JPH0336657A - 複数のデバイスをノード限定シリアルデータバスコンピュータネットワーク内の単一ノードに相互接続するための装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般にコンピュータシステムの相互接続の分
野、更に言えば、複数のデバイスを、ノード限定シリア
ルデータバスコンピュータネットワーク内の単一ノード
に相互接続をする方法と装置に関する。

従来の技術 分散型コンピュータネットワークのための相互接続シス
テムは、よく知られた分野であり、そのような相互接続
システムについては、以下に掲げるような特許のなかで
述べられている。ＲｏｂｅｒｔＥ、　Ｓｔｅｗａｒｔ　
１Ｊｏｈｎ　Ｂ、　Ｂｕｚｙｎｓｋｉ、　Ｒｏｂｅｒｔ
　Ｇｉｇｇｉの名前で出された、発明の名称ｒｌＮＴＥ
ＲＦＡｃＥ　ＦＯＲ３ＥＲＩＡＬ　ＤＡＴＡ　ＣＯＭＭ
ＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＪの米国特許第４．４５０．５７
２号や、Ｗｉｌｌａｍ　Ｄ、５ｔｒｅｃｋｅｒ、　Ｄａ
ｖｉｄＴｈｏｍｐｓｏｎＳＲｉｃｈａｒｄ　Ｃａ５ａｂ
ｏｎａの名前で出された、発明の名称ｒＤＵＡＬ　ＰＡ
ＴＨＢｕｓ　５ＴＲＵＣＴＵＲＥ　ＦＯＲＣＯＭＰＵＴ
ＥＲＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮＪの米国特許第４
．４９０．７８５号や、Ｗｉｌｌｉａｍ　Ｄ、　５ｔｒ
ｅｃｋｅｒ　、　ＪｏｈｎＢ、　Ｂｕｚｙｎｓｋｉ、　
Ｄａｖｉｄ　Ｔｈｏｍｐｓｏｎの名前で出された、発明
の名称ｒＤＵＡＬ−Ｌ−ＣＯＵＮＴ、　ＲＯＵＮＤ−Ｒ
ＯＢＩＮＤＩＳＴＲＩＢｔＪＴＥＤ　ＡＲＢＩＴＲＡＴ
ＩＯＮ　ＴＥＣＨＩＱＵＥ　ＦＯＲ５ＥＲＩＡＬＢＵＳ
ＥＳＪの米国特許第４．５６０．９８５号や、Ｒｏｂｅ
ｒｔＥ、　Ｓｔｅｗｅｒｔの名前で出された、発明の名
称ｒＤＥｃＯＲＤＥＲＦＯＲ５ＥＬＦ−ＣＬＯＣＫＩＮ
Ｇ　５ＥＲＩＡＬ　ＤＡＴＡ　ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩ
ＯＮＳＪ　、米国特許第４．５９２．０７２号や、Ｗｉ
ｌｌａｍ　Ｄ、　５ｔｒｅｃｋｅｒ１Ｒｏｂｅｒｔ　Ｅ
、　Ｓｔｗｅａｒｔ　１Ｓａｍｕｅｌ　Ｆｕｌｌｅｒの
名前で出された、発明の名称ｒＡＰＰＡＲＡＴＵｓ　Ｆ
ＯＲＴＲＡＮＳＦＥＲＲＩＮＧ　ＢＬＯＣＫＳ　ＯＦＩ
ＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　ＦＲＯＭ　ＯＮＥ　Ｎ０ＤＢ　
Ｔｏ　Ａ　５ＥＣＯＮＤ　Ｎ０ＤＥＩＮ　Ａ　ＣＯＭＰ
ＵＴＥＲＮＥＴＷＯＲＫ　Ｊの米国特許第４．７７７、
５９５号。上記特許で述べられた相互接続システムは、
本質的に限定された数のノードを有するバスを包含し、
それらのそのノード間にはバーチャルサーキットが確立
され、そのノードが、プロトコルの高レベルにおいては
、ネットワーク中の各ノード対の間の双方向接続のよう
にみえるようになっている。一般にデータパケットと呼
ばれるデータ量が、タイム多重通信プロトコルに従って
、バス上で送信される。

このような相互接続システムは、プロセッサやディスク
ドライブ、テープドライブのようなコンピュータシステ
ム要素のあらゆる型、あらゆる結合をネットワーク接続
するのにとても効率的な手段を提供してくれる。それに
もかかわらず、そのような相互接続システムもまた、多
くの欠点と欠陥を持っているのである。まず第１に、そ
のような相互接続システムが、今までパッシングカプラ
を用いてきたことである。それはネットワークのノード
数を制限し、更にこのようにネットワークに接続可能な
コンピュータシステムの要素数を制限してしまうのであ
る。一般に用いられるカプラは、結合変成器を持つだけ
であり、電力は必要としない。そのような装置は、およ
そ７０万ｂｉｔ／ｓｅｃの範囲内の高速転送を提供して
くれる。しかしながら、信号減衰により、ファクタが制
限されてしまうことになり、ゆえにネットワークに接続
可能なノード数は制限されてしまう。カプラは、個々の
ノードからの転送路やすべてのノードの受信路の間の通
信路を提供してくれるのであるが、カプラサイズやノー
ド数の付加的な限定は、そのカプラの構造に起因するも
のなのである。ノード数が増加すると、それに伴い内部
接続の数も増加し、有用なカプラの実用数はすぐに制限
されてしまう。

