JPH0650858B2 - トークン伝送通信回線網を作る局 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トークン伝送通信回線網を作る局に関する。

本発明は、プロセス制御器、数値制御器、プログラマブ
ル・コントローラのような産業用制御システムの分野に
係わり、特に、このような制御器を相互接続するための
局域回線網に係わる。

局域回線網は、通信媒体で相互に連結された２つ以上の
ノードすなわち局を有している。通信媒体としては、同
軸ケーブル、光フアイバあるいはより線対など多くの形
態のものを用いることができる。また、局間の連結構造
も星形、マルチドロツプ形またはリング形など多くの形
態がある。

使用される媒体または回線網の構造がいかなるものであ
つても、回線網上の１つの局から他の局へ順序正しく情
報を転送するための制御方式が必要とされる。最も初歩
的な制御方式では、回線網の動作制御を司さどる親局を
用いる。親局が回線網上の各子局を「指定」することに
よつて他局への情報伝達を行なうか、親局は指定した局
に、該指定局のメツセージの他局への直接発信を行なわ
せる。このような回線網では、親局が誤動作すると回線
網全体がその影響を受けるので産業上の応用に不向きで
ある。

他の方法は、イザーネツト（Ethernet）規格で定められ
るような搬送波検出マルチアクセス（ＣＳＭＡ）方式を
採用している。ＣＳＭＡ回線網では、各局は回線網が空
くのを待ち、もし局が発送メツセージを持つていれば自
身で回線網を制御して発信を開始する。２つ以上の局が
同時にメツセージを発信する場合の「衝突」を検出しつ
かつどちらに優先権があるかを競合する局に判断させる
ための機構を設けなければならない。ＣＳＭＡ回線網は
事務営業用には適しているが、「実時間」制御システム
で必要とされる情報を伝送する産業用回線網には適して
ない。産業用回線網としては、他のもつと「決定的」な
回線網制御方式が要求される。

他のもつと決定的な回線網制御方式は、タイムスロツト
予約、スロツト化したリング、レジスタ挿入リングおよ
びトークン伝送などにもとづく回線網を採用している。
トークン伝送方式では、回線網上の局間で識別ビツトパ
ターン状のトークンを伝送する。１つの局はトークンを
有する間、他の局へメツセージを発信したり他の局にメ
ツセージ発信を指令したりすることができる。トークン
伝送方式はその概念が単純であるが、トークン紛失とか
重複トークンの問題があり実施するのはなかなか難し
い。停電事故が発生したり、回線網から局が出入りした
り、局や局間を接続する媒体が誤動作したりする産業応
用面では、上記問題は一層深刻である。

本発明は、回線網制御にトークン伝送方式を用いた産業
用局域回線網に関する。本発明では、複数個の局間でト
ークンを伝送することによつてこれらの局をリング状に
論理接続する。主トークンを所持している局はリング内
の局へメツセージを送出する。メツセージには、論理リ
ングへの介入を望む新たな局からの応答を捜索する請求
メツセージと、トークン保持局が論理リングから退避す
る意向であることを他の局へ知らせるための円滑退出メ
ツセージとが含まれている。トークン保持局は、限られ
た時間だけ主トークンを保持でき、その間にトークン保
持局は他の局へ低優先度メツセージまたは高優先度メツ
セージを発送することができる。

本発明の一面は、主トークンが所定の予定内にリングを
周回するように、各局が主トークンを保持できる時間を
制限することである。これは「超過」時間を維持するこ
とにより達成される。主トークンが論理リングを周回す
るとき、超過時間は主トークンにより運ばれ、主トーク
ンが任意の時刻に予定へどのくらい近づいたかを指示す
る。トークン保持時間はこの「超過」時間によつて制限
される。

本発明の他の面は、回線網帯域の一部を低優先度メツセ
ージに対し常に使用できるよう確保することである。こ
れは、各局がトークンを保持している際に、高優先度メ
ツセージが発送用の時間を制限することによつて達成さ
れる。高優先度メツセージ発送後は、「超過」時間が常
に使用され、低優先度メツセージの発送に充分使用でき
る時間まで累積される。低優先度メツセージ発送に用い
うる時間を公平に配分するために、各局は「予約」時間
を維持する。主トークンが運ぶ「超過」時間に当該局が
寄与した時間の累積が、予約時間である。低優先度メツ
セージを発送するのに充分な累積「予約」時間がない
と、局は低優先度メツセージを発送できない。

