JPH0479492B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ブロードキヤストメデイア（Broad
−cast Medie）を使用し、バトンパス（Baton
Pass）方式（又はトークンパス方式とも呼ぶ）
を採用した通信制御システムに関する。更に詳し
くは、本発明は、メデイア（通信ライン）及びこ
のメデイアに結合する各ステーシヨンの物理層
（カツプラー）がそれぞれ二重化構成され、デー
タリンク層以上は二重化構成されていない通信制
御システムに関する。

（従来の技術） 通信ラインで結合されたステーシヨン相互間で
通信を行なう通信システムにおいて、システムの
信頼性を向上させるために、従来より物理層以下
の二重化方式（以下これをライン系の二重化と呼
ぶ）が採用される。この場合、(a)、二重化したラ
イン系を交互に使用する方式、(b)、二重化したラ
イン系の両方を使用し、受信側で正しく受信され
る方を選択する方式、(c)、一方のライン系のみを
使用し、他方のライン系は一方のライン系の故障
にそなえて待機させる方式等がある。

前記(b)の方式は、受信側で正しく受信出来る方
を選択するアルゴリズムが複雑であり、また(c)の
方式は待機側のライン系の故障が検出できない等
の欠点があるのに対し、(a)の方式は故障検出が容
易であるところから、この方式がしばしば使用さ
れる。

ブロードキヤスト形伝送路上で、ｎ：ｎ通信を
行う場合のラインアクセス制御方式のひとつであ
るバトンパス方式は、ラインの制御権（バトンと
いう）を予じめ定められた順序に従つて、コマン
ドフレーム（バトンパスコマンド）により次々に
伝達していく方式である。このバトンパス方式で
は、バトンをもつたステーシヨンだけが通信ライ
ンに信号を出力することができるように定められ
ている。そして、各ステーシヨンは、バトンを受
け取つた時点で送信要求があれば、コマンド送信
と必要に応じてレスポンス受信を行ない、次のス
テーシヨンにバトンを渡す。若し、送信要求がな
ければ、ステーシヨンは速やかにバトンを次に渡
す。

（発明が解決しようとする問題点） このようなバトンパス方式において、バトンパ
スフレームの伝達確認は、バトンパス宛先からの
ライン上へのキヤリアの送出を確認することによ
り行なわれるが、あるステーシヨンの片側の受信
系でキヤリア検出信号がアクテイブにならないと
いつたような単一故障が発生した場合、そのステ
ーシヨンが次のステーシヨンにバトンを渡し、次
のステーシヨンが故障発生側のライン系を使用し
て、コマンド送出を行なうと、故障発生側のステ
ーシヨンでバトンパスの送達の確認が出来ず、瞬
間的に二つのステーシヨンがバトンをもつ場合が
発生する。このような状態が発生すると、バトパ
ス制御が複雑になり、その回復に時間を要するう
えに、送信フレームのアポートを引き起す。

本発明は、前記したように二重化されたライン
系（物理層以下を示す）を有し、バトンパス方式
のラインアクセスを行なうシステムであつて、そ
の目的は、単一故障の検出をリアルタイムに行な
い、二つのステーシヨンがバトンをもつといつた
状態の発生を避け、ライン系の使用効率を向上さ
せることのできる通信制御システムを実現しよう
とするものである。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決する本発明は、ブロード
キヤストメデイア及びこのメデイアに結合する各
ステーシヨンの物理層がそれぞれ二重化構成さ
れ、各ステーシヨンのラインのアクセス方法とし
てバトンパス方式を採用し、バトンパスフレーム
内にはプリアンブルパターンを含み、バトンパス
の伝達確認をバトンパスコマンド送出後一定時間
内に前記メデイア上にキヤリアが検出されること
によつて行なうシステムであつて、バトンを受け
取つたステーシヨンは前記二重化構成されたメデ
イアにバトンを含めてコマンドを交互に送信する
とともに、待機側のメデイアに所定時間だけ遅れ
て前記プリアンブルパターンを送信するように構
成され、受信側ステーシヨンは前記二重化構成さ
れたメデイア上のキヤリアが早く検出された側の
メデイアから信号を取り込むとともに、当該メデ
イア側にレスポンスフレームを他方のメデイアに
所定時間だけ遅れてプリアンブルパターンをそれ
ぞれ送信するように構成されたことを特徴とする
ものである。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例を示す全体システ
ムの構成概念図である。図において、STN１，
STN２…STNnはそれぞれステーシヨンで、例
えば分散制御システムにおけるフイールドコント
ロールステーシヨンに相当している。Ｂ１，Ｂ２
は二重化構成の通信ライン（外部パス）で、各ス
テーシヨンSTN１〜STNnはそれぞれ二重化さ
れたカツプラCPLを介して相互に接続されてい
る。TMは各通信ラインの終端部に設けたターミ
ネータである。

