JPH0380381B2

JPH0380381B2 -

Info

Publication number: JPH0380381B2
Application number: JP57200435A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Genma
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-11-17
Filing date: 1982-11-17
Publication date: 1991-12-24
Also published as: US4547850A; JPS5991527A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕この発明は、バス優先制御方式に関し、特にコ
ンテンション方式でメツセージを送信するネツト
ワークシステムのバス優先制御方式に関するもの
である。

〔従来技術〕第１図に示すように、複数の中央処理装置２と
デイスプレイ装置や印字装置等の複数の端末装置
３とが、ノードプロセツサ４を介して伝送バス１
に結合され、専用のバス制御装置を設けないネツ
トワークシステムにおいて、中央処理装置２ある
いは端末装置３から送信メツセージを受け取つた
ノードプロセツサ４は、伝送バス１の使用状況を
調べ、もし他のノードプロセツサが伝送バス１を
使用していなければメツセージの送信を開始する
方式が多く採用されている。この方式の場合、同
時に他のノードプロセツサとメツセージの送信を
開始し衝突が起こる可能性がある。この対策とし
て、従来は衝突を検出したノードプロセツサは送
信を中止し、衝突回数等をバラメータにした一定
のアルゴリズムで再送待ち時間を設定し、この再
送待ち時間後に再びメツセージの送信を開始する
方式があつた。また、衝突が発生した時、送信メ
ツセージ中の装置アドレスを比較し、最も優先順
位の高い装置アドレスを有した送信メツセージを
送信したノードプロセツサが送信する権利を得る
方式等があつた。前者の方式においては、送信メ
ツセージ間の優先順位、あるいは各装置間の優先
順位等は考慮されず、例えば第１図の中央処理装
置２間の送信メツセージと端末装置３間の送信メ
ツセージが衝突した場合、再送により先に伝送さ
れなければならない中央処理装置３間の送信メツ
セージが、端末装置２間の送信メツセージの後で
伝送されることがある。また、優先順位が高く高
速で伝送されなければならないメツセージ、例え
ば、コンソールデイスプレイ装置宛のメツセージ
や高速端末装置宛のメツセージが、プリンタ装置
等の低速端末装置宛のメツセージよりも衝突によ
り後で再送される場合等があり、システムの性能
上問題があつた。

一方、後者の方式においては、送信メツセージ
の衝突時、装置アドレスにより優先順位がつけら
れた送信メツセージ中、最も優先順位の高い送信
メツセージのみがそのまま送信を継続できるが、
装置アドレスは容易に変更できない欠点があつ
た。

〔発明の目的〕

この発明の目的とするところは前記の如き従来
の問題点を除去するものであり、特別なバス制御
装置等を必要とせず、複数装置から同時送信され
衝突が生じた場合、メツセージレベルにより再送
待ち時間を設定し伝送効率を向上させまたシステ
ム全体の性能を高めるという効果を有するバス優
先制御方式を提供することにある。

〔発明の概要〕

この発明の特徴とするところは、特別なバス制
御装置等がなく、全ての装置（中央処理装置や端
末装置）がノードプロセツサを介して一つの伝送
バスで結合され、各ノードプロセツサは装置から
送信メツセージを受取るとコンテンシヨン方式で
メツセージ送信をするネツトワークシステムにお
いて、２以上のノードプロセツサが同時に送信を
開始した場合、衝突を検出したノードプロセツサ
はメツセージの送信を停止し予め装置側から指示
されているメツセージレベルと、送信しようとし
たメツセージの衝突回数により適当な再送待ち時
間を設定し、この再送待ち時間経過後にノードプ
ロセツサは再送を開始するようにし、バスの優先
使用権を再送待ち時間によつて決定しようとした
ことにある。例えば、２つのノードプロセツサに
おいて、メツセージレベルの高いメツセージと、
メツセージレベルの低いメツセージが同時に送出
され夫夫第１回目の衝突が発生した場合、メツセ
ージレベルの低いメツセージの再送待ち時間は、
メツセージレベルの高いメツセージの再送待ち時
間よりも長く設定されるため、この２つのノード
プロセツサ間では２回目の衝突は発生せず、メツ
セージレベルの高いメツセージが先に伝送される
ことになる。