少なくとも上の理由により、今日一般に用いられている
相互接続システムサイズは、実際にはおよそ３２のノー
ド数に限られてしまう。

−船釣に知られている相互接続システムにおける第２の
欠陥は、一般のデバイスと、特有の大容量記憶デバイス
がネットワークに接続される方法にある。今までは中間
デバイスが、バス上のノードをインターフェイスするの
に用いられきたわけであり、そうしてそれに接続するデ
ィスクやテープドライブのような多くの記憶デバイスバ
スへのアクセスを提供していたわけである。サーバは、
すべてのバス転送を行い、そのデバイスに接続された記
憶デバイスのために、その機能を受は継いでいるのであ
る。複数のデバイスが、バスへのアクセスにノードを使
用することが可能であったとしても、サーバは、たった
１つのノードしか優先的に占有しない。それに付随的に
伴ってくるサーバの利点は、ケーブルを削減してくれる
ということである。なぜなら、サーバを、複合記憶デバ
イスを含むキャビネットに隣接させて配置することが可
能だからであり、そうすることによって、サーバや記憶
デバイスをもつ領域へと走らせなくてはならないバスケ
ーブル、それはサーバにインターフェイスする１つのノ
ードに関連するものであるが、そのバスケーブルが、た
ったワンセットだけで済むからなのである。しかし、サ
ーバは高価なハードウェアであり、しかもそれはネット
ワーク全体と同様、それを用いる記憶デバイス、それら
両方の実行率を妨げる遅延を引き起こす。コストを削減
し、サーバを取り除くことによりスピードを改善するた
め、今までは、個々のデバイスには１つのノードを用い
ることを要求されてきた。

それ故に個々の異なるデバイスごとにワンセットのケー
ブルが走っているのである。サーバを使用することはこ
のように、ノード限定ネットワークに実効的に結合され
るデバイスの数を拡張し、ケーブルを最小限にするため
には適した方法ではある。しかし、それはコストや実効
率を減少させてしまうということについては欠陥を持っ
ているのである。

「発明の概要」 本発明は、上記の欠点や相互接続システムの他の欠点を
克服してくれるものであり、今までの相互接続システム
は、ディストリビュータを用いることによって用いられ
てきたわけである。そのディストリビュータは、プロセ
ッサや記憶デバイスのような複数のコンピュータシステ
ム要素を、単一のノードへ、そのノードは限定された複
数のノードを有するバスを含むネットワーク内のもので
あるが、それへ通信のために結合させるというものであ
る。

コンピュータ相互接続の分野では良く知られているよう
に、コンピュータネットワーク内での−のノードから他
のノードへの転送は、複合アクセスバスを通じて成し遂
げられる。そのような装置では、個々のノードは、それ
ぞれそれ自身の間で、またネットワーク内の他のノード
との間で、バス上の信号を転送したり受信したりするた
めに転送路と受信路を持っている。本発明のディストリ
ビュータは、バスに接続されており、バス上のノードに
結合されている転送路と受信路を通じて、バスで通信す
る為の手段を包含する。ディストリビュータは、更に、
「サブノード」とか「サブノードデバイス」と呼ばれる
、多数のコンピュータシステム要素やデバイスに結合さ
れており、個々のそのようなデバイスに結合されている
サブノード転送路やサブノード受信路を通じて、そのよ
うなデバイスと通信する手段をも包含する。

以下より詳細に述べているように、ディストリビュータ
は、「ディストリビュータノード」と呼ばれる単一のノ
ードを多数のサブノードデバイスに接続し、バーチャル
サーキットレベルにおいて、ネットワーク内の全ての転
送は直接個々のサブノードを含み、ディストリビュータ
そのものは含まないのである。このように、ディストリ
ビュータは、サーバと同じように、物理的にはたった１
のノードしか占めることはないけれど、中間サーバデバ
イスとは異なるものである。更に、ディストリビュータ
は時間制限（ｔｉｍｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ）
内で作動することが可能であり、時間制限は一般に複合
デバイス、それは米国特許第４．７７７、５９５号で述
べられている「パケット化された」伝達や米国特許第４
．５６０．９８５号で述べられている分散仲裁のような
ものであるが、それに関連するものである。

このように、ディストリビュータは、高位レベルプロト
コルにおいては、目には見えないものであり、ただ、転
送時間を最低限拡張してくれるだけである。

ディストリビュータは、バスからの受信路を通じて、ネ
ットワーク内の全ての転送を監視している。受信回路は
、「インカミング信号」と呼ばれる、そのような転送を
受信するために備えられている。受信回路は、ジッター
を取り除くためにインカミング信号を修繕したり、イン
カミング信号がそのサブノード受信路を通して個々のサ
ブノードデバイスへ再送されることができるよう、バス
での転送により引き起こされる歪みを修繕したりする。

受信回路は、ただバス上に存在する信号をサブノードデ
バイスへと中継するだけであり、それはそれらの信号に
独立して何かをするというわけではない。このようにサ
ブノードデバイスは、僅かに長い転送ケーブルにより起
きた遅延のような、またそれに似たような、遅延時間が
短いバス信号のみを受信する。

個々のサブノードデバイスは、順番に、あたかも直接バ
ス上のノードに接続されているかのように本質的に働く
。個々のサブノードデバイスは、転送信号を受信し、こ
の分野ではよく知られておりかつ米国特許第４．７７７
、５９５号の中でもっと完全に述べられているように、
転送が自分に向けられたものかを判断し、送信したノー
ドへ返事をする。

サブノードが、そのサブノードに対して送信されてきた
転送に答えるために、信号を転送するときは、マルチプ
レクサやディストリビュータの転送回路は、そのような
信号を転送路を通してバスへと送る働きをする。

ネットワーク内の他のコンピュータ要素へのバス上での
転送を要求する、サブノードデバイスは、この分野では
よく知られており、また米国特許第４、７７７、５９５
号や米国特許第４．５６０．９８５号内でより完全に述
べられているように、バス上のノードに単に結合されて
いるデバイスと同じように働く。

しかしここには、重要ないくつかの違いがある。

というのは、サブノードデバイスはディストリビュータ
を通じて転送しなければならないという事実にもかかわ
ず、バス上のタイミングパラメータを監視することを確
実にする必要があるということである。１つの重要な違
いは、もし個々のサブノードデバイスをディストリビュ
ータを用いずにノードへと直接結合したとしてそれが扱
われるであろうときよりも、僅かにすすめて、それを取
り扱わなくてはならないということである。より好まし
い実施例は、個々のサブノードデバイスが、もしデバイ
スがディストリビュータなしにノードへと直接接続され
ているときときに必要であろうタイミングよりも、進ん
で動作を行うというものである。個々のサブノードで進
ませて取り扱った時間の総数は、インターコネクトシス
テムタイミングシーケンス全体中における１つの「クワ
イニットスロット」の継続時間、つまり分散型仲裁シス
テムにおいて、転送がまだ起こらないであろう予想され
る転送の間のタイム間隔、それより少ないものである。

