JPH06252895A - データ伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、受信誤りの発生時、データの更
新周期を考慮しながら適切にデータを送受信可能であ
り、伝送路を効率よく利用することにある。 【構成】 スキャン伝送方式を用いて送信元ノードがデ
ータフレームを送信し、他の各受信側ノードのコモンメ
モリに格納するデータ伝送方式であって、前記データフ
レームに受信誤り発生検出フィールドを設け、受信側ノ
ードでは、送信側ノードのデータの受信誤りとなったと
き受信誤り発生検出フィールドに異常フラグを含ませて
返送し、送信元ノードでは、返送データのうち当該フィ
ールドから受信誤りを検出し、データの更新周期が再送
に要する時間よりも十分に長いとき再送選択識別子がＯ
Ｎであるので、その識別子から同一データを再送し、一
方、データの更新周期が再送に要する時間と同程度また
は再送不可能と判断したとき再送選択識別子がＯＦＦで
あるので、再送を中止するデータ伝送方式である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の計算機、制御装
置および監視装置相互間で間断なくデータの情報交換を
行うデータ伝送方式に係わり、特にスキャン伝送方式を
用いたときのデータ更新周期がスキャン周期よりも長い
ときの伝送路の有効利用を図るデータ伝送方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プロセス制御用伝送システムに
おいては、伝送路に接続される機器どうしの間では相互
に応答性の高いデータ交換を必要とする。このため、か
かる伝送システムでは、伝送装置を意識せずにアクセス
できる仮想共有メモリ（以下、コモンメモリと指称す
る）による情報交換方式が採用されている。この情報交
換方式は、例えば“特開昭６４−８５０１号公報”にそ
の基本的な原理が示されている。

【０００３】図４はプロセス計装システムに適用される
伝送システムの構成図である。この伝送システムは、例
えばループ形ネットワークを構成する共通伝送路Ｌが設
けられ、この共通伝送路Ｌ上には各伝送装置（以下、ノ
ードと指称する）Ｎ１，…，Ｎｎが接続されている。こ
れらの各ノードＮ１，…，Ｎｎにはそれぞれコモンメモ
リＣＭが設けられている。ところで、従来、これら各ノ
ード相互の間ではスキャン伝送方式およびメッセージ伝
送方式を用いて情報交換が行われている。

【０００４】ここで、スキャン伝送方式は、予め各ノー
ドＮ１，…，ＮｎのコモンメモリＣＭ上にシステム共通
の一意のメモリアドレスが割り付けられ、トークンパッ
シング方式の場合にはある周期ごとに順番にトークンフ
レームを受け渡しながら伝送権を付与し、その伝送権を
獲得したノードでは自ノードの出力データをデータフレ
ームの形で他のノードへ同報または群同報伝送する。こ
のとき、他のすべてのノードでは、データフレームを受
信すると、そのデータフレームの必要なデータをコモン
メモリＣＭの送信元ノードに対応するメモリアドレスの
エリアに格納する。なお、このスキャン伝送方式は、伝
送帯域の小さい伝送路，つまりある期間内に送信すべき
データビット数の小さい伝送路の場合には時間要求の激
しいデータをサイクリックに送信するときの有効な手段
となりうる。

【０００５】一方、メッセージ伝送方式は、伝送権を獲
得したノードが宛先アドレスフィールドに他の別のノー
ドを指定してデータを送信し、他のノードでは宛先アド
レスフィールドの内容から自ノードアドレスと一致した
とき、そのデータを受信してメモリに格納するものであ
る。

【０００６】従って、これら伝送方式を選択する場合、
各機器相互間で随時一定周期で更新するデータを共有使
用する場合にはスキャン伝送方式が用いられ、一方、個
別の機器間で非定期的に必要な情報および誤り訂正の必
要な情報を交換する場合にはメッセージ伝送方式が用い
られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ようなスキャン伝送方式は、各ノードが所定の周期ごと
に順次データを同報伝送する形態をとっているので、デ
ータの更新周期が短いときには他のノードに実際にデー
タが到達したのかを確認するのが非常に難しくなる。

【０００８】そこで、到達確認を知られる代替手段とし
て、送信元となるノードがトークンフレームを受けたと
きに何回か同一データを重複して送信することにより正
しいデータを受信できる確率を高めようとするものがあ
る。

