JPH05211513A - 一対一リングバス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は対向する２つの通信装置の間を一方向
の伝送を行う信号線により接続し，３以上の通信装置の
間をリング状に順次同様の信号線で接続した一対一リン
グバスに関し，伝送路及び通信装置が簡単な構成を用
い，低コストのリングバスを提供することを目的とす
る。 【構成】２つの通信装置間は前記信号線を介して一方向
のポイント・ツウ・ポイント通信を行い，各通信装置
は，受信側の信号線を介して対向する通信装置からのデ
ータを受信して格納するバッファを備える。受信データ
が他の通信装置を宛先とする時は前記バッファから読み
出したデータを，自通信装置から他の通信装置へ送信す
る時は，送信データを他方の送信側の信号線を介して対
向する通信装置へ送信し，自通信装置を宛先とする受信
データは，バッファから自通信装置へ取り出すよう構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は対向する２つの通信装置
の間を一方向の伝送を行う信号線により接続し，３以上
の通信装置の間を順次同様の信号線で接続した一対一リ
ングバスに関する。

【０００２】近年，光通信を用いたバスまたはリング形
態のデータ通信が，ＬＡＮ（LocalArea Network) 等で
行われるようになり高速のデータ通信が実現されるよう
になった。ところが, 光通信の場合, 伝送路や伝送装置
等の各種の装置が高価であることから利用が制限されて
いる。

【０００３】

【従来の技術】従来，一定の地域内に設置された多数の
装置の間でデータ通信を行うネットワークとしてＬＡＮ
（Local Area Network) が知られている。そのＬＡＮを
実現するネットワークとしてバスを用いるのが一般的で
ある。

【０００４】バスを用いる方式には，同軸ケーブルやツ
イストペアケーブルを使用し，キャリアを感知して送信
権の競合制御を行うＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Mu
ltiple Access with Collision Detection) 方式（ＩＥ
ＥＥ802.3 の規格) や，トークンにより送信権の競合制
御を行う方式がある。トークンにより制御を行う方式に
は，同軸ケーブルを用いたバス方式と, ツイストペアケ
ーブルを用いてリング状にノードを接続したリングバス
方式がある。前者の一つはトークンバス（ＩＥＥＥ802.
4)方式，後者の一つはトークンパッシング方式（ＩＥＥ
Ｅ802.5)と呼ばれる。

【０００５】これらの従来の光通信を用いない方式で
は，ノード間の距離が，例えばＣＳＭＡ／ＣＤ方式の場
合，伝送速度を１０Ｍｂｐｓ（メガビット/ 秒) とした
場合，最大のノード間距離（伝送距離）は約４Ｋｍ（キ
ロメータ）程度であり，トークンバスの場合，キャリア
バンドの変調方式で最大ノード間距離が約１０Ｋｍであ
る。また，トークリングの場合は，ベースバンド方式で
伝送速度を４Ｍｂｐｓとすると最大ノード間距離（伝送
距離）は約２００ｍ（メータ）程度である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の方式の
中で，ＣＳＭＡ／ＣＤ方式では伝送距離が１０Ｋｍであ
るが競合制御のためにキャリア検出を行う等の複雑な制
御が必要である。また，トークンバスやトークンリング
の各方式では，トークンの制御や，データの伝送制御の
ための制御を行う装置のために高価格となる。

【０００７】さらに，光通信を用いた通信によるＬＡＮ
（例えば，ＦＤＤＩ等）も存在するが，通信速度等の特
性は優れている反面，光ケーブルや，光・電気の相互変
換回路等を必要とするノード装置のためにシステムのコ
ストが高くなり，伝送速度の要求が高くない場合には負
担が大きくなるという問題がある。

