequency deviation calculator 78 of this embodiment obtains the frequency ratio or the frequency deviation from the time difference of the clocks 20 between the information communication devices 1 and the information propagation time between the information communication devices 1 .

本実施形態では、周波数比は、マスター機のクロック周波数に対するスレーブ機のクロック周波数の比r(以下、クロック周波数比といい、単に周波数比ともいう場合がある。)である。周波数偏差は、マスター機のクロック周波数とスレーブ機のクロック周波数のずれであり、周波数偏差eは、e=r-1により求めることができる。 In this embodiment, the frequency ratio is the ratio r of the clock frequency of the slave device to the clock frequency of the master device (hereinafter referred to as clock frequency ratio, or simply frequency ratio). The frequency deviation is the difference between the clock frequency of the master device and the clock frequency of the slave device, and the frequency deviation e can be obtained by e=r−1.

同期制御部79は、周波数偏差演算部78により求めた周波数比又は周波数偏差に基づいて、クロック20又は時計30を制御する。 The synchronization control section 79 controls the clock 20 or the clock 30 based on the frequency ratio or frequency deviation calculated by the frequency deviation computing section 78 .

つまり、同期制御部79は、周波数偏差演算部78により求めた周波数比又は周波数偏差に基づいて、被同期装置(マスター機)となる情報通信装置1との時間のズレを演算し、そのズレに基づいて時計30の刻時する値を補正する。例えば、時計30自体を制御して刻時を補正しても良い。或いは、時計30が時刻を出力する際に時間のズレに基づいて補正しても良い。すなわち、時計30の刻時自体は補正せず、時計30が時刻を出力する際にズレ分を補正した時刻を出力するように時計30を制御しても良い。 In other words, the synchronization control unit 79 calculates the time difference from the information communication device 1, which is the device to be synchronized (master device), based on the frequency ratio or the frequency deviation obtained by the frequency deviation calculation unit 78, and corrects the value ticked by the clock 30 based on the difference. For example, the time may be corrected by controlling the clock 30 itself. Alternatively, correction may be made based on the time lag when the clock 30 outputs the time. That is, the time itself of the clock 30 may not be corrected, and the clock 30 may be controlled so as to output the time corrected for the deviation when the clock 30 outputs the time.

タイミング情報参照部80は、同期制御部79から出力されるタイミング情報を参照し、これに同期するように所望の処理を実行する。タイミング情報は、周期的なタイミング信号と、指定されたタイミングに一意に対応する時刻情報により構成される。同期制御部79は、タイミング情報に基づいて、他の情報通信装置1と同期することができる。同期中継装置においては、上位同期ネットワークの同期されたタイミング情報を、下位同期系統へ伝送する。 The timing information reference unit 80 refers to the timing information output from the synchronization control unit 79 and executes desired processing in synchronization therewith. The timing information is composed of a periodic timing signal and time information uniquely corresponding to the specified timing. The synchronization control section 79 can synchronize with other information communication devices 1 based on the timing information. In the synchronous repeater, the timing information synchronized with the upper synchronous network is transmitted to the lower synchronous system.

慣性同期処理部81は、同期を失わせる要因が発生した場合に、タイミング情報参照部80がタイミング情報に同期した処理を行っている間、同期位相に基づいて、同期状態から同期を失う非同期状態への遷移を保留して、連続した同期を維持する慣性同期状態に遷移させる。慣性同期状態は、システムが要求する同期位相が維持できてはいないが、非同期状態には遷移しない状態をいう。慣性同期処理部81は、同期状態と慣性同期状態との相互の状態の遷移、慣性同期状態と非同期状態との相互の状態の遷移を制御する。 When a factor causing loss of synchronization occurs, the inertial synchronization processing unit 81 suspends the transition from the synchronous state to the asynchronous state in which synchronization is lost based on the synchronization phase while the timing information reference unit 80 performs processing in synchronization with the timing information, and makes the transition to the inertial synchronization state in which continuous synchronization is maintained. The inertial synchronous state is a state in which the synchronous phase required by the system cannot be maintained, but the transition to the asynchronous state is not made. The inertia synchronization processing unit 81 controls mutual state transitions between the synchronous state and the inertia synchronous state, and mutual state transitions between the inertia synchronous state and the asynchronous state.

準同期処理部82は、非同期状態において、同期制御部79による同期制御を開始してから、所定の同期位相となるまで、同期状態への遷移を保留する準同期状態とする。準同期状態とは、同期位相が安定するまで、同期状態とするのを待つ状態である。つまり、準同期状態は、時刻同期をするために必要な上記の4つの計測値が受信できて、クロックの周波数制御も問題なくできている状態ではあるが、システムが要求する同期精度にまで至っていない過渡的状態である。準同期処理部82は、非同期状態と準同期状態との相互の状態の遷移、準同期状態と同期状態との相互の状態の遷移を制御する。 In the asynchronous state, the quasi-synchronous processing unit 82 suspends the transition to the synchronous state after the synchronous control by the synchronous control unit 79 is started until a predetermined synchronous phase is reached. The quasi-synchronous state is a state of waiting for a synchronous state until the synchronous phase is stabilized. In other words, the quasi-synchronous state is a transitional state in which the above-mentioned four measurement values necessary for time synchronization can be received and the clock frequency can be controlled without any problem, but the synchronization accuracy required by the system is not achieved. The quasi-synchronous processing unit 82 controls mutual state transitions between the asynchronous state and the quasi-synchronous state, and mutual state transitions between the quasi-synchronous state and the synchronous state.

変動制御部83は、同期のための同期位相変化の速度を所定の範囲内に制限するとともに、同期位相変化の加速度が連続関数に従って変動するように制御する。つまり、変動制御部83は、同期位相を変動の速度及び加速度に制約を課すことにより、同期位相の非連続な切り替えを回避させる。 The variation control unit 83 limits the speed of the synchronous phase change for synchronization within a predetermined range, and controls the acceleration of the synchronous phase change to vary according to a continuous function. That is, the variation control unit 83 avoids discontinuous switching of the synchronous phase by imposing restrictions on the velocity and acceleration of the synchronous phase variation.

クロック品質情報出力部84は、クロック品質情報を出力する。クロック品質情報は、クロックの精度や優先順位などの静的に設定された値の集合であり、PTPのANNOUNCEパケットに相当する。 The clock quality information output unit 84 outputs clock quality information. The clock quality information is a set of statically set values such as clock accuracy and priority, and corresponds to PTP ANNOUNCE packets.

選出部85は、クロック品質情報に基づいて、いずれかの情報通信装置1を、マスター装置1a及びスレーブ装置1bの少なくとも一方として選出する。抑制部86は、起動時の情報通信装置1のクロック品質情報出力部84に、クロック品質情報の出力を保留させることにより、選出部85の選出によるマスター装置1aのスレーブ装置1bへの切り替えを抑制する。再選出部87は、マスター装置1aの情報通信システム100からの離脱を検出した場合に、同期状態又は慣性同期状態に遷移させるとともに、いずれかの情報通信装置1を、マスター装置1aとして再選出する。 The selection unit 85 selects one of the information communication devices 1 as at least one of the master device 1a and the slave device 1b based on the clock quality information. The suppression unit 86 suppresses the switching of the master device 1a to the slave device 1b due to the selection by the selection unit 85 by causing the clock quality information output unit 84 of the information communication device 1 at startup to withhold the output of the clock quality information. When the re-election unit 87 detects that the master device 1a has left the information communication system 100, the re-selection unit 87 makes a transition to the synchronous state or the inertial synchronization state, and re-selects one of the information communication devices 1 as the master device 1a.

役割決定部88は、優先順位情報に基づいて、役割が未定の情報通信装置1の役割を決める。この優先順位情報は、マスター装置1aとして選出される可能性が高位か低位かの優先順位に関する情報を含む情報である。優先順位は、低位と高位にそれぞれ割り当てられた2値の情報としても良いし、低位から高位までを2値より大きな多値の情報にして、複数の順位を設定してもよい。 The role determination unit 88 determines the role of the information communication device 1 whose role is undetermined based on the priority order information. This priority order information is information that includes information regarding the order of priority as to whether the possibility of being selected as the master device 1a is high or low. The priority may be binary information assigned to low and high ranks, or may be multi-valued information larger than binary information from low to high ranks to set a plurality of ranks.

マスター装置1a及びスレーブ装置1bとしての役割が未定の情報通信装置1が起動により同期ネットワークに接続された場合に、役割が未定の情報通信装置1が自装置を低位とした優先順位情報を他の情報通信装置1に送信する。役割決定部88は、自装置の優先順位情報と、他の情報通信装置1から受信する優先順位情報とに基づいて、役割を決定する。自装置の優先順位が他装置の優先順位よりも低位であれば、自装置はスレーブ装置1bとなる。自装置の優先順位が他装置の優先順位よりも高位であれば、自装置はマスター装置1aとなる。規定期間を経過しても、他装置からの優先順位情報を受信しない場合には、自装置の優先順位情報を高位として、他の情報通信装置1に送信し、上記のように、スレーブ装置1b、マスター装置1aを決定する。 When an information communication device 1 whose roles as a master device 1a and a slave device 1b are undetermined is connected to a synchronous network by activation, the information communication device 1 whose role is undetermined transmits priority order information in which its own device is low to other information communication devices 1.例文帳に追加Role determination unit 88 determines a role based on the priority information of its own device and the priority information received from other information communication devices 1 . If the priority of the own device is lower than the priority of other devices, the device becomes the slave device 1b. If the priority of the own device is higher than the priority of other devices, the own device becomes the master device 1a. If no priority order information is received from the other device even after a specified period of time has passed, the priority order information of its own device is sent to the other information communication device 1 as high order information, and the slave device 1b and the master device 1a are determined as described above.

順位リスト生成部89は、スレーブ装置1bがマスター装置1aとして選択される順位を示すマスター順位リストを生成する。マスター順位リストは、各スレーブ装置1bから受信する同期品質に基づいて生成される。プレゼンス情報配信部90は、各スレーブ装置1bが同期ネットワークに接続されていることを明示するプレゼンス情報を配信する。マスター決定部91は、マスター順位リストとプレゼンス情報に基づいて、新たなマスター装置1aとすべきスレーブ装置1bを決定する。 The ranking list generator 89 generates a master ranking list indicating the ranking in which the slave device 1b is selected as the master device 1a. A master ranking list is generated based on the synchronization quality received from each slave device 1b. The presence information distribution unit 90 distributes presence information indicating that each slave device 1b is connected to the synchronous network. The master determining unit 91 determines the slave device 1b to be the new master device 1a based on the master order list and presence information.

[動作]
上記の構成を有する情報通信システム100の動作を説明する。本実施形態の情報通信システム100は、情報通信を用いて、情報通信装置1間のクロックの時差と、情報通信装置1間の情報通信の伝搬時間を計測し、この時差を補正することにより、情報通信装置1間の時刻同期を実現する。
[motion]
The operation of the information communication system 100 having the above configuration will be described. The information communication system 100 of the present embodiment uses information communication to measure the clock time difference between the information communication devices 1 and the propagation time of the information communication between the information communication devices 1, and correct the time difference, thereby realizing time synchronization between the information communication devices 1.

さらに、同期品質に対して外乱が存在する環境下における基本的な同期連続性、マスター装置とスレーブ装置との役割を切り替える際の同期連続性、同期中継装置における同期系統間の同期連続性の維持を可能としている。 Furthermore, it is possible to maintain basic synchronous continuity in an environment where there is a disturbance to the synchronous quality, synchronous continuity when switching roles between the master device and the slave device, and synchronous continuity between synchronous systems in a synchronous repeater.

[時刻同期]
まず、周波数偏差演算部78、同期制御部79による時刻同期の一例について説明する。この時刻同期は、情報通信装置1間のクロック20の時差と、情報通信装置1間の情報の伝搬時間を計測し、この時差を補正することにより行う。
[Time synchronization]
First, an example of time synchronization by the frequency deviation calculator 78 and the synchronization controller 79 will be described. This time synchronization is performed by measuring the time difference of the clock 20 between the information communication devices 1 and the information propagation time between the information communication devices 1 and correcting this time difference.