また、この発明の別の特徴とするところは、同
一メツセージレベルのメツセージ同士の衝突に対
しては、乱数により一定の再送待ち時間の端に
（最長、最短再送待ち時間）内で再送待ち時間を
決定することにより、２回目以降の衝突の可能性
を少なくしていることである。

また、この発明の別の特徴とするところは、前
記再送待ち時間の設定を中央処理装置あるいは端
末装置側から容易に変更でき、さらに中央処理装
置はネツトワークに結合されている全てのノード
プロセツサの再送待ち時間の設定を、中央処理装
置あるいは端末装置を介して容易に変更できるこ
とにある。これにより、中央処理装置はネツトワ
ークに結合されている装置数、即ちノードプロセ
ツサの数やデータ伝送量、あるいはバスの使用状
況に応じて最適な再送待ち時間を設定し、システ
ムの利用効率を向上させることができる。

〔発明の実施例〕

次に本発明の実施例につさ図面を用いて詳細に
説明する。

第２図は、本発明の一実施例であるバス優先制
御方式のノードプロセツサの回路構成例である。
（第２図のノードプロセツサ１１内には、本発明
の関連回路構成のみを図示する。）ノードプロセツサ１１は、中央処理装置あるい
は端末装置１２と伝送バス１０の間に位置する。
ノードプロセツサ１１内では、中央処理装置ある
いは端末装置１２側にノードプロセツサ全体の制
御と装置側インターフエースの制御を行なうノー
ドプロセツサ制御回路１３がある。一方、伝送バ
ス１０側にはレシーバ１８とトランスミツタ１９
があり伝送バス１０に接続されている。シリアル
データ受信部１６は、レシーバ１８に接続され、
また一方は受信バツフア１４を介してノードプロ
セツサ制御回路１３に接続される。シリアルデー
タ送信部１７は、トランスミツタ１９に接続さ
れ、また一方は送信バツフア１５を介してノード
プロセツサ制御回路１３に接続される。シリアル
データ受信部１６とシリアルデータ送信部１７に
は、各々受信制御部２０と送信制御部２１が接続
され、これらはノードプロセツサ制御回路１３と
接続されている。衝突検出回路２２は、トランス
ミツタ１９、レシーバ１８ならびに前記送信制御
部２１に接続され、また衝突検出回路２２は、ト
ランスミツタ１９、レシーバ１８ならびに前記送
信制御部２１に接続され、また衝突回数カウンタ
２３にも接続されている。この衝突回数カウンタ
２３は、複数の最長、最短再送待ち時間テーブル
２９ａ〜２９ｎに接続され、このテーブルの出力
はテーブルセレクタ２７を介して最長、最短再送
待ち時間レジスタ２６に接続される。前記テーブ
ルセレクタ２７は、メツセージレベルレジスタ２
８を介してノードプロセツサ制御回路１３に接続
される。乱数発生回路２５は、最長最短再送待ち
時間レジスタ２６と接続され、また一方は、カウ
ンタ２４を介して送信制御部２１に接続される。
なお、前記衝突回数カウンタ２３は、カウンタリ
セツト信号を受信するためノードプロセツサ制御
回路１３と接続されている。また、最長．最短再
送待ち時間テーブル２９ａ〜２９ｎは、中央処理
装置あるいは端末装置１２によりテーブルの内容
変更が可能なようにノードプロセツサ制御回路１
３と接続されている。

