JPH06318967A - 通信媒体上の複数のトランシーバの同期方法と通信方法及びそのシステム - Google Patents

通信媒体上の複数のトランシーバの同期方法と通信方法及びそのシステム

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JPH06318967A
JPH06318967A JP5320764A JP32076493A JPH06318967A JP H06318967 A JPH06318967 A JP H06318967A JP 5320764 A JP5320764 A JP 5320764A JP 32076493 A JP32076493 A JP 32076493A JP H06318967 A JPH06318967 A JP H06318967A
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  • Communication Control (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ネットワーク上のすべてのトランシーバを、
中央集中的な制御を行なわずに、および衝突検出または
ビット支配をせずに、高速に同期化させる。 【構成】 通信媒体10上の複数のトランシーバ20、
30、40を同期させるため、通信媒体が遊びのとき、
トランシーバから通信媒体上にジャム信号を与え、ジャ
ム信号に応答して、すべてのトランシーバでジャム信号
を受信する。トランシーバがジャムパターンを検出する
と、それ自身の通信を禁止し、次のスロット連鎖を待
つ、トランシーバが互いの伝搬遅れ内にジャムし始める
と、スロット連鎖を始める。全トランシーバがジャミン
グを終了したとき、暗黙トークンスロット連鎖の開始に
対して、ネットワーク規模の同期信号として動く。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ通信プロ
トコルに係り、特に、予約キャリア検出多重アクセス
(RCSMA)媒体アクセス機構に関する。
【0002】
【従来の技術】多重トランシーバが媒体を同時に使用し
ようとする場合、伝送が衝突し、その結果メッセージが
混信し、データを喪失することがある。いかなるときに
も1つのトランシーバが媒体を所有することの調停を行
うために、媒体アクセス制御(MAC)プロトコルが使
用される。調停は、バスへのアクセスを望む多重トラン
シーバの1つがそれを得るプロセスである。MACプロ
トコルのサブセットは、分割通信媒体を用いる構内通信
網(LANs)を実行するために使用されるプロトコル
である。
【0003】ここでは、「明示トークン」および「暗黙
トークン」の用語が使用される。明示トークンは、媒体
の制御がパスされる際に、トランシーバからトランシー
バへパスされる現実のメッセージである。トークンの所
有権は、送信を行う単独の権利を許可する。トークン所
有権は、トークンメッセージを送ることによって、他の
トランシーバに譲渡される。暗黙トークンは、もし使用
される場合には、媒体への排他的アクセスを許可する時
間スロットである。実際のトークンメッセージが存在し
ないので、それらは暗黙的である。むしろ、通信媒体上
の各時間スロット時間が、トークン対トランシーバの割
り当ての意味をそれを用いて搬送する。
【0004】A.媒体アクセス制御プロトコル選択 1.模範的エレベータシステム 通信プロトコル選択プロトコルセスにおいては、多数の
要素が、考慮される必要がある。これらの要素の幾つか
を説明する模範的な適用としては、分割通信媒体として
1対のより線を用いるエレベータシステムがある。
【0005】予測可能なおよび/または決定論的システ
ム応答を必要とする実時間制御への適用であるLAN
は、さらに関係がある。
【0006】2.従来技術に照らして媒体アクセスプロ
トコル選択において考慮されるべき要素 第1に、衝突検出回路は、幾つかのエレベータ通信シス
テムにおいて実際的ではない。アナログ衝突検出技術
は、衝突する伝送信号からのほぼ等しい信号強度に頼っ
ている。しかし、大きなビルでは、より線上の信号は、
2000フィートを越えると急激に減衰する。したがっ
て、幾つかのトランシーバ対からの信号強度は、不均一
である。
【0007】第2に、安全と制御ループの安定性のため
にエレベータシステムに要求される実時間応答は、予測
可能でかつ有限のメッセージ通信遅れを要求する。CS
MD/CDなど幾つかのプロトコルにおいては、いかな
る特定のメッセージも有限時間間隔内に配送されるとい
う保証がない。
【0008】第3に、多くのプロトコルは、エレベータ
制御ループおよび安全構造によって要求されるようなネ
ットワークアクセスの決定論的優先を許さない。例え
ば、CSMD/CDは、優先サービスを保証していな
い。
【0009】第4に、幾つかのプロトコル(例えば、C
SMD/CD)は、大きな負荷状態の元で、ネットワー
ク帯域幅の使用が不十分である。現在のエレベータシス
テムは、新たな高速媒体を組み込む費用を避けるため
に、低速低グレードの線を効率的に使用する必要があ
る。
【0010】第5に、明示トークンプロトコルなどの幾
つかのプロトコルは、トークンが喪失されたり、二重に
なった場合のシステム故障に弱く、そのような故障から
の回復も遅い。動いている機械について積極的な制御を
維持するために、エレベータ制御装置は、ネットワーク
プロトコルの故障から早期に回復する必要がある。
【0011】第6に、多重認識メッセージは広い帯域幅
を取るので、放送メッセージは認識の必要を少なくする
ような方法で使用されることが望ましい。したがって、
認識の欠乏は、衝突検出の間接手段として利用できな
い。
【0012】第7に、エレベータは、故障した場合にも
機能するようでなければならない。したがって、中央通
信媒体マスタにおける固有の単一点故障無抵抗さを持っ
てはならない。
【0013】第8に、幾つかのプロトコルは、制限され
た数のトランシーバのみを支持する。スロット幅が発振
器ドリフトを考慮する必要があるので、例えば暗黙トー
クンプロトコルは、暗黙トークンプロトコル時間スロッ
ト数が多くなると不十分になる。
【0014】B.従来技術のさらに詳細な見直し 1.同期TDMプロトコル 多くの通信システムにおいては、すべてのトランシーバ
を時間の共通点で再同期させる必要がある。
【0015】連続メッセージの不存在がバス遊び状態を
暗示する通信プロトコルは、メッセージ自体を再同期化
点として使用する。しかし、幾つかのプロトコル、特に
同期時分割多重化(同期TDM)プロトコルは、たとえ
メッセージが送られていなくとも、トランシーバ有限状
態機が長い時間BUS IDLE(バス遊び)以外の状態
にあるようにして、実施される。同期TDMを含むこれ
らのプロトコルは、通常、異なるトランシーバ間での積
算時間ドリフトを制限するために、明示再同期化信号を
使用している。
【0016】2.明示トークンプロトコル 明示トークンは、媒体の制御が通されると、トランシー
バ/レシーバからトランシーバ/レシーバへ渡されるメ
ッセージである。公知の明示トークンにおいては、初期
トークンホルダは、そのネットワーク上の予め定めたト
ランシーバとして指示されるか、衝突検出を含む長い調
停方法を経由して決定されるかする。
【0017】3.競争基本および衝突回避プロトコル 競争基本プロトコルは、多数のトランシーバが非同期に
通信媒体にアクセスするために競争をするプロトコルで
ある。
【0018】LANの単一媒体アクセスプロトコルは、
キャリア検出多重アクセス(CSMA)である。ここ
で、「キャリア検出」は、トランシーバの能力を参照
し、通信媒体上で主張されるデータを検出する。
【0019】CSMAについての改善が、衝突検出を持
つキャリア検出多重アクセス(CSMA/CD)であ
る。
【0020】衝突回避CSMAプロトコル(CSMA/
CA)は、各衝突および送信後の時間スロットを使用
し、次の衝突の変化を低減させる。
【0021】実時間通信に適するCSMA/CAの1つ
の変更形態が、予約キャリア検出多重アクセス(RCS
MA)である。RCSMAは、各伝送されたメッセージ
後に一連の時間スロット列がある暗黙トークンシステム
である。RCSMAにおいては、1つの時間スロットが
各トランシーバに割り当てられる。
【0022】C.遊び媒体からのプロトコル再始動 媒体アクセスプロトコルを選択する部分は、遊びネット
ワーク上でプロトコルを再始動させるためのプロトコル
を選択することである。
【0023】RCSMAにおいては、暗黙トークンスロ
ットが伝送メッセージの終わりに時間経過し始める。し
かし、送られるメッセージがなく、すべてのスロットを
不使用で時間経過させるときに問題が生ずる。その答え
は、メッセージの不存在においてどのようにして新たな
スロット連鎖を始められるか?である。そこには、公知
の4つのやり方がある。
【0024】D.ネットワーク再始動 1.調停を持つネットワーク再始動 RCSMAに対する調停を持つネットワーク再始動技術
は、Kiesel および Kuehn 著の「IEE
E Journal on SelectedArea
s in Communications」(通信の選
択された領域に関するIEEE雑誌)、SAC−1巻、
5号、1983年11月発行、第869頁から第876
頁に教示されている。我々は、この方法を衝突検出を持
つ予約キャリア検出多重アクセス(RCSMA/CD)
として参照する。
【0025】2.単一マスタ 単一マスタ(SINGLE MASTER)は、トーク
ンの流れを周期的に再始動するために使用される。これ
を行う1つの方法は、マスタが暗黙トークンスロットの
連鎖をスタートさせるフレーム同期信号を発することで
ある。もしすべてのスロットが通信媒体上で伝送される
ことなく時間経過した場合には、マスタは、新たなフレ
ーム同期信号を発生し、新たなスロット連鎖をスタート
させる。
【0026】3.巡回マスタ 巡回マスタ(ROTATING MASTER)は、M
ichael Fine および Fouad Tob
ogi 著の「Demand Assignment
Multiple Acsess Schemes i
n Broadcast Bus Local Are
a Network」、コンピュータに関するIEEE
会報、C−33巻、12号、1984年12月発行、第
1130頁から第1159頁に教示されている。この方
法は、ダミーメッセージを連続的に発することにより、
バスが遊びになるのを防止するものである。
【0027】4.安定時間ベース RCSMAを実施する他のやり方は、分散マスタ(Di
stributedMaster)として知られるよう
に、システムが安定な時間ベースを使用し、中央のすな
わち巡回マスタの必要をなくすことである。ナショナル
セミコンダクタから出ているDATACシステムチップ
セットは、同期TDMを実施するためにこのやり方を用
いている。
【0028】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、ルーチンおよび優先メッセージに対する決定論的な
(すなわち、繰り返し可能な)、予測可能な、そして有
限の応答時間、利用可能な通信媒体帯域幅の高効率使
用、および衝突検出またはビット支配を必要とせず、一
次的なおよび永久的なトランシーバの故障からの高速回