図4に示すように、マスター装置1aがスレーブ装置1bに同期情報を送信し、伝搬時間を経て当該情報をスレーブ装置1bが受信し、当該受信をしてからマスター装置1aに別の同期情報を送信し、同じ伝搬時間を経てマスター装置1aで受信する状況を考え、伝搬時間と時差を定式化する。なお、ここでのマスター装置1aが送信する同期情報、及び、スレーブ装置1bが送信する別の同期情報とは、同期するためにタイミングを計る目的のものであり、当該同期情報にはマスター装置1aの当該同期情報の送信時刻が載せられていても良いが、当該同期情報及び当該別の同期情報の中身は任意である。 As shown in FIG. 4, the master device 1a transmits synchronization information to the slave device 1b, the slave device 1b receives the information after the propagation time, the master device 1a transmits another synchronization information after the reception, and the master device 1a receives the information after the same propagation time. Here, the synchronization information transmitted by the master device 1a and the separate synchronization information transmitted by the slave device 1b are for the purpose of measuring the timing for synchronization, and the synchronization information may include the transmission time of the synchronization information of the master device 1a, but the contents of the synchronization information and the other synchronization information are arbitrary.

図4では、マスター装置1aから情報を時刻tm,Tに送信し、伝搬時間tを経て時刻ts,Rにスレーブ装置1bで受信する。Δt後に別の情報を、スレーブ装置1bから時刻ts,Tに送信し、同じく伝搬時間tを経てマスター装置で時刻tm,Rに受信する動作タイミングを示している。 In FIG. 4, information is transmitted from the master device 1a at time tm,T and received by the slave device 1b at time ts ,R after a propagation time td. After Δt s , another information is transmitted from the slave device 1b at time ts,T , and after the propagation time td , the master device receives the information at time tm,R .

ここで、マスター装置1aにおける送信から受信までの間隔をΔtとし、スレーブ装置1bにおける受信から送信までの間隔をΔtとし、マスター装置1aの送信タイミングtm,Tと同一のタイミングが、スレーブ装置1bではt´m,Tとして観測されるものとする。このため、マスター装置1aを基準としたスレーブ装置1bとの、クロック20間の時差tは式(1)のとおり求めることができる。

Figure 0007312779000001
なお、伝搬時間tは、情報通信の方向において、対照的であることを前提としている。 Here, it is assumed that the interval from transmission to reception in the master device 1a is Δtm , the interval from reception to transmission in the slave device 1b is Δts , and the same timing as the transmission timing tm,T of the master device 1a is observed as t′m,T in the slave device 1b. Therefore, the time difference t0 between the clock 20 and the slave device 1b with respect to the master device 1a can be obtained according to equation (1).
Figure 0007312779000001
It is assumed that the propagation times td are symmetrical in the direction of information communication.

これらの条件から、伝搬時間tは、式(2)の通り、求めることができる。

Figure 0007312779000002
From these conditions, the propagation time td can be obtained as shown in Equation (2).
Figure 0007312779000002

よって、クロック20間の時差tは、式(2)を用いて、式(3)の通り求めることができる。

Figure 0007312779000003
Therefore, the time difference t 0 between the clocks 20 can be obtained from the equation (3) using the equation (2).
Figure 0007312779000003

スレーブ装置1bの同期制御部79は、tが0となるようにクロック周波数や時刻を繰り返し調整することにより、マスター装置1aに対して時刻同期することができる。 The synchronization control unit 79 of the slave device 1b can time-synchronize with the master device 1a by repeatedly adjusting the clock frequency and time so that t0 becomes zero.

マスター装置1aとスレーブ装置1bのクロック周波数が同一であれば、すなわち、クロックドメインが単一であれば、時刻を一旦調整するのみで時刻同期可能であるが、一般的に2クロック間には周波数偏差が存在するため、時刻同期にはクロック周波数の調整が必須となる。クロック周波数を直接的に調整できないシステムであっても、1クロックあたりの刻時の進み幅を繰り返し調整することにより、時計の駆動周波数を制御し、時刻同期できる。 If the clock frequencies of the master device 1a and the slave device 1b are the same, that is, if the clock domain is single, time synchronization can be achieved simply by adjusting the time once. However, since there is generally a frequency deviation between the two clocks, adjustment of the clock frequency is essential for time synchronization. Even in a system in which the clock frequency cannot be directly adjusted, it is possible to control the drive frequency of the clock and synchronize the time by repeatedly adjusting the time advance width per clock.

これらの周波数調整には、同期位相を入力とし、周波数調整値を出力とする、閉ループ制御を定期的に行い、入力される同期位相が0となるように出力値を制御する。 For these frequency adjustments, a synchronous phase is input and a frequency adjustment value is output. Closed-loop control is periodically performed to control the output value so that the input synchronous phase is zero.

なお、送受信タイミング間にある、伝搬時間や内部遅延は、システムの要求条件などにより無視または補正可能である。また、マスター装置1aから同期情報の送信を開始するのではなく、スレーブ装置1bから同期情報を送信するようにしてもよい。さらに、情報通信に必要なインターフェイス数は1で必要十分であるが、例えば、送信と受信のインターフェイスを独立して実装するなど、複数インターフェイスを同時に使用する構成としてもよい。 Propagation time and internal delay between transmission and reception timings can be ignored or corrected depending on system requirements. Further, the synchronization information may be transmitted from the slave device 1b instead of starting the transmission of the synchronization information from the master device 1a. Furthermore, although one interface is sufficient for information communication, a configuration in which multiple interfaces are used at the same time, such as independent implementation of transmission and reception interfaces, is also possible.

[サブシステムが連携した同期]
(慣性同期)
サブシステムが連携して行う同期について、図5の状態遷移図を参照して説明する。この同期には、慣性同期状態を含む。なお、準同期状態については後述する。サブシステムは、情報通信システム100の一部であって、時刻同期と情報出力を行うハードウェアとアプリケーションプログラムにより構成されるシステムである。本実施形態では、情報通信装置1において、時刻同期を行って音声を伝送するシステムが、サブシステムに相当する。
[Synchronization with linked subsystems]
(inertial synchronization)
Synchronization performed by subsystems in cooperation will be described with reference to the state transition diagram of FIG. This synchronization includes an inertial synchronization state. The quasi-synchronous state will be described later. The subsystem is a part of the information communication system 100, and is a system composed of hardware and application programs that perform time synchronization and information output. In this embodiment, in the information communication device 1, a system that performs time synchronization and transmits voice corresponds to a subsystem.

また、以下の説明でステートマシンとは、入力条件と現在の状態によって次の状態を決定し、入力条件に応じて状態が遷移する論理回路であって、所定のプログラムによって、情報通信装置1が機能することによって実行される。本実施形態では、スレーブ装置1bにおける同期制御部79等が、発生した要因に応じて各種の状態が切り替わるステートマシンとして機能する。 In the following description, a state machine is a logic circuit that determines the next state based on the input conditions and the current state, and changes the state according to the input conditions. In this embodiment, the synchronization control unit 79 and the like in the slave device 1b function as a state machine that switches between various states according to the factors that have occurred.

図5は、サブシステムが連携することにより実行される時刻同期制御のステートマシンを、状態遷移図でモデル化したものである。この連携は、上位階層の2状態、タイミング情報非参照状態とタイミング情報参照状態との間の状態遷移で行う。サブシステムのタイミング情報の参照開始/終了イベントを契機にいずれかの状態へ遷移する。 FIG. 5 is a modeled state transition diagram of a state machine for time synchronization control executed by cooperation of subsystems. This linkage is performed by state transitions between two states in the upper hierarchy, the timing information non-reference state and the timing information reference state. Triggered by the reference start/end event of the timing information of the subsystem, it transitions to one of the states.

図5の上枠に示すタイミング情報非参照の状態は、単にPTPが動作している通常の稼働状態に相当する。図5の下枠に示すタイミング情報参照の状態は、慣性同期処理部81よる慣性同期状態が含まれる点が、タイミング情報非参照の状態と相違する。慣性同期処理部81が慣性同期状態に遷移させる場合としては、同期位相が不安定であったり、計算できない場合であっても、短時間に回復し、即座に非同期状態にして同期連続性を失わせる必要性がない要因が発生した場合である。このような場合としては、同期情報の通信にノイズが乗る、ケーブルの接続不良等が考えられる。この場合にも、タイミング情報の送信は継続している。 The timing information non-referencing state shown in the upper frame of FIG. 5 corresponds to a normal operating state in which the PTP is simply operating. The timing information reference state shown in the lower frame of FIG. 5 differs from the timing information non-reference state in that the inertia synchronization state by the inertia synchronization processing unit 81 is included. When the inertia synchronization processing unit 81 transitions to the inertia synchronization state, even if the synchronization phase is unstable or cannot be calculated, it is recovered in a short time, and there is a factor that eliminates the necessity of immediately changing to the asynchronous state and losing the continuity of synchronization. In such a case, it is conceivable that there is noise in the communication of the synchronization information, or that the cable connection is faulty. Even in this case, the transmission of timing information continues.

慣性同期処理部81は、慣性同期状態において、これらの要因が解消して、同期位相が安定した場合には、非同期状態を経由しないで同期に遷移する。これにより、安易に非同期状態に遷移して音声が途切れるといったことがなく、同期連続性を維持したまま通信を継続することができる。慣性同期状態において、サブシステムの許容条件を逸脱してしまった場合には、時刻同期制御情報をリセットして、非同期状態に遷移する。 In the inertia synchronization processing unit 81, when these factors are resolved and the synchronization phase is stabilized in the inertia synchronization state, the inertia synchronization processing unit 81 transitions to synchronization without going through the asynchronous state. As a result, it is possible to continue communication while maintaining synchronous continuity without easily transitioning to the asynchronous state and interrupting the voice. In the inertial synchronous state, if the permissible condition of the subsystem is deviated, the time synchronous control information is reset and the state is changed to the asynchronous state.

より具体的には、例えば、PTPでは非同期状態となるしきい値を超える同期位相(時刻のズレ)であっても、慣性同期処理部81は、非同期状態とせずに、慣性同期状態とする。但し、しきい値を超える同期位相が、所定の時間継続した場合には、非同期状態とする。所定の時間は、しきい値を超えた同期位相がゼロになるまでに要する時間とする。 More specifically, for example, even if the synchronous phase (time lag) exceeds the threshold for the asynchronous state in PTP, the inertial synchronization processing unit 81 does not put the PTP in the asynchronous state, but puts it in the inertial synchronous state. However, when the synchronous phase exceeding the threshold value continues for a predetermined time, it is assumed to be in an asynchronous state. The predetermined time is the time required for the synchronization phase exceeding the threshold value to become zero.

上位階層の各状態には、時刻同期制御を主とする下位階層のステートマシンが包括されており、同一名称の状態は透過である。すなわち、タイミング情報非参照状態の下位階層が同期状態であった場合、タイミング情報参照状態へ遷移しても、下位階層の状態は同期状態となる。ただし、下位階層が慣性同期状態であるときに、上位がタイミング情報非参照状態へ遷移する場合は、時刻同期制御情報をリセットして非同期状態へ遷移する。装置起動時には、下位階層のステートマシンは他装置から送信される情報を待ち受けるなどの初期化を行い、非同期状態へ遷移する。 Each state of the upper layer includes a state machine of the lower layer mainly for time synchronization control, and states with the same name are transparent. That is, if the lower layer of the timing information non-referencing state is in the synchronous state, the state of the lower layer becomes the synchronous state even if the transition to the timing information referencing state is made. However, when the lower layer is in the inertial synchronization state, if the upper layer transitions to the timing information non-reference state, the time synchronization control information is reset and the state transitions to the asynchronous state. When the device is activated, the lower layer state machine performs initialization such as waiting for information transmitted from other devices, and transitions to the asynchronous state.