第２図は、各ステーシヨンSTN１〜STNnに
設けられている通信制御装置の構成ブロツク図で
ある。第２図において、１１は第１の通信ライン
Ｂ１に結合する第１のカツプラインタフエース、
１２は第２の通信ラインＢ２に結合する第２のカ
ツプラインタフエースで、後述するような先着優
先回路を含んでいる。１３はHDLC（High Level
Data Link Control Procedure）チツプで、第
１、第２のカツプラインタフエース１１，１２に
結合し、直並列変換、アドレスデコード、フラツ
グの生成とフレーム同期、FCS（フレームチエツ
クシーケンス）のチエツク等を行なう。１４は二
重化制御信号処理回路で、第１、第２のカツプラ
インタフエース１１，１２及びHDLCチツプ１３
に結合している。１５は各種の演算制御を行なう
マイクロプロセツサ（以下μPと略す）、１６は
DMA（ダイレクトメモリアクセス）コントロー
ラ、１７は各種のプログラムを格納したROM、
１８は各種データを格納するRAM、１９はホス
トコンピユータ２０のインタフエースである。
HDLCチツプ１３、二重化制御信号処理回路１
４，μP１５，ROM１６，RAM１７，RAM１
８、インタフエース１９は、いずれも内部データ
パスDBによつて相互に接続されている。

第３図は、各カツプラインタフエース１１，１
２に含まれている先着優先回路の一例を示すブロ
ツク図である。この回路は、第１、第２の通信ラ
インＢ１，Ｂ２に結合するカツプラCPLからの
キヤリア検出（CD）信号CD１，CD２をそれぞ
れひとつの入力とするナンドゲートNG１，NG
２及びCD１，CD２を入力するオアゲートOGと
で構成されており、受信時において、先に到着し
た側の通信ライン上のフレームを選択し、当該フ
レームをHDLCチツプ１３に送り込むためのイネ
ーブル信号１又は２及びCD信号を出力す
るようになつている。

第４図は、二重化制御信号処理回路１４の一例
を示すブロツク図である。ここでは送信側につい
てのみ示す。この回路は、μP１５によつてセツ
トされる送信要求フラグ１４１、μP１５によつ
てセツトされるバス選択フラグ１４２、20μsの遅
延回路１４３、及び各送信要求ラツグ１４１、バ
ス選択フラグ１４２からの信号とHDLCチツプ１
４からの送信データを入力するロジツク回路１４
４で構成されている。この二重化制御信号処理回
路は、送信時において、HDLCチツプ１３からの
送信データ（送信フレーム）を、選択された通信
ライン側に出力し、非選択の通信ライン側には、
ある遅れ時間（通信ラインにおける遅延時間＋ガ
ードマージンに相当し、ここでは20μsとしてあ
る）の後に、送信フレームのなかのプリアンブル
パターン（Preamble Pattern；“１”連続）のみ
を送出するように、カツプラインタフエース１
１，１２に制御信号を出力するものである。

第５図は、通信ラインＢ１，Ｂ２上に出力され
る送信フレームの構成例を示す図である。図にお
いて、プリアンブルは頭出し領域、Ｆはフラグシ
ーケンス領域、DAは宛先を示すアドレスが格納
されているデイスチネーシヨンアドレス
（DESTINATION ADDRESS）領域、SAは発
信元を示すアドレスが格納されているソースアド
レス（SOURCE ADDRESS）領域、Ｃはバケツ
ト伝達制御のための制御領域、FCSはフレームチ
エツクシーケンスが格納された領域、ポストアン
ブル（POST AMBLE）はフレームの終了を示
す領域である。各領域の下に示した数字はビツト
数の一例である。ここに示す送信フレームにデー
タを載せる場合、そのデータはＣ領域とFCS領域
の間に挿入される。