このことは、ディストリビュータに接続された複数のサ
ブノードデバイスのための時間を許し、ディストリビュ
ータがそれら複数のサブノードデバイスを仲裁し、ディ
ストリビュータやバス上のノードを使用することを許可
される１つのサブノードデバイスを選択することが出来
るように、ディストリビュータに対してかれらの転送要
求を伝達し、転送することが望まれる。大切なことは、
ディストリビュータが転送の機会を与えられるであろう
スロット、その前の１つのクワイエツトスロットの間、
転送を行うためスロットを使用することを望んでいる個
々のサブノードデバイスは、そのサブノード転送路上で
キャリアを主張しているということである。ディストリ
ビュータは、回転優先仲裁技術を用いることにより、そ
れを使用する要求を出しているデバイスの１つを選択し
、そのデバイスのサブノードにバスへと結合される転送
路を許可するようにマルチプレクサを形成する。選択さ
れたデバイスは、その後、ディストリビュータの「アク
ティブスロット」の間、つまり分散仲裁システムにおい
て、ある特定のノードのデバイスが転送を行っていると
きの時間間隔のことであるが、その間、バス上で活動す
るのである。

本発明のディストリビュータの取扱い方法と構成は、バ
スのノード数の生来の制限を克服し、予め定められた臨
界タイミングパラメータ内で作動し、ハードウニ°アに
かかるコストや転送時間を最小限にし、コンピュータネ
ットワークに必要とされるケーブルを簡単なものにする
。

ブロードフオームに関しての本発明の特徴は、複′数の
通信ノードを共通バスを通じて相互接続するためのコン
ピュータネットワークということにあり、個々のノード
はノード転送路とノード受信路によりバスに接続されて
おり、ネットワークは複数のノードデバイスをバスへと
相互接続するため、あるｌのノードの場所に位置するデ
ィストリビュータを包含し、個々のサブノードデバイス
はサブノード転送路とサブノード受信路を通じてディス
トリビュータに接続されており、ディストリビュータに
おいて、 ネットワーク内の前記通信ノードのうちの１つへと接続
されたデバイスにより、バス上に送信されたインカミン
グ信号を受信する手段と、個々のサブノードデバイスの
それぞれのサブノード受信路上で、個々の前記複数のサ
ブノードデバイスへと前記インカミング信号を接合する
手段と、 前記サブノード転送路の１つ１つそれぞれの上で、前記
複数のサブノードデバイスのうちの１つにより発生させ
られた転送のための要求を検出する手段と、 前記ディストリビュータを通じてそしてバス上で、転送
を要求している前記複数のサブノードを見分ける手段と
、 前記要求を出しているサブノードの１つを選択する手段
と、 前記選択されたサブノードデバイスからそのそれぞれの
サブノード転送路上で、転送を受信する手段と、 サブノード転送をバス上へと接続する手段と、を備える
ことを特徴とする。

実施例 第１図は、本発明のディストリビュータＩＯが用いられ
ているネットワークを簡単に図示したものである。カプ
ラ１２は、この分野ではよく知られているように、１４
ａから１４ｎに至る複数のノード間におけるすべての相
互接続を提供し、そのような相互接続と共に、「バス」
と呼ばれている。１４ａから１４ｎに至る個々のノード
は、１６ａから１６ｒｌに至るノード転送路と１８ａか
ら１８ｎに至るノード受信路、それぞれを通してカプラ
１２と接続されている。よく知られているように、１５
ａから１５ｎに至る、コンピュータシステム要素やデバ
イスは、個々のノードを占有することが出来る。デイス
リピユータ１０は、バス上で他のコンピュータシステム
要素がそのようなノードを占めるのと同じような方法で
、ノード１４ｅのようなノードを物理的に占有する。そ
こには、個々のノード１４へと向かう１６．１８のよう
な２セツトの経路があり、バス構造は米国特許第４．４
９０．７８５号に示されているような分野においてよく
知られている。第１図に示されたネットワークは、４つ
のノード、１４ａ、５１４ｂ、１４ｅ。

１４ｎと、ノード１４ｅに位置する１つのディストリビ
ュータ１０を示すだけの簡単なものであり、カプラ１２
は、ノード１４の数は限定されているが、理にかなった
数ならばどれだけのものであっても適応し、そのような
ノード１４の数がどのような数であってもディストリビ
ュータ１０は占有することが出来る。

コンピュータ要素がバス上のノード１４ｅを占有してい
るとき、ディストリビュータ１０は、カプラ１２に接続
されており、それゆえに、ノード転送路１６ｅやノード
受信路１８ｅを通じて、バスへと結合されていることに
なる。個々の２０ａから２０ｎに至る個々のサブノード
デバイスは、２２ａから２２ｎに至るサブノード転送路
や２４ａから２４ｎに至るサブノード受信路を通じて同
じような方法で、ディストリビュータ１０に結合されて
いる。個々のサブノードデバイス２０は、バスのノード
１４へ適当に直接接続することができるデバイスと、構
造も働きも似ている。サブノードデバイス２０は、ディ
スクであるかもしれないし、テープドライブであるかも
、しれないし、プロセッサであるかもしれないし、また
他のコンピュータシステムのデバイスであるかもしれず
、そしてどのような結合にも適当に用いられることが出
来る。

さて第２図を参照すると、ディストリビュータ１０のブ
ロック図が示されている。ノード受信路１８ｅはバッフ
ァ３０のなかへ入り込んでいる。前記バスからのシリア
ルデータは、ライン３１を通じて「受信回路」３２へと
バッファ３０により供給されている。