同期状態では、同期連続性の観点から、上位階層の状態により、状態遷移動作が異なる。同期状態において、同期精度要求を満足できないほど同期位相が不安定となるか、同期情報を受信できないなど何らかの要因により同期位相を求められない場合、サブシステムがタイミング情報を参照しているならば、慣性同期状態へ遷移する。この際、同期連続性を維持するために、タイミング情報の送信は継続する。 In the synchronous state, from the viewpoint of synchronous continuity, the state transition operation differs depending on the state of the upper layer. In the synchronous state, if the synchronous phase becomes unstable to the extent that the synchronous accuracy requirement cannot be satisfied, or if the synchronous phase cannot be obtained due to some factor such as the inability to receive the synchronous information, and if the subsystem is referring to the timing information, the transition to the inertial synchronous state is made. At this time, the transmission of timing information continues in order to maintain synchronous continuity.

一方、サブシステムがタイミング情報を参照していない場合、例えば、音声を出力していない場合には、同期連続性を維持する必要がないため、通常のPTPと同様に、時刻同期制御情報をリセットして非同期状態へ遷移する。 On the other hand, when the subsystem does not refer to the timing information, for example, when it does not output sound, it does not need to maintain synchronous continuity, so it resets the time synchronization control information and transitions to an asynchronous state, as in normal PTP.

慣性同期状態では、再び同期位相が同期精度要求を満足できるほどに同期位相が安定したら、同期状態へ遷移する。 In the inertial synchronization state, when the synchronization phase is stabilized enough to satisfy the synchronization accuracy requirement again, the state is changed to the synchronization state.

このように、図5のステートマシンに従って時刻同期制御を行うことで、同期連続性を確保でき、サブシステムを安定して運用できる。 In this way, by performing time synchronization control according to the state machine of FIG. 5, synchronous continuity can be ensured and the subsystem can be operated stably.

サブシステムがタイミング情報を参照していたとしても、同期連続性の許容条件を外れることにより、非同期状態へ遷移する。この許容条件は、同期連続性を確保してもサブシステムが安定動作を維持できない異常状態を定義して設定する。例えば、規定期間を超えて不安定な同期状態が持続した、同期位相が規定値以上ずれた等の異常状態を定義して設置する。 Even if the subsystem refers to the timing information, it transitions to the asynchronous state by deviating from the permissible condition for synchronous continuity. This permissible condition is set by defining an abnormal state in which the subsystem cannot maintain stable operation even if synchronous continuity is ensured. For example, an abnormal state such as an unstable synchronization state lasting longer than a specified period or a synchronization phase deviation of a specified value or more is defined and set.

(準同期)
本実施形態では、準同期処理部82が、非同期状態から同期状態に遷移する前に、準同期状態へ遷移させて、タイミング情報を参照するサブシステムの同期精度要求を満足する程度に同期位相が安定した場合に、同期状態へ遷移させる。例えば、誤った伝搬時間が求まって、これに同期位相をゼロとするように同期制御を行った場合、誤った伝搬時間や同期位相によって同期しても、同期連続性が維持できなくなる。
(semi-synchronous)
In this embodiment, the semi-synchronous processing unit 82 makes a transition to the semi-synchronous state before making a transition from the asynchronous state to the synchronous state, and makes a transition to the synchronous state when the synchronous phase is stabilized to the extent that the synchronization accuracy requirement of the subsystem that refers to the timing information is satisfied. For example, if an erroneous propagation time is obtained and synchronization control is performed to set the synchronous phase to zero, synchronous continuity cannot be maintained even if synchronization is performed with an erroneous propagation time or synchronous phase.

準同期状態に遷移直後は、同期情報の通信にバーストノイズが乗る等により、誤った伝搬時間が求まり、これに基づいて誤った同期位相が算出される可能性がある。このまま同期状態へ遷移してしまうと、誤った同期位相で同期状態となる。このような場合、バーストノイズが解消すると、本来の同期位相へ非連続に変化するため、同期連続性を確保できない。一旦同期状態となると、正しい同期位相での同期が回復するまでには、長い時間がかかってしまう。 Immediately after the transition to the quasi-synchronization state, there is a possibility that an erroneous propagation time is obtained due to, for example, burst noise in communication of synchronization information, and an erroneous synchronization phase is calculated based on this. If a transition is made to the synchronous state as it is, the synchronous state is entered with an erroneous synchronous phase. In such a case, when the burst noise disappears, the synchronous phase is discontinuously changed to the original synchronous phase, so that synchronous continuity cannot be ensured. Once synchronized, it takes a long time to recover synchronization with the correct synchronization phase.

このような誤った同期状態への遷移を回避するために、準同期処理部82は、同期制御部79により制御される同期位相に応じて、重み付けの値を付与し、重み付けの値の累積値が所定の値となった場合に、準同期状態から同期状態へ遷移させる。 In order to avoid such an erroneous transition to the synchronous state, the semi-synchronous processing unit 82 assigns a weighting value according to the synchronization phase controlled by the synchronization control unit 79, and when the cumulative value of the weighting value reaches a predetermined value, the semi-synchronous state is changed to the synchronous state.

より具体的には、準同期処理部82は、準同期状態において、伝搬時間に基づいて同期位相が求まるたびに呼び出される関数として、図6に示す処理フローを動作させる。すなわち、累積同期位相という変数を設定し、4つの伝搬時間に基づいて同期位相を求める毎に処理が開始され、累積同期位相が規定値を超えるか否かを判定する(ステップS101)。 More specifically, the semi-synchronous processing unit 82 operates the processing flow shown in FIG. 6 as a function that is called every time the synchronous phase is obtained based on the propagation time in the semi-synchronous state. That is, a variable called cumulative synchronous phase is set, and processing is started each time a synchronous phase is obtained based on four propagation times, and it is determined whether or not the cumulative synchronous phase exceeds a specified value (step S101).

累積同期位相が規定値以下の場合(ステップS101のNO)、同期位相の値に応じてランク分けして、そのランクに応じて設定された重みの値を、累積同期位相という変数に加算して(ステップS102~S104、S107~S109)、処理を終了する。つまり、例えば、ゼロを正しい同期位相の値として、これよりも大きな値を所定の値の幅で区切ったランクで区別して、それぞれのランクに、正しい同期位相に近い順に重み1からNにそれぞれ値を設定する。 If the cumulative synchronous phase is equal to or less than the specified value (NO in step S101), the synchronous phase is ranked according to the value of the synchronous phase, and the weight value set according to the rank is added to the variable called the cumulative synchronous phase (steps S102 to S104, S107 to S109), and the process ends. That is, for example, zero is the value of the correct synchronization phase, values larger than zero are distinguished by ranks separated by a predetermined value width, and weights 1 to N are set in order of proximity to the correct synchronization phase for each rank.

累積同期位相が規定値を超えたら(ステップS101のYES)、誤った伝搬時間に基づいて同期位相を求めたと判断して、累積同期位相をクリアして(ステップS110)、非同期状態へ遷移する(ステップS111)。つまり、同期位相を破棄して、非同期状態へ遷移する。正しい伝搬時間に基づく同期位相ゼロが求まった場合(ステップS104のNO)、累積同期位相をクリアして(ステップS105)、同期状態に遷移する(ステップS106)。 If the accumulated synchronous phase exceeds the specified value (YES in step S101), it is determined that the synchronous phase has been obtained based on an erroneous propagation time, the accumulated synchronous phase is cleared (step S110), and the state transitions to the asynchronous state (step S111). In other words, the synchronous phase is discarded and the transition is made to the asynchronous state. When the synchronous phase zero based on the correct propagation time is obtained (NO in step S104), the accumulated synchronous phase is cleared (step S105), and the state is changed to the synchronous state (step S106).

[同期位相変動制御]
同期の状態遷移に関する原理を導入して同期連続性を確保したとしても、同期位相の大きさによっては、タイミング情報を参照するサブシステムから、非連続に同期位相が変化したと見えてしまうケースもある。これは、同期位相の変動速度、変動加速度が、急激に変化してしまうことによる。
[Synchronous phase fluctuation control]
Even if synchronization continuity is ensured by introducing the principle of synchronization state transitions, depending on the magnitude of the synchronization phase, there may be cases where subsystems that refer to timing information see that the synchronization phase has changed discontinuously. This is because the synchronous phase fluctuation speed and fluctuation acceleration change abruptly.

同期位相の変動速度、変動加速度の急激な変化は、例えば、タイミング情報をサブシステム内のPLLに入力した場合、PLLの入力周波数変動速度の許容範囲を超えると、PLLのアンロックを招いてしまい、サブシステムの異常発生につながる。 For example, when timing information is input to a PLL in a subsystem, sudden changes in the synchronous phase fluctuation speed and the fluctuation acceleration will cause the PLL to be unlocked if the allowable range of the input frequency fluctuation speed of the PLL is exceeded, leading to the occurrence of an abnormality in the subsystem.

これに対処するため、同期位相変動速度に上限を設定し、サブシステムの許容範囲に収まるように制御することが考えられる。しかし、同期位相変動加速度の連続性は考慮されないため、サブシステムの異常発生につながる可能性が残ってしまう。 In order to deal with this, it is conceivable to set an upper limit on the synchronous phase fluctuation speed and control it so that it falls within the permissible range of the subsystem. However, since the continuity of the synchronous phase fluctuation acceleration is not taken into account, there remains the possibility that it will lead to the occurrence of an abnormality in the subsystem.

本実施形態では、同期位相の変動速度の範囲制限に加えて、同期位相の変動加速度が連続関数となるように構成している。すなわち、現在の同期位相φから目的の同期位相φへ同期制御する場合、例えば、二次微分まで連続させるシグモイド関数である式(4)のように、同期位相変動関数fφ(t)用いて、連続的に同期位相を制御する。

Figure 0007312779000004
In this embodiment, in addition to limiting the range of synchronous phase fluctuation speed, the synchronous phase fluctuation acceleration is configured to be a continuous function. That is, when performing synchronous control from the current synchronous phase φ S to the target synchronous phase φ D , for example, the synchronous phase is continuously controlled using the synchronous phase variation function f φ (t) as shown in Equation (4), which is a sigmoid function that continues up to the second derivative.
Figure 0007312779000004

ここで、式(4)のVは、サブシステムが規定する同期位相変動速度の絶対値の最大値以下の正数となるように設定する。つまり、速度制限をしつつ、加速度の連続性を維持することにより、非連続な切換を回避している。 Here, V in equation (4) is set to be a positive number equal to or less than the maximum absolute value of the synchronous phase fluctuation speed defined by the subsystem. In other words, discontinuous switching is avoided by maintaining the continuity of acceleration while limiting the speed.

なお、同期位相変動関数は式(4)には限定されず、時間tの二次微分が連続であり、一次微分の値域の範囲を制御するパラメーターを設定可能な関数であればよい。さらに、サブシステムが許容するならば、同期位相変動関数を折れ線近似することにより、同期位相の計算量を低減させてもよい。 Note that the synchronous phase variation function is not limited to Equation (4), and may be any function as long as the second derivative of time t is continuous and a parameter that controls the range of the first derivative can be set. Furthermore, if the subsystem allows, the computational complexity of the sync phase may be reduced by linear approximation of the sync phase variation function.

[役割を切り替える際の同期連続性]
例えば、当初マスター装置1aであった装置が失われて、スレーブ装置1bであった他の装置がマスター装置1aとなる場合に、マスター装置1aとスレーブ装置1bとの切り替えが行われる。いずれかのスレーブ装置1bのうちの条件の良いものがマスター装置1aとなり、その他は再びスレーブ装置1bとなって、マスター装置1aと同期する。つまり、全体の同期がリセットされてから、新たなマスター装置1a及びスレーブ装置1bが決まる。
[Synchronous continuity when switching roles]
For example, when the device that was originally the master device 1a is lost and another device that was the slave device 1b becomes the master device 1a, switching between the master device 1a and the slave device 1b is performed. One of the slave devices 1b with good conditions becomes the master device 1a, and the others become the slave devices 1b again and synchronize with the master device 1a. In other words, the new master device 1a and slave device 1b are determined after the overall synchronization is reset.