【０００８】本発明は伝送路及び通信装置が簡単な構成
を用い，低コストでありながらある程度長い伝送距離の
通信が可能な一対一リングバスを提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の基本構成
図である。図１において，１ａ〜１ｃはそれぞれ互いに
異なる場所に設けられた３つの通信装置，２ａ〜２ｃは
通信装置１ａと通信装置１ｂ間の伝送路，通信装置１ｂ
と通信装置１ｃ間の伝送路，通信装置１ｃと通信装置１
ａ間の伝送路，３ａ〜７ｃは各通信装置に設けられた装
置であり，３ａ〜３ｃは自装置から他の通信装置へ送信
するデータを格納する送信バッファ（ＳＢで表す），４
ａ〜４ｃは送信信号を発生するドライバ，５ａ〜５ｃは
伝送路から信号を受信するレシーバ，６ａ〜６ｃは書き
込みと読み出しが非同期で並行して行うことができるメ
モリであるエラスティックバッファ（ＥＢで表示），７
ａ〜７ｃは自装置を宛先とするデータを格納する受信バ
ッファ（ＲＢで表示）である。

【００１０】なお，図１には通信装置が３台設けた例を
示すが，ｎ個（ｎ≧３）の通信装置を設けて順次一対一
接続のバスを順次接続してリングバスを構成できること
は明らかである。

【００１１】本発明は通信装置と通信装置間は一方向の
伝送路で一対一で接続しポイント・ツウ・ポイント通信
を行い，順次リング状に通信装置を接続し，各通信装置
はデータを受信する側の伝送路を介して送信元とのポイ
ント・ツウ・ポイント通信と，データを送信する側の伝
送路を介して接続相手とのポイント・ツウ・ポイント通
信を行い，受信したデータが自通信装置を宛先とするか
他の通信装置を宛先とするかによりエラスティックバッ
ファから読み出したデータを自通信装置へ取り込むか，
次の送信先へ送信するかの振り分けが行われる。

【００１２】

【作用】図１において，通信装置１ａの送信バッファ３
ａから一対一で接続する一方向の伝送路２ａを介して通
信装置１ｂに対しポイント・ツウ・ポイント通信により
データを送信すると，通信装置１ｂのレシーバ５ｂで受
信されてエラスティックバッファ６ｂに格納される。こ
のデータを受信してエラスティックバッファ６ｂに格納
する時，並行してデータ中の宛先のアドレスが識別さ
れ，自通信装置１ｂを宛先とすることが分かると，エラ
スティックバッファ６ｂからこの通信装置１ｂのクロッ
クにより読み出し受信バッファ７ｂに格納する。また，
エラスティックバッファ６ｂに格納されたデータが自通
信装置を宛先せず他の通信装置（この例では通信装置１
ｃ）を宛先とする場合は，エラスティックバッファ６ｂ
からデータを読み出すとそのままドライバ４ｂから伝送
路２ｂへ送信される。

【００１３】通信装置１ｂが自ら送信を行う場合，送信
バッファ３ｂに格納した送信データはドライバ４ｂから
送信される。この時エラスティックバッファ６ｂから通
信装置１ｃへ送信するデータと競合する場合は，エラス
ティックバッファ６ｂからの送信を優先し，その送信が
終了した後送信バッファ３ｂのデータを送信する。

【００１４】

【実施例】図２は本発明のポイント・ツウ・ポイント通
信に使用する伝送回路と動作波形の例を示す図，図３は
通信装置の受信部の構成図，図４は通信装置の送信部の
構成図，図５はデータのフォーマットの例である。

【００１５】図２のＡ．に示す伝送回路において，２０
は送信側の通信装置，２１は伝送ケーブル，２２は受信
側の通信装置である。図２の動作を説明すると，送信側
の通信装置２０においてクロック源２００から発生する
クロックはドライバ２０１からクロック送信用ケーブル
へ送信される。クロックは同時にフリップフロップ２０
２のクロック端子（ＣＫ）に供給され，その時データ端
子（Ｄ）に入力されたデータがフリップフロップ２０２
にセットされる。この時の動作波形を図２のＢ．に示さ
れ，クロック端子（ＣＫ）と同じ周期で変化するデータ
が入力すると，フリップフロップ端子（ＦＦ）２０２は
クロック端子（ＣＫ）が立ち上がるタイミングでセット
され，その出力端子（Ｑ）はドライバ２０３からデータ
送信用のケーブルへ送出される。