バッファ３０は更に、バス上のキャリアの存在を示すラ
イン３３上の信号を、受信回路に供給する。受信回路３
２は、ネットワーク内の他のデバイスやコンピュータシ
ステム要素によりバス上で転送された信号のような、受
信路１８ｅ上に存在するインカミング信号を受信する。

この分野ではよく知られているように、受信回路は、バ
ス上で転送により引き起こされたジッタや歪みを取り除
くため、インカミング信号を修繕しまた同期化し、そし
てその後、そのインカミング信号をライン３４上へ再転
送または接続し、その信号はバッファ３５を通って、そ
うして２４ａから２４ｎに至る個々のサブノード受信路
を通じて２０ａから２０ｎに至る個々のサブノードデバ
イスにより最終的に受信される。

またこれもよく知られていることであるが、受信回路３
２は、バス上の電荷の存在をみるため、ライン３３を通
じて、ノード受信路１８ｅを監視している。もしネット
ワーク内のコンピュータシステム要素が、バス上で転送
を行っているとすれば、そのようなキャリアが存在する
のである。コントロール回路３６は、ディストリビュー
タ１０がタスク制御を行っているときはいつでもライン
４０を通じて、受信回路３２へ必要なタイミング信号や
診断信号を送っている。

２２ａから２２ｎに至るサブノード転送路は、４２ａか
ら４２ｎに至るバッファのなかへ、それぞれ入り込んで
いる。サブノードデバイスからのシリアルデータは、４
２ａから４２ｎに至るバッファから、４９ａから４９ｎ
に至るラインを通じてマルチプレクサ４４に当てられる
。４２ａから４２ｎに至るバッファはさらに、個々のサ
ブノードデバイスからの電荷が存在するかどうかを示す
信号を、４８ａから４８ｎに至るラインを通じて、Ｄフ
リップフロップへと供給している。マルチプレクサ４４
は、Ｎ個の中のうちの１つであり、ここでＮというのは
、ディストリビュータ１０へ接続可能なサブノードデバ
イス２゜の数のことである。Ｄフリップフロップの数も
またＮであり、４８ａから４８ｎに至るそのような個々
のラインは、２０ａから２０ｎに至る特定のサブノード
デバイスに対応しており、そのような個々のラインは、
４３ａから４６ｎに至るフリップフロップの「ＤＪ大入
力結合されている。より好ましい実施例としては、１６
のサブノードデバイスが、ディストリビュータ１０に接
続されているというものであり、そのような場合は、マ
ルチプレクサ４４は、１６の中の１のマルチプレクサに
なることが出来、さらにＤフリップフロップ４６は、１
６の個々のＤフリップフロップを備えることが出来、そ
れらのＤフリップフロップは、ライン５０上のコントロ
ール回路３６からのクロック信号により共通にクロック
される。勿論、サブノードデバイスは、１６より少なく
ても多くても使用でき、それに関連する回路デバイス数
もそれに対応して変化するであろう。

バス上で転送を望む個々のサブノードデバイスはキャリ
ア信号を主張し、そしてそのような個々の信号は、４６
ａから４６ｎに至るＤフリップフロップの出力からでて
いき５２ａから５２ｎに至るライン上にそれぞれ存在す
ることになる。サブノードキャリア情報は、５２ａから
５２ｎに至るラインを通して、コントロール回路３６や
アービトレイション回路５４へと提供される。コントロ
ール回路３６は、以下に述べるように、ディストリビュ
ータ１ｏを制御するためにそのようなサブノードキャリ
ア情報を用い、アービトレイション回路５４は、そのよ
うなキャリア情報を、２０ａから２０ｎに至るサブノー
ドデバイスの中から特定のサブノードデバイスを選択す
るため、用いるわけであり、そのようにして選択された
サブノードデバイスは、ディストリビュータＩＯが占有
するノード１４ｅのために受は取られた次の転送インタ
ーバルの間、デイスト、リビュータＩＯにより、バス上
での転送を許可されることになるであろう。

アービトレイション回路５４の機能や働きは、サブノー
ドアービトレイションがどのよううな技術で遂行されて
いるかということを考察することにより、理解されるで
あろう。個々のサブノードデバイス２０には、独自の番
号や「アドレス」が割り当てられており、ディストリビ
ュータが占めるノードのアドレスで接合されており、そ
れらは転送されたメツセージの受信予定者であるネット
ワーク内の特定のデバイスを見きわめるために、ネット
ワーク内の転送デバイスにより、用いられるわけである
。アービトレイション回路５４は、バス上で最も最近転
送を許可されたサブノードデバイスの番号を記憶し、そ
のサブノードデバイスが連続して転送を再び要求したと
きに、最も低い優先順位を与える。環状の循環シーケン
ス内で、現在転送の要求をだしているサブノードデバイ
ス中、次に高い優先順位の番号を付けられたサブノード
デバイスに、バスへのアクセスは与えられるであろう。

他の言葉でいえば、サブノードアービトレイションは、
この分野で、よく知られている回転優先技術にしたがっ
て、アービトレイション回路により遂行されていると言
うことができる。５２ａから５２ｎに至るライン上のサ
ブノードキャリア情報は、アービトレイション回路５４
により、どの特定のサブノードデバイスが、現在転送許
可を要求しているのかを判断するために用いられる。

上で述べたアービトレイションプロセスが、ディストリ
ビュータ１０がバスへのアクセスを許可されている間で
、スロットに先行しているクワイエツトスロットの間に
、遂行されるということは、本発明にとって重要なこと
である。そのようなりワイエットスロットである間、バ
スはクワイエツトであり、そしてバス上のすべてのデバ
イスは、よく知られており、また米国特許第４．５６０
．９８５号で述べられている分散型アービトレイション
技術にしたがって、クワイエツトスロットを数えている
。上で述べたサブノードアービトレイションプロセスは
、選択されたサブノードデバイスを、接合するために、
マルチプレクサ４４を形成するのに十分な時間があるこ
とをライン５６を通じて確実にしており、そのようなサ
ブノードデバイス２０ｂは、そのサブノードデバイス２
２ｂを通じ、さらにライン５８、転送回路６０、ライン
６１．バッファ６２を通じて、ノード転送路１６ｅへ結
合される。ノード転送路１６ｅを経由してバス上へと進
む転送が、すべてのバスタイミングパラメータが服従さ
せられるのを確実にするように制御されるため、ライン
６３上のイネイブル信号は、転送回路６ｏにより正確に
コントロールされている。また、グランドパルスは、ア
ービトレインョン回路５４により、ライン６４ａやバッ
ファ３５ｂ、サブノード受信路２４ｂを通じて、選択さ
れたサブノードデバイスに転送され、そしてその選択さ
れたデバイスにアービトレイションを獲得したことを伝
え、そしてバス上への転送が行われるであろう。