復、始動を備えた、媒体アクセスプロトコルを提供する
ことにある。
【0029】本発明の第2の目的は、衝突検出を必要と
せずに、個々のトークンスロットに割り当てられた複数
のトランシーバを支持する暗黙トークン媒体アクセスプ
ロトコルを提供することにある。この目的は、スロット
連鎖内の同一優先度レベルにある多重トランシーバに関
連している。このスロット分割能力の結果、支持される
トランシーバ数が大幅に増大される。
【0030】
【課題を解決するための手段】本発明に係る通信媒体上
の複数のトランシーバを同期させるための方法は、前記
通信媒体が遊びのとき、トランシーバから前記通信媒体
上にジャム信号を与える段階、および前記ジャム信号に
応答して、前記トランシーバを同期させるため、すべて
のトランシーバで前記ジャム信号を受信する段階を有す
る。
【0031】また、本発明に係る単一のトランシーバと
唯一関連する時間スロット内に第1のメッセージを送信
する方法は、遊び通信媒体状態に応答して、前記トラン
シーバから前記通信媒体上にジャム信号を与える段階、
前記ジャム信号に応答して、前記トランシーバを同期さ
せるため、前記ジャム信号を前記通信媒体上のすべての
トランシーバで受信する段階、前記ジャム信号と応答し
て、かつ前記トランシーバと関連する1以上の時間スロ
ットの満了後、第1のメッセージを送信する段階を有す
る。前記伝送の終了時に、各トランシーバが遊びにな
る。
【0032】さらに、本発明に係る単一のトランシーバ
と唯一関連する時間スロット内に第1のメッセージを送
信する方法は、遊び通信媒体状態に応答して、前記トラ
ンシーバから前記通信媒体上にジャム信号を与える段
階、前記ジャム信号に応答して、前記トランシーバを同
期させるため、前記ジャム信号を前記通信媒体上のすべ
てのトランシーバで受信する段階、前記ジャム信号と応
答して、かつ前記トランシーバと関連する1以上の時間
スロットの満了後、第1のメッセージを送信する段階を
有し、前記時間スロットが、巡回スロットの前に固定優
先スロットを有し、さらに、前記第1のメッセージの終
了を越える1以上の時間スロットの後に、第2のメッセ
ージを送信する段階を有する。前記第2のメッセージが
伝送されていない場合に、前記通信媒体を遊びにさせ
る。
【0033】さらに、本発明に係る単一のトランシーバ
と唯一関連する時間スロット内にメッセージを送信する
方法は、遊び通信媒体状態に応答して、前記トランシー
バから前記通信媒体上に第1のジャム信号を与える段
階、先行するステップにおいて、優先メッセージが伝送
されていない場合、前記第1のジャム信号に応答して、
かつ1グループのトランシーバと関連する多くの時間ス
ロットの後に、前記トランシーバから前記通信媒体上に
第2のジャム信号を与える段階、および前記ジャム信号
を越える多くの時間スロットの後に、非優先第1のメッ
セージを送信する段階を有する。
【0034】さらに、本発明に係る通信媒体上の複数の
トランシーバに対して通信媒体所有メッセージを送信す
る方法は、遊び通信媒体状態に応答して、トランシーバ
から前記通信媒体上に第1のジャム信号を与える段階、
1グループのトランシーバと関連する1以上の時間スロ
ットの後に、前記第1のジャム信号に応答して、前記通
信媒体上に第2のジャム信号を与える段階、および前記
トランシーバと関連する1以上の時間スロットの満了後
に、前記トランシーバから前記通信媒体上に通信媒体所
有メッセージを送信する段階を有する。
【0035】さらに、本発明に係る単一のトランシーバ
と唯一関連する時間スロット内の第1のメッセージを送
信する方法は、遊び通信媒体状態に応答して、トランシ
ーバから前記通信媒体上に第1のジャム信号を与える段
階、1グループのトランシーバと関連する1以上の時間
スロットの後に、前記第1のジャム信号に応答して、前
記ことを特徴とするから前記通信媒体上に第2のジャム
信号を与える段階、および前記第2のジャム信号に応答
して、かつ前記トランシーバと関連する多くの時間スロ
ットの後に、第1のメッセージを送信する段階を有す
る。
【0036】さらに、本発明に係る通信ノードを同期さ
せることにより、異なる通信ノードから同一の通信媒体
上に送信されるメッセージ間の衝突をさけるための方法
は、単一の通信媒体上に複数の通信ノードを与える段階
であって、単一のトランシーバが各ノードと関連し、各
通信ノードは通信媒体上の他の通信ノードと通信可能で
あり、すべての通信ノードが通信媒体に対して等しくア
クセスし、かつそれについて等しく制御され、再帰的同
期化時間の関数として、前記通信ノードのいずれか1つ
から前記通信媒体上にジャム信号を与える段階、前記ジ
ャム信号に応答して前記通信ノードを同期させるため、
前記ジャム信号をすべての通信ノードで受信する段階を
有する。
【0037】さらに、本発明の通信システムは、単一通
信媒体上の複数の通信ノードであって、単一トランシー
バが各ノードと関連しており、各通信ノードが通信媒体
上のいかなる他の通信ノードとも通信可能であり、すべ
ての通信ノードが通信媒体に対して等しくアクセスし、
かつそれについて等しく制御されるような複数の通信ノ
ードと、再帰的同期化時間の関数として、前記通信ノー
ドのいずれか1つから前記通信媒体上にジャム信号を与
える手段と、前記ジャム信号に応答して前記通信ノード
を同期させるため、前記ジャム信号をすべての通信ノー
ドで受信するための手段を備えている。
【0038】
【作用】本発明は、幾つかの通信プロトコルは、所定
の、非破壊的に干渉するジャム信号の送信前に、衝突検
出回路によって衝突を検出することを含んでいるという
観点に基づいている。ジャム信号の送信によって、衝突
が発生したことをすべてのトランシーバに知らせられる
ので、このジャム信号の使用は、複数のトランシーバ間
の衝突検出を高める。
【0039】本発明は、さらに、複数のトランシーバの
同期は、分割媒体アクセスの通信プロトコル内の一連の
イベントをスタートさせることを要求するという観点に
基づいている。これを行う1つの方法は、各トランシー
バに通信媒体上にメッセージを主張する一連のイベント
を開始するための望みをもたせることにある。技術的に
現在行われているようなこの方法に関する問題は、2つ
のトランシーバが、そのような開始メッセージをネット
ワークの(信号の伝搬遅れに関係する)「脆弱時間」内
に主張すると、衝突が起こることになるということであ
る。前記の衝突は、送られるべきデータを破壊し、通信
媒体の唯一の所有を確立できない。
【0040】本発明が、「ジャミング」信号を用いて、
分割通信媒体上で複数のトランシーバを同期化させ、そ
れによって、衝突検出または中央集権的バスマスタの必
要性をなくする手段を提供することは、第1の断定から
わかる。第2の断定の結果、そのような同期化技術を用
いるための1つの方法は、暗黙トークンスロット連鎖が
スタートする唯一の時間点として、ジャム信号を用いる
ことである。
【0041】本発明によれば、遊びバス上に通信される
衝突多重信号が仮想され、遊びバスへのアクセスはジャ
ムパターンで始まり、その終了までにすべてのトランシ
ーバが同期する。
【0042】さらに、通信媒体が使用中のとき、暗黙ト
ークンスロットは、各メッセージの終わりの後にくる。
送られるメッセージがなくてスロット連鎖が完了する
と、通信媒体は遊びにさせられる。本発明によれば、ト
ランシーバが、遊び媒体中に送るためのメッセージを有
する場合には、それは、(最大ネットワーク伝搬遅れに
基づいて)ジャムパターンを所定時間その媒体上に送信
する。もしトランシーバがジャムパターンを検出する
と、それはそれ自身の通信を禁止し、次のスロット連鎖
を待つ。もし多重トランシーバが互いの伝搬遅れ内(ネ
ットワーク脆弱期間内)にジャムし始めると、それらの
ジャミング通信は、互いに破壊的に干渉しない。ジャミ
ングが止むと、すべてのトランシーバはスロット連鎖を
始める。したがって、すべてのトランシーバがジャミン
グを終了したときであるジャミング期間の終わりは、暗
黙トークンスロット連鎖の開始に対して、ネットワーク
規模の同期信号として働く。
【0043】さらに、本発明によれば、一次暗黙トーク
ンスロット(すなわち、ネットワーク活動を再スタート
させるために使用されるメッセージまたはジャムの後の
トークンスロット)は、多数のトランシーバによって分
割される。分割された一次スロットに割り当てられたト
ランシーバが、伝送されるデータを有するとき、そのト
ークンスロット内にメッセージの代わりにジャミング信
号を発する。このジャミング信号は、二次暗黙トークン
スロット連鎖に対して、同期として働く。そこでは、一
次レベル暗黙トークンスロットを分けあうトランシーバ
のみが参加する。
【0044】さらに、本発明によれば、バスジャム信号
が、同期時間分割多重構造におけるすべてのトランシー
バを周期的に同期化する。
【0045】
【実施例】
NETWORK TOPOLOGY(ネットワークトポ
ロギー)(図1) この発明の目指すものは、広い意味で、複数の競合する
発信機のなかで単一の通信媒体をいかに割り当てるかに
ある。
【0046】図1は、分割通信媒体(すべての型の分割
通信媒体に対する一般的適用性の損失のない、略して
「バス」という)10上に結合された複数の発信機/受
信機20、30、40を示す。本発明の目的に対して、
各トランシーバは、受信機に通信媒体上のプロトコル行
動を監視させる。代表的なエレベータ通信への用途にお
いては、通信ノードにつき1個のトランシーバがあり、
一対のより線が使用され、各ノードでの送信および受信
に対して単一電流モード変換器カプラが使用される。
【0047】GENERAL SYNCHRONIZA
TION(全体の同期化)(図2) 図2は、共通バスに結合された複数のトランシーバを同
期化するための有限状態図(FSD)である。このFS
Dおよびここで説明される他のFSDの実施には、公知
の多くの技術のいずれも適用可能である(例えば、配線
上の信号を主張するため、トランシーババス結合駆動チ
ップおよび他の論理と組合わされた有限状態図の内容を
実行するために、チップ上のROMを備えたマイクロプ
ロセッサを使用するマイクロコントローラを主体にした
装置)。各トランシーバが、FSDを実施する。したが
って、FSDは単一の受信機の観点から示されている。
【0048】簡潔には、図2のFSDは、トランシーバ
のサブセットにすべての受信機によって受信されるジャ
ム信号を放送させ、その後同期を得るためにすべてのト
ランシーバに最後に出たジャム信号の終りを待たせるこ
とによって働く。時々、サブセットのすべてのトランシ
ーバによるジャミングは、その状況いかんによって生ず
る場合がある。
【0049】図2に説明された機構の重要性は、1伝搬
遅れ内に、分割通信媒体上のすべてのトランシーバを同
期させることができるということにある。それらのトラ
ンシーバは、それらすべてが、WAIT FOR AL
L JAMMERS TOFINISHから移行すると
きに同期化される。この同期化は、(2伝搬遅れジャミ
ング期間の終わりに)非常に迅速に行われ、衝突検出の
必要なしに複数のトランシーバによって初期化され得
る。
【0050】OPERATION BEFORE SY
NCHRONIZATION(同期化前の動作) トランシーバは、OPERATION BEFORE
SYNCHRONIZATIONの状態でスタートす
る。この状態では、トランシーバは、他のトランシーバ