本発明の全体的目的は、産業用通信回線網を提供するこ
とである。

所定の予定内に主トークンを維持することによつて、１
つの局から他の局へメツセージ発送に伴う最悪時間遅れ
を算出することができる。実時間制御システムを作動す
るとき、この決定的プロトコルが必要であり、営業用回
線網で通常使用されるプロトコルと著じるしい対照をな
す。

本発明の他の目的は、回線網上の局間および高低優先度
トラヒツク間に使用可能な回線網帯域を公平に配分する
ことである。

本発明のさらに他の目的は、論理リングに対する局の出
入りを擾乱なく簡単に行なうことである。このため、局
が主トークンを有するとき、請求メツセージまたは円滑
退出メツセージの発送が行なわれる。円滑退出メツセー
ジは、論理リング上の先行局に対し、次の論理リング周
回時に該先行局が他の局へ主トークンを伝送すべきこと
を通知する。請求引き継ぎ局メツセージは、トークン保
持局とその引き継ぎ局との間に配置された新たな局へ送
られる。新たな局は応答し、論理リング上で次に主トー
クンを周回させるとき発送局はトークンを新たな局へ伝
送すべき旨該発送局に通知する。

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。

発明の概要 本発明の局域回線網は論理リングを形成する局集合体か
らなり、リング上を局から局へとトークンが周回され
る。トークンを現在保持している局だけが、回線網へメ
ツセージを発信できる。各局に特定の局番もしくはアド
レスを与へ、アドレスが増す順序でトークンを周回させ
ることによつて、この論理リング方式を実行する。これ
らのアドレスを用いて、回線網上のメツセージの発信元
および宛先を認識する。当業者には明らかなように、か
かる論理リング方式は特定の媒体（電線、ケーブル、光
フアイバ等）や特定の回線網構造（リング型、トランク
型、星形等）に限定されるものではない。

第１０ａ図に示す論理リングの一例は、５つの局５１
０，５２０，５３０，５４０，５５０を有し、それぞれ
が局番１０，２０，３０，４０，５０を与えられてい
る。任意の時刻に、いずれか１つの局が残りの局へ回線
網を介してメツセージを発送でき、この発送局は「トー
クン」を所持すると言われる。もし、発送メツセージが
宛先からの速答を要求していれば、宛先局に応答の機会
が与えられる。その後、トークン保持局へ発送権が戻さ
れる。トークン保持局がトークンを保持できる時間を調
整する規則があり、トークン保持局はこの規則に従がわ
なくてはならない。この時間が経過したとき、または、
他の発送メツセージがトークン保持局にない場合、トー
クン保持局は回線網維持のための動作例えば、超過時間
及び予約時間の更新を行う。この動作が完了すると、ト
ークン保持局は、論理リング内の次の局すなわち「引き
継ぎ局」へトークンを渡す。トークンを渡した後は、再
びトークンを受けとるまで、先のトークン保持局は、回
線網上の現在のトークン所持局からのメツセージを受信
することになる。

引き継ぎ局へ渡されるトークンには、トークンを受けと
る引き継ぎ局の局番を示すトークンメツセージが含まれ
ている。このためには、各局がその引き継ぎ局になる局
の局番を記憶しているということが当然前提となつてい
る。例えば、第１０ａ図の回線網のリングに沿つて、局
５１０は引き継ぎ局のアドレス２０を記憶し、局５２０
は引き継ぎ局のアドレス３０を記憶する等である。その
結果、全ての局が論理リング内に留まり新たな局がリン
グへの介入を望まない限り、予測可能なトークン循環が
円滑に行なわれる。

第１０ｂ図は、他の局５２３がリングへ加入する場合を
示している。点線５２４で表わすように、局５２０から
局５３０へのトークン伝送は行なわれず、代りに局５２
３を介してトークンが伝統される。本発明の１つの面
は、新たな局５２３を論理リングへ加入させる方法にあ
る。