このようにマスター装置1aとスレーブ装置1bの役割が切り替わるシステムにおいては、役割が切り替わる時に、特有の同期連続性を確保することが望ましい。しかし、PTPにおいては、マスター装置1aとスレーブ装置1bの役割が切り替わる際に、非同期状態への遷移を経由することにより、非連続に同期位相が変化してしまうため、同期連続性を確保できない。本実施形態における同期連続性は、スレーブ装置1bからマスター装置1aに役割を切り替える際に、タイミング情報を参照するサブシステムが定常的で安定動作する性質を含む。 In such a system in which the roles of the master device 1a and the slave device 1b are switched, it is desirable to ensure specific synchronous continuity when the roles are switched. However, in PTP, when the roles of the master device 1a and the slave device 1b are switched, the synchronous phase changes discontinuously due to the transition to the asynchronous state, so synchronous continuity cannot be ensured. Synchronous continuity in this embodiment includes the property that the subsystems that refer to the timing information operate steadily and stably when switching roles from the slave device 1b to the master device 1a.

同一もしくは同種の複数装置が、同期ネットワークを組み、時刻同期を行うシステムにおいて、任意期間中に動的に、いずれかの装置がマスター装置1aとして動作し、他装置はすべてスレーブ装置1bとして動作する運用ケースを考える。 In a system in which multiple devices of the same or similar type form a synchronous network and perform time synchronization, consider an operational case in which one of the devices dynamically operates as the master device 1a and all other devices operate as the slave devices 1b during an arbitrary period.

このとき、各装置のクロック性能は同質であるとしても、一般性を欠かない。すなわちクロック性能の側面からは、いかなる装置がマスター装置1aとして動作しても、同期品質は同等になるものと考えてよい。ここで、同期品質とは、一定期間の同期位相の平均値および分散を組み合わせて表すものとする。さらに、クロック品質情報などの受信品質(誤り率や情報欠落数など)を組み合わせても良い。装置の役割を切り替える際の同期連続性の確保が主題であるならば、多種多様な複数の装置が同期ネットワークを組むケースであっても差し支えない。 At this time, even if the clock performance of each device is of the same quality, there is no lack of generality. That is, from the aspect of clock performance, it can be considered that the synchronization quality will be the same regardless of which device operates as the master device 1a. Here, the synchronization quality is represented by a combination of the average value and variance of synchronization phases for a certain period of time. Furthermore, reception quality (error rate, number of missing information, etc.) such as clock quality information may be combined. If the subject is to ensure synchronous continuity when switching the role of a device, there is no problem even if a plurality of various devices form a synchronous network.

(同時起動)
役割を切り替え可能な各装置において同期連続性を確保するための、時刻同期制御のステートマシンを、図7に示す。図7は、上位階層であるスレーブ装置1bがタイミング情報参照状態であって、その下位階層であるマスター装置1aのステートマシンを示しているが、タイミング情報非参照状態の場合も、同様であるため省略する。また、図7において、非同期状態、準同期状態、同期状態、慣性同期状態については、上記と同様である。
(Simultaneous startup)
FIG. 7 shows a time synchronization control state machine for ensuring synchronous continuity in each device whose role can be switched. FIG. 7 shows the state machine of the master device 1a, which is the lower hierarchy, when the slave device 1b, which is the upper hierarchy, is in the timing information reference state. In addition, in FIG. 7, the asynchronous state, semi-synchronous state, synchronous state, and inertial synchronous state are the same as above.

起動時に自装置の役割が未定の場合、自装置は非同期状態において、他装置のクロック品質情報出力部84から出力されたクロック品質情報を待ち受けるが、自装置は抑制部86によりクロック品質情報の配信が抑制される。規定期間内にクロック品質情報を受信した場合は、スレーブ装置1bとして動作を開始して、準同期状態へ遷移することにより、既存のマスター装置1aを維持する。つまり、自装置が、マスター装置1aが切り替わる契機となるクロック品質情報の配信をしないため、マスター装置1aとしての動作を継続できる。 When the role of the own device is undetermined at the time of activation, the own device waits for the clock quality information output from the clock quality information output section 84 of the other device in an asynchronous state, but the distribution of the clock quality information is suppressed by the suppression section 86 of the own device. When the clock quality information is received within the specified period, the existing master device 1a is maintained by starting operation as the slave device 1b and transitioning to the semi-synchronous state. That is, since the own device does not distribute the clock quality information that triggers the switching of the master device 1a, the operation as the master device 1a can be continued.

ANNOUNCEパケットは、その値の大小によって、その装置が最良のマスターとなるかの指標となる。その優劣によって、現在、マスター装置1aとして作動していても、スレーブ装置1bに切り替わって、サブシステムの状態にかかわらず、静的な情報に基づいて、より良い装置がマスター装置1aに切り替わる。このため、起動時に自装置からクロック品質情報の配信を行って、受信したクロック品質情報との比較により、マスター装置1aを選出すると、既存のマスター装置1aがスレーブ装置1bに切り替わって、同期連続性が失われる場合がある。 The value of the ANNOUNCE packet indicates whether the device is the best master. Depending on its superiority, even if it is currently operating as the master device 1a, it will switch to the slave device 1b, and regardless of the state of the subsystem, the better device will switch to the master device 1a based on static information. Therefore, when clock quality information is distributed from its own device at startup and the master device 1a is selected by comparison with the received clock quality information, the existing master device 1a is switched to the slave device 1b, and synchronous continuity may be lost.

そこで、本実施形態においては、起動時に、他装置からのクロック品質情報を待ち受けつつ、自装置からクロック品質情報を配信しないことにより、自装置のクロック品質情報に基づいて、既存のマスター装置1aが自装置に切り替わってしまうことを防止する。 Therefore, in the present embodiment, the existing master device 1a is prevented from being switched to the own device based on the clock quality information of the own device by not distributing the clock quality information from the own device while waiting for the clock quality information from the other device at startup.

そして、規定期間を経過しても、クロック品質情報を受信しない場合は、クロック品質情報の待ち受けを継続するとともに、各装置は定期的なクロック品質情報の送信を開始し、準時刻配信状態へ遷移する。 When the clock quality information is not received even after the specified period has passed, the clock quality information waiting is continued, each device starts transmitting the clock quality information periodically, and transitions to the quasi-time distribution state.

準時刻配信状態において、規定期間を経過してもクロック品質情報を受信しない場合は、自装置がマスター装置1aとしての動作を開始し、サブシステムへのタイミング情報の送信を開始し、時刻配信状態へ遷移する。 In the quasi-time distribution state, when the clock quality information is not received even after a specified period of time has passed, the own device starts operating as the master device 1a, starts transmitting timing information to the subsystem, and transitions to the time distribution state.

規定期間内にクロック品質情報を受信した場合は、選出部85が、受信したすべてのクロック品質情報と自装置のクロック品質情報とを比較し、最良のマスター装置1aを選出しておく。規定期間経過後に、選出した最良のマスター装置1aが自装置であれば、マスター装置1aとしての動作を開始し、サブシステムへのタイミング情報の送信を開始し、時刻配信状態へ遷移する。他装置が最良のマスター装置1aである場合は、自装置はスレーブ装置1bとしての動作を開始し、非同期状態へ遷移する。 When the clock quality information is received within the specified period, the selection unit 85 compares all the received clock quality information with the clock quality information of its own device, and selects the best master device 1a. If the selected best master device 1a is its own device after the lapse of the specified period, it starts operating as the master device 1a, starts transmitting timing information to the subsystem, and transitions to the time distribution state. If the other device is the best master device 1a, the self device starts operating as the slave device 1b and transitions to the asynchronous state.

この状態遷移により、自装置のみが単独で起動し、他装置が同期ネットワークに接続されていない場合は、マスター装置1aとして動作する。既に動作しているマスター装置1aが存在する同期ネットワークに、自装置が接続してから起動した場合には、自装置はスレーブ装置1bとして動作する。このため、動作中のマスター装置1aが不用意に切り替わることなく、同期連続性を維持できる。 Due to this state transition, only the own device is activated independently, and when other devices are not connected to the synchronous network, it operates as the master device 1a. When the own device is connected to a synchronous network in which an already operating master device 1a exists and then starts up, the own device operates as a slave device 1b. Therefore, synchronous continuity can be maintained without carelessly switching the master device 1a in operation.

また、同期ネットワークAのマスター装置1aを、同期ネットワークBのマスター装置1aに接続した場合、すなわち、同期ネットワークAと同期ネットワークBを結合した場合は、時刻配信状態もしくは同期状態においては状態遷移せず、再選出部87が、最良のマスター装置1aを再選出する。他装置がマスター装置1aとして選出された場合は、スレーブ装置1bとして役割を切り替え、準同期状態へ遷移する。最良のマスター装置1aの選出手段は任意であるが、たとえばPTPのBMCA(Best Master Clock Algorithm)が挙げられる。 When the master device 1a of the synchronous network A is connected to the master device 1a of the synchronous network B, that is, when the synchronous network A and the synchronous network B are combined, there is no state transition in the time distribution state or the synchronous state, and the re-selection unit 87 re-selects the best master device 1a. When another device is selected as the master device 1a, it switches roles as the slave device 1b and transitions to the semi-synchronous state. Any means can be used to select the best master device 1a, but for example, PTP's BMCA (Best Master Clock Algorithm) can be used.

再選出の結果、マスター装置1aが切り替わる場合は、新たなマスター装置1aに対して同期を取り直すが、この際も同期連続性を確保する。すなわち、上記のように、同期位相を連続的に変動させる。しかし、サブシステムの許容条件を満足できないほどにマスター装置1a間の時刻差があった場合には、同期連続性を放棄して再同期するか、異常イベントと解釈し、異常状態へ遷移してもよい。 When the master device 1a is switched as a result of the re-election, synchronization is reestablished with the new master device 1a, but the continuity of synchronization is ensured at this time as well. That is, as described above, the synchronization phase is varied continuously. However, if there is a time difference between the master devices 1a that does not satisfy the permissible conditions of the subsystem, the continuity of synchronization may be discarded and resynchronization may be performed, or an abnormal event may be interpreted and transitioned to an abnormal state.

なお、動作中のマスター装置1a同士の同期ネットワーク接続は活線挿入であるため、時刻同期システムによっては、異常イベントと解釈し、異常状態へ遷移してもよい。また、自装置がマスター装置1aとなり、時刻配信状態となった後においても、特定の指令によりマスター装置1aからスレーブ装置1bへ役割が切り替わる場合がある。例えば、同期ネットワークにおいて、定期的にマスター装置1aを切り替えることにより、公称周波数からの周波数偏差を平均化させる場合が考えられる。 In addition, since the synchronous network connection between the master devices 1a in operation is hot-wired, depending on the time synchronization system, it may be interpreted as an abnormal event and transitioned to an abnormal state. Further, even after the self-device becomes the master device 1a and enters the time distribution state, the role may be switched from the master device 1a to the slave device 1b by a specific command. For example, in a synchronous network, the frequency deviation from the nominal frequency may be averaged by periodically switching the master device 1a.

(マスター装置の交代)
単一の同期ネットワークにおいて、マスター装置1aが同期ネットワークから離脱した場合、またはマスター装置1aがスレーブ装置1bへ役割を転じる場合、再選出部87が、マスター装置1aを選出し直し、いずれかのスレーブ装置1bがマスター装置1aへ役割を切り替え、他のスレーブ装置1bは新たなマスター装置1aに対して同期を取り直す必要がある。この場合の状態遷移についても、図7のステートマシンに従って説明する。
(Replacement of master device)
In a single synchronization network, when the master device 1a leaves the synchronization network, or when the master device 1a changes its role to the slave device 1b, the re-election unit 87 re-selects the master device 1a, one of the slave devices 1b switches roles to the master device 1a, and the other slave devices 1b need to resynchronize with the new master device 1a. State transitions in this case will also be described according to the state machine in FIG.