との同期要求が起こる前に通常実行する動作を実行して
いる。トランシーバは、何かの理由で他のトランシーバ
との同期を確立する必要がある場合に、JAM THE
BUSに移行する。(後述する)バスジャムが検出さ
れる場合、そのトランシーバは、WAIT FOR A
LL JAMMERS TO FINISHに移行す
る。
【0051】1以上のトランシーバが、OPERATI
ON BEFORE SYNCHRONIZATION
からJAM THE BUSに移行できる。通信媒体に
沿って有限の信号伝搬遅れがあるので、この可能性が生
ずる。もし、1つのトランシーバがバスをジャムし始め
ると、すべての他のトランシーバはジャム信号を受ける
と、それらのトランシーバは、WAIT FOR AL
L JAMMERSTO FINISHに移行する。し
かし、もし、1つのトランシーバがジャムし始めると、
他のトランシーバは、ジャンミングが開始された時間と
ジャンミング信号が可能性のある付加ジャマーの受信機
に達する時間との間の間隔で、JAMTHE BUSに
移行することが可能である。その間に多重ジャマーが活
動的になるこの時間間隔は、「脆弱期間」として知られ
ており、(受信機での処理時間が無視できるものと仮定
すると)通信媒体に沿ってある発信機と受信機の間の最
大信号伝搬遅れに等しい。すべてのトランシーバは、ジ
ャンミング信号を検出し、OPERATION BEF
ORE SYNCHRONIZATIONからWAIT
FOR ALL JAMMERS TO FINIS
Hに移行したので、脆弱期間の満了後にトランシーバが
ジャンミングし始めることは不可能である。
【0052】JAM THE BUS(バスをジャムさ
せる) 一度、発信機が、OPERATION BEFORE
SYNCHRONIZATIONからJAM THE
BUSに移行すると、トランシーバは、ジャム信号を所
定の時間バス上にassertし始める。ここで、ジャ
ム信号は、所定の連続電圧レベル(例えば、論理的オン
状態)である。このジャミング信号は、破壊的波形重ね
が行われないという特性、さらに、1以上のトランシー
バとともに1つのトランシーバがそれを同時にasse
rtするという、例えば、すべてのトランシーバが、同
一の極性のジャム信号を持つという特性を有することに
留意されたい。ここで、ジャミング期間は、2伝搬遅れ
の期間以上続く。このことは、(開始時間において1伝
搬遅れまで互いにスキューされる)すべてのジャミング
トランシーバからの電位信号が、ジャマーがジャミング
を止める前に、(第2の伝搬を要求する)すべての受信
機に達する時間を持つことを保証する。この最小ジャミ
ング期間は、スキューされたジャミング開始時間によっ
て起こされるギャップなしに、ジャミングがすべての受
信機において初めから終わりまで連続信号として受信さ
れることを確実にさせる。
【0053】WAIT FOR ALL JAMMER
S TO FINISH(すべてのジャマーの終了を待
つ) 発信機のジャミング時間が経過すると、発信機は、JA
M THE BUSからWAIT FOR ALL J
AMMERS TO FINISHに移行する。複数の
同時ジャマーの可能性があるので、1つの発信機が唯一
のジャマーではないということになる。したがって、す
べてのトランシーバは、WAIT FOR ALL J
AMMERS TO FINISHの状態において、そ
れぞれの受信機が、(それら自身の発信機が前にジャミ
ングしていたか否かどうか)集中ジャミング信号の終了
を検出するのを待つ。ジャミングの終わりが検出される
と、すべてのトランシーバが、WAIT FOR AL
L JAMMERS TOFINISHからSYNCH
RONIZATION ACHIEVEDに移行する。
【0054】SYNCHRONIZATION ACH
IEVED(同期達成) 各トランシーバが、SYNCHRONIZATION
ACHIEVEDに移行すると、(最後の活動的なジャ
ミングトランシーバからすべての他のトランシーバへの
ジャミング信号の終わりの伝搬遅れのため)すべての他
のトランシーバの1バス伝搬遅れ以内にその状態に達成
してことが保証される。
【0055】OPERATION AFTER SYN
CHRONIZATION(同期後の動作) 同期がトランシーバによって着目された後に、制御は、
OPERATION AFTER SYNCHRONI
ZATION状態における幾つかの他の実施特定行動に
移る。
【0056】他の同期方法についての図2の利点は、次
の通りである。
【0057】(1)同期が「マスタ」として如何なるコ
ンポーネントも指示することなく得られる。
【0058】(2)同期が調停を行うことなく得られ
る。
【0059】(3)たとえ複数のトランシーバが並行し
て同期イベントを発生していても、衝突検出せずに同期
が得られる。
【0060】SYNCHRONOUS TIME DI
VISION MULTIPLEXING(同期時間分
割多重)(図3) 図3は、分散型の同期時間分割多重(同期TDM)プロ
トコルを実行するための有限状態図(FSD)である。
同期TDMプロトコルにおいて、すべてのトランシーバ
は、「フレーム」内の時間スライスを独自に割り当てら
れる。各トランシーバは、その独自に割り当てられた時
間スライス中のみメッセージを送ることができる。
【0061】時間スライスは、時間スロットとは異なっ
ている。時間スライスは、トランシーバによって使用さ
れるかまたは使用されないかどうか、バス上で期限を切
るメッセージの伝送に対して割り当てられた時間であ
る。時間スロットは、トランシーバが暗黙トークンを使
用しているかどうか指示すっるに十分な必要性のある長
さだけでよい。したがって、メッセージを送るために十
分大きいことを必要としない。時間スロットは、普通伝
搬遅れ時間のほぼ2倍である。
【0062】時間スライスの開始および終了時間は、所
定のフレーム開始信号に関して測定される。異なるトラ
ンシーバはわずかに異なるクロック周波数を持っている
ので、すべてのトランシーバを共通の時間ベースに同期
させた状態に保つために、各フレームの初めに新しいフ
レーム信号が用いられる。
【0063】図3のプロトコルでは、単一バスマスタを
調停することなく、フレーム開始信号としてバスジャム
信号が複数のトランシーバによって用いられる。バスジ
ャム信号は、トランシーバに記憶された公知の再同期化
時間の関数としてバスに与えられる。例えば、バスジャ
ム信号は、同期的に与えられ、再同期化時間は、すべて
のトランシーバがメッセージを送信するのに必要な時間
である。これは、同期をおこなうために図2に示された
方法を延長させることによって実行される。
【0064】以下の表記が図3に与えられる。バスに結
合されたN個のトランシーバがある(そのすべてが動作
する必要はない)。各フレームにはN個の時間スライス
がある。Nはバス上のトランシーバ数である。
【0065】各トランシーバは、独自トランシーバアイ
デ数に対応する0からN−1までの間に含まれる独自番
号Nを割り当てられる。トランシーバMは、各同期TD
Mフレーム内のM番の時間スライスを割り当てられる
(最初の時間スライスがスライス番号0である)。
【0066】RESYNCHRONIZE(再同期化) RESYNCHRONIZEは、図2のOPERATI
ON BEFORESYNCHRONIZATION状
態に対応する。
【0067】RESYNCHRONIZE状態は、FS
Dをリセットすること、例えば電源をオンにすることに
よって得られる。この状態は、また、FSD実行が不法
状態、予期しない信号、または他の誤り状態を検出する
といつでも得られる。
【0068】トランシーバが最初にRESYNCHRO
NIZE状態に達すると、他のトランシーバがバス上で
活動的であるかどうかを決定しなければならない。フレ
ーム開始信号(すなわち、バスジャム)間の最長時間に
等しい遊び時間(すなわち、他のトランシーバがバス上
にいかなる種類の信号も主張しない間の時間)を待つこ
とによって、これを行う。この時間は、システム内のす
べての時間スライスの総時間とフレームギャップ時間と
1伝搬遅れの和に等しい。この時間間隔においてバスジ
ャムが検出されない場合、すべてのの他のトランシーバ
は、無機能化(例えば電源オフ)されるか、RESYN
CHRONIZE状態になければならない。したがっ
て、トランシーバはJAM THE BUS状態に移行
し、新しいフレームを開始する。
【0069】もしRESYNCHRONIZE状態にあ
る間にバスジャムが検出されると、トランシーバはWA
IT FOR ALL JAMMERS TO FIN
ISHに移行する。
【0070】JAM THE BUS(バスをジャム) この状態は、図2のそれと同一である。
【0071】WAIT FOR ALL JAMMER
S TO FINISH(すべてのジャマーの終了待
ち) この状態は、図2のそれと同一である。
【0072】FRAME GAP(フレームギャップ) ジャミングが止んだ後、すべてのトランシーバは、フレ
ームギャップ期間を経過される。この期間は、バスから
結合している装置への送信プロトコルセス中に蓄積され
たエネルギーを放出するため、幾つかのバス結合技術
(例えば、電流モード変成器結合)によって必要な短い
期間である。他のトランシーバ装置を用いても、ゼロ長
フレームギャップが受け入れ可能である。
【0073】WAIT FOR Mth SLICE
(M番スライス待ち) フレームギャップの後、各トランシーバは、その所有時
間スライス中に送信を許可される。各トランシーバは、
M番時間スライスが開始するのを待つ(ここで、Mは、
0からN−1の独自のトランシーバ番号である)。M番
時間スライス時間が経過すると、そのトランシーバはT
RANSMIT MESSAGEに移行する。
【0074】TRANSMIT MESSAGE(メッ
セージ送信) 一度M番時間スライスが始まると、トランシーバは複数
のメッセージを送信し始める。ここで、その時間スライ
スがパッドタイムとして参照する量まで終了する前に、
各トランシーバは送信を止める。時間スライスの終わり
にパッドタイムを出ることは、(同期伝搬遅れによって
生ずる)ある量のスキュー、および異なるトランシーバ
間の(非一定時間源によって生ずる)ドリフトを収容
し、衝突を回避し、伝送後のギャップにFRAME G
APの項で説明された方法で、活動トランシーバからの
エネルギーを放出させる。ここで、パッドタイムは、2
つのバス伝搬遅れとフレームギャップと総当たり通信フ
レームの長さを越える最悪のクロックドリフトである。
【0075】もしトランシーバが伝送するメッセージを
持たない場合、それは遊びのままではあるが、その時間
スライスの期間中TRANSMIT MESSAGE状
態にある。もしそれが時間スライスの期間よりも短いメ
ッセージを有する場合、それはそれたを伝送し、その
後、時間スライスの終わりまでTRANSMIT ME
SSAGE状態に維持される。
【0076】もし検討中のFSDの時間ベースが他の時
間ベースよりも十分遅く、FSDが最後の時間スロット
に割り当てられる場合には、FSDはバスジャムを検出
するが、今なおTRANSMIT MESSAGE状態
(パッドタイムの間であり、実際の伝送の間ではな
い)。これが起こると、FSDは、他のトランシーバと
再同期するために、WAIT FOR ALL JAM
MERS TO FINISHに移行する。