【００１６】このようにクロックとデータが並列に伝送
されると受信側の通信装置２２のレシーバ２２０，２２
１でそれぞれ受信され，クロック信号は反転回路２２２
で位相が反転されフリップフロップ（ＦＦ）２２３のク
ロック端子（ＣＫ）に入力する。このため，フリップフ
ロップ２２３は，レシーバ２２１から入力するデータを
受信クロック（ＣＫ）が立ち上がるタイミングをセット
して，出力端子（Ｑ）から受信データを出力する。

【００１７】このポイント・ツウ・ポイント通信では，
伝送距離及び伝送レート（速度）は送信用のドライバと
受信用のレシーバの遅延のばらつきにより決定される。
また，同期については通信装置２０と通信装置２２は独
立のクロックにより動作しているが，本発明ではエラス
ティックバッファを用いることにより受信側では独自の
クロックに同期させる。

【００１８】本発明のポイント・ツウ・ポイント通信を
用いたリングバスにより伝送するデータのフォーマット
は図５に示すようにパケット形式である。データは，図
示されないデータの開始を表す符号（フラグまたはヘッ
ダ）が先頭に設けられ，その後に８ビットの相手先アド
レス，次に同じく８ビットの送信元アドレス，この後に
８ビットのホップアップカウンタ（受信した通信装置が
そのカウント値を＋１して書き込む）と続き，その後に
上記相手先アドレスからホップアップカウンタまでのデ
ータの伝送誤りを検出するためのＣＲＣ（サイクリック
・リダンダンシー・チェック）が８ビット設けられてい
る。これに続いて，ユーザデータ（伝送すべきデータ内
容）が任意長設けられ，最後にユーザデータの誤りチェ
ックのためのＣＲＣが１６ビット（データ長が長い場合
３２ビット）設けられている。１回に伝送可能なデータ
長は，通信装置に設けるエラスティックバッファの容量
に応じて決められる。

【００１９】図３に通信装置の受信部の構成図を示す。
図３において，３０は書き込みアドレスカウンタ，３１
はエラスティックバッファ（ＥＢで表示），３２は自装
置のアドレスが設定されるレジスタ，３３は入力データ
を抽出しデータ中の相手先アドレスが抽出され入力する
レジスタ，３４は相手先が自装置か否かを判別する判別
回路，３５はエラスティックバッファ３１の読み出し，
書き込み動作を制御する制御部，３６は自装置（受信側
の通信装置）で発生するクロックにより動作する読み出
しアドレスカウンタ，３７は自通信装置を宛先とするデ
ータを格納する受信バッファである。

【００２０】図３の動作を説明すると，上記図２の構成
により受信部レシーバ２２０で受信したクロック及びフ
リップフロップ２２３で発生した受信データは，図３の
左側からそれぞれ入力され，クロックは書き込みアドレ
スカウンタ３０に入力してカウント動作を行いエラステ
ィックバッファ３１の書き込みアドレスを発生して，こ
の時入力する受信データがエラスティックバッファ３１
へ書き込みデータとして供給されて，制御部３５からの
書き込み指示ＷＥ（ライトイネーブル）により順次書き
込みが行われる。

【００２１】一方，上記に説明した図５のフォーマット
の受信データがエラスティックバッファ３１へ入力して
書き込まれる時，レジスタ３３へも受信データがモニタ
形式で入力され，受信データの先頭（フラグ）に続く最
初の８ビットが入力するとレジスタに相手先アドレスが
格納されたことを制御部３５で検出し，制御部３５から
判別回路３４の動作を指示する。これにより判別回路３
４はレジスタ３２に予め設定されている自通信装置のア
ドレスとレジスタ３３の相手先アドレスを比較する。