よく知られているように、転送回路６０は、受信回路３
２がノード受信路１８ｅからの入力信号上で行うことと
同じような方法で、サブノード転送信号の修繕を行う。

この目的のために、タイミング信号は、ライン６６を通
じてコントロール回路により転送回路へと供給される。

要求を出しているサブノードの存在に関する情報は、ラ
イン６８を経由してアービトレイション回路５４から、
コントロール回路３６へと利用されている。コントロー
ル回路３６は、アービトレイション回路５４や、グラン
ドパルス、それはライン７２を経由して選択されたサブ
ノードデバイスに送信されるものであるが、そういうも
のを制御する。

ディストリビュータ１０の働きの詳細は、第３図に示さ
れたコントロール回路３６のステートマシン（Ｓｔａｔ
ｅ　Ｍａｃｈｉｎｅ）を考えてみると一番よく理解でき
る。第３図には、データリンクレイヤ、それは物理レイ
ヤーよりは高位のものでありしかしバーチャル回路レイ
ヤーよりは低位のものであるが、そこでのコントロール
のフローを示している。ディストリビュータ１０のすべ
ての働きは、物理レイヤーとデータリンクレイヤーで行
われ、ディストリビュータＩＯはバーチャルサーキット
レイヤにおいて完全に目に見えないものとなる。説明の
ため、システムがネットワーク内の要素によって主張さ
れたキャリアのためにバスを監視し、またそれらのうち
の１つまたはそれ以上により主張されたキャリアのため
、サブノードデバイスを監視しているという、ステー、
ＨＯｌにあるディストリビュータ１０を考えてみる。バ
スからもサブノードデバイスからもキャリアが何も検出
されない限り、制御はトランジション１０３を通じてス
テート１０１に残っている。

バス上でキャリアが検出された場合には、制御はトラン
ジション１０３を経由してステー１１０５へと移る。こ
れは、ディストリビュータのサブノードデバイスの外部
の、ネットワーク要素が、バス上で転送を始めたときに
起こる。そのような時、外部転送は、受信予定者である
かもしれないいずれか１つのサブノードデバイスに、送
られなくてはならない。ステート１０５では、システム
はバスとサブノードデバイスをキャリアのために監視し
続けている。バスキャリアが残っている限り、外部転送
は続けられており、トランジッション１０７を通じてス
テート１０５に、制御が残っている。あるいは、データ
パケットを転送するのに必要な時間長はよく知られた員
であるので、カウンタ（図に示されてはいないが）を使
用することが出来、そしてデータパケットの転送時間が
終了しない限り、制御はトランジッション１０７を通じ
てステート１０５に残っている。

外部トランジッションが完成され、そしてバスキャリア
が消え、またデータパケット転送時間が終了すると、２
つの可能性のうちの１つが起こる。

もし転送が、ディストリビュータのサブノードのうちの
１つに対してのものであったとして、それが適当に受信
されると、米国特許第４．７７、５９５号内で述べられ
またよく知られているように、受信者は、ＡＣＫとして
知られるアクノウレッジ信号やパケットにより、転送要
素に応答をする。これを成し遂げるために、受信者サブ
ノードデバイスは、米国特許第４．７７７、５９５内で
述べられかつよく知られているように、転送のためその
キャリアを主張する。このように、このケースでは、も
しステート１０５にある時に、バスキャリアが消滅し、
パケット転送時間が終了し、そしてサブノードデバイス
キャリアが主張されると、制御はトランジション１０３
を通じてステート１１１へと移る。ステート１１１に移
されると、カウンタ（示されてはいないカリは、リセッ
トされる。カウンタは、ＡＣＫパケットの転送がそのた
めに残されたタイムスロットを超過したときの、タイム
アウトとして用いられる。

ステート１１１．では、ディストリビュータ１０は、グ
ランドパルスをメツセージ受信者、それはＡＣＫパケッ
トで応答することを要求されているわけであるが、に送
り、そしてそれは、受信者サブノードデバイスが、ディ
ストリビュータを通じてそしてバス上にそのＡＣＫを転
送することができるよう、マルチプレクサを形成する。

サブノードデバイスのキャリアが、主張されている限り
、またあるいは、パケット転送時間が終了してしまって
いる限り、制御はトランジション１１３を通じてステー
ト１１１に残っている。受信者サブノードデバイスのキ
ャリアが消滅し、またあるいはそのＡＣＫパケットのた
めの転送時間が終了すると、制御はトランジション１１
５を通じてステート１０１へと戻ってくる。もし、ＡＣ
Ｋの転送が、上で述べられたようにカウンタのタイムア
ウトステートにより示されるように、そのタイムスロッ
トを虐過したり、またもしサブノードデバイスのキャリ
アが早期に消滅すると、エラーステートが存在し、そし
て制御はトランジション１１６を通じてステート１０１
へと戻り、適当なエラーフラグがセットされる。

もし、ステート１０５であるときは、外部バスキャリア
の消滅やパケット転送時間の終了のいずれかにより示さ
れるように、外部転送は完成され、そしてサブノードデ
バイスのキャリアも主張されていないと、制御はトラン
ジション１１７を通じてステート１０１に移る。これは
、外部転送が、ディストリビュータに接続されているど
のサブノードデバイスによっても受信されることが予定
されていないときに、起こるであろう。