【０００９】しかし、同一データを重複して送信する場
合には図５のような問題が生ずる。因みに、この図５は
受信誤りが発生したときの再送要求を行う場合の例であ
る。つまり、送信ノードから更新後のデータを送信処理
して他のノード（受信ノード）に送信すると、当該受信
側ノードではそのデータを受信して受信処理を行うが、
このとき受信エラーが発生すると送信ノードに再送要求
を行うことになるが、このとき再送要求が送信ノードに
届いた時刻Ｔ１であるとき、送信側ノードでは受信誤り
の生じたブロック情報が更新される時刻Ｔ２にほぼ等し
い時刻となっているので、同一データを再送できない状
況となり、伝送路を無駄に利用する問題がある。

【００１０】一方、メッセージ伝送方式を利用しつつ、
同報伝送を行う場合には伝送効率を高めることが可能で
あるが、このメッセージ伝送方式の場合には仮想共有メ
モリ上の一意のアドレス空間における情報の交換を行う
ことが非常に難しい。

【００１１】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、伝送路を効率よく利用しながらデータの送受信を可
能とし、かつ、受信誤りが発生したとき、適切に再送を
行い得るデータ伝送方式を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、複数のノード相互間で
スキャン伝送方式を用いてデータフレームを送信し、他
の各受信側ノードでは当該データフレームのデータを受
信してコモンメモリに格納するデータ伝送方式におい
て、

【００１３】前記データフレームに受信誤り発生検出フ
ィールドを設け、前記受信側ノードでは、前記送信側の
ノードから送られてくるデータフレームを正常に受信で
きなかったとき前記受信誤り発生検出フィールドに異常
である旨のデータを含ませて返送し、一方、送信側ノー
ドでは、返送されてくるデータのうち前記受信誤り発生
検出フィールドから受信誤りを検出したとき、データの
更新周期との関係から定まる再送選択識別子に基づいて
再送有無を判断し、同一のデータフレームを再送するデ
ータ伝送方式である。

【００１４】

【作用】従って、請求項１に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、受信側ノードでは、送信側
のノードから送られてくるデータフレームを正常に受信
できなかったとき受信誤り発生検出フィールドに異常で
ある旨のデータを含ませて送信側ノードに知らせると、
送信側ノードでは、その受信誤り発生検出フィールドか
ら受信誤りを検出したとき、予めデータの更新周期が再
送に要する時間よりも十分に長いときに再送選択識別子
がＯＮとなっているので、その識別子の内容に基づいて
同一データを再送し、一方、データの更新周期が再送に
要する時間と同程度または再送不可能と判断したとき再
送選択識別子がＯＦＦとなっているので、再送を中止す
るので、受信誤りの発生時、伝送路を有効に利用しなが
ら適切にデータフレームを各ノードに同報送信すること
ができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係わるデータ伝送方式の実施
例について図面を参照して説明する。

【００１６】図１は本発明のデータ伝送方式を適用して
なる各伝送装置，つまり各ノードの内部構成を示す図で
ある。同図において１は伝送路であって、この伝送路１
上には伝送路接続部２を介して送受信制御回路３が接続
されている。この伝送路１としては、例えば電気ケーブ
ル，光ケーブルの何れでもよく、従来周知の種々の伝送
路が用いられる。この伝送路接続部２は、伝送路１と送
受信制御回路３との接続を行う一方、伝送路１上のトー
クンフレームやデータフレームを取り込んで送受信制御
回路を３に渡し、また自ノードの送受信制御回路３から
出力されるトークンフレームやデータフレームを伝送路
１上に送信するものである。

【００１７】この送受信制御回路３からはデータバス４
が導出されており、このデータバス４にはマイクロプロ
セッサ５の他、受信バッフア６、伝送データを格納する
コモンメモリ７、外部インタフェース８が設けられてい
る。

【００１８】前記送受信制御回路３は、トークンパッシ
ング方式を採る場合にはトークンフレームを受信して伝
送権を獲得する一方、伝送路１のデータフレームを受信
して受信バッフア６へ受信データを書き込み、かつ、マ
イクロプロセッサ５で送信処理されたデータフレームの
同報通信を行う機能をもっている。

【００１９】なお、データフレームは、図２に示すよう
に例えばデータフレームの後部側に受信誤り発生フィー
ルド１０を設け、受信側ノードで受信誤りが発生したと
き当該フィールド１０に受信エラーを書き込んで伝送す
るようになっている。その結果、送信側ノードでは伝送
路１を周回後のデータフレームの該当部分の受信誤り発
生フィールドの内容からある受信側ノードで受信誤りが
発生したことを検出することが可能となる。

【００２０】前記マイクロプロセッサ５は、送受信制御
回路３に種々の指示を与えるとともに、受信バッフア６
からデータを読出して受信処理を行い、またコモンメモ
リ７のデータに対して送信処理および受信処理を行う機
能をもっている。