すなわち、本発明は「請求トークン」と呼ぶ別の仮想ト
ークンを採用し、これを論理リング上に周回させる。あ
る局が請求トークンを保持すると、この局は回線網維持
動作の一部として「請求」メツセージの発送を行なうこ
とができる。請求メツセージはトークン保持局の引き継
ぎ局のアドレスを有し、トークン保持局とその引き継ぎ
局との間の１つの局番が与えられている。もし、新たな
局がトークン保持局とその引き継ぎ局との間の論理リン
グへの介入を望んでいれば、新たな局は１つの「請求」
メツセージに応答する。新たな局からの回答は「設定引
き継ぎ局」メツセージを用いて行なわれ、トークン保持
局はこのメツセージにより新たなリング内局についての
通知を受ける。例えば局５２０が局番２０とその引き継
ぎ局番３０のアドレスとの間の宛先アドレスをもつた一
連の「請求」メツセージを発送すると仮定する。新たな
局５２３は２０と３０の間のアドレスを有するから、１
つの「請求」メツセージに「設定引き継ぎ局」メツセー
ジを以つて応答する。その結果、局５２０に対する引き
継ぎ局は２３に変更され、新たな局５２３の引き継ぎ局
として３０が設定され、新たな局５２３への通常のトー
クン伝送が行なわれる。しかして、円滑な遷移が達成さ
れる。

論理リング上での請求トークンの周回速度は「主」トー
クンの周回速度よりもはるかに遅い。本発明の実施例で
は、請求トークンの伝送のために特別な取り決めをして
いない。そこで、各局を次のようなプログラムしてい
る。すなわち、主トークンの一周回期間内に各局が回線
網上の「請求」メツセージを聞かなければ、各局は自身
が請求トークンを有しているとみなし自身で「請求」メ
ツセージを発送する。その結果、主トークンの周回が完
了する毎に一回だけ「請求」メツセージが発送され、ト
ークン保持局とリング内の次の局との間の番号をもつ各
局を介して該次の局へ伝送される。

ところで、ある局が不作動になると、第１０ｃ図に示す
ように論理リングが変更される。例えば、もし局５３０
が不作動になると、矢印５２５で表わすように局５２０
から局５４０へトークンを直接伝送しなければならな
い。本発明では、論理リングの縮小化を手際よく円滑に
達成するために、退避局５３０が先行局５２０へ退避の
意向を伝えるようにしている。かかる通知は「円滑退
出」メツセージで行なわれ、退避局が主トークンを所持
したときに先行局へ発送される。このメツセージによ
り、局５２０内の引き継ぎ局アドレスは、例えば先の値
「３０」から「４０」へ変更される。したがつて、次の
主トークン周回期間で局５２０は、主トークンを局５３
０ではなく局５４０へ伝送する。したがつて、論理リン
グからの局の退避が円滑に行なわれる。

実施例の説明 通信回線網は電気信号を伝送するケーブル系である。ケ
ーブル系は二重シールド（箔と編組）をもつ７５オーム
可撓性同軸ケーブルを採用して雑音に対する不感性を高
めている。ケーブル区分を相互接続するのにＢＮＣコネ
クタを使用している。

第１図に示すケーブル系は、タツプ２で相互接続された
ＲＧ−１１型ケーブル区分からなるトランクケーブル１
を有している。トランクケーブル１は、６．２５ＭＨｚ
の高周波信号で２５．４メートル（１０００フイート）
につき３．３ｄｂの減衰度を有し、中継器を用いずに２
２８．６メートル（９０００フイート）の長さとするこ
とができる。トランクケーブル１の各端部は７５オーム
の抵抗器３で終端している。

各タツプ２はドロツプライン・ケーブル４を介して節点
すなわち局をトランクケーブル１へ接続する手段をな
す。ドロップライン・ケーブル４も７５オームの同軸ケ
ーブルを採用し、その長さは約０．６メートル（２４イ
ンチ）である。長さが短かいので、ドロツプライン・ケ
ーブル４としては、一層可撓性に富み設置容易なケーブ
ルを使用することができる。

第１図に示すように、回線網上の各局は媒体アクセス制
御器５と、インターフエース制御器６とを備えている。
後で詳述するが、各局の媒体アクセス制御器５は同一構
成を有し、その基本機能はデータ連結層プロトコルを実
行することである。しかして、媒体アクセス制御器５は
回線網への情報発信権を制御し、任意の時刻に発信でき
るのは１つの局だけとし各局に定間隔で公平に発信時間
に分配されるようになつている。これによつて、局間で
転送される情報の完全性が保証されると共に情報の損失
または重複が阻止される。構造的には、ＢＮＣコネクタ
を介してドロツプライン・ケーブル４に接続する印刷配
線板上に、媒体アクセス制御器５が形成される。