正常に動作して同期状態にある場合、サブシステムが要求する同期位相を維持するように制御している。例えば、装置間の平均周波数偏差がゼロ又はゼロ近傍となっている。そこでマスター装置1aが一定期間いなくなったとして、スレーブ装置1bが自走となったとしても、同期位相がほぼゼロに維持された状態となっている。再選出までに時間がかかっても、同期が維持される可能性は高い。つまり、新たなマスター装置1aの選出がなされても、同期位相が大きくずれる可能性は低い。しかし、PTPにおいてでは、UNCALIBRATEDの状態になり、一旦リセットされて非同期状態に遷移して、再度同期を行っていた。 When operating normally and in a synchronous state, control is performed to maintain the synchronous phase requested by the subsystem. For example, the average frequency deviation between devices is zero or near zero. Therefore, even if the master device 1a disappears for a certain period of time and the slave device 1b becomes self-running, the synchronous phase is maintained at substantially zero. Even if it takes a long time to be re-elected, it is likely that synchronization will be maintained. That is, even if a new master device 1a is elected, there is a low possibility that the synchronization phase will deviate greatly. However, in PTP, the status is changed to UNCALIBRATED, reset once, transitioned to the asynchronous status, and then synchronized again.

ここで、自装置は、離脱した旧マスター装置1aに対して同期が取れているため、サブシステムが許容する同期位相範囲内であれば、一時的に同期制御を停止しても、同期位相は連続的に変動する。このため、自装置が異なるマスター装置1aと同期を取り直したとしても、非同期状態を経由する状態遷移を行わなければ、同期連続性を確保することができる。 Here, since the self-device is synchronized with the separated old master device 1a, the synchronous phase continuously fluctuates within the synchronous phase range allowed by the subsystem even if the synchronous control is temporarily stopped. For this reason, even if the self-device regains synchronization with a different master device 1a, synchronous continuity can be ensured if state transition via an asynchronous state is not performed.

そこで、マスター装置1aの離脱等により、クロック品質情報の受信がなくなった場合、同期状態もしくは慣性同期状態から再選出状態へ遷移する。この際、同期連続性を維持するために、タイミング情報の送信は継続し、非同期状態には遷移しない。 Therefore, when the clock quality information is no longer received due to the withdrawal of the master device 1a or the like, the synchronization state or the inertia synchronization state transitions to the re-election state. At this time, in order to maintain synchronous continuity, the transmission of timing information continues, and the transition to the asynchronous state does not occur.

再選出状態では、他装置のクロック品質情報を受信し、PTPのBMCA等の手段により再選出部87がマスター装置1aを選出する。自装置がマスター装置1aに選出された場合は、時刻配信状態へ遷移する。他装置がマスター装置1aに選出された場合は、当該装置をマスター装置1aとして同期を取り直し、再選出状態へ遷移する前の状態、つまり同期状態もしくは慣性同期状態へ遷移する。この際も、同期連続性を維持するために、タイミング情報の送信は継続し、非同期状態には遷移しない。 In the re-election state, clock quality information of other devices is received, and the re-election unit 87 selects the master device 1a by means of BMCA of PTP or the like. When the own device is selected as the master device 1a, the device transits to the time distribution state. When another device is selected as the master device 1a, synchronization is reestablished with that device as the master device 1a, and the state before transitioning to the re-election state, ie, the synchronous state or the inertia synchronous state. Also at this time, in order to maintain synchronous continuity, the transmission of timing information continues and the transition to the asynchronous state does not occur.

マスター装置1aの選出に時間を要し、サブシステムの許容条件を満足できない場合は、同期連続性を放棄して、再同期するか、異常イベントと解釈し、異常状態へ遷移してもよい。 If it takes time to select the master device 1a and the permissible conditions of the subsystem cannot be satisfied, the synchronization continuity may be abandoned and resynchronization may be performed, or an abnormal event may be interpreted and transitioned to an abnormal state.

同期位相が安定した同期ネットワークにおいて、マスター装置1aがスレーブ装置1bへ役割を切り替える場合においても、同期連続性を確保したい場合は、時刻同期制御情報をリセットせずにタイミング情報の送信を継続したまま、非同期状態へ遷移しても良い。 In a synchronous network in which the synchronization phase is stable, even when the master device 1a switches roles to the slave device 1b, if it is desired to ensure synchronous continuity, the transmission of timing information is continued without resetting the time synchronization control information.

[同期系統間の同期連続性]
PTPのシステムにおけるバウンダリークロックのように、一つの装置でマスター装置1aとスレーブ装置1bの二つの役割を同時に機能させる同期中継装置においては、同期系統間において、特有の同期連続性を確保するのが望ましい。
[Synchronous continuity between synchronous systems]
Like the boundary clock in the PTP system, in a synchronous repeater in which one device functions simultaneously as the master device 1a and the slave device 1b, it is desirable to ensure peculiar synchronous continuity between synchronous systems.

従来の同期中継装置においては、上位同期ネットワークと下位同期ネットワークが独立して同期状態を管理している。例えば、同期中継装置の起動時には、マスター装置1aとスレーブ装置1bが同時に起動して、それぞれが独立に同期制御を行う。このため、スレーブ装置1bとしては、マスター装置1aに対して同期しなければならないので、時間がかかる。 In the conventional synchronous repeater, the upper synchronization network and the lower synchronization network independently manage the synchronization state. For example, when the synchronous relay device is activated, the master device 1a and the slave device 1b are activated simultaneously, and each performs synchronous control independently. Therefore, the slave device 1b must synchronize with the master device 1a, which takes time.

つまり、バウンダリークロックは、下位同期系統に対してはマスター装置1aとして機能する。マスター装置1aは、既にマスター装置1aとしての地位を確立しているので、ANNOUNCEパケット等を流して下位同期ネットワークの同期を図ればよい。このようにバウンダリークロックを起動した際には、マスター装置1aとしての機能によって、下位同期ネットワーク系統の同期位相は確定する。一方、スレーブ装置1bとしては、グランドマスタークロックに近い側の上位同期ネットワークのマスターに対して同期位相を確定する必要があるため、確定までに時間がかかる。 In other words, the boundary clock functions as the master device 1a for the lower synchronization system. Since the master device 1a has already established its status as the master device 1a, it is sufficient to send an ANNOUNCE packet or the like to synchronize the lower synchronization network. When the boundary clock is activated in this manner, the synchronous phase of the lower synchronous network system is determined by the function as the master device 1a. On the other hand, since it is necessary for the slave device 1b to determine the synchronous phase with respect to the master of the upper synchronous network on the side closer to the grandmaster clock, it takes time to determine.

しかし、下位同期ネットワークに伝送される同期情報は、上位同期ネットワークのタイミング情報に基づいて生成される。このため、下位同期ネットワークが先行して同期状態を確定してしまうと、上位同期ネットワークの同期状態が確定する過程で、下位同期ネットワークの同期位相が非連続となり、下位同期ネットワークでは、同期連続性を維持できなくなる可能性がある。 However, the synchronization information transmitted to the lower synchronization network is generated based on the timing information of the upper synchronization network. Therefore, if the lower synchronization network determines the synchronization state first, the synchronization phase of the lower synchronization network becomes discontinuous in the process of determining the synchronization state of the higher synchronization network, and there is a possibility that the synchronization continuity cannot be maintained in the lower synchronization network.

そこで、同期中継装置となる情報通信装置1においては、同期ネットワーク間で連携して同期状態を管理し、上位同期ネットワークの同期状態が確定するまで、下位同期ネットワークへのタイミング情報の伝送を保留し、かつ下位同期ネットワークでのクロック品質情報や同期情報の配信を保留する。つまり、同期中継装置のスレーブ装置1bによって上位同期ネットワークにおける同期が確立した後、同期したタイミング情報を下位同期ネットワークへ伝送することにより、同期中継装置のマスター装置1aが下位同期ネットワークにおける同期を制御する。これにより下位同期ネットワークに接続するマスター装置1aにおいて、f位相変動は解消し、同期連続性が確保される。 Therefore, the information communication device 1 serving as a synchronous repeater manages the synchronization state in cooperation with the synchronization networks, suspends the transmission of timing information to the lower synchronization network, and suspends the distribution of the clock quality information and the synchronization information in the lower synchronization network until the synchronization state of the upper synchronization network is determined. That is, after synchronization is established in the upper synchronization network by the slave device 1b of the synchronization relay device, the master device 1a of the synchronization relay device controls synchronization in the lower synchronization network by transmitting synchronized timing information to the lower synchronization network. As a result, in the master device 1a connected to the lower synchronous network, the f-phase fluctuation is eliminated and synchronous continuity is ensured.

[先取式マスター装置選出]
上記のように、スレーブ装置1bとマスター装置1aとが役割を切り替える際に、同期連続性を維持することにより、複数の情報通信装置1が、単一の同期ネットワークにおいて、動的にマスター装置1aを繰り返し選出する場合であっても、各スレーブ装置1bが同期連続性を維持することができる。
[Election of preemptive master device]
As described above, by maintaining synchronous continuity when the slave device 1b and the master device 1a switch roles, each slave device 1b can maintain synchronous continuity even when a plurality of information communication devices 1 dynamically and repeatedly elect the master device 1a in a single synchronous network.

しかし、マスター装置1aが交代する手法は任意であるため、この交代に要する時間が制御できず安定しない。よって、サブシステムの許容条件を満足できず、再同期または異常状態へ遷移する可能性もある。さらに、スレーブ装置1bの起動直後や非同期状態へ遷移直後の規定期間は、クロック品質情報を配信しないため、マスター装置1aの選出に時間を要してしまう。 However, since the method of replacing the master device 1a is arbitrary, the time required for this replacement cannot be controlled and is unstable. Therefore, there is a possibility that the permissible condition of the subsystem cannot be satisfied and transition to resynchronization or an abnormal state occurs. Furthermore, since the clock quality information is not distributed during the specified period immediately after the slave device 1b is activated or immediately after the transition to the asynchronous state, it takes time to select the master device 1a.

これに対処するため、本実施形態は、上記のクロック品質情報によるマスター装置1aの選出に代えて、いくつかのマスター装置選出原理に基づく選出機能を備える。ここでは、これらの原理を統合して、PMCA(Preemptive Master Clock Algorithm)と称することとする。 In order to deal with this, the present embodiment has a selection function based on some master device selection principles instead of selecting the master device 1a based on the clock quality information described above. Here, these principles are integrated and called PMCA (Preemptive Master Clock Algorithm).

(優先順位情報)
PTPのBMCAによるマスター装置1aの選出では、静的な情報であるクロック品質情報(ANNOUNCEパケットの各要素)を、情報通信装置1の起動直後から配信する。このため、MACアドレスなどの静的な情報の序列に応じて、後から同期ネットワークに接続した装置がマスター装置1aとなり、既存のマスター装置1aがスレーブ装置1bへと役割が切り替わる可能性があり、同期連続性を維持できない場合がある。
(priority information)
In the selection of the master device 1a by BMCA of PTP, clock quality information (each element of the ANNOUNCE packet), which is static information, is delivered immediately after the information communication device 1 is activated. Therefore, depending on the order of static information such as MAC addresses, there is a possibility that a device that is later connected to the synchronous network will become the master device 1a, and that the role of the existing master device 1a will be switched to the slave device 1b, making it impossible to maintain synchronous continuity.