次に、上記一実施例の動作について詳細に説明
する。

ノードプロセツサ１１は、中央処理装置あるい
は端末装置１２から受取つた送信メツセージを、
ノードプロセツサ制御回路１３を介して送信バツ
フア１５内に格納する。ここで送信制御部２１は
伝送バス１０の使用状況を調べ、他のノードプロ
セツサが伝送バスを使用していなければシリアル
データ送信部１７を起動して送信を開始する。シ
リアルデータ送信部１７は、送信バツフア１５内
のパラレルデータをシリアルデータに変換し、ト
ランスミツタ１９を介して伝送バス１０に送出せ
しめる。一方、伝送バス１０上で自局宛のメツセ
ージを検出すると、受信制御部２０は受信メツセ
ージをパラレルデータに変換し、受信バツフア１
４に格納する。全メツセージを正常に受信した後
受信制御部２０はノードプロセツサ制御回路１３
にメツセージ受信を報告し受信動作を完了する。

以上がノードプロセツサ１１の基本的動作であ
り、次に他のノードプロセツサとの衝突時の動作
について詳細に説明する。

送信メツセージの衝突は、衝突検出回路２２が
送信データと受信データを比較することにより簡
単に検出できる。衝突を検出した衝突検出回路２
２は、送信制御部２１にメツセージ送信の停止を
指示し、衝突回数カウンタ２３をカウントアツプ
する。なお、衝突回数カウンタ２３は、ノードプ
ロセツサ制御回路１３が中央処理装置あるいは端
末装置１２よりメツセージを受取り、送信バツフ
ア１５に格納した時点でノードプロセツサ制御回
路１３によりセツトされている。また、衝突検出
回路２２は、衝突回数カウンタ２３がある一定値
以上になるとカウントアツプしない機能をもつも
のである。メツセージレベル対応の最長最短再送
待ち時間は、前記衝突回数カウンタ２３の値によ
り確定し、唯一つの最長．最短再送待ち時間は、
予め中央処理装置あるいは端末装置１２の指示で
セツトされているメツセージレベルレジスタ２８
の値により、テーブルセレクタ２７を介して最
長．最短再送待ち時間レジスタ２６にセツトされ
る。従つて、前記最長．最短再送待ち時間テーブ
ルの数は、メツセージレベルの数と同じだけ用意
しておかなければならない。

次に、再送待ち時間は、システムの伝播遅延特
性等により決まるスロツトタイムの何倍かを表わ
す数で表示されるので、乱数発生回路２５は最
長．最短再送待ち時間レジスタ２６内にセツトさ
れている最大値、最小値の範囲内で乱数を発生さ
せ、この値をカウンタ２４にセツトする。カウン
タ２４はスロツトタイムに同期した減算カウンタ
で、乱数発生回路２５が０になると、送信制御部
２１は、再び伝送バス１０の使用状況を調べ、も
し他のノードプロセツサが伝送バス１０を使用し
ていなければ、シリアルデータ送信部１７に再送
の指示を出すことになる。