【0077】WAIT FOR RESET OF S
LICES(スライスのリセット待ち) トランシーバの時間スライスが終了した後、FSDはW
AIT FOR RESET OF SLICESに移
行する。この状態では、それは付加的N−M−1時間ス
ライスが経過するのを待つ、この時間の終わりに、すべ
てのN時間スライスが経過する。それは、新しいフレー
ム同期に対する時間であり、したがって、トランシーバ
はJAM THE BUSに移行する。
【0078】検討中のトランシーバのタイムベースが、
他のタイムベースよりも十分遅い場合には、トランシー
バはバスジャムを検出するが、今なおJAM THE
BUS状態にある。これが起きると、トランシーバは、
他のトランシーバと再同期するためにWAIT FOR
ALL JAMMERS TO FINISHに移行
する。適切に設計されたシステムにおいては、各スライ
スの終わりに十分な遊び時間がある。したがって、より
大きな番号のトランシーバ(N−1番)は、別のトラン
シーバがJAM THE BUSに移行する前に実際の
送信を完了している(最悪の時間ドリフトおよびスキュ
ーを考慮)。したがって、各スライスの遊び時間は、実
施する際の時間ベース安定性仕様を受け入れるように調
整されるべき設計パラメータである。
【0079】各トランシーバは、負荷平衡のために1以
上の時間スライスを割りあてらることは明らかであろ
う。
【0080】例えば、それが他のトランシーバよりも平
均であ2倍のメッセージを持つなら、その単一トランシ
ーバは、2つの時間スライスが割り当てられる。
【0081】また、(前に参照したDATACプロトコ
ルにおけるように)時間スライス圧縮が使用され得るこ
とも明らかであろう。この機構に関して、時間スライス
が全時間スライスよりも短い所定の期間不使用になる場
合、すべてのトランシーバは何の合図も出す事なく、自
動的に次の時間スライスに進む。この場合、フレーム信
号は、変化する時間期間に発生するが、今なお各新フレ
ームの開始時に発生する。その変化する時間期間は、ど
の位の実際のメッセージが送信されたかによる。
【0082】同期は、(最悪のクロックドリフトの予想
に基づいて)所定の規則にしたがって、1以上の時間ス
ライス巡回の間スキップされ得る。
【0083】他の同期TDMプロトコルについて、図3
のプロトコルの利点は、次の通りである。
【0084】(1)如何なる種類のバスマスタも選択す
る必要がない。
【0085】(2)積算された時間ドリフトおよびスキ
ューが各フレームの初めに1バス伝搬遅れに低減され
る。
【0086】BUS MASTER ARBITRAT
ION(バスマスタ調停)(図4) 図4は、バスマスタ調停の有限状態図である。各トラン
シーバは、FSDを実行する。したがって、FSDは単
一のトランシーバからの観点から見たものである。
【0087】図4によって説明される機構の重要性は、
それが図2の同期能力を用いて、所定のバスマスタ、衝
突検出、あるいはビット支配なしに分割バスの独自オー
ナを調停することにある。最後のジャム信号の終わり
は、同期イベントであるので、これは、状態WAITF
OR ALL JAMMERS TO FINISHの
後のFRAME GAP状態において発生する。この同
期は、各スロットが調停されているトランシーバ数に比
例する期間であるところの暗黙トークンスロット連鎖の
前にくる。
【0088】次の表記法が図4に与えられる。バスに結
合されたN個のトランシーバがある(そのすべてが動作
する必要はない)。調停に使用されるN個の暗黙トーク
ンスロットがある。各トランシーバは、独自トランシー
バアイデ数に対応する0からN−1までの独自番号Nを
割り当てられる。トランシーバMは、M番のトークンス
ロット位置を割り当てられる。トークンスロット0が連
鎖内の最初のトークンスロットである。
【0089】RESYNCHRONIZE(再同期化) RESYNCHRONIZE状態は、図3のRESYN
CHRONIZE状態に対応する。異なる点は、最大遊
び期間が、バスマスタ調停法で使用される実施プロトコ
ルによって予め定められていることであり、必ずしもT
DM時間スライス数とフレームギャップの和を簡潔にす
るものではない。
【0090】JAM THE BUS(バスをジャム) この状態は、図3のそれと同一である。
【0091】WAIT FOR ALL JAMMER
S TO FINISH(すべてのジャマーの終了待
ち) この状態は、図3のそれと同一である。
【0092】FRAME GAP(フレームギャップ) この状態は、図3のそれと同一である。
【0093】WAIT FOR Mth SLOT(M
番スロット待ち) フレームギャップの後、各トランシーバは、その暗黙ト
ークン時間スロットを待つ。M番時間スロットが始まる
と(ここで、Mは、0からN−1の独自のトランシーバ
番号である)。そのトランシーバは、TRANMIT
BUS OWNERSHIP MESSAGEに移行す
る。もし、そのトランシーバが幾つかの他のトランシー
バからのバス所有メッセージを検出すると、そのトラン
シーバはNOT THE BUS MASTERに移行
する。
【0094】NOT THE BUS MASTER
(バスマスタではない) もしFSDがNOT THE BUS MASTER状
態に達すると、現在のFSDの暗黙トークンスロットが
利用可能になる前に、幾つかの他のトランシーバがバス
マスタとなる。したがって、このFSDはバスを所有し
ない。
【0095】TRANSMIT BUS OWNERS
HIP MESSAGE(バス所有メッセージの送信) もしFSDがTRANSMIT BUS OWNERS
HIP MESSAGE状態になると、最初のトランシ
ーバが暗黙トークンスロットの利用可能性を認識する
(Mの値が0であるので、またはMよりも下位の番号の
値が機能していないかまたは通信ネットワークに組み込
まれていないので)。したがって、このFSDは幾つか
の所定のバス所有メッセージを送信し、すべての他のノ
ードに、それがそのバスを所有することを放送する。こ
の送信が完了すると、FSDはTRANSCEIVER
IS BUS MASTERに移行する。
【0096】TRANSCEIVER IS BUS
MASTER(バスマスタである送信機) もしそのFSDがTRANSCEIVER IS BU
S MASTER状態になると、その関連のトランシー
バは、バスマスタであり、他のトランシーバからの送信
と衝突する危険なしに送信を開始できる。
【0097】他のバスマスタ調停法以上に図4の調停法
の利点は、次の通りである。
【0098】(1)所定の初期バスマスタがなくとも、
バスマスタがすべての活動中のトランシーバから選択さ
れる。
【0099】(2)バスマスタ調停は、所定の優先度の
後にある。
【0100】(3)バスマスタ調停は、決定論的な時間
期間(スロット時間とスロット数の関数)内に生ずる。
【0101】(4)バスマスタ選択は衝突せずに実行さ
れる。
【0102】EXPLICIT TOKEN BUS
PROTOCOL(図5) 図5は、初期バスマスタ調停を持つ明示トークンバスプ
ロトコルを実施するための有限状態図である。暗黙トー
クンプロトコルに対するものであり、したがって、遊び
バスがアクセスされる毎にバスマスタの調停を必要とす
る図4の有限状態図とは違い、図5のFSDは、始動時
にのみバスマスタ調停を必要とする。その時間の後、バ
スマスタは明示トークンの所有者として知られることに
なる。各トランシーバは、図5のFSDによって示され
たFSDの実施を含む。したがって、FSDは単一のト
ランシーバの観点から見られる。
【0103】図5のFSDによって説明されるFSDの
重要性は、それが、図4のFSDの同期能力を用い、衝
突検出または所定の初期トークンホルダを必要とするこ
となく、独自の初期トークンホルダの高速調停(衝突検
出がないので)を持つ明示トークンバスプロトコルを実
施する。最後のジャム信号は同期イベントであるので、
そのトランシーバは、WAIT FOR ALL JA
MMERS TO FINISH状態時に同期される。
【0104】図4の表記は、図5に適用される。
【0105】各トランシーバは、トークンパッシングシ
ーケンスにおいて、(現在のFSDの後)次のトランシ
ーバID値を記憶するNEXT IDと呼ばれる、局部
的に維持される変数を持つ。
【0106】RESYNCHRONIZE(再同期化) RESYNCHRONIZE状態は、図4のRESYN
CHRONIZE状態に対応する。異なる点は、明示ト
ークンプロトコルが簡潔な時間、すなわち、その間にジ
ャムが、新らたにリセットされるトランシーバをトーク
ンパッシングシーケンスに参入させることを主張され得
る、すべてのメッセージ後のノード参入期間を与えるこ
とである。そのノード参入期間は、MAXIMUM I
DLEPERIODよりも短く、1スロット時間に比例
する。
【0107】JAM THE BUS(バスをジャム) この状態は、図4のそれと同一である。
【0108】WAIT FOR ALL JAMMER
S TO FINISH(すべてのジャマーの終了待
ち) この状態は、図4のそれと同一である。
【0109】FRAME GAP(フレームギャップ) この状態は、図4のそれと同一である。
【0110】WAIT FOR Mth SLOT(M
番スロット待ち) この状態は、図4のそれと同一である。
【0111】NOT THE BUS MASTER
(バスマスタではない) この状態は、図4のNOT THE BUS MAST
ER状態に対応している。この状態において、トランシ
ーバによってバス所有メッセージが受信される場合に
は、そのトランシーバは、TRANSMIT MESS
AGESに移行する前に、他のトランシーバからそれに
入る明示トークンと受信待ちする。
【0112】TRANSMIT BUS OWNERS
HIP MESSAGE(バス所有メッセージの送信) この状態は、メッセージが一度送信されると、FSDが
TRANSMIT MESSAGESに移行することを
除いて、図4の対応する状態と同一である。
【0113】TRANSMIT MESSAGES(メ
ッセージ伝送) (TRANSMIT BUS OWNERSHIP M
ESSAGEからか、またはトークンを受信して)その
トランシーバがバスを所有することが一度確立される
と、それは、メッセージを送信し始める。そのトランシ
ーバが送信を完了すると、それはPASS TOKEN
に移行する。
【0114】PASS TOKEN(トークン受け渡
し) 一度トランシーバがバスの制御を放棄する準備に入る
と、そのトランシーバは、明示トークンパッシングメッ
セージを明示トークン巡回における次のトランシーバに
送信する。ここで、次のトランシーバの決定は、次のよ
うにして行われる。
【0115】そのトランシーバは、NEXT ID(は
じめにM+1(モジュロN)に設定)の局所値によって
指定されたトランシーバにメッセージを送る。回答が受
信されると、それはNOT THE BUS MAST
ERに移行する。所定の回答時間制限後に回答がない場
合には、次のトランシーバ番号を増加させ(モジュロ
N)、再び試行する。この増加は、回答が受信されるま
で行われる。一度回答が受信されると、その回答者の番
号が、NEXT IDの新たな局所値としてメモリに記
憶される。
【0116】他の明示トークンプロトコル方法以上に図