役割が未定の自装置は、上記のように、起動直後にクロック品質情報の配信を行わなければ、BMCAによって自装置が既存のマスター装置1aに代わってマスター装置1aになることはない。しかし、この場合にも、他装置からのクロック品質情報の受信を待って、受信したクロック品質情報に基づいてスレーブ装置1bとしての動作を開始する。また、自装置の起動時には、マスター装置1aが失われていて、先に接続された装置同士においてマスター装置1aが決定されていない場合等にも、他装置からのクロック品質情報を待って、役割の決定を行う必要がある。その場合、クロック品質情報の静的な序列に応じて役割を決定するので、役割の決定に要する時間が長くなる。 As described above, if the device whose role is undetermined does not distribute the clock quality information immediately after activation, the device will not become the master device 1a in place of the existing master device 1a due to the BMCA. However, even in this case, the slave device 1b waits for reception of clock quality information from the other device and starts operating as the slave device 1b based on the received clock quality information. Also, when the master device 1a is lost and the master device 1a is not determined between the previously connected devices at the time of starting the own device, it is necessary to wait for the clock quality information from the other device and determine the role. In that case, the role is determined according to the static order of the clock quality information, so the time required for determining the role becomes longer.

本実施形態は、これに対処するため、情報通信装置1の起動直後から、動的に更新可能な要素を含む優先順位情報を定期的に配信する。この情報はクロック品質情報に新たな要素として追加しても良いし、既存の要素を動的に更新しても良い。そして、優先順位情報の配信と同時に、他の情報通信装置1が配信する優先順位情報を待ち受ける。優先順位情報には配信装置を識別可能な要素が含まれる。 In order to deal with this, the present embodiment periodically distributes priority order information including dynamically updatable elements immediately after the information communication device 1 is activated. This information may be added as a new element to the clock quality information, or may dynamically update an existing element. Simultaneously with the distribution of the priority information, the priority information distributed by the other information communication device 1 is awaited. The priority information includes an element that can identify the distribution device.

(マスター装置の先取)
役割決定部88は、この優先順位情報に基づいて、マスター装置1aを決定する。これは、後から接続する情報通信装置1が、マスター装置1aに交代しない、すなわち最初に起動した装置がマスター装置1aとしての役割を先取りする処理である。この処理フローを、図8に示す。
(preemption of master device)
The role determination unit 88 determines the master device 1a based on this priority order information. This is a process in which the information communication device 1 to be connected later does not take over as the master device 1a, that is, the device that is activated first preempts the role of the master device 1a. This processing flow is shown in FIG.

図8の処理フローにおいて、情報通信装置1は、起動直後、つまり非同期状態において、優先順位情報における自装置の優先順位を低位とする(ステップS201)。自装置の役割が未定である場合には(ステップS202)、優先順位情報を配信する(ステップS203)。 In the processing flow of FIG. 8, the information communication device 1 sets the priority of its own device to low in the priority information immediately after activation, that is, in an asynchronous state (step S201). If the role of the own device is undecided (step S202), priority information is distributed (step S203).

他装置から優先順位情報を受信せずに(ステップS204のNO)、規定期間が経過した場合には(ステップS205のYES)、自装置はマスター装置1aとして役割を確定し、自装置の優先順位を高位に更新して、優先順位情報を配信する(ステップS206)。そして、他装置の優先順位情報を受信しない場合には(ステップS207のNO)、マスター装置1aとして動作する。他装置の優先順位情報を受信し(ステップS207のYES)、他装置の優先順位が自装置よりも低い場合にも(ステップS208のNO)、マスター装置1aとして動作する。他装置の優先順位が自装置以上の場合には(ステップS208のYES)、マスター装置1aを再選出するか、異常イベントとして処理する(ステップS209)。 If no priority information is received from the other device (NO in step S204) and the prescribed period has passed (YES in step S205), the device determines its role as the master device 1a, updates its priority to a high level, and distributes the priority information (step S206). Then, if the priority order information of the other device is not received (NO in step S207), it operates as the master device 1a. If the priority order information of the other device is received (YES in step S207) and the priority order of the other device is lower than that of the own device (NO in step S208), it operates as the master device 1a. If the priority of the other device is equal to or higher than the own device (YES in step S208), the master device 1a is re-elected or processed as an abnormal event (step S209).

ステップS202において、既にマスター装置1aとして動作している情報通信装置1の場合にも、優先順位情報を配信せずにマスター装置1aとして動作し(ステップS206)、ステップS207以降の処理に移行する。つまり、自装置がマスター装置1aとして役割が確定している場合は、それぞれがマスター装置1aを有する同期ネットワーク同士が活線挿入されたものと解釈できるため、マスター装置1aを再選出するか、異常イベントとして取り扱っても良い。 In step S202, even in the case of the information communication device 1 already operating as the master device 1a, it operates as the master device 1a without distributing the priority information (step S206), and proceeds to the processing after step S207. In other words, when the role of the own device as the master device 1a is determined, it can be interpreted that the synchronous networks each having the master device 1a are hot-plugged, so the master device 1a may be re-elected or handled as an abnormal event.

マスター装置1aを再選出する場合は、同期連続性の維持を試みる。異常イベントとして取り扱う場合は、異常状態へ遷移する。これは、役割を切り替える際の同期連続性の同時起動のケースと同様である。 When re-electing the master device 1a, an attempt is made to maintain synchronous continuity. When handled as an abnormal event, it transitions to an abnormal state. This is similar to the case of simultaneous activation of synchronous continuity when switching roles.

他装置から優先順位情報を受信し(ステップS204のYES)、他装置の優先順位が自装置よりも高い場合は(ステップS210のNO)、スレーブ装置1bとして役割を確定し、優先順位情報の配信を停止する(ステップS211)。他装置の優先順位が自装置以下の場合には(ステップS210のYES)、所定期間が経過したら(ステップS205のYES)、マスター装置1aとして動作し(ステップS206)、ステップS207以降の処理に移行する。 When the priority information is received from the other device (YES in step S204) and the priority of the other device is higher than that of the own device (NO in step S210), the role as the slave device 1b is determined and the distribution of the priority information is stopped (step S211). If the priority of the other device is equal to or lower than the own device (YES in step S210), after a predetermined period of time has passed (YES in step S205), the device operates as the master device 1a (step S206), and proceeds to the processing after step S207.

また、既にスレーブ装置1bとして動作している情報通信装置1の場合には(ステップS202)、優先順位情報を配信せずにスレーブ装置1bとして動作する(ステップS211)。 Also, in the case of the information communication device 1 already operating as the slave device 1b (step S202), it operates as the slave device 1b without distributing the priority order information (step S211).

以上のように、動的な優先順位情報を用いることにより、先に起動した装置がマスター装置1aとしての役割を先取りし、既にマスター装置1aとして動作している情報通信装置1が存在している場合に、後から接続する情報通信装置1がマスター装置1aに交代することを防ぐことができる。 As described above, by using the dynamic priority order information, it is possible to prevent the information communication device 1 to be connected later from being replaced by the master device 1a when the device that is activated first assumes the role of the master device 1a in advance and there is already an information communication device 1 operating as the master device 1a.

(マスター順位リストの生成)
上記のように、優先順位情報により、迅速にマスター装置1aを確定でき、同期ネットワークへの装置接続に対して、マスター装置1aを安定化できた。しかし、マスター装置1aが同期ネットワークから離脱する場合、もしくはスレーブ装置1bへ役割を転じる場合、残されたスレーブ装置1bの中から新たなマスター装置1aを選出する必要がある。
(generate master ranking list)
As described above, the priority information allows the master device 1a to be determined quickly, and the master device 1a to be stabilized against device connection to the synchronous network. However, when the master device 1a leaves the synchronous network or changes its role to the slave device 1b, it is necessary to select a new master device 1a from the remaining slave devices 1b.

たとえば、PTPのBMCAによるマスター装置1aの選出では、すべてのスレーブ装置1bがマスター装置1aの候補となる。このため、複数の情報伝送シーケンスが発生し、一度のクロック品質情報の配信ではマスター装置1aを選出できない可能性もあり、選出完了までに相当の時間を要する。 For example, in the selection of the master device 1a by BMCA of PTP, all the slave devices 1b are candidates for the master device 1a. For this reason, a plurality of information transmission sequences occur, and there is a possibility that the master device 1a cannot be selected by distributing the clock quality information once, and it takes a considerable amount of time to complete the selection.

また、装置間(クロック間)の周波数偏差は時系列に非線形に変動するため、その予測は困難である。さらに時刻同期システムでは、各装置がおかれる環境(周囲温度・加速度・電磁界)は独立し同一ではないことが一般的であるため、クロックの公称精度など静特性を比較する最良のマスター装置選出手段では、動的に最良なマスター装置1aが選出されない可能性がある。 In addition, since the frequency deviation between devices (between clocks) fluctuates non-linearly in time series, it is difficult to predict it. Furthermore, in a time synchronization system, the environment (ambient temperature, acceleration, electromagnetic field) in which each device is placed is generally independent and not the same. Therefore, the best master device selection means that compares static characteristics such as the nominal accuracy of the clock may not dynamically select the best master device 1a.

これに対処するため、本実施形態では、図9のシーケンス図に示すように、順位リスト生成部89が、スレーブ装置1bの同期品質情報を受信することにより、マスター順位リストを生成する。図9では、複数のスレーブ装置1bを(1、2、3、…、N)で示す。各スレーブ装置1bは、マスター装置1aから送信されるクロック品質情報、同期情報を受信することにより同期制御を行い、同期品質を算出している。 In order to cope with this, in the present embodiment, as shown in the sequence diagram of FIG. 9, the order list generation unit 89 generates the master order list by receiving the synchronization quality information of the slave device 1b. In FIG. 9, a plurality of slave devices 1b are indicated by (1, 2, 3, . . . , N). Each slave device 1b performs synchronization control by receiving clock quality information and synchronization information transmitted from the master device 1a, and calculates synchronization quality.

各スレーブ装置1bは定期的に現在の同期品質情報をマスター装置1aへ送信する。この際、新たな電文を定義して送信してもよいし、時刻同期制御で使用している電文に同期品質を追加してもよい。 Each slave device 1b periodically transmits current synchronization quality information to the master device 1a. At this time, a new telegram may be defined and transmitted, or synchronization quality may be added to the telegram used for time synchronization control.

各スレーブ装置1bから同期品質情報を受信したマスター装置1aは、同期品質の順位付けを行い、マスター装置1aに役割を切り替えるべきスレーブ装置1bの順位を定期的に求める。つまり、各スレーブ装置1bがマスター装置1aとして選択される順位を決定する。 Upon receiving the synchronization quality information from each slave device 1b, the master device 1a ranks the synchronization quality and periodically obtains the ranking of the slave device 1b whose role should be switched to the master device 1a. That is, the order in which each slave device 1b is selected as the master device 1a is determined.

スレーブ装置1bの順位付けを行うにあたり、短期安定度の視点からは、同期品質の同期位相の分散を昇順に整列しても良いし、通信された情報の誤り率や欠落数を昇順に整列しても良い。また、同期品質の同期位相の平均について、全スレーブ装置1bを統計し、外れ値を有するスレーブ装置1bを順位付けから除外してもよい。長期安定度の視点からは、同期品質の同期位相の平均をスレーブ装置1bごとに順次統計し、その分散を昇順に整列しても良い。この順位付けは、時間の経過により変化する動的な情報と言える。 When ranking the slave devices 1b, from the viewpoint of short-term stability, the variance of the synchronization phase of the synchronization quality may be arranged in ascending order, or the error rate and the number of missing pieces of the communicated information may be arranged in ascending order. Also, statistics may be collected for all slave devices 1b with respect to the average synchronization phase of synchronization quality, and slave devices 1b having outliers may be excluded from the ranking. From the viewpoint of long-term stability, the average synchronization phase of synchronization quality may be sequentially statistically collected for each slave device 1b, and the variances may be arranged in ascending order. This ranking can be said to be dynamic information that changes over time.