ステート１０１において、サブノードデバイスにより主
張されたキャリアが検出されている間、それはバス上で
活動するためのディストリビュータのノードのための時
間、即ち、ディストリビュータがサブノードデバイスに
よる転送要求に答えて、バスを連続的に仲裁している時
、よく知られまたバス上のノード上でデバイスに゛より
用いられるアービテイション技術が述べられている米国
特許第４、５６０．９８５号内で述べられているように
、制御はトランジション１１９を通じてステート１２１
に移る。

しかしながら上で述べたように、ディストリビュータへ
と接続されるノードのために蓄えてあったインターバル
の間に、転送を要求するサブノードデバイスが多数存在
するような場合、この前に、ディストリビュータのアー
ビテイション回路は、転送を許可されるサブノードデバ
イスを予め選択しておく。ステート１２１においては、
グランドパルスは選ばれたサブノードデバイスに送信さ
れ、マルチプレクサは、選ばれたサブノードデバイスに
ディストリビュータを通じてバス上に転送することを許
可するよう形成される。サブノードデバイス転送がその
ために残されていたパケット転送時間を超過する場合に
、タイムアウトを生み出すのに用いられた第１のカウン
タ（図示されてはいないカリは、トランジション１１９
を通じてステート１２１へと通過する時にリセットされ
、また第２のカウンタ（図示されてはいないが）もまた
リセットされる。第２のカウンタは、何度か繰り返し試
した後、それでもパケット転送が受信予定者によって認
知されなかった場合、タイムアウトを供給する為に用い
られるであろう。転送が、割り当てられていた時間を超
過した場合には、第１のカウンタのタイムアウトステー
トにより示されるように、また、もし転送しているサブ
ノードデバイスのキャリアが早々と消滅した場合は、エ
ラーが存在し、制御はトラジション１２３を通じてステ
ート１０１に移り、適当なエラーフラグがセットされる
。丁度述べたように、転送の最中にエラーが存在したり
、また、サブノードデバイスがＡＣＫパケットを送信し
ている時、それとは無関係なネットワーク内の他のバス
がコミュニケーションを阻害されることにならないよう
出来るだけ早く、転送ステートから抜は出ることが大切
である。もし転送しているサブノードデバイスのキャリ
アが消滅する時に、パケット転送時間が終了してしまう
というようなエラーが起こらずに、転送が起これば、制
御はトランジション１２５を通じてステエト１２フへと
移る。

はとんど受は身の、また「理知的でない」ディストリビ
ュータ、とりわけ受信回路やそれに関連する経路の働き
のため、１つのサブノードからバス上へと発送された転
送は、ノード受信路１８を通じて戻り、サブノード受信
路２４を通じて、転送しているサブノードも含めて、全
てのノードに発送される。この性質は、あるサブノード
デバイスが、同じディストリビュータに接続されている
他のサブノードデバイスからの転送の受信予定者である
かもしれないために必要なのである。上記した状況は、
ステート１２７でチエツクされる。

制御はバス上でキャリアが検出されている限りトランジ
ション１２９を通じてステート１２７に残っている。す
なわち、たとえもし、転送を行っているサブノードが転
送を辞めたとしても、ケーブル上で転送により引き起こ
された遅延は、転送を実際に辞めた後であっても、重要
な時間が、受は取られるように転送を続けさせることが
出来るのである。バスのキャリアが最終的に消滅して、
サブノードデバイスが本当の受信予定者である時は、そ
の者はＡＣＫパケットを送信することを望むキャリアを
主張するので、制御はトランジション１３１を通じてス
テート１３３に移る。上記したように、ステート１３３
において行われる働きは、ステート１０１において行わ
れるものと同じである。そして、同じようにステート１
３３へのトランジションにおいて、カウンタ（図示され
てはいないが）は、エラーの場合に転送タイムアウトを
後に供給するために、リセットされる。受信者であるサ
ブノードデバイスが、そのキャリアを主張している限り
、またあるいは、ＡＣＫパケット転送時間が超過してい
ない限り、制御はトランジション１３５を通じてステー
ト１３３に残る。

カウンタのタイムアウトステートにより示されるように
、もしＡＣＫパケットのトランジションがその転送時間
を超過してしまうと、また、もしサブノードデバイスの
キャリアが早々と消滅すると、エラーステートが存在し
、制御はトランジション１３７を通じてステー）　１０
１に移り、適当なエラーフラグがセットされる。ＡＣＫ
パケット転送時間が終了したときにサブノードデバイス
のキャリアが消滅することにより示されるように、もし
ＡＣＫ転送がエラーもなく完成されれば、制御はトラン
ジション１３９を通じてステート１４１に移る。

バスキャリアが消滅しサブノードデバイスのキャリアが
全く主張されていない場合、即ち、転送が受信されかつ
どのサブノードデバイスもＡＣＫパケットを送信するこ
とを希望していない場合、つまりメツセージがネットワ
ーク内の他の要素へのものであるような時のことである
が、そのような時には、制御はトランジション１４３を
通シテ、ステート１２７からステート１４１に直接移る
。

ステート１４１では、システムは、バス上に転送を許可
されたサブノードデバイスからのキャリアのショートバ
ーストを捜している。キャリアのショートバーストは、
ディストリビュータに対して、転送中のサブノードデバ
イスにより確実にＡＣＫ、ＮＡＫパケットが受は取られ
、そしてこのようにして受信予定者により転送が認知さ
れたことを示すのである。米国特許第４．７７７、５９
５号に述べられているように、ＮＡＫパケットとは、「
ネガティブ　アクノレツジ」のことであり、それは、転
送を受信予定者が認識し、更に、転送をひき続き行なわ
れる必要があることを示すＡＣＫパケットと似たような
ものである。ショウドパ−ストがなされたり、転送を何
度か繰り返した後、ＡＣＫパケットもＮＡＫパケットも
受は取ることに失敗した場合には、上で述べた第２のカ
ウンタのタイムアウトステートにより示されるように、
制御はトランジション１４５を通じてステート１０１に
移る。主張されたキャリアのために全てのサブノードデ
バイスを監視するかわりに、最後に転送されたサブノー
ドデバイスからの転送要求だけを有効なものとする、と
いうことを除いて、ステート１４１はステート１０１に
よく似たものである。そのサブノードデバイスは、受信
者が転送を認識したということを示すＡＣＫやＮＡＫを
受は取るために、限定回数の再転送を最後まで試みるこ
とを許可されてい“る。これらの再転送は、普通、ディ
ストリビュータに接続されたノードに次に普通に割り当
てられる仲裁タイムスロットで行わなければならない。