次に、本発明の最も簡単な一実施例につき、第
３図ならびに第４図を用いて詳細に説明する。

第３図は、中央処理装置３１と端末装置３３，
３５，３７が、各々ノードプロセツサ３２，３
４，３６，３８を介して伝送バス３０に結合され
ているシステム例を示すものである。今、中央処
理装置３１が端末装置３３に対して送信したメツ
セージ３９と、端末装置３５が端末装置３７に対
して送信したメツセージ４０が衝突した場合につ
いて、以下説明する。なお、説明を明確にするた
め、ノードプロセツサ内の衝突回数カウンタ２３
は、値ｎが４以上にカウントアツプされないもの
とする。また、ノードプロセツサ３２，３４，３
６，３８のメツセージレベルは２つとする。第４
図ａは、待ち時間テーブル２９の内容を示すもの
で、２９ａはカウンタが１のとき選択されその内
容が出力される。２９ｂはカウンタが２のとき、
２９ｃはカウンタが３〜ｎのときそれぞれその内
容が出力される。それぞれにはメツセージレベル
０（優先順位の低いレベル）の最短と最長の待ち
時間の数値と、メツセージレベル１（優先順位の
高いレベル）の最短と最長の数値が格納されてい
る。これはレベルが低い程そしてカウント値が大
きい程大きい値が設定されている。第３図におい
て、送信メツセージ３９と４０が各々第１回目の
衝突を起こし、送信メツセージ３９はメツセージ
レベル１が、送信メツセージ４０はメツセージレ
ベル０が予め中央処理装置３１あるいは端末装置
３５から指示されていたとする。この場合、ノー
ドプロセツサ３６は、第４図ａのレベル０の欄か
ら最長．最短再送待ち時間を読み出し、その中か
ら乱数発生置２５により１つの値を選んで再送待
ち時間を決定する。一方、ノードプロセツサ３２
は、第４図ａのレベル１の欄から最長．最短再送
待ち時間を読み出し、同様に再送待ち時間を決定
する。この結果、両者の再送は第４図ｂに示すよ
うに、ノードプロセツサ３６が送信メツセージ４
０′で、ノードプロセツサ３２が送信メツセージ
３９′で成功することになる。即ち、メツセージ
レベルの高い送信メツセージが、メツセージレベ
ルの低い送信メツセージに対して優先して伝送さ
れることになる。なお前記最長．最短再送待ち時
間テーブルを、システムの規模、データ伝送量等
により最適な値に設定すれば、効率の良い伝送が
可能となる。レベルの数及びカウント値の上限値
はシステムによつて適当なものが選択される。

第５図は、ノードプロセツサ内の最長．最短再
送待ち時間テーブルの書替えの概略を示したもの
である。第２図で既に説明したように、ノードプ
ロセツサ５３，５４，５５内の最長．最短再送待
ち時間テーブル６１，６２，６３は、中央処理装
置５０、端末装置５１，５２側から書替え可能で
ある。中央処理装置５０は、システムの規模、デ
ータ伝送量等が変つた場合、新たな最長．最短再
送待ち時間テーブル６０を作成し、最長．最短再
送待ち時間テーブル６１を書替えることができ
る。また、この新たな最長．最短再送待ち時間テ
ーブル６０は、通常のメツセージの送信ルートで
端末装置５１，５２に伝送され、端末装置５１，
５２の指示によりノードプロセツサ５４，５５内
の最長．最短再送待ち時間テーブル６２，６３を
書替えることも可能である。なお第５図におい
て、新たな最長．最短再送待ち時間テーブル６０
が送信されるメツセージ中に、ノードプロセツサ
５４，５５が識別できる手段を設け、端末装置５
１，５２を経由しないで直接最長．最短再送待ち
時間テーブルを書替えることも可能である。

以上、本発明の一実施例につき、回路構成例を
示しその動作について説明したが、第２図の送信
回数カウンタ２３、最長．最短再送待ち時間テー
ブル２９ａ〜２９ｎ、テーブルセレクタ２７、メ
ツセージレベルレジスタ２８、最長．最短再送待
ち時間レジスタ２６、乱数発生回路２５、カウン
タ２４ならびにノードプロセツサ制御回路１３
を、マイクロプロセツサを用いたシステムで構成
しノードプロセツサ１１を小形化することも可能
である。

第６図は、本発明の一実施例であるバス優先制
御方式の受信制御部２０の回路構成例である。以
下、メツセージ受信処理の動作について詳細に説
明する。プリアンブル（フラグ）検出器７０は、
伝送バス１０上でプリアンブル（フラグ）を検出
するとビツト１フレーム同期を確立し、同期信号
を発生する。この同期信号はノードプロセツサ制
御回路１３が設定する受信許可信号８１とともに
ANDゲート７１に入力され、この出力信号がシ
リアルデータ受信部１６に供給されシリアルーパ
ラレル変換が行なわれる。また、プリアンブル
（フラグ）検出器７０は同期信号を送出すると同
時に受信バツフア１４のアドレスを初期設定す
る。バラレルバスに最初に出力される相手アドレ
スは、プリアンブル（フラグ）検出器７０の指示
により相手アドレスレジスタ７９に格納され、予
め自端末アドレスレジスタ７８に格納されている
端末装置１２のアドレスと比較器７７で比較され
る。比較の結果、相手アドレスと自端末アドレス
が一致しなかつた場合、プリアンブル（フラグ）
検出器７０はリセツトされ再びプリアンブル（フ
ラグ）検出待ちの状態となる。（この場合、シリ
アルデータ受信部１６のシリアルーパラレル変換
は停止する。）一方、CRC照合部７２は、プリア
ンブル（フラグ）検出時プリアンブル（フラグ）
検出器７０により起動され（プリアンブル（フラ
グ）検出器７０がリセツトされた場合CRC照合
は停止する。）照合結果をステータスレジスタ７
３に格納し、また照合終了信号をANDゲート７
６とプリアンブル（フラグ）検出器７０に出力す
る。ANDゲート７６の出力信号は、メツセージ
受信信号７５としてノードプロセツサ制御回路１
３に報告される。