順位リスト生成部89は、スレーブ装置1bの順位とスレーブ装置1bの識別情報からマスター順位リストを作成する。マスター順位リストは、全スレーブ装置1bが順位付けられた完全な形式であっても良いし、最上位もしくは上位数件のみの部分的な形式であってもよい。 The ranking list generator 89 creates a master ranking list from the ranking of the slave device 1b and the identification information of the slave device 1b. The master ranking list may be in a complete format in which all slave devices 1b are ranked, or may be in a partial format in which only the top or a few top items are listed.

(マスター順位リストの配信)
マスター装置1aは、マスター順位リストを、定期的に各スレーブ装置1bへ配信する。
スレーブ装置1bはマスター順位リストを受信し、記憶しておく。また、マスター順位リスト受信の都度、その受信からの経過時間を計測する。また、マスター順位リストを受信した時点で、最上位もしくは上位数件のスレーブ装置1bのプレゼンス情報配信部90は、同期ネットワークに接続していることを明示するプレゼンス情報を配信する。このプレゼンス情報は時刻同期制御に必要な情報によって代用しても良い。
(Distribution of master ranking list)
The master device 1a periodically distributes the master ranking list to each slave device 1b.
The slave device 1b receives and stores the master order list. Also, each time the master ranking list is received, the elapsed time from the reception is measured. Also, upon receiving the master ranking list, the presence information delivery unit 90 of the slave device 1b at the top or several of the top slave devices 1b delivers presence information indicating that it is connected to the synchronous network. This presence information may be substituted by information necessary for time synchronization control.

マスター装置1aは、同期ネットワークを離脱する、もしくはスレーブ装置1bへ役割を転じる際に、離脱宣言をスレーブ装置1bへ配信する。離脱宣言にはマスター順位リストが含まれていても良い。 When the master device 1a withdraws from the synchronous network or changes its role to the slave device 1b, it delivers a withdrawal declaration to the slave device 1b. A withdrawal declaration may include a master ranking list.

離脱宣言を受信したスレーブ装置1bのマスター決定部91は、最新のマスター順位リストとプレゼンス情報から、同期ネットワークに接続しているリスト最上位のスレーブ装置1bを新たなマスター装置1aとして決定する。決定されたスレーブ装置1bは、マスター装置1aへ役割を切り替え、他のスレーブ装置1bは新たなマスター装置1aに対して時刻同期制御を切り替える。この際も、同期連続性の維持を試みる。その後は、新たなマスター装置1a、スレーブ装置1bにおいて、上記と同様に同期品質の算出、マスター順位リストの生成、プレゼンス情報の配信が行われる。 The master determination unit 91 of the slave device 1b that has received the withdrawal declaration determines the slave device 1b at the top of the list connected to the synchronization network as the new master device 1a from the latest master order list and presence information. The determined slave device 1b switches roles to the master device 1a, and the other slave devices 1b switch time synchronization control to the new master device 1a. At this time, too, an attempt is made to maintain synchronous continuity. After that, in the new master device 1a and slave device 1b, the synchronization quality is calculated, the master ranking list is generated, and the presence information is distributed in the same manner as described above.

マスター装置1aから離脱宣言を受信せず、マスター順位リスト等の情報を規定期間受信できなかった場合、マスター装置1aが、同期ネットワークから離脱したものと解釈し、各スレーブ装置1bは離脱宣言を受信した際と同様に、マスター装置1aの交代を行う。この際も、同期連続性の維持を試みる。 When a withdrawal declaration is not received from the master device 1a and information such as a master order list cannot be received for a prescribed period, the master device 1a is interpreted as being withdrawn from the synchronous network, and each slave device 1b replaces the master device 1a in the same manner as when receiving the withdrawal declaration. At this time, too, an attempt is made to maintain synchronous continuity.

マスター装置1aの交代を行う際、規定期間新たなマスター装置1aから配信されるべき情報を受信できなかった場合、同期ネットワークに接続しているマスター順位リスト第2位のスレーブ装置1bをマスター装置1aとして選出し直しても良い。マスター装置1aの交代が完了するまで、さらに下位順位のスレーブ装置1bをマスター装置1aとして選出し直す動作を繰り返してもよい。 When the master device 1a is replaced, if the information to be distributed from the new master device 1a cannot be received for a prescribed period, the second slave device 1b in the master ranking list connected to the synchronous network may be reselected as the master device 1a. The operation of reselecting the slave device 1b of the lower order as the master device 1a may be repeated until the replacement of the master device 1a is completed.

マスター順位リストを用いたマスター装置1aの交代に失敗した場合、すべてのスレーブ装置1bは同期品質を配信し合い、同期品質が最上位のスレーブ装置1bをマスター装置1aとして選出しても良いし、PTPのBMCAなど従来のマスター装置選出手段を講じても良い。 If the replacement of the master device 1a using the master order list fails, all the slave devices 1b may distribute the synchronization quality to each other, and the slave device 1b with the highest synchronization quality may be selected as the master device 1a, or conventional master device selection means such as BMCA of PTP may be taken.

[効果]
(1)本実施形態は、複数の情報通信装置1がマスター装置1a又はスレーブ装置1bとして情報の通信を行う情報通信システム100であって、情報は、マスター装置1aとスレーブ装置1bとの間で時刻を同期させるために通信する情報である同期情報と、マスター装置1aとして選出される可能性が高位か低位かの情報を含む優先順位情報と、を含む。
[effect]
(1) The present embodiment is an information communication system 100 in which a plurality of information communication devices 1 perform information communication as a master device 1a or a slave device 1b. The information includes synchronization information, which is information communicated for synchronizing time between the master device 1a and the slave device 1b, and priority information including information indicating whether the possibility of being selected as the master device 1a is high or low.

また、本実施形態は、同期情報に基づいて、マスター装置1aとスレーブ装置1bとの同期位相を制御することにより時刻が同期した同期状態とする同期制御部79と、同期制御部79から出力される同期したタイミングを示すタイミング情報を参照し、タイミング情報に同期した処理を行うタイミング情報参照部80と、同期を失わせる要因が発生した場合に、タイミング情報参照部80が同期した処理を行っている間、同期位相に基づいて、同期状態から同期を失う非同期状態への遷移を保留して、連続した同期を維持する慣性同期状態に遷移させる慣性同期処理部81と、を有する。 In addition, the present embodiment includes a synchronization control unit 79 that controls the synchronization phase between the master device 1a and the slave device 1b based on synchronization information so as to achieve a synchronized state in which time is synchronized, a timing information reference unit 80 that performs processing in synchronization with the timing information by referring to the timing information indicating the synchronized timing output from the synchronization control unit 79, and a transition from the synchronized state to the asynchronous state in which synchronization is lost based on the synchronization phase while the timing information reference unit 80 is performing synchronized processing when a factor that causes loss of synchronization occurs. and an inertial synchronization processing unit 81 that suspends transition and transitions to an inertial synchronization state that maintains continuous synchronization.

さらに、本実施形態は、マスター装置1a及びスレーブ装置1bとしての役割が未定の情報通信装置1が起動した場合に、役割が未定の情報通信装置1が自らを低位として他の情報通信装置1に送信する優先順位情報と、他の情報通信装置1から受信する優先順位情報とに基づいて、役割が未定の情報通信装置1の役割を決める役割決定部88を有する。 Further, this embodiment has a role determination unit 88 that determines the role of the information communication device 1 whose role is undetermined based on the priority information transmitted to the other information communication device 1 by the information communication device 1 whose role is undetermined as the master device 1a and the slave device 1b, and the priority information received from the other information communication device 1 when the information communication device 1 whose role is undetermined as the master device 1a and the slave device 1b is activated.

また、本実施形態は、マスター装置1a又はスレーブ装置1bの役割で他の情報通信装置1と情報の通信を行う情報通信装置1であって、同期情報に基づいて、他の情報通信装置1との同期位相を制御することにより時刻が同期した同期状態とする同期制御部79と、同期制御部79から出力される同期したタイミングを示すタイミング情報を参照し、タイミング情報に同期した処理を行うタイミング情報参照部80と、同期を失わせる要因が発生した場合に、タイミング情報参照部80が同期した処理を行っている間、同期位相に基づいて、同期状態から同期を失う非同期状態への遷移を保留して、連続した同期を維持する慣性同期状態に遷移させる慣性同期処理部81と、を有する。 Further, the present embodiment is an information communication device 1 that performs information communication with another information communication device 1 in the role of a master device 1a or a slave device 1b, and includes a synchronization control unit 79 that synchronizes time with the other information communication device 1 by controlling the synchronization phase based on synchronization information, a timing information reference unit 80 that refers to timing information indicating a synchronized timing output from the synchronization control unit 79 and performs processing in synchronization with the timing information, and a timing information reference unit 80 that performs processing in synchronization with the timing information when a factor that causes synchronization to be lost occurs. and an inertial synchronization processing unit 81 that suspends the transition from the synchronous state to the asynchronous state that loses synchronization and transitions to the inertial synchronous state that maintains continuous synchronization based on the synchronous phase while the synchronous processing is performed.

さらに、本実施形態の情報通信装置1は、マスター装置1a及びスレーブ装置1bとしての役割が未定の情報通信装置1が起動した場合に、役割が未定の情報通信装置1が自らを低位として他の情報通信装置1に送信する優先順位情報と、他の情報通信装置1から受信する優先順位情報とに基づいて、役割が未定の情報通信装置1の役割を決める役割決定部88を有する。 Further, the information communication device 1 of the present embodiment has a role determination unit 88 that determines the role of the information communication device 1 whose role is undetermined based on the priority information transmitted by the information communication device 1 whose role is undetermined to other information communication devices 1 as a low-ranked information communication device 1 and the priority information received from the other information communication device 1 when the information communication device 1 whose role is undetermined as the master device 1a and the slave device 1b is activated.

このように、タイミング情報参照部80が同期した処理を行っている間、同期状態において同期を失わせる要因が発生しても、慣性同期処理部81が、同期位相に応じて慣性同期状態に遷移させることにより、非同期状態への遷移を保留して連続した同期を維持できる。このため、同期が非連続となることによって、音声に位相ノイズが発生する、音声が途切れる等、動作品質の低下を招く事態を低減できる。 In this way, even if a factor that causes loss of synchronization occurs in the synchronous state while the timing information reference unit 80 is performing synchronous processing, the inertial synchronous processing unit 81 makes a transition to the inertial synchronous state according to the synchronous phase, thereby suspending the transition to the asynchronous state and maintaining continuous synchronism. Therefore, it is possible to reduce the situation in which the operation quality is lowered, such as the occurrence of phase noise in the voice and the interruption of the voice, due to discontinuous synchronization.

また、 装置固有のクロック品質情報等の静特性の情報の参照によるのではなく、動的に生成される優先順位情報に基づいて、情報通信システム100に接続した順序により、マスター装置1aを決定することができる。このように先取式にマスター装置1aを迅速に決定できるため、非同期状態へ遷移する可能性を低減でき、BMCAによるマスター装置1aの切り換え時における非連続な同期位相の変化を抑制できる。 Also, the master device 1a can be determined based on the order of connection to the information communication system 100 based on dynamically generated priority information rather than referring to static characteristic information such as clock quality information unique to the device. Since the master device 1a can be quickly determined in advance in this manner, the possibility of transition to an asynchronous state can be reduced, and discontinuous synchronous phase changes at the time of switching of the master device 1a by BMCA can be suppressed.

(2)複数のスレーブ装置1bからの同期品質情報に基づいて、スレーブ装置1bがマスター装置1aとして選択される順位を示すマスター順位リストを生成する順位リスト生成部89と、マスター順位リストを受信した各スレーブ装置1bが、情報通信システム100に接続されていることを明示するプレゼンス情報を配信するプレゼンス情報配信部90と、マスター装置1aの情報通信システム100からの離脱があった場合に、マスター順位リストとプレゼンス情報に基づいて、新たなマスター装置1aとすべきスレーブ装置1bを決定するマスター決定部91と、を有する。 (2) A ranking list generator 89 that generates a master ranking list indicating the order in which the slave devices 1b are selected as the master device 1a based on synchronization quality information from a plurality of slave devices 1b; a presence information distribution module 90 that distributes presence information indicating that each slave device 1b that has received the master ranking list is connected to the information communication system 100; and a master determination unit 91 that determines the slave device 1b to be set to a.