【００２２】この比較の結果一致が検出されると，エラ
スティックバッファ３１に書き込まれつつある受信デー
タが自通信装置を宛先とするデータであり，判別回路３
４からの一致出力が制御部３５に供給される。この時，
制御部３５はエラスティックバッファ３１の読み出し指
示ＲＥ（リードイネーブル）を発生して読み出しを開始
させると共に，受信バッファ３７に対し書き込み動作を
行うよう指示する。エラスティックバッファ３１は自通
信装置のクロックをカウント入力とする読み出しアドレ
スカウンタ３６から，そのタイミングで発生するアドレ
スにより読み出しを順次実行する。エラスティックバッ
ファ３１からの読み出しデータは受信バッファ３７のデ
ータ端子から入力して自通信装置のクロックを受け取っ
て順次書き込みを行うことにより受信が行われる。

【００２３】上記の判別回路３４における判別の結果，
不一致（受信中のデータが他の通信装置を宛先とする場
合）と判別されると制御部３５に通知される。制御部３
５はその時，後述する図４に示す構成による自通信装置
の送信バッファからの送信との競合制御によりエラステ
ィックバッファ３１からの送信が可能なことが分かる
と，直ちにエラスティックバッファ３１に対し読み出し
の指示を発生する。

【００２４】この後，上記の受信バッファ３７へのデー
タの書き込みの動作と同様に，エラスティックバッファ
３１から受信データが読み出されて，上記図２に示す送
信側の構成によりデータとクロックが送信される。この
ように，受信データが他通信装置への宛先のものであっ
ても，直ちにその受信データを次の通信装置へ送信する
ことにより遅延を最小にすることができる。

【００２５】図４は通信装置の送信部における競合制御
の構成図である。図４の構成を説明する前に，最初に各
通信装置の送信部の機能を，上記した図１の構成を用
い，通信装置１ｂを例として説明する。通信装置１ｂの
送信部（送信バッファ，エラスティックバッファ，ドラ
イバ及び図示しない制御部を含む構成）は，一対一で送
信側の伝送路に接続する相手通信装置１ｃに対しデータ
を送信するが，２つの送信源が用意されている。その１
つは，自通信装置１ｂから発生して他の通信装置（１ｃ
または１ａ）へ送信するためのデータであり，送信バッ
ファ３ｂに格納されている。他の１つは，受信側の伝送
路を介して通信装置１ａから送られてきた受信データが
自通信装置１ｂを宛先としていない場合であり，他の通
信装置（この例では１ｃ）を宛先とするエラスティック
バッファ６ｂに格納されたデータである。これらの２つ
のデータ源からのデータを送信する場合，両者の競合が
発生するため，競合制御を行うために図４に示す送信部
の構成が設けられている。

【００２６】図４において，３１，３５，３６は図３の
各符号と同じ装置を表し，３１はエラスティックバッフ
ァ，３５は制御部，３６は読み出しアドレスカウンタで
ある。また，４０は自通信装置から送信したいデータを
保持する送信バッファ，４１は送信バッファ制御部，４
２はエラスティックバッファ３１に他通信装置へ送信す
べきデータが有るか，否かをエラスティックバッファ３
１の制御部３５により設定されるフラグ部，４３は送信
バッファ４０に送信すべきデータが格納されているか否
かを送信バッファ制御部４１により設定されるフラグ
部，４４は優先判定回路，４５はエラスティックバッフ
ァ３１の出力データか送信バッファ４０の出力データか
の一方を選択して出力するセレクタである。

【００２７】動作を説明すると，エラスティックバッフ
ァ３１に格納されたデータ（受信データ）が，自通信装
置を宛先としないデータであることが判別されると（上
記図３の判別回路３４），その判別結果は制御部３５に
供給される。制御部３５はこの時フラグ部４２を“１”
に設定する。この時，送信バッファ４０で送信すべきデ
ータがないと，フラグ部４３は“０”に設定されている
ので，優先判定回路４４は時間的に速くフラグが立って
いる方，すなわちフラグ部４２が優先するものと判定
し，判定結果の出力として“１”を発生してセレクタ４
５に供給すると共に制御部３５と送信バッファ制御部４
１に供給する。優先判定回路４４から“１”が発生する
と，セレクタ４５はエラスティックバッファ３１の出力
データを選択するよう切り替えられる。