第７図は、本発明の一実施例であるバス優先制
御方式の送信制御部２１の回路構成例である。

ノードプロセツサ制御回路１３は送信バツフア
１５に送信メツセージを格納後、送信指示信号９
８により伝送バス監視回路９１を起動する。伝送
バス監視回路９１は伝送バス１０の使用状況を調
べ、もし他のノードプロセツサが伝送バス１０を
使用していなければ送信指示用フリツプ．フロツ
プ９４をセツトする。また、伝送バス監視回路９
１は伝送バス１０が使用中の場合監視を継続し、
伝送バス１０が使用できる状態になつてから送信
指示用フリツプ．フロツプ９４をセツトする。セ
ツトされた送信指示用フリツプ．フロツプ９４
は、メツセージ構成部９３を起動する。（送信指
示用フリツプ．フロツプ９４の内容は、送信表示
信号９６としてノードプロセツサ制御回路１３側
から読出すことができる。）起動されたメツセー
ジ構成部９３は、同期信号（図示せず）に応じて
セレクタ８８を選択し、ブリアンブル生成部８
９、シリアルデータ送信部１７、CRC生成部９
０からのデータを合成し送信メツセージを構成す
る。なお、検出器９２はシリアルデータ送信部１
７からのデータが選択されていることを検出し、
CRC生成部９０を起動するためのものである。
送信終了信号９７はCRC生成部９０が、CRC生
成後に発生する。

応答メツセージ用バツフア８５は、送信メツセ
ージが送信バツフア１５内で送信待ち状態にあ
り、先に自局宛のメツセージを受信した場合の応
答メツセージ用のバツフアである。この場合ノー
ドプロセツサ制御回路１３は応答メツセージを応
答メツセージ用バツフア８５に格納し、バツフア
切替信号８６によりセレクタ８７を切替えること
により、送信バツフア１５内の送信メツセージよ
り先に応答メツセージを送信することができる。

送信したメツセージが他のノードプロセツサの
メツセージと衝突した場合、衝突検出回路２２か
らの検出信号により送信指示用フリツプ．フロツ
プ９４はリセツトされる。これによりメツセージ
構成部９３が停止し、メツセージの送信は停止す
る。再送は本発明のアルゴリズムにより、カウタ
２４が送信指示信号９９を発生させることにより
行なう。後の処理は、送信指示信号９８が発生し
た場合と同様である。

第８図は、本発明の一実施例であるバス優先制
御方式のノードプロセツサ制御回路１３の受信メ
ツセージ処理フローである。

第９図は、本発明の一実施例であるバス優先制
御方式のノードプロセツサ制御回路１３の端末か
らの起動時の処理フローである。

〔発明の効果〕

以上述べた如き構成であるから本発明にあつて
は、次の如き効果が得られる。

(1) コンテンシヨン方式において、各ノードプロ
セツサが同時にメツセージ送信を開始した場合
に、予めメツセージ毎にセツトされているメツ
セージレベルにより再送待ち時間が自動的に変
わる。したがつて、メツセージレベルの高いメ
ツセージが優先的に伝送バスを使用できるさらに、再送待ち時間の決定に乱数を用いて
いるため、同一メツセージレベル同士の２回目
以降の衝突の可能性は少ない。