このため、マスター装置1aが情報通信システム100から離脱する場合、もしくはスレーブ装置1bへ役割を転じる場合、残されたスレーブ装置1bの中から新たなマスター装置1aを選出する際に、静特性の情報の参照によるのではなく、動的に生成されるマスター順位リストに基づいて、迅速にマスター装置1aを決定できる。このため、非同期状態への遷移する可能性を低減でき、BMCAによるマスター装置1aの切り換え時における非連続な同期位相の変化を抑制できる。 Therefore, when the master device 1a withdraws from the information communication system 100 or changes its role to the slave device 1b, when selecting a new master device 1a from among the remaining slave devices 1b, the master device 1a can be quickly determined based on the dynamically generated master order list, not by referring to the static characteristic information. Therefore, it is possible to reduce the possibility of transition to the asynchronous state, and suppress discontinuous changes in the synchronization phase when the master device 1a is switched by the BMCA.

(3)非同期状態において、同期制御部79による同期制御を開始してから、所定の同期位相となるまで、同期状態への遷移を保留する準同期状態とする準同期処理部82を有する。従って、同期位相が安定してから同期状態とすることができるため、誤った伝搬時間及びこれに基づく同期位相によって同期位相が非連続に切り替わる可能性を低減できる。 (3) In the asynchronous state, the synchronous control section 79 starts synchronous control until a predetermined synchronous phase is reached, and the quasi-synchronous processing section 82 puts the transition to the synchronous state into a quasi-synchronous state. Therefore, since the synchronous state can be set after the synchronous phase is stabilized, it is possible to reduce the possibility of discontinuous switching of the synchronous phase due to an erroneous propagation time and the synchronous phase based thereon.

(4)同期のための同期位相変化の速度を所定の範囲内に制限するとともに、同期位相変化の加速度が連続関数に従って変動するように制御する変動制御部83を有する。このため、変動速度及び変動加速度が装置の許容範囲を超えて、異常発生となる事態を防止できる。 (4) It has a variation control section 83 that limits the speed of the synchronous phase change for synchronization within a predetermined range and controls the acceleration of the synchronous phase change to fluctuate according to a continuous function. Therefore, it is possible to prevent a situation in which an abnormality occurs due to the fluctuation speed and the fluctuation acceleration exceeding the allowable range of the apparatus.

(5)クロック品質情報を出力するクロック品質情報出力部84と、クロック品質情報に基づいて、いずれかの情報通信装置1を、マスター装置1a及びスレーブ装置1bの少なくとも一方として選出する選出部85と、起動時の情報通信装置1のクロック品質情報出力部84に、クロック品質情報の出力を保留させることにより、選出部85の選出による既存のマスター装置1aのスレーブ装置1bへの切り替えを抑制する抑制部86と、を有する。このため、新たにシステムに接続された情報通信装置1があっても、既存のマスター装置1aがマスターとしての地位を維持できる可能性が高くなり、同期連続性が失われる可能性を低減できる。 (5) A clock quality information output unit 84 that outputs clock quality information, a selection unit 85 that selects one of the information communication devices 1 as at least one of the master device 1a and the slave device 1b based on the clock quality information, and a suppression unit 86 that suppresses switching of the existing master device 1a to the slave device 1b due to selection by the selection unit 85 by suspending the output of the clock quality information to the clock quality information output unit 84 of the information communication device 1 at startup. Therefore, even if there is an information communication device 1 newly connected to the system, the existing master device 1a is more likely to maintain its status as a master, and the possibility of loss of synchronous continuity can be reduced.

(6)スレーブ装置1bが、マスター装置1aの情報通信システム100からの離脱を検出した場合に、同期状態又は慣性同期状態から、いずれかの情報通信装置1をマスター装置1aとして再選出する再選出状態へ遷移させる再選出部87を有する。このため、マスター装置1aを再選出する際に、同期状態又は慣性同期状態を維持するため、同期の連続性が維持される可能性を高めることができる。 (6) When the slave device 1b detects that the master device 1a has left the information communication system 100, it has a re-election unit 87 that transitions from the synchronization state or the inertial synchronization state to a re-election state in which any information communication device 1 is re-elected as the master device 1a. Therefore, when the master device 1a is re-elected, the synchronous state or the inertial synchronous state is maintained, so that the possibility of maintaining the continuity of synchronization can be increased.

(7)いずれかの情報通信装置1は、マスター装置1a及びスレーブ装置1bの双方の機能を有する同期中継装置となる情報通信装置1を含み、スレーブ装置1b側を上位同期ネットワーク、マスター装置1a側を下位同期ネットワークとした場合に、スレーブ装置1bによって上位同期ネットワークにおける同期が確立した後、同期したタイミング情報を下位同期ネットワークへ伝送することにより、マスター装置1aが下位同期ネットワークにおける同期を制御する。このため、下位同期ネットワークが先に同期を確立した後に、上位同期ネットワークが確立した同期に従って、下位同期ネットワークが再度同期を確立することによって、同期連続性が失われる可能性を低減できる。 (7) Any of the information communication devices 1 includes an information communication device 1 that functions as a synchronization relay device having the functions of both the master device 1a and the slave device 1b, and when the slave device 1b side is an upper synchronization network and the master device 1a side is a lower synchronization network, after the slave device 1b establishes synchronization in the upper synchronization network, the master device 1a controls synchronization in the lower synchronization network by transmitting synchronized timing information to the lower synchronization network. Therefore, after the lower synchronization network first establishes synchronization, the lower synchronization network establishes synchronization again according to the synchronization established by the upper synchronization network, thereby reducing the possibility of loss of synchronization continuity.

[他の実施形態]
本発明は上記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the present invention at the implementation stage. Also, various inventions can be formed by appropriate combinations of the plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments.

1 情報通信装置
1a マスター装置
1b スレーブ装置
10 通信部
11 送信器
12 受信器
13 送信タイミング検出部
14 受信タイミング検出部
20 クロック
30 時計
50 記憶部
60 外部インターフェイス
70 制御部
71 主制御部
72 送受信データI/F
73 通信制御部
74 時刻記録部
77 スケジューラ
78 周波数偏差演算部
79 同期制御部
80 タイミング情報参照部
81 慣性同期処理部
82 準同期処理部
83 変動制御部
84 クロック品質情報出力部
85 選出部
86 抑制部
87 再選出部
88 役割決定部
89 順位リスト生成部
90 プレゼンス情報配信部
91 マスター決定部
100 情報通信システム
1 information communication device 1a master device 1b slave device 10 communication unit 11 transmitter 12 receiver 13 transmission timing detection unit 14 reception timing detection unit 20 clock 30 clock 50 storage unit 60 external interface 70 control unit 71 main control unit 72 transmission/reception data I/F
73 communication control unit 74 time recording unit 77 scheduler 78 frequency deviation calculation unit 79 synchronization control unit 80 timing information reference unit 81 inertial synchronization processing unit 82 semi-synchronization processing unit 83 fluctuation control unit 84 clock quality information output unit 85 selection unit 86 suppression unit 87 re-selection unit 88 role determination unit 89 order list generation unit 90 presence information distribution unit 91 master determination unit 100 information communication system

Claims (4)

マスター装置又はスレーブ装置の役割で他の情報通信装置と情報の通信を行い、同一もしくは同種の複数の情報通信装置により同期ネットワークが組まれる情報通信装置であって、
前記情報は、他の情報通信装置との間で時刻を同期させるための同期情報と、マスター装置として選出される可能性が高位か低位かの情報を含む優先順位情報と、を含み、
前記同期情報に基づいて、他の情報通信装置との同期位相を制御することにより同期状態とする同期制御部と、
前記同期制御部から出力される同期したタイミングを示すタイミング情報を参照し、前記タイミング情報に同期した処理を行うタイミング情報参照部と、
同期を失わせる要因が発生した場合に、前記タイミング情報参照部が前記タイミング情報に同期した処理を行っている間、前記同期位相に基づいて、前記同期状態から同期を失う非同期状態への遷移を保留して、連続した同期を維持する慣性同期状態に遷移させる慣性同期処理部と、
マスター装置及びスレーブ装置としての役割が未定の情報通信装置が起動した場合に、役割が未定の情報通信装置が自らを低位として他の情報通信装置に送信する優先順位情報と、他の情報通信装置から受信する優先順位情報とに基づいて、自らの装置の役割を決める役割決定部と、
複数のスレーブ装置からの同期品質情報に基づいて、スレーブ装置がマスター装置として選択される順位を示すマスター順位リストを生成する順位リスト生成部と、
前記マスター順位リストを受信した各スレーブ装置が、スレーブ装置の同期ネットワークに接続されていることを明示するプレゼンス情報を配信するプレゼンス情報配信部と、
マスター装置の同期ネットワークからの離脱があった場合に、前記マスター順位リストと前記プレゼンス情報に基づいて、新たなマスター装置とすべきスレーブ装置を決定するマスター決定部と、
を有することを特徴とする情報通信装置。
An information communication device that communicates information with other information communication devices in the role of a master device or a slave device , and in which a synchronous network is formed by a plurality of information communication devices of the same or similar type ,
The information includes synchronization information for synchronizing time with other information communication devices and priority information including information on whether the possibility of being selected as a master device is high or low,
a synchronization control unit that establishes a synchronized state by controlling a synchronization phase with another information communication device based on the synchronization information;
a timing information reference unit that refers to timing information indicating synchronized timing output from the synchronization control unit and performs processing in synchronization with the timing information;
an inertial synchronization processing unit that suspends the transition from the synchronous state to the asynchronous state that loses synchronization based on the synchronous phase and transitions to the inertial synchronous state that maintains continuous synchronism, while the timing information reference unit is performing processing synchronous with the timing information when a factor causing the loss of synchronism occurs;
a role determination unit that, when an information communication device whose roles as a master device and a slave device are undetermined is activated, determines the role of its own device based on priority information that the information communication device whose role is undetermined transmits to other information communication devices as a low-level information communication device and priority information that is received from the other information communication device;
a ranking list generator for generating a master ranking list indicating the ranking in which slave devices are selected as master devices based on synchronization quality information from a plurality of slave devices;
a presence information distribution unit that distributes presence information indicating that each slave device that has received the master order list is connected to the synchronization network of the slave device;
a master determination unit that determines a slave device to be a new master device based on the master order list and the presence information when the master device leaves the synchronization network;
An information communication device comprising:
前記非同期状態において、前記同期制御部による同期制御を開始してから、所定の同期位相となるまで、前記同期状態への遷移を保留する準同期状態とする準同期処理部を有することを特徴とする請求項記載の情報通信装置。 2. The information communication device according to claim 1 , further comprising a semi-synchronous processing unit that suspends a transition to said synchronous state until a predetermined synchronous phase is reached after synchronous control by said synchronous control unit is started in said asynchronous state. 同期のための同期位相変化の速度を所定の範囲内に制限するとともに、前記同期位相変化の加速度が連続関数に従って変動するように制御する変動制御部を有することを特徴とする請求項1又は2記載の情報通信装置。 3. The information communication device according to claim 1, further comprising a variation control section for limiting the speed of the synchronization phase change for synchronization within a predetermined range and controlling the acceleration of the synchronization phase change to vary according to a continuous function. 請求項1~3のいずれかに記載の情報通信装置が複数設けられ、前記マスター装置となる情報通信装置に対して前記スレーブ装置となる情報通信装置が同期するよう構成された情報通信システム。 4. An information communication system comprising a plurality of information communication devices according to any one of claims 1 to 3, wherein the information communication device acting as the slave device is synchronized with the information communication device acting as the master device.
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