【００２８】また制御部３５は優先判定回路４４から判
定出力“１”を受け取ると，上記の図３に説明したよう
にエラスティックバッファ３１に対し読み出し指示（Ｒ
Ｅ）を発生し，読み出しが開始される。エラスティック
バッファ３１から読み出された出力データはセレクタ４
５で選択され，ドライバを介して次の通信装置へ送信さ
れる。また，自通信装置のクロック信号も送信される。
エラスティックバッファ３１から送信すべきデータが無
くなると，フラグ部４２は制御部３５により“０”に設
定される。

【００２９】送信バッファ４０に送信すべきデータが格
納されると，フラグ部４３が“１”に設定される，この
時エラスティックバッファ３１に他の通信装置へ送信す
べきデータが無いと，優先判定回路４４は判定出力
“０”を発生しセレクタ４５に供給する。セレクタ４５
はこれにより送信バッファ４０の出力データを選択す
る。これと共に判定出力はインバータを通って“１”と
なって送信バッファ制御部４１に供給される。これによ
り送信バッファ制御部４１は送信バッファ４０からデー
タを読み出して送信を開始する。読み出された出力デー
タはセレクタ４５で選択され，ドライバを介して送信さ
れる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば一対一で各通信装置間を
接続して構成が簡単で低コストのリングバスを実現する
ことができる。また，各通信装置はそれぞれ自通信装置
が持つクロックを用いて動作できるため相互の同期のた
めの装置を備える必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図である。

【図２】本発明のポイント・ツウ・ポイント通信に使用
する伝送回路と動作波形の例を示す図である。

【図３】通信装置の受信部の構成図である。

【図４】通信装置の送信部の構成図である。

【図５】データのフォーマットの例である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｃ 通信装置 ２ａ〜２ｃ 伝送路 ３ａ〜３ｃ 送信バッファ（ＳＢ） ４ａ〜４ｃ ドライバ ５ａ〜５ｃ レシーバ ６ａ〜６ｃ エラスティックバッファ（ＥＢ） ７ａ〜７ｃ 受信バッファ（ＲＢ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する２つの通信装置の間を一方向の
   伝送を行う信号線により接続し，３以上の通信装置の間
   をリング状に順次同様の信号線で接続した一対一リング
   バスであって， ２つの通信装置間は前記信号線を介して一方向のポイン
   ト・ツウ・ポイント通信を行い， 各通信装置は，受信側の信号線を介して対向する通信装
   置からのデータを受信して格納するバッファを備え， 受信データが他の通信装置を宛先とする時は前記バッフ
   ァから読み出したデータを，自通信装置から他の通信装
   置へ送信する時は，送信データを他方の送信側の信号線
   を介して対向する通信装置へ送信し， 自通信装置を宛先とする受信データは，前記バッファか
   ら自通信装置へ取り出すことを特徴とする一対一リング
   バス。
2. 【請求項２】 請求項１において， 前記２つの通信装置間の信号線は，クロックを伝送する
   線路とデータを伝送する線路とで構成し， 前記通信装置は，受信したクロック信号に同期して受信
   したデータ信号を前記バッファへ書き込み， 前記通信装置は，前記データ信号を他通信装置へ送信す
   る時，自通信装置のクロックにより前記バッファから読
   み出すと共に，自通信装置のクロックを送信することを
   特徴とする一対一リングバス。
3. 【請求項３】 請求項１または２において， 前記通信装置はデータを受信するバッファとしてエラス
   ティックバッファを備え，受信データを格納時の書き込
   みクロックと自通信装置への取り込み時または他通信装
   置への送信時のデータの読み出しを非同期で行うことを
   特徴とする一対一リングバス。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３において， 前記通信装置は，前記バッファに格納した受信データが
   他通信装置を宛先とする時に該受信データを他通信装置
   へ送信するか，自通信装置で発生して他通信装置へ送信
   すべきデータを送信するかを制御する競合制御回路を備
   えることを特徴とする一対一リングバス。