しかしながら、その中間時間においては、バスキャリア
は、転送を始めたネットワーク内の他の外部要素により
、主張されるようになるかもしれない。この場合は、デ
ィストリビュータは、外部転送をすべてのサブノードに
発信しなければならず、制御はトランジション１４７を
通じてステート１４９に移る。ステート１４９では、ス
テート１０５と同じように、システムは、キャリアのた
め、バスやすべてのサブノードデバイスを監視している
。

バスキャリアが残存している限り、又あるいはパケット
転送時間が終了しない限り、外部転送は続けられ、制御
はトランジション１５１を通じてステート１４９に残る
。

外部転送がサブノードデバイスのために向けられた場合
、サブノードデバイスはキャリアを主張し、そしてバス
キャリアが消滅したり、またあるいはパケット転送時間
が終了したとき、その転送はバスへと結合されるであろ
う。この場合、制御をトランジション１５３を通じてス
テート１５５に移す。ステート１５５において行われる
働きやステート１５５からのトランジションは、受信者
サブノードデバイスのキャリアが消滅した時にＡＣＫパ
ケット転送タイムの終了により示されるように、ＡＣＫ
パケットが適当に達成されたときに制御がトランジショ
ン１５７を通じてステート１４１に移ることを除いては
、上記したステート１１１において行われるものと同様
のものである。制御は同様に、バスキャリアが消滅しか
つどのサブノードデバイスもそのキャリアを主張を行っ
ていないときは、ステート１４９からトランジション１
５９を通じてステート１４１に移る。ともに前に述べた
ように、ステート１５５へと戻っているトランジション
１５８は、ステート１１１へと戻るトランジション１１
３と同じものであり、トランジション１６０はトランジ
ション１１６と同様のものである。

さてステート１４１に戻って、ステート１２１の間に、
最も最近バス上へと転送を行なったサブノードデバイス
は、受信予定者からのＡＣＫやＮＡＫくくケラトを待っ
ている。サブノードデノくイスのキャリアが主張されず
（つまり、リスニングのステート）かつどの外部要素も
バス上にキャリアを主張していない限り、制御は、トラ
ンジション１６１を通じてステート１４１に残る。もし
、外部バスキャリアが何も無くかつノードがディストリ
ビュータをバスへのアクセスのため結合させる時間が再
びきた時、それを待っているサブノードデバイスはその
転送を再び行うことを許可される。この場合、制御はト
ランジション１６３を通じてステート１２１に移る。上
で述べた第２のカウンタは、ＡＣＫ、ＮＡＫパケットを
受は取ることを続けて何度か失敗したあと、制御をトラ
ンジション１１３を通じてステート１０１に戻すために
、再転送を試みる回数を制限するタイムアウトを与える
。

上記の実施例は、限定ノードネットワーク内で、単一の
ノードを多数のサブノードデバイスに相互接続するため
の回路配列を述べた。それは、分散型仲裁技術を用いた
マルチアクセスバスを有するどのようなネットワーク内
でも、用いることが可能である。システムの個々の構成
要素は典型的なものであり、本発明の範囲が、ここで提
示され、述べられた特別の実施例に限定されてしまうつ
もりはない。それどころか、本発明の範囲は、事項の研
究に関連する当業者にとっては明白であろう変形や変態
をも包含するものである。

【図面の簡単な説明】

本発明は、単なる例として与えた好ましい実施例の説明
により、そしてまた図とともに考察されることにより、
より詳細に理解されるであろう。 第１図は゛、本発明を具体化した典型的なコンピュータ
相互接続ネットワークのブロック図。 第２図は、本発明の好ましい実施例のディストリビュー
タのブロック図。 第３図は、本発明の好ましい実施例のディストリビュー
タの働きを示すステート図。 図において、 １８ａ、　１８ｂ、　１８ｅ、　１８ｎ　　・ノード受
信路１６ａ、　１６ｂ、　１６ｅ、　１，６ｎ　　・ノ
ード転送路１０・　　・ディストリビュータ ２２ａ、２２ｂ、２２ｎ・・サブノード転送路２４ａ、
２４ｂ、２４ｎ・・サブノード受信路２０ａ、２０ｂ、
２０ｎ・・サブノードデバイスｌ２・　　・カプラ １４ａ、１４ｂ、１４ｎ・・ノード ３２、８０．受信回路 ３０、３５ａ、　３５ｂ、　３５ｎ　・・バッファ５４
・　　・仲裁回路 ６０・　　・転送回路 ４４・　　・マルチプレイヤ ４６ａ、４６ｂ、４６ｎ・・Ｄフリップフロラ３６・　
　・制御回路 １０１、１０５．１１１．１２１．１２７．１３３．１
４１．１４９．１５５−ト プ ステ 二二＝互””Ｌ７　ノ−