5のプロトコルの持つ利点は、図4の利点に加えて、い
かなるトランシーバも適切な時間中にジャム信号を主張
することによってネットワークプロトコルに参入できる
ことである。
【0117】RESERVATION CSMA PR
OTOCOL(予約CSMAプロトコル) 図6は、各伝送の後にバスを遊びにする固定優先をも
つ、予約CSMA暗黙トークン媒体アクセスプロトコル
のFSDである。各トランシーバは、FSDを実施す
る。したがって、FSDは、単一のトランシーバからの
観点で見られる。
【0118】公知の他のRCSMAプロトコルにおい
て、(a)BUS IDLE状態が幾つかの中央マスタ
によって開始されるシステム再スタートを必要とする誤
り状況にある(すなわち、BUS IDLE状態は普通
の運転で回避される)、または(b)衝突検出回路が、
BUS IDLE中の脆弱期間内にバスをアクセスする
多重トランシーバのケースを正しく取り扱うことが必要
とされる。
【0119】図6で説明された機構の重要性は、図4の
同期能力を使用し、衝突検出、あるいは各メッセージの
ジャムおよびスロット連鎖シーケンスを再スタートする
ことによって、BUS IDLE状態を避けるため、ス
ロット連鎖を活動状態に保つやり方を必要とせずに、R
CSMAバスプロトコルを実施することである。これ
は、いわゆるメッセージ毎の再スタートと呼ばれる。最
後のジャム信号が、同期イベントであるので、トランシ
ーバは、WAIT FOR ALL JAMMERS
TO FINISH状態時に同期される。
【0120】図示のようなFSDは、1つのトランシー
バを各暗黙トークンスロットに割り当てて、固定優先度
伝送を実施する。2つのトランシーバが同一のスロット
に同時に割り当てられないことを、システムレベルの動
作が保証する限り、スロットもまたメッセージ型または
他の分類によって割り当てられることは、技術的に明ら
かである。
【0121】図4の表記法は、図6に適用される。
【0122】RESYNCHRONIZE(再同期化) RESYNCHRONIZE状態は、図4のRESYN
CHRONIZE状態に対応する。異なる点は、最大遊
び期間が、「Nスロット時間+フレームギャップ」とし
てさらに詳細に指定されることである。この時間は、n
on−BUSIDLE状態において、その期間バスへの
送信が存在しない最大時間である。もしバスがこの長時
間遊びであると、FSMがBUS IDLEに移行し、
幾つかのトランシーバがメッセージを送信するのを待
つ。
【0123】BUS IDLE(バス遊び) 送られるべきメッセージがないとき、FSDはBUS
IDLE状態に保たれる。もしFSMが送信されるメッ
セージを持つと、JAM THE BUSに移行する。
もしそれがバスジャムを検出すると、それはWAIT
FOR ALLJAMMERS TO FINISHに
移行する。
【0124】JAM THE BUS(バスをジャム) この状態は、図4のそれと同一である。
【0125】WAIT FOR ALL JAMMER
S TO FINISH(すべてのジャマーの終了待
ち) この状態は、図4のそれと同一である。
【0126】FRAME GAP(フレームギャップ) この状態は、図4のそれと同一である。
【0127】WAIT FOR Mth SLOT(M
番スロット待ち) この状態は、図4のそれと同一である。
【0128】MESSAGE READY TO TR
ANSMIT(伝送されるメッセージ準備) これは、非遅延決定状態であり、その間にFSDはその
送信バッファを検査し、伝送を待っているメッセージが
あるかを決定する。もしあれば、FSDは、TRANS
MIT MESSAGEに移行する。そうではない場合
には、FSDは、WAIT FOR RESET OF
SLOTSに移行する。
【0129】TRANSMIT MESSAGE(メッ
セージ送信) この状態に入ると、FSDはメッセージを送信すること
によりバスを獲得する。このバス行動は、暗黙トークン
が取られたそのバス上のすべての他のトランシーバFS
Dが、それらをBUS BUSYに移行させることを暗
示的に知らせる。この送信が完了すると、FSDはBU
S IDLEに移行する。
【0130】WAIT FOR RESET OF S
LOTS(スロットのリセット待ち) この状態においては、FSDは、暗黙トークンスロット
の残りが時間経過するのを待つ。メッセージの検出で、
FSDはBUS BUSYに移行する。適切な動作のト
ランシーバに関して、N−Mのスロットのみこの状態の
間に時間経過する。
【0131】BUS BUSY(バス使用中) FSMは、幾つかの他のトランシーバが、バスを獲得
し、伝送しているときこの状態に入る。BUS BUS
Y状態のFSMは、伝送の終わりのバスを監視し、BU
S IDLEに移行する。
【0132】他の暗黙トークンプロトコル以上に図6の
プロトコルの利点は、図4のそれである。
【0133】(1)(暗黙トークン方法を用いている)
バスマスタ調停は、どのトランシーバが次のメッセージ
をバス上の送信できるかを選ぶために使用される。
【0134】(2)送信を許可されたトランシーバは、
すべてのメッセージを再度調停され、そのプロトコルへ
の個別のトランシーバの透明な出入りを許され、そのシ
ステムにおいて利用可能な最も高い優先送信が各調停で
送られる。
【0135】MULTI−LEVEL BUS MAS
TER ARBITRATION(多重レベルバスマス
タ調停)(図7) 図7は、多重レベルバスマスタ調停を実施するためのF
SDである。各トランシーバはFSDの実施を含む。し
たがって、FSDは、単一のトランシーバの観点から見
られる。
【0136】図7に説明される機構は、図4のバスマス
タ調停能力を延長し、「多重調停」を含むものになって
いる。この能力の一般的な説明は、次の通りである。同
期後(すなわち、一次ジャム後)の初期の暗黙トークン
スロット連鎖内に、複数のトランシーバが、各暗黙トー
クンスロット(一次スロット)に割り当てられる。特定
の暗黙トークン主要スロットを得要としているすべての
トランシーバは、メッセージを送る代わりに二次ジャム
信号を主張することにより、それを行う。この二次ジャ
ム信号は、新たな暗黙トークンスロット連鎖(暗黙トー
クン二次スロット)を開始する。そこでは、共通の暗黙
トークン一次スロットに割り当てられたものからの各ト
ランシーバが、独自に暗黙トークン二次スロットを割り
当てられる。その独自二次スロットを要求するために、
トランシーバは、バス所有メッセージを送る。最後のジ
ャム信号の終わりは、同期イベントであるので、それら
のトランシーバは、WAIT FOR ALL JAM
MERS TO FINISH状態時に同期化される。
【0137】このプロトコルの重要性は、多数のトラン
シーバが、バス上の比較的小さなのスロット時間内に収
容されることである。これは、トランシーバグループの
中に1組の暗黙トークンスロット調停を持たせ、1グル
ープの中の個々のトランシーバ内に二次暗黙トークンス
ロット調停を持たせることによって行われる。
【0138】この同期は、(グループ内でトランシーバ
が等しく分散するものと粗く仮定して)調停されるトラ
ンシーバ数の平方根に比例する期間のトークンスロット
機構を用いてなされる。例えば調停されるトランシーバ
が25であり、5個のトランシーバのグループが5つあ
るものとする場合、スロット時間は、5に比例してい
る。2つのトランシーバが同一のスロットに同時に割り
当てられないことを、システムレベルの動作が保証する
限り、スロットもまたメッセージ型または他の分類によ
って割り当てられることは、技術的に明らかである。多
重レベル調停構造が、2レベルのスロット連鎖以上に適
用され得ることは明らかであろう。
【0139】次の表記法が、図7に適用される。
【0140】バスに結合されたN個のトランシーバが存
在する(そのすべてが動作すなわち活動に必要なわけで
はない)。
【0141】各トランシーバは、グループ番号G(一次
スロット)およびサブグループ番号H(二次スロット)
を割り当てられる。GおよびHは、最小値として0を割
り当てられる。各G/H組み合わせは、システム内のト
ランシーバに対して1つである。割り当ては、任意にな
されるが、各グループGはほぼ等しいトランシーバ数を
有する。
【0142】RESYNCHRONIZE(再同期化) この状態は、図4のRESYNCHRONIZE状態と
同一である。さらに、もし「短いバスジャム」(後述さ
れる)が検出されると、FSDは一次スロット連鎖が開
始された後に再同期されようとしたので、FSDは、直
接NOT THE BUS MASTERに移行する。
【0143】JAM THE BUS(バスをジャム) この状態は、図4のそれと同一である。
【0144】WAIT FOR ALL JAMMER
S TO FINISH(すべてのジャマーの終了待
ち) この状態は、図4のそれと同一である。
【0145】FRAME GAP(フレームギャップ) この状態は、図4のそれと同一である。
【0146】WAIT FOR Gth SLOTE
(G番スロット待ち) フレームギャップの後、各トランシーバはその割り当て
グループGの暗黙トークン時間スロットを待つ。G番暗
黙トークン時間スロットが始まると、トランシーバは、
JAM THE BUS(GROUP)に移行する。も
しFSDが幾つかの他のトランシーバからジャムを検出
すると、FSDはNOT THE BUS MASTE
Rに移行する。
【0147】NOT THE BUS MASTER
(バスマスタではない) この状態は、図4のそれと同一である。
【0148】JAM THE BUS(GROUP)
(バスをジャムさせる(グループ)) この状態は、機能的にJAM THE BUS状態に類
似している。しかし、ジャム信号の長さは、そのJAM
THE BUS状態に対するものよりも短い。すべて
のトランシーバに非干渉信号の存在を登録させることが
必要であるので。それには同期化させない。たとえ実際
には他のジャムよりも短くない必要があるとしても、こ
のジャムは、「短ジャム」として参照される(しかし、
ここでは、それを他のジャム信号から区別するために、
より一層長いか短いか、すなわち、十分異なる期間を持
っている)。すべてのトランシーバは、すでに同期され
ているので、WAIT FOR ALL JAMMER
S TO FINISHに対応する分割状態は、必要と
されない。
【0149】SECONDARY FRAME GAP
(二次フレームギャップ) この状態は、FRAME GAP状態と同一である。
【0150】WAIT FOR Hth SLOT(H
番スロット待ち) この状態は、機能的にWAIT FOR Gth SL
OT状態に類似している。しかし、H番スロットは、現
に活動中のグループG内のすべてのトランシーバに対し
て唯1つである。H番暗黙トークンスロットが開始され
ると、そのトランシーバは、TRANSMIT BUS
OWNERSHIP MESSAGEに移行する。も
しFSDが幾つかの他のトランシーバからのバス所有メ
ッセージを検出すると、そのFSDは、NOT THE
BUS MASTERに移行する。
【0151】TRANSMIT BUS OWNERS
HIP MESSAGE(バス所有メッセージの送信) もしFSMがTRANSMIT BUS OWNERS
HIP MESSAGE状態になると、(Hの値が0で
あるか、またはHのより下位の値が機能的ではないすな