【００２１】前記コモンメモリ７は、図３に示すごとく
同報送信するデータフレーム単位の伝送ブロックごとに
ブロック管理情報を格納するエリア１１が設けられてい
る。このブロック管理情報エリア１１には、例えば送信
か受信かを示す送信／受信識別子、受信誤りの発生時に
同一データを再送すべきか否かを定める再送選択識別
子、受信誤り発生時に同一データを再送するための最大
再送回数および受信誤りの連続回数が格納されるように
なっている。次に、以上のような構成を有する各ノード
の動作について説明する。送信元となるノードの送受信
制御回路３は、伝送路１上のトークンフレームに従って
伝送権を獲得すると、図２に示すようなデータフレーム
を送信する。

【００２２】このデータフレームにおいて、ＦＣはフレ
ーム制御（伝送優先度など）、ＤＡは受信先アドレス、
ＳＡは送信元アドレス、ＤＳＡＰは受信先識別子、ＳＳ
ＡＰは送信元識別子、ＣはＬＬＣコントロール、ＦＣＳ
はフレームチェックシーケンス、ＥＲＲは受信誤り発生
検出フィールドを示している。

【００２３】また、データ部分であるＬＬＣ（論理リン
ク制御）−ＤＡＴＥは、伝送形式によって異なるデータ
層であって、（１）はスキャン伝送形式、（２），
（３）はメッセージ伝送形式の場合を示している。この
データフレームでは、ＤＳＡＰとＣフィールドの値から
（１）式に示すサイクリック同報通信であることを認識
し、また（１）のコモンメモリアドレスＡＤとそのデー
タ長ＷＮとからコモンメモリ７中の書込み位置を検出す
る。なお、（２）はデータリンク層の上にアプリケーシ
ョン層があるメッセージ形式の例であり、（３）はＯＳ
Ｉ７階層モデルすべてを含む場合のメッセージ形式の例
である。

【００２４】なお、同図（２），（３）に示すＡはアプ
リケーション層ヘッダ、Ｎはネットワーク層ヘッダ、Ｔ
はトランスポート層ヘッダ、Ｓはセション層ヘッダ、Ｐ
はプレゼンテーション層ヘッダである。

【００２５】ところで、受信側ノードとなる他のノード
の送受信制御回路３では、送信元となるノードから以上
のようなデータフレームを受信すると、受信バッフア６
に受信データを書き込むとともに、受信データフレーム
中のＦＣＳを調べる。ここで、ＦＣＳに異常があるか、
或いはＦＣＳが正常であるがデータフレームのデータを
受信バッフア６に正しく書き込めないとき、データフレ
ームの受信誤り発生検出フィールドＥＲＲに異常フラグ
を立てる。それ以外の場合には、受信誤り発生検出フィ
ールドＥＲＲをそのままリピートする。

【００２６】このとき、マイクロプロセッサ５は、受信
されたデータフレームのステータスを調べることによ
り、受信誤りがあったか否かを判断し、かつ、前述した
ように例えば図２のＤＳＡＰとＣフィールドとの値から
同報通信によるスキャン伝送形式かメッセージ伝送形式
であるかを判断する。メッセージ伝送形式の場合には、
通常行われる上位のプロトコル層へ処理を受け渡す。メ
ッセージデータの交換の場合には上位層で受信側から送
信側へ確認応答を返し、受信誤りが発生したときには確
認応答が返らないので再送タイマがタイムアウトするこ
とにより、正しく受信されるまで再送を繰り返すといっ
た処理を行う。

【００２７】一方、マイクロプロセッサ５は、受信した
データフレームから図２の（１）の形式に相当する同報
通信であり、かつ、受信誤りの有無に応じて次のような
処理を行う。

【００２８】先ず、受信誤りがないと判断したとき、デ
ータフレーム内のスキャンデータの内容をコモンメモリ
７の該当アドレスのスキャンデータに相当するブロック
に転送し格納する。

【００２９】次に、受信誤りが有ると判断したとき、受
信したデータフレームのデータをコモンメモリ７に転送
しない。これによって当該データフレームは廃棄される
が、引き続き行う受信誤り処理で用いるためのステータ
スを保持する。

【００３０】なお、受信誤りの発生時、必要に応じて受
信データをマイクロプロセッサ５ではなく、組み込み回
路などを用いて自動的にコモンメモリ７内の最終書き込
み位置に直接受信させることも可能である。この場合に
は組み込み回路において受信誤りの有無を検出し、受信
誤りのないときのみ、コモンメモリ７の該当アドレスに
書き込む。