第１図に示すシステムにおいて、各ステーシヨ
ンSTN１〜STNnは、ステーシヨン番号順に順
次バトンを受けとり、次のステーシヨンにバトン
を回すようにしてラインのアクセス制御を行なつ
ている。また、バトンパスの確認は、バトンパス
コマンド送出後、一定時間以内に信号ライン上に
キヤリア信号が検出されることによつてなされて
いる。また、二重化構成された信号ライン系のど
ちら側から、フレームデータを受信したかを、
μP１５が調べることができるようになつている。

このように構成されたシステムの動作を、次に
二重化構成された信号ライン系のいずれもが正常
である場合（定常状態）と、いずれかが異常状態
になつた場合とに分けて説明する。

（定常状態での動作） あるステーシヨンにおいて、バトンパスコマン
ドを受信すると、ホスト２０側からの通信要求の
有無を調べ、通信要求が無に場合には、前回コマ
ンド送信に使用しなかつた側の通信ライン系（Ｂ
１又はＢ２）を選択し、その通信ライン系を介し
て次のステーシヨンにバトンパスコマンドを送
る。通信要求がある場合には、要求フレームを前
回使用しなかつた側の通信ライン系に対して送信
し、レスポンスフレームを受信すると、次のステ
ーシヨンにコマンド送出で使用してない側の通信
ライン系を使用して、バトンパスコマンドを送出
する。

いずれの場合も、バトンを含めてコマンドを、
二重化構成の信号ライン系に対して交互に選択し
て送信するようにしている。この時、もう一方
（非選択）の信号ライン系に対しては、ある遅れ
時間の後に、プリアンブルパターンを送信する。

受信する側のステーシヨンにおいて、信号ライ
ン上のCD信号が早く検出された側の信号ライン
側から、信号を取込み、レスボンスフレームはコ
マンド受信を行なつた通信ライン側に送信し、か
つ、もう一方の信号ライン系に所定の時間だけ遅
れてプリアンブルパターンを送出する。

（異常状態での動作） あるステーシヨンにおいて、コマンド送出に対
して無応答が発生した場合、そのコマンド送出に
使用したのと同じ信号ライン系を使用して、例え
ば３回の再試行（合計で４回の試行）を行ない、
それでも無回答の場合は、他方の信号ライン系に
切換え、同様に４回までの試行を行なう。信号ラ
イン系を切換えて通信に成功した場合、最初の信
号ライン系が異常であると判断し、その旨をブロ
ードキヤスト（Broadcast）する。その後は、全
てのステーシヨンは、正常側の信号ライン系のみ
を使用して通信を行なう。第１、第２の両方の信
号ライン系で通信に失敗した場合は、相手ステー
シヨンが異常の判断する。

第６図は、使用しない一方の信号ライン系にも
ある一定時間遅れて、プリアンブルパターンを送
出する意味を説明するための説明図である。

第１図に示すシステムは、二重化構成された信
号ライン系の交互使用に関して、ステーシヨン間
で同期制御されているものではなく、各ステーシ
ヨンが独自に行なつている。また、バトンの送達
確認は、バトン送達後一定時間以内に、キヤリア
が検出されることによつて行なわれている。

いま、使用しない信号ライン系にキヤリアを発
生させない場合、第６図において、例えばステー
シヨンSTN_iの×印の個所が異常になつたと仮定
すると、ステーシヨンSTN_iは第２の信号ライン
Ｂ２によつてステーシヨンSTN_i+1にバトンパス
を行ない、ステーシヨンSTN_i+1は第１の信号ラ
インＢ１を使用してステーシヨンSTN_i+2にバト
ンパスを行なう。この場合、ステーシヨン
STN_i+1からステーシヨンSTN_i+2へのバトンパス
のキヤリアは、ステーシヨンSTN_iでは検出され
ないため、このステーシヨンSTN_iはバトンパス
の伝達確認が出来なくなる。この為に、瞬間的
に、各ステーシヨンSTN_i，STN_i+1，STN_i+2の
間で複数個のバトンが発生することとなり、この
状態からの回復は通常よりも長い時間を必要とす
る。また、もし、ステーシヨンSTN_i+1が発した
バトンが通常のコマンドの場合は、そのコマンド
は回復過程で消失する。