わち通信ネットワーク内に組込まれていないので)最初
のトランシーバが、グループG内の暗黙トークンスロッ
トの利用可能性を認識する。したがって、このFSMは
バス所有メッセージを送信し、それがバスを所有すると
いうことを、すべての他のノードに放送する。そのバス
所有メッセージは、バスの所有権を示し、必ずしもデー
タを含んではいない。送信が完了すると、FSMはTR
ANSCEIVER IS BUS MASTERに移
行する。
【0152】TRANSCEIVER IS BUS
MASTER(そのトランシーバがバスマスタである) 図7におけるような多重レベル調停が、図5に対して調
停されたトランシーバの数を増大させるために使用され
得ることは明らかである。
【0153】TRANSCEIVER IS BUS
MASTER(そのトランシーバがバスマスタである) この状態は、図4のそれと同一である。
【0154】バスマスタ調停の他の方法以上の図7のプ
ロトコルの利点は、次の通りである。
【0155】(1)図4のすべての利点、および、
(2)調停が、従来の暗黙トークンスロット方法によっ
て要求されるよりも少ないスロットにおいてなされる。
【0156】MULTI−LEVEL RESERVA
TION CSMA PROTOCOL(多重レベル予
約CSMAプロトコル) 図8は、各通信後に、バスを遊びにさせる多重レベル調
停および固定優先度を持つ、予約CSMA暗黙トークン
媒体アクセスプロトコルの動作を実行するためのFSD
である。各トランシーバは、そのFSDの実施を含む。
したがって、図示のFSDは、単一のトランシーバの観
点から見られる。
【0157】このプロトコルは、能力的に、ビット支配
を用いている(例えば、CAN)2進カウントダウンプ
ロトコルに類似している。しかし、ビット支配を支持す
るために媒体を必要としない。図8に説明された機構の
重要性は、それが図7の多重レベルバスマスタ調停方法
を図6の予約CSMAプロトコルと組み合わせ、多重レ
ベル調停予約CSMAプロトコルを実行することにあ
る。
【0158】図7の表記は、図8にも適用される。さら
に、Jは、システム内のトランシーバのG+1に割り当
てられた最大値(すなわち、グループ/一次スロットの
最大数)を示す。Kはシステム内のトランシーバのHプ
ラス1に割り当てられた最大値を示す。LはJとKの最
大(すなわち、スロット連鎖内のスロットの最大数)を
表す。
【0159】RESYNCHRONIZE(再同期化) この状態は、図6および図7と同じ状態に対応してい
る。最大遊び期間は、Lスロット時間プラスフレームギ
ャップである。
【0160】BUS IDLE(バス遊び) この状態は、図6のそれと同一である。
【0161】JAM THE BUS(バスをジャム) この状態は、図6のそれと同一である。
【0162】WAIT FOR ALL JAMMER
S TO FINISH(すべてのジャマーの終了待
ち) この状態は、図6のそれと同一である。
【0163】最後のジャム信号の終わりは、同期イベン
トであるので、WAIT FORALL JAMMER
S TO FINISH状態時にトランシーバが同期さ
れる。
【0164】FRAME GAP(フレームギャップ) この状態は、図6のそれと同一である。
【0165】WAIT FOR Gth SLOTE
(G番スロット待ち) 短ジャムが検出される場合、FSDがWAIT FOR
OTHERSに移行することを除いて、この状態は、
図7のそれと同一である。
【0166】WAIT FOR OTHERS(他のト
ランシーバ待ち) この状態は、図7のNOT THE BUS MAST
ERに対応している。もしFSDがWAIT FOR
OTHERSになると、幾つかの他のトランシーバグル
ープが、二次スロット調停プロトコルセスを行う。その
後、このFSDは、いくつかの他のトランシーバによっ
て送られるメッセージを待つ。適切な動作においては、
この他のメッセージは、短ジャム+フレームギャップ+
Kスロット時間内に検出される。
【0167】MESSAGE READY TO TR
ANSMIT(送信されるメッセージ準備) 送信されるメッセージがある場合に、FSDが、JAM
THE BUS(GROUP)に移行することを除い
て、この状態は、図6のそれと同一である。
【0168】JAM THE BUS(GROUP)
(バスをジャムさせる(グループ)) この状態は、図7のそれと類似している。
【0169】SECONDARY FRAME GAP
(二次フレームギャップ) この状態は、図7のそれと類似している。
【0170】WAIT FOR Hth SLOT(H
番スロット待ち) この状態は、図7のそれと類似している。
【0171】TRANSMIT MESSAGE(メッ
セージ通信) バス所有メッセージではなく、データメッセージが与え
られるということを除いて、この状態は、図7のそれと
類似している。
【0172】WAIT FOR RESET OF S
LOTS(スロットのリセット待ち) この状態は、図6におけるWAIT FOR RESE
T OF SLOTSに対応する。適切な動作において
は、残りのスロット数がJ−Gを越えることはない。短
ジャムが検出される場合、FSDはWAIT FOR
OTHERSに移行する。
【0173】BUS BUSY(バス使用中) この状態は、図6のそれと類似している。
【0174】IDLE−AVOIDING RESER
VATION CSMA PROTOCOL(遊び回避
予約CSMAプロトコル) 図9は、送信されるメッセージが残っている間、バスが
遊び状態になるのを回避する固定優先度を持つ、予約C
SMA暗黙トークン媒体アクセスプロトコルの動作を実
施するためのFSDである。各トランシーバは、FSD
に示されたFSDの実施を含んでいる。したがって、F
SDは単一トランシーバの観点から見られる。
【0175】図9に説明された機構の重要性は、図6の
RCSMAプロトコル能力を用いているということであ
り、バスアイドル状態を回避することによってバス使用
効率を高めることである。重要な考えは、BUS BU
SYおよびTRANSMITMESSAGEから、FR
AME GAP状態に移行し、各メッセージの終了時に
新たなスロット連鎖を開始することにある。この改善
は、図10の巡回優先度を実施する基礎となる。
【0176】図6の表記法は、図9にも適用される。 RESYNCHRONIZE(再同期化) この状態は、図6の対応する状態と同一である。以下の
付加的能力がある。
【0177】メッセージがバス上に検出された場合に、
FSMは、BUS BUSYに移行する。この付加的移
行は、遊び状態になるバスを待つことなく(遊び状態を
待つことは、大きな負荷のネットワークでは長い時間を
要する)、再同期化されたFSDが入ることができるよ
うに加えられる。
【0178】BUS IDLE(バス遊び) この状態は、図6のそれと類似している。
【0179】JAM THE BUS(バスをジャム) この状態は、図6のそれと類似している。
【0180】WAIT FOR ALL JAMMER
S TO FINISH(すべてのジャマーの終了待
ち) この状態は、図6のそれと類似している。
【0181】最後のジャム信号の終わりは、同期イベン
トであるので、WAIT FORALL JAMMER
S TO FINISH状態時にトランシーバが同期さ
れる。
【0182】FRAME GAP(フレームギャップ) この状態は、図6のそれと類似している。
【0183】WAIT FOR Mth SLOT(M
番スロット待ち) この状態は、図6のそれと類似している。
【0184】MESSAGE READY TO TR
ANSMIT(送信されるメッセージ準備) この状態は、図6のそれと類似している。
【0185】TRANSMIT MESSAGE(メッ
セージ送信) 送信が終了するとき、FSMがFRAME GAPに移
行することを除いて、この状態は、図6のそれと類似し
ている。すべてのトランシーバは、フレームギャップ状
態への移行のため、ちょうどジャムが同期として用いら
れるように、送信の終了を同期点として使用する(1つ
のトランシーバのみが、所定の時間にメッセージを送信
していることができるので、送信の終了は、唯一の同期
点であることが保証される)。
【0186】WAIT FOR RESET OF S
LOTS(スロットのリセット待ち) N−Mスロットを越える場合、BUS IDLEへの移
行がなされることを除いて、この状態は、図6の対応す
る状態に類似している。それは、送られるメッセージが
存在しないときはいつでも通常動作において起こる。
【0187】BUS BUSY(バス使用中) 送信が終了するとき、FSMがFRAME GAPに移
行することを除いて、この状態は、図6のそれと類似し
ている。
【0188】他の明示トークン方法以上に図9のプロト
コルの利点は、図6の利点に加えて、バスが多重メッセ
ージを使用中のとき時間消費ジャミングが削除されると
いう利点にある。
【0189】RESERVATION CSMA PR
OTOCOL WITH ROTATING SLOT
S(巡回スロットを持つ予約 CSMAプロトコル)
(図10) 図10は固定優先度スロットと巡回優先度の組み合わせ
を持つRCSMA媒体アクセスプロトコルを実施するた
めのFSDである。各トランシーバは、FSDに示され
たFSDの実施を含んでいる。したがって、FSDは単
一トランシーバの観点から見られる。
【0190】図10に説明された機構の重要性は、図9
のRCSMAプロトコル能力を用い、固定および巡回の
暗黙トークンスロットを設けていることである。トラン
シーバに対する巡回スロット実施総当たりアクセスは、
ネットワークに対する公平なアクセスを保証する。固定
スロットは高優先度メッセージ型に、そして巡回スロッ
トは各トランシーバに割り当てることが好ましい(同じ
メッセージ型を発して2つのトランシーバが固定スロッ
トを争うことがないようにすることは、システム設計者
の責任である)。トランシーバ、メッセージあるいはそ
の組み合わせに対して使用される異なるスロットを持つ
複数の固定および巡回スロットグループのどのような組
み合わせも、同様の技術を用いて実施され得ることは、
当業者に明らかであろう。
【0191】以下の表記法が図10に適用される。
【0192】バスに結合されたN個のトランシーバがあ
る(そのすべてが動作すなわち稼働する必要はない)。
【0193】0からQ−1の間の優先度Pを割り当てら
れた高優先度メッセージを持つ、Q個の固定優先度スロ
ットがある。固定優先度スロットの後に、N個の巡回暗
黙トークンスロットがある。各トランシーバは、その独
自のトランシーバID番号に対応して、0からN−1の
間の独自の番号Mを割り当てられる。
【0194】各トランシーバは、巡回暗黙トークンスロ
ットを実施するため、最終駆動トランシーバID値を記
録するLAST IDと呼ばれる変数を有する。Rは、
1組みの巡回暗黙トークンスロット内の相対的なスロッ
ト位置を計算するための一時的な変数である。
【0195】RESYNCHRONIZE(再同期化) バス遊び待ち時間が、調停中に非稼働であり得る最長時
間に対応する、N+Qスロットとフレームギャップの和
であることを除いて、この状態は、図9の対応する状態
と同一である。
【0196】BUS IDLE(バス遊び) この状態は、図9のそれと類似している。