【００３１】ここで、以上のように同報送信されたデー
タが所定期間内に送信元ノードに戻ってきたとき、当該
ノードの送受信制御回路３を介してマイクロプロセッサ
５にて受信誤り発生検出フィールドＥＲＲの内容から受
信誤りが発生したか否かを判断する。つまり、受信誤り
発生検出フィールドＥＲＲに異常フラグが立っていると
きには正しく受信できなかったノードが存在すると判断
する。

【００３２】そこで、正しく受信できなかったと判断し
たとき、該当データブロックに対応する管理情報内の受
信誤り連続回数エリアの値をインクリメントする一方、
再送選択識別子の内容から再送可能か否かを判断する。
この再送選択識別子は、データの更新周期が再送に要す
る時間よりも十分に長いときにＯＮに設定し、また当該
更新周期が再送に要する時間と同程度であるとき、また
は再送不可能な場合にＯＦＦに設定する。この設定タイ
ミングは、予めマイクロプロセッサ５によって設定して
もよく、或いは受信誤りと判断したとき更新周期を判断
して設定してもよい。マイクロプロセッサ５は、コモン
メモリ７の再送選択識別子にＯＮが設定されていると
き、同一データを再送し、受信側ノードの受信状況をみ
る。

【００３３】受信側ノードのうち受信誤り発生検出フィ
ールドＥＲＲに異常フラグを立てたノードは、データを
受信するが同様に受信誤りが発生したとき、再度再送要
求を行うべく異常フラグの立っている受信誤り発生検出
フィールドＥＲＲを返送する。

【００３４】送信元ノードは、再度、戻ってきたデータ
のうち受信誤り発生検出フィールドＥＲＲに誤りが存在
する限り、順次受信誤り連続回数を「＋１」だけインク
リメントしていく。以上のような受信誤りによる再送処
理を繰り返し実行することにより、受信誤り連続回数が
最大再送回数に達したら再送を中止する。なお、この受
信誤り連続回数の値は全ノードでデータが誤りなく受信
された時点でリセットされる。

【００３５】一方、マイクロプロセッサ５において受信
誤り発生検出フィールドＥＲＲから受信誤りを検出した
が、予め定めたデータの更新周期を判断し、当該更新周
期が再送に要する時間と同程度であるときには受信誤り
があってもコモンメモリ７の再送選択識別子エリア１１
ｂをＯＦＦに設定して再送を行わない。

【００３６】従って、以上のようなデータ伝送方式によ
れば、データフレームを送信した後、戻ってくるデータ
の受信誤り発生検出フィールドに異常フラグが立ってい
るとき、データの更新周期を判断し、当該更新周期が再
送に要する時間よりも十分に長いときには繰り返し再送
を行うことにより、全ノードのデータが一致するように
する。一方、再送すると問題があるとき、或いは再送が
不可能なときには再送を行わない。従って、伝送帯域を
有効に利用できる。なお、上記実施例では、１個のブロ
ックが１個のデータフレームで構成されていると考えて
いるが、例えば複数個のデータフレームで構成させても
よい。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施できる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、受
信誤りが発生したとき、データの更新周期を考慮しなが
ら適切にデータを送受信可能であり、伝送路を効率よく
利用することができるデータ伝送方式を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるデータ伝送方式を適用した伝送
システムを構成する各ノードの一構成例を示す図。

【図２】各ノードから送信するデータフレームの一構成
例を示す図。

【図３】図１に示すコモンメモリの１個のブロックの管
理情報を説明する図。

【図４】従来のプロセス制御用伝送システムの構成を示
す図。

【図５】受信誤りが発生したときの再送を説明する図。

【符号の説明】

Ｌ…共通伝送路、Ｎ１〜Ｎｎ…ノード、１…伝送路、３
…送受信制御回路、５…マイクロプロセッサ、６…受信
バッフア、７…コモンメモリ、１０…データフレーム、
１１…ブロック管理情報エリア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のノード相互間でスキャン伝送方式
   を用いてデータフレームを送信し、他の各受信側ノード
   では当該データフレームのデータを受信してコモンメモ
   リに格納するデータ伝送方式において、 前記データフレームに受信誤り発生検出フィールドを設
   け、 前記受信側ノードでは、前記送信側のノードから送られ
   てくるデータフレームを正常に受信できなかったとき前
   記受信誤り発生検出フィールドに異常である旨のデータ
   を含ませて返送し、 一方、送信側ノードでは、返送されてくるデータのうち
   前記受信誤り発生検出フィールドから受信誤りを検出し
   たとき、データの更新周期との関係から定まる再送選択
   識別子に基づいて再送有無を判断し、同一のデータフレ
   ームを再送することを特徴とするデータ伝送方式。