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）共通バスを通じて複数の通信ノードを相互接続す
   るためのコンピュータネットワークにおいて、前記個々
   のノードはノード転送路とノード受信路によりバスに結
   合されており、前記ネットワークは複数のサブノードデ
   バイスをバスへ相互接続するために、前記ノードのうち
   の１つの場所に位置するディストリビュータ（１０）を
   包含し、個々の前記サブノードデバイスは、転送路と受
   信路を通じて前記ディストリビュータに結合されており
   、前記ディストリビュータは、ネットワーク内の前記通
   信ノードのうちの１つに接続されているデバイスが、バ
   ス上へと送信したインカミング信号を、受信する手段 （３０、３２）と、 前記インカミング信号を、個々のサブノードデバイスそ
   れぞれのサブノードデバイス転送路上で、個々の前記複
   数のサブノードデバイスへと接続する手段（３５ａ−３
   ５ｎ）と、 前記サブノード転送路の１つ１つそれぞれの上において
   、前記複数のサブノードデバイスの１つにより発生され
   た転送要求を、検出する手段（５４）と、 前記ディストリビュータを通じてバス上へ転送要求を出
   している、個々の前記複数のサブノードデバイスを見分
   ける手段（４６ａ）と、前記要求を出しているサブノー
   ドデバイスのうちの１つを選択する手段（４４）と、 それぞれのサブノード転送路上で、前記選択されたサブ
   ノードデバイスからの転送を受信する手段（６０）と、 バス上へと前記サブノード転送を結合する手段（１６ｅ
   ）と、 を備えることを特徴とするディストリビュータ。
2. （２）マルチノードコンピュータネットワーク内のノー
   ドと複数のサブノードデバイスとの間の通信方法におい
   て、 ネットワーク内のノードのうちの１つに接続されたデバ
   イスからインカミングバス信号を受信し、 前記インカミングバス信号を個々の前記複数のサブノー
   ドデバイスに送信し、 サブノードデバイスのうちの少なくとも１つにより発生
   させられた転送要求を検出し、 前記ノードを通じて転送をすることを要求するサブノー
   ドデバイスを選択し、 前記選択されたサブノードデバイスからの信号の転送を
   受信し、 前記バス上へと前記サブノード転送を結合することを備
   えることを特徴とする通信方法。
3. （３）複数の通信ノードを共通バスを通じて相互接続す
   るために、ネットワーク内で用いるディストリビュータ
   において、前記ディストリビュータはノードのうちの１
   つと複数のサブノードデバイスの間に接続されており、 インカミングバス信号を個々のサブノードデバイスに分
   散する手段と、 前記サブノードデバイスのうちの１つにより発生させら
   れた外部転送を検出する手段と、バスに結合させてくれ
   るよう要求を出しているサブノードデバイスを選択する
   手段と、 選択されたサブノードデバイスをバスへと接続する手段
   と、 を備えることを特徴とするディストリビュータ。
4. （４）請求項（３）記載のディストリビュータにおいて
   、前記分散手段が、 前記インカミングバス信号を受信する手段と、前記イン
   カミングバス信号を個々の前記サブノードデバイスに発
   送する手段と、 を備える分散手段。
5. （５）請求項（３）記載のディストリビュータにおいて
   、前記検出手段が、転送しているサブノードデバイスに
   より主張されたキャリアを検知する手段を備えるディス
   トリビュータ。
6. （６）請求項（３）記載のディストリビュータにおいて
   、前記選択手段が、転送要求をする複数のサブノードデ
   バイスの間で、ローティング優先仲裁を行うための手段
   を備えるディストリビュータ。
7. （７）請求項（３）記載のディストリビュータにおいて
   、前記結合手段が、 サブノードデバイスにより発生させられた複合外部転送
   のため、前記選択する手段に反応し、その選択されたサ
   ブノードデバイスの外部転送のみをバスに結合する手段
   と、 歪みを除去するため、選択されたサブノードデバイスの
   前記外部転送を修繕する手段と、修繕された前記外部転
   送をバス上へと転送する為の手段と、 を備えるディストリビュータ。
8. （８）マルチノードノード限定コンピュータネットワー
   ク内のバスのノードと、複数のサブノードデバイスの間
   の相互接続を提供する方法において、 ネットワーク内の要素による転送開始のため、バスとサ
   ブノードデバイスを監視し、 もしサブノードデバイスの外部の要素によりバス上への
   転送が開始されたならば、前記転送をサブノードデバイ
   スに分散し、そしてもし前記転送がそのサブノードデバ
   イスへと向けられたものならば、そのサブノードデバイ
   スのうちの１つに応答転送を送信することを許可し、も
   し転送要求するサブノードデバイスにより開始されたも
   ならば前記転送をバスへと結合する、 段階を含む相互接続方法。
9. （９）マルチノードノード限定コンピュータネットワー
   ク内のバスのノードや、複数のサブノードデバイスを通
   信のために相互接続する方法において、 転送の存在の確認のために、バスとサブノードデバイス
   を監視し、 もしバス上に前記転送が存在しているならば、サブノー
   ドデバイスへ前記転送を分散し、 もしサブノードデバイスからの前記転送が存在するなら
   ば、転送サブノードを選択しそして前記選択された転送
   サブノードをバスへ結合する段階を含む相互接続方法。
10. （１０）マルチノードノード限定コンピュータネットワ
    ーク内のバスのノードや、複数のサブノードデバイスを
    通信のために相互接続する方法において、 Ａ、転送の存在の確認のため、バスとサブノードデバイ
    スにたいして第１の監視をし、 Ｂ、もしバス上に前記転送が存在すれば、前記第１の監
    視に応答して転送をサブノードデバイスへと分散し、前
    記分散は、 １、前記転送が続く限り、前記転送を個々 のサブノードデバイスに発送し、 ２、受信者サブノードデバイスからの返答 転送が存在する確認するために、サブノードデバイスに
    対して第２の監視をし、 ３、もし前記受信者サブノードデバイスか らの返答転送が存在すれば、前記第２の監視段階に応答
    して、前記受信者デバイスをバスへと第１の結合をする
    段階を備え、 Ｃ、もし前記転送要求をするサブノードデバイスからの
    転送が存在すれば、前記第１の転送に応答して選択され
    た転送要求を出すサブノードデバイスをバスへと第２の
    結合をし、前記第２の結合は、 １、もし１つ以上のサブノードデバイスが 転送要求をしている場合、転送するサブノードを選択し
    、 ２、前記選択された転送サブノードを、バ スから他の全てのサブノードデバイスへというものを除
    いたバスへと向かう転送路へ結合する段階を備える、 ことを特徴とする相互接続方法。