(2) 中央処理装置あるいは端末装置側より、ノー
ドプロセツサのメツセージレベル毎の再送待ち
時間を書替えられる。さらに、伝送バスに結合
されている全てのノードプロセツサの再送待ち
時間を、１台の中央処理装置により着替えられ
る。このため、システムの規模、負荷等により
最適な再送待ち時間設定が可能で、伝送路の利
用効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の適用対象であるネツトワー
クシステムを示す図、第２図はこの発明の一実施
例であるバス優先制御方式のノードプロセツサの
回路構成例を示す図、第３図はこの発明の動作を
説明するためのシステム例を示す図、第４図は前
記実施例の動作を示す図である。また第５図は、
ノードプロセツサ内の最長，最短再送待ち時間テ
ーブルの書替え概略を示す図である。第６図は受
信制御部の詳細を示す図、第７図は送信制御部の
詳細を示す図、第８図、第９図はノードプロセツ
サ制御回路の処理フローである。１……伝送バス、２……中央処理装置、３……
端末装置、４……ノードプロセツサ、１０……伝
送バス、１１……ノードプロセツサ、１２……中
央処理装置あるいは端末装置、１３……ノードプ
ロセツサ制御回路、１４……受信バツフア、１５
……送信バツフア、１６……シリアルデータ受信
部、１７……シリアルデータ送信部、１８……レ
シーバ、１９……トランスミツタ、２０……受信
制御部、２１……送信制御部、２２……衝突検出
回路、２３……衝突回数カウンタ、２４……カウ
ンタ、２５……乱数発生回路、２６……最長．最
短再送待ち時間レジスタ、２７……テーブルセレ
クタ、２８……メツセージレベルレジスタ、２９
ａ〜２９ｎ……最長．最短再送待ち時間テーブ
ル、３０……伝送バス、３１……中央処理装置、
３３，３５，３７……端末装置、３２，３４，３
６，３８……ノードプロセツサ、３９，４０……
送信メツセージ、４１，４２……最長．最短再送
待ち時間、５０……中央処理装置、５１，５２…
…端末装置、５３，５４，５５……ノードプロセ
ツサ、６０，６１，６２，６３……最長．最短再
送待ち時間テーブル、７０……プリアンブル（フ
ラグ）検出器、７２……CRC照合部、７３……
ステータスレジスタ、７５……メツセージ受信信
号、７７……比較器、７８……自端末アドレスレ
ジスタ、７９……相手アドレスレジスタ、８１…
…受信許可信号、８５……応答メツセージ用バツ
フア、８６……バツフア切替信号、８７，８８…
…セレクタ、８９……ブリアンブル生成部。９０
……CRC生成部、９１……伝送バス監視回路、
９２……検出器、９３……メツセージ構成部、９
４……送信指示用フリツプ．フロツプ、９６……
送信表示信号、９７……送信終了信号、９８，９
９……送信指示信号。

Claims

【特許請求の範囲】１複数の中央処理装置と端末装置がノードプロ
セツサを介して一つの伝送バスで結合され、各ノ
ードプロセツサがコンテンシヨン（争奪）方式で
メツセージを送信するネツトワークシステムのバ
ス優先制御方式において、ノードプロセツサ内に
他ノードプロセツサとの衝突を検出し該送信メツ
セージが何回衝突したかをカウントする手段と、
その送信メツセージの優先順位と前記衝突回数に
より異なる予じめ定められた最長、最短再送待ち
時間を決める手段と、前記最長、最短再送待ち時
間内の適当な再送待ち時間を乱数により決定する
待ち時間決定手段とを具備し、前記衝突を検出す
ると前記待ち時間決定手段による時間だけ待つた
のち、当該メツセージの再送を行なうことを特徴
とするバス優先制御方式。２前記最長、最短待ち時間は優先順位が低い
程、かつ衝突回数が多い程長く設定されたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のバス優先
制御方式。