【0197】JAM THE BUS(バスをジャム) この状態は、図9のそれと類似している。
【0198】WAIT FOR ALL JAMMER
S TO FINISH(すべてのジャマーの終了待
ち) この状態は、図9のそれと類似している。ここでは、L
AST ID変数は、N−1の値に設定される。
【0199】FRAME GAP(フレームギャップ) この状態は、図9のそれと類似している。
【0200】PRIORITY MESSAGE RE
ADY TO TRANSMIT(送信される優先度メ
ッセージ準備) フレームギャップの後、各トランシーバが、それが固定
優先度暗黙トークンスロットにおいて送信する高優先度
メッセージを持っているかどうかを決定する。もし持っ
ているなら、それは、Pの内部値を、その送信キューに
おける複数の出高優先度メッセージの中で、最高優先度
に設定し、WAIT FOR PthSLOTに移行す
る。そうではない場合には、それはWAIT FOR
ALLFIXED SLOTSに移行する。
【0201】WAIT FOR Pth SLOT(P
番のスロット待ち) WAIT FOR Pth SLOTは、図9のWAI
T FOR MthSLOTに類似している。WAIT
FOR Pth SLOTにおいて、FSDは、それ
が送信可能な高優先度メッセージを有することを確認し
た。それは、P番のスロット(ここで、Pは、伝送され
るべきメッセージの優先度である)を待ち、TRANS
MIT I.D.& MESSAGEに移行する。もし
幾つかの他のトランシーバが、より小さなP値を持つ場
合には、それは最初に送信し、現在のFSDをBUS
BUSYに移行する。
【0202】WAIT FOR ALL FIXED
SLOTS(すべての固定スロット待ち) FSDが、送信される高優先度メッセージを持っていな
いとき、WAIT FOR ALL FIXED SL
OTSになる。FSDは、Q個のスロットが経過するの
を待ち、バスを監視して幾つかの他のトランシーバから
の高優先度スロットの存在を調べる。もし別のトランシ
ーバがメッセージを送ると、FSDは、BUS BUS
Yに移行する。そうではない場合には、FSDはWAI
T FOR Rth SLOTに移行し、巡回スロット
連鎖を始める。
【0203】WAIT FOR Rth SLOT(R
番スロット待ち) WAIT FOR Rth SLOTに入ると、FSD
は、次式を用いて、そのトランシーバ数Mおよび最終稼
働トランシーバ数に基づいて値Rを計算する。
【0204】(M−LAST ID−1)modulo
N したがって、最終稼働トランシーバよりも1つ大きく番
号つけされたトランシーバは、0のR値を割り当てら
れ、その最終稼働トランシーバは、N−1のR値に割り
当てられる。
【0205】もし幾つかの他のトランシーバからのメッ
セージが、受信されると、FSDは、BUS BUSY
に移行する。もしすべてのRスロットが検出スロットな
しに経過すると、FSDはMESSAGE TO TR
ANSMIT ?状態に移行する。
【0206】MESSAGE READY TO TR
ANSMIT ?(送信されるメッセージは?) この状態は、図9のそれと類似している。
【0207】TRANSMIT I.D.& MESS
AGE(IDおよびメッセージ送信) この状態は、図9のTRANMIT MESSAGEと
類似している。メッセージの送信に加えて、もし巡回ス
ロットメッセージを送っている場合には、FSDはそれ
自身のID(すなわちMの値)を送る。もしそれが優先
度メッセージを送っている場合には、それはLAST
IDの値を送信する。したがって、高優先度メッセージ
の侵入に乱されることなく、スロット巡回が継続する。
【0208】WAIT FOR RESET OF S
LOTS(スロットのリセット待ち) スロット巡回内に残っているスロット数がN−Rスロッ
トであることを除いて、この状態は、図9の対応する状
態と動作が類似している。
【0209】トランシーバは、それらのそれぞれの有限
状態図の同じ状態にあるときに、同期される。最後のジ
ャム信号の終わりは、同期イベントであるので、WAI
TFOR ALL JAMMERS TO FINIS
H状態の後の状態で、この状態が生ずる。
【0210】BUS BUSY(バス使用中) この状態は、図9のそれと類似している。
【0211】他の明示トークン方法以上に図10のプロ
トコルの利点は、図9の利点に加えて、固定および巡回
スロットの組み合わせが、低優先度メッセージに対する
公平なアクセスを持つ高優先度メッセージに対して高速
サービスを与えるように実施されるということにある。
【0212】RESERVATION CSMA PR
OTOCOL WITH MULTI−LEVEL R
OTATING SLOTS(多重レベル 巡回スロッ
トを持つ予約CSMAプロトコル)(図11) 図11は固定優先度スロット巡回と2つのレベルの巡回
優先度スロット調停の両方を持つRCSMA媒体アクセ
スプロトコルの動作を実施するためのFSDである。各
トランシーバは、FSDに示されたFSDの実施を含ん
でいる。したがって、FSDは単一トランシーバの観点
から見られる。
【0213】図11に説明された機構の重要性は、図8
の多重レベルRCSMAプロトコルを、図10の巡回ス
ロット能力と組み合わせ、巡回スロットに多重レベル調
停を持つ固定および巡回のスロットを使用するプロトコ
ルを設けることである。トランシーバ、メッセージある
いはその組み合わせに対して使用される異なるスロット
を持つ複数の固定および巡回スロットグループのどのよ
うな組み合わせも、同様の技術を用いて実施され得るこ
と、さらに、各グループ内の多重レベル能力が、類似の
技術を用いて実施され得ることは、当業者に明らかであ
ろう。
【0214】図8および図10の両方の表記法が図11
に適用される。さらに、Wは、Q+J+Kの値の最大値
を表す。YおよびZはスロット位置を計算するための一
時的な変数である。
【0215】RESYNCHRONIZE(再同期化) バス遊び待ち時間が、調停手続き中にバスが非稼働であ
り得る最長時間に対応する、Wスロットとフレームギャ
ップとの和であることを除いて、この状態は、図9の対
応する状態と同一である。
【0216】BUS IDLE(バス遊び) この状態は、図10のそれと類似している。
【0217】JAM THE BUS(バスをジャム) この状態は、図10のそれと類似している。
【0218】WAIT FOR ALL JAMMER
S TO FINISH(すべてのジャマーの終了待
ち) この状態は、図10のそれと類似している。
【0219】トランシーバがすべてそれぞれの有限状態
図の同じ状態にあるときに、それらのトランシーバが同
期される。最後のジャム信号の終わりは、同期イベント
であるので、WAIT FOR ALL JAMMER
S TO FINISH状態の後の状態時にトランシー
バが同期される。
【0220】FRAME GAP(フレームギャップ) この状態は、図10のそれと類似している。
【0221】PRIORITY MESSAGE RE
ADY TO TRANSMIT(送信される優先度メ
ッセージ) この状態は、図10のそれと類似している。
【0222】WAIT FOR Pth SLOT(P
番スロット待ち) この状態は、図10のそれと類似している。
【0223】WAIT FOR ALL FIXED
SLOTS(すべての固定スロット待ち) この状態は、図10のそれと類似している。
【0224】WAIT FOR Yth SLOT(Y
番スロット待ち) WAIT FOR Yth SLOTに入ると、次式お
よび数学的整数を用いて、そのトランシーバ数および最
終稼働トランシーバ数に基づいて、FSDは一次スロッ
ト位置Yおよび二次スロット位置Zを計算する。
【0225】 R=(M−LAST ID−1)modulo N Y=R/J Z=R−(Y*J) したがって、最終稼働トランシーバよりも1つ大きく番
号つけされたトランシーバが、最初の一次スロットおよ
び二次スロットに割り当てられる。
【0226】もし幾つかの他のトランシーバからのメッ
セージが、受信されると、FSDは、WAIT FO
MESSAGEに移行する。もしすべてのYスロットが
検出される信号なしに経過すると、FSDはMESSA
GE TO TRANSMIT ?状態に移行する。
【0227】MESSAGE READY TO TR
ANSMIT ?(送信されるメッセージは?) この状態は、図8の対応する状態に類似している。
【0228】JAM THE BUS (GROUP)
(バスをジャム)(グループ) この状態は、図8の対応する状態に類似している。
【0229】SECONDARY FRAME GAP
(二次フレームギャップ) この状態は、図8の対応する状態に類似している。
【0230】WAIT FOR Zth SLOT(Z
番のスロット待ち) Hの代わりにZが用いられることを除いて、この状態
は、図8のWAIT FOR Hth SLOT状態に
類似している。
【0231】TRANSMIT I.D.& MESS
AGE(IDおよびメッセージ送信) この状態は、図10の対応する状態に類似している。
【0232】WAIT FOR RESET OF S
LOTS(スロットのリセット待ち) スロット巡回内に残っているスロット数がJ−Yスロッ
トであることを除いて、この状態は、図10の対応する
状態と動作が類似している。
【0233】WAIT FOR MESSAGE(メッ
セージ待ち) WAIT FOR MESSAGE状態において、FS
Dはジャミングおよび完了されるべき暗黙トークンスロ
ットおよび実際に始まるメッセージを待ち、その後、B
US BUSYに移行する。
【0234】BUS BUSY(バス使用中) この状態は、図10の対応する状態と類似している。
【0235】他のプロトコル方法以上に図11のプロト
コルの利点は、図8の利点と図9の利点に加えて、固定
および多重巡回スロットの組み合わせが、低優先度メッ
セージに対する公平なアクセスを持つ高優先度メッセー
ジに対して高速サービスを与えると共に、大多数のトラ
ンシーバを支持するように実施されるということにあ
る。
【0236】
【発明の効果】本発明によれば、ネットワーク上のすべ
てのトランシーバが、中央集中的な制御を行なわずに、
および衝突検出またはビット支配をせずに、高速に同期
化/既知状態へリセットできる。トランシーバが正確に
(1伝搬遅れ内に)同期化される時点は、最後のジャミ
ングトランシーバが通信媒体へのジャミングを止める時
点である。この同期化機構は、暗黙トークンプロトコル
によって説明されたが、他のプロトコル領域にも適用で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】分割通信媒体に結合された複数のハッジノード
の概略図である。
【図2】複数の発信機を同期するための有限状態図であ
る。
【図3】中央バスマスタなしの同期時間分割多重プロト
コルの動作を実行するための有限状態図である。
【図4】バスマスタ調停を実行するための有限状態図で
ある。
【図5】初期バスマスタ調停を持つ暗黙トークンバスプ
ロトコルを実行するための有限状態図である。
【図6】各伝送の後バスを遊びにする固定優先度を持つ
予約CSMA暗黙トークン媒体アクセスプロトコルの有
限状態図である。
【図7】多重レベルバスマスタ調停を実行するための有
限状態図である。