本発明に係るシステムでは、使用しない一方の
信号ライン系にもキヤリアを発生させることによ
つて、前記したような不具合を解消し、バトンの
伝達確認が異常時にも確実に行なえるようにして
いる。

また、使用しない一方の信号ライン系に送出さ
れるキヤリア（プリアンブルパターン）は、ある
一定時間遅らせてあり、これにより他方の信号ラ
イン系を経て送信された正常フレームは、相手方
ステーシヨンに一定時間だけ早く到着し、当該ス
テーシヨンは、先着側の信号ライン系のデータを
確実に取り込めることができるようにしている。

また、前記したように、使用しない一方の信号
ライン系に送出されるキヤリアは、プリアンブル
パターンであつて、正常なフレームではない。こ
れによつて、相手方ステーシヨンで、もしこのプ
リアンブルパターンが受信されてもそれを無視す
ることができるようにしている。因みに、第１、
第２の信号ライン系の両方に、正常なフレームを
送信するものとすれば、どちらか一方の信号ライ
ン系の受信回路がキヤリア検出不能になつても、
もう一方の信号ライン系で受信が可能となり、故
障検出が出来なくなるという不具合が生ずる。

本発明のシステムにおいては、このような異常
検出を、マスター側（バトンを保持し、コマンド
を送信できるステーシヨン）で行なうことができ
るもので、システムの制御動作が簡略化される。

なお、上記の説明では、複数個のフイールドコ
ントロールステーシヨンによつてシステムが構成
されている例を示したが、ステーシヨンとしては
他の機能を有するステーシヨンであつてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のシステムは、二
重化構成された信号ライン系に、バトンを含めて
コマンドを交互に送信するとともに、待機側の信
号ライン系に所定時間だけ遅れてプリアンブルパ
ターンを送信するように構成したもので、本発明
によれば、単一故障の検出をリアルタイムに行な
うことができ、従つて、ライン系の使用効率を向
上させることのできる通信制御システムが実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体システム
の構成概念図、第２図は各ステーシヨンにおける
通信制御装置の構成ブロツク図、第３図は先着優
先回路のブロツク図、第４図は二重化制御信号処
理回路の一例を示すブロツク図、第５図は送信フ
レームの構成例を示す図、第６図は動作の一例を
説明するための図である。 Ｂ１，Ｂ２……通信ライン、CPL……カツプ
ラ、STN１〜STNn……ステーシヨン、１１，
１２……カツプラインタフエース、１３……
HDLCチツプ、１４……二重化制御信号処理回
路、１５……μP。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ブロードキヤストメデイア及びこのメデイア
   に結合する各ステーシヨンの物理層がそれぞれ二
   重化構成され、各ステーシヨンのラインのアクセ
   ス方法としてバトンパス方式を採用し、バトンパ
   スフレーム内にはプリアンブルパターンを含み、
   バトンパスの伝達確認をバトンパスコマンド送出
   後一定時間内に前記メデイア上にキヤリアが検出
   されることによつて行なうシステムであつて、 バトンを受け取つたステーシヨンは前記二重化
   構成されたメデイアにバトンを含めてコマンドを
   交互に送信するとともに、待機側のメデイアに所
   定時間だけ遅れて前記プリアンブルパターンを送
   信するように構成され、受信側ステーシヨンは前
   記二重化構成されたメデイア上のキヤリアが早く
   検出された側のメデイアから信号を取り込むとと
   もに当該メデイア側にレスポンスフレームを、他
   方のメデイアに所定時間だけ遅れてプリアンブル
   パターンをそれぞれ送信するように構成されたこ
   とを特徴とする通信制御システム。