【図8】各伝送の後バスを遊びにする多重レベル調停お
よび固定優先度を持つ予約CSMA暗黙トークン媒体ア
クセスプロトコルの動作を実行するための有限状態図で
ある。
【図9】メッセージが伝送されるために残っている間、
バス遊び状態を避ける固定優先度を持つ予約CSMA暗
黙トークン媒体アクセスプロトコルの動作を実行するた
めの有限状態図である。
【図10】固定優先度スロットと巡回優先度の組み合わ
せを持つRCSMA媒体アクセスプロトコルの動作を実
行するための有限状態図である。
【図11】2つのレベルの巡回優先度スロット調停と固
定優先度の両方を持つRCSMA媒体アクセスプロトコ
ルの動作を実行するための有限状態図である。
【符号の説明】
10…通信媒体 20、30、40…発信機および受信機

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通信媒体上の複数のトランシーバを同期
    させるための方法であって、 前記通信媒体が遊びのとき、トランシーバから前記通信
    媒体上にジャム信号を与える段階、および、 前記ジャム信号に応答して、前記トランシーバを同期さ
    せるため、すべてのトランシーバで前記ジャム信号を受
    信する段階を有することを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 さらに、前記ジャム信号に応答して、前
    記トランシーバと関連した1以上のスロットタイムの後
    に、前記トランシーバの1つから前記通信媒体上に通信
    媒体所有メッセージを発信する段階を有することを特徴
    とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 さらに、前記通信媒体所有メッセージを
    発信する段階が、明示トークンプロトコルにおける初期
    トークンホルダであることを特徴とする請求項2に記載
    の方法。
  4. 【請求項4】 単一のトランシーバと唯一関連する時間
    スロット内に第1のメッセージを送信する方法であっ
    て、 遊び通信媒体の状態に応答して、前記トランシーバから
    前記通信媒体上にジャム信号を与える段階、 前記ジャム信号に応答して、前記トランシーバを同期さ
    せるため、前記ジャム信号を前記通信媒体上のすべての
    トランシーバで受信する段階、 前記ジャム信号と応答して、かつ前記トランシーバと関
    連する1以上の時間スロットの満了後、第1のメッセー
    ジを送信する段階を有し、 前記伝送の終了時に、各トランシーバが遊びになること
    を特徴とする方法。
  5. 【請求項5】 さらに、前記第1のメッセージの終了を
    越える多くの時間スロットの後に、第2のメッセージを
    送信する段階を有し、前記第2のメッセージが、伝送さ
    れている他のメッセージがない場合に、前記第2のメッ
    セージが、バスが遊びになることを単に防止するダミー
    メッセージであることを特徴とする請求項4に記載の方
    法。
  6. 【請求項6】 さらに、前記第1のメッセージの終了を
    越える1以上の時間スロットの後に、第2のメッセージ
    を送信する段階を有し、前記第2のメッセージが伝送さ
    れていない場合に、前記通信媒体を遊びにさせることを
    特徴とする請求項4に記載の方法。
  7. 【請求項7】 単一のトランシーバと唯一関連する時間
    スロット内に第1のメッセージを送信する方法であっ
    て、 遊び通信媒体状態に応答して、前記トランシーバから前
    記通信媒体上にジャム信号を与える段階、 前記ジャム信号に応答して、前記トランシーバを同期さ
    せるため、前記ジャム信号を前記通信媒体上のすべての
    トランシーバで受信する段階、 前記ジャム信号と応答して、かつ前記トランシーバと関
    連する1以上の時間スロットの満了後、第1のメッセー
    ジを送信する段階を有し、 前記時間スロットが、巡回スロットの前に固定優先スロ
    ットを有し、さらに、 前記第1のメッセージの終了を越える1以上の時間スロ
    ットの後に、第2のメッセージを送信する段階を有し、
    前記第2のメッセージが伝送されていない場合に、前記
    通信媒体を遊びにさせることを特徴とする方法。
  8. 【請求項8】 単一のトランシーバと唯一関連する時間
    スロット内にメッセージを送信する方法であって、 遊び通信媒体状態に応答して、前記トランシーバから前
    記通信媒体上に第1のジャム信号を与える段階、 先行するステップにおいて、優先メッセージが伝送され
    ていない場合、前記第1のジャム信号に応答して、かつ
    1グループのトランシーバと関連する多くの時間スロッ
    トの後に、前記トランシーバから前記通信媒体上に第2
    のジャム信号を与える段階、および、 前記ジャム信号を越える多くの時間スロットの後に、非
    優先第1のメッセージを送信する段階を有することを特
    徴とする方法。
  9. 【請求項9】 通信媒体上の複数のトランシーバに対し
    て通信媒体所有メッセージを送信する方法であって、 遊び通信媒体状態に応答して、トランシーバから前記通
    信媒体上に第1のジャム信号を与える段階、 1グループのトランシーバと関連する1以上の時間スロ
    ットの後に、前記第1のジャム信号に応答して、前記こ
    とを特徴とするから前記通信媒体上に第2のジャム信号
    を与える段階、および、 前記トランシーバと関連する1以上の時間スロットの満
    了後に、前記トランシーバから前記通信媒体上に通信媒
    体所有メッセージを送信する段階を有することを特徴と
    する方法。
  10. 【請求項10】 単一のトランシーバと唯一関連する時
    間スロット内の第1のメッセージを送信する方法であっ
    て、 遊び通信媒体状態に応答して、トランシーバから前記通
    信媒体上に第1のジャム信号を与える段階、 1グループのトランシーバと関連する1以上の時間スロ
    ットの後に、前記第1のジャム信号に応答して、前記こ
    とを特徴とするから前記通信媒体上に第2のジャム信号
    を与える段階、および、 前記第2のジャム信号に応答して、かつ前記トランシー
    バと関連する多くの時間スロットの後に、第1のメッセ
    ージを送信する段階を有することを特徴とする送信方
    法。
  11. 【請求項11】 さらに、前記第1のメッセージの送信
    の終りに、各トランシーバが遊び状態になることを特徴
    とする請求項10に記載の方法。
  12. 【請求項12】 さらに、前記第1のメッセージの終了
    を越える多くの時間スロットの後に、第2のメッセージ
    を送信する段階を有し、前記第2のメッセージが、伝送
    されている他のメッセージがない場合に、前記第2のメ
    ッセージが、バスが遊びになることを防止するためのダ
    ミーメッセージであることを特徴とする請求項10に記
    載の方法。
  13. 【請求項13】 さらに、前記第1のメッセージの終了
    を越える多数の時間スロットの後に、第2のメッセージ
    を送信する段階を有し、前記第2のメッセージが伝送さ
    れていない場合に、前記トランシーバを遊びにさせるこ
    とを特徴とする請求項10に記載の方法。
  14. 【請求項14】 通信ノードを同期させることにより、
    異なる通信ノードから同一の通信媒体上に送信されるメ
    ッセージ間の衝突をさけるための方法において、 単一の通信媒体上に複数の通信ノードを与える段階であ
    って、単一のトランシーバが各ノードと関連し、各通信
    ノードは通信媒体上の他の通信ノードと通信可能であ
    り、すべての通信ノードが通信媒体に対して等しくアク
    セスし、かつそれについて等しく制御され、 再帰的同期化時間の関数として、前記通信ノードのいず
    れか1つから前記通信媒体上にジャム信号を与える段
    階、 前記ジャム信号に応答して前記通信ノードを同期させる
    ため、前記ジャム信号をすべての通信ノードで受信する
    段階を有することを特徴とする方法。
  15. 【請求項15】 前記同期時間が前記通信媒体上でのメ
    ッセージの伝送時間の関数であることを特徴とする請求
    項14に記載の方法。
  16. 【請求項16】 さらに、前記ジャム信号の伝送の後
    に、前記通信ノードに割り当てられた時間スロット中に
    メッセージを送信する段階を有することを特徴とする請
    求項14に記載の方法。
  17. 【請求項17】 さらに、フレーム内の複数の時間スロ
    ットにおいて、前記ジャム信号の伝送の後に、複数のメ
    ッセージを送信する段階を有することを特徴とする請求
    項14に記載の方法。
  18. 【請求項18】 さらに、連続するフレームを送信する
    段階であって、各フレームが、前記通信媒体上のすべて
    の通信ノードを同期させるため、前記ジャム信号の伝送
    とともに開始し、各フレームが、メッセージ毎に1つの
    時間スロットである、一連の時間スロット内で伝送され
    る複数のメッセージを有することを特徴とする請求項1
    4に記載の方法。
  19. 【請求項19】 単一通信媒体上の複数の通信ノードで
    あって、単一トランシーバが各ノードと関連しており、
    各通信ノードが通信媒体上のいかなる他の通信ノードと
    も通信可能であり、すべての通信ノードが通信媒体に対
    して等しくアクセスし、かつそれについて等しく制御さ
    れるような複数の通信ノードと、 再帰的同期化時間の関数として、前記通信ノードのいず
    れか1つから前記通信媒体上にジャム信号を与える手段
    と、 前記ジャム信号に応答して前記通信ノードを同期させる
    ため、前記ジャム信号をすべての通信ノードで受信する
    ための手段を備えていることを特徴とする通信システ
    ム。
  20. 【請求項20】 前記同期時間が前記通信媒体上でのメ
    ッセージの伝送時間の関数であることを特徴とする請求
    項19に記載の通信システム。
  21. 【請求項21】 さらに、前記ジャム信号の伝送の後
    に、前記通信ノードに割り当てられた時間スロット中に
    メッセージを送信する手段を有することを特徴とする請
    求項19に記載の通信システム。
  22. 【請求項22】 さらに、フレーム内の複数の時間スロ
    ットにおいて、前記ジャム信号の伝送の後に、複数のメ
    ッセージを送信する手段を有することを特徴とする請求
    項19に記載の通信システム。
  23. 【請求項23】 さらに、連続するフレームを送信する
    手段であって、各フレームが、前記通信媒体上のすべて
    の通信ノードを同期させるため、前記ジャム信号の伝送
    とともに開始し、各フレームが、メッセージ毎に1つの
    時間スロットである、一連の時間スロット内で伝送され
    る複数のメッセージを有することを特徴とする請求項1
    9に記載の通信システム。
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