媒体アクセス制御器５は、対応するインタフエース制御
器６への標準インターフエースとしても働く。インター
フエース制御器６の機能は媒体アクセス制御器５を特定
の機器へ電気的に接続することで、インターナシヨナル
・スタンダーヅ・オーガナイゼイシヨン（ＩＳＯ）のオ
ープン系相互接続用基準モデルに定められているよう
な、機器間通信用高次プロトコル層を実行する。構造的
には、対応媒体アクセス制御器５上のデユアル・ポート
・メモリへ電気的に接続する印刷配線板上に、インタフ
エース制御器６が形成される。汎用コンピユータ７やプ
ロセツサ制御器８のような市販機器へ、インタフエース
制御器６を普通に接続できるが、一方、米国特許第４，
４４２，５０４号に記載のようなプログラマブル・コン
トローラ９や米国特許第４，２２８，４９５号に記載の
ような数値制御器１０の裏面へ、インターフエース制御
器６を直接差し込む構造とすることもできる。後に詳述
するように、インターフエース制御器６は媒体アクセス
制御器５からのメツセージデータを入力し、そのデータ
を対応の機器７〜１０が認識しうる形に変換し、変換デ
ータを機器へ出力する。

ハードウエアの説明 第２図において、２０ビツトのアドレスバス２１と８ビ
ツトのデータバス２２を駆動するマイクロプロセツサ２
０を中心として媒体アクセス制御器５が構成されてい
る。マイクロプロセツサ２０は１０ＭＨｚのクロツク３
２により作動されて、総括的に制御バス２６として示す
複数のライン上に制御信号を出力する。ＲＯＭ２３内に
記憶されている機械語プログラムを実行することによつ
て、マイクロプロセツサ２０は媒体アクセス制御器５の
機能を遂行する。マイクロプロセツサ２０が読出しまた
は書込みサイクルを実行すると、バス２１，２２に接続
したエレメント間でデータの接続が行なわれる。ＲＯＭ
２３が制御ライン２４を介してイネーブルされ、マイク
ロプロセツサ２０内のプログラムカウンタ（図示せず）
によつて機械語プログラム命令のアドレスがアドレスバ
ス２１上に出力されると、例えば読出しサイクルの期
間、ＲＯＭから命令が取出される。

媒体アクセス制御器５内の他のアドレス可能なエレメン
トもＲＯＭ２３同様、デコーダ回路２５が駆動する制御
ラインによりイネーブルされる。アドレスバス２１上に
発生したアドレスおよび制御バス２６上に発生した信号
にもとづき、デコーダ回路２５は５つの制御ライン２
４，２７〜３０のうちの１つのラインにイネーブル信号
を発生する。これらの制御ラインによつて作動されるア
ドレス可能なエレメントが占めるアドレス空間を表Ａに
示す。

表 Ａアドレス（１６進） エレメント ０００００−０７ＦＦＦ ＲＯＭ２３ ０８０００−０８０１Ｆ プロトコル通信制御器 ０８０２０−０８０２７ 入力バツフア ０８０４０−０８０４７ 出力ラツチ ０Ｃ０００−０ＤＦＦＦ 仲介制御器 プロトコル通信制御器４０はバス２１，２２，２６に接
続し、デコーダ回路２５が駆動する制御ライン３０によ
つてイネーブルされる。この制御器４０としては、回線
網を介して行なうメツセージの受信または発信に関係す
る多くの機能を行なう市販の集積回路を用いる。書込み
サイクル時に制御器４０がイネーブルされると、メツセ
ージデータが８バイトの発信バツフアへ書込まれたり、
あるいは、制御器４０を構成する多数の内部レジスタに
データが書込まれる。読出しサイクル時は、８バイトの
受信バツフアからメツセージデータが読出されたり、多
数の内部ステータスレジスタのいずれかからステータス
情報が読出される。

制御器４０の内部発信バツフアに記憶されたデータに対
応する直列ビツト列が、制御器４０によつてＸＭＴライ
ン４１へ送出される。また、制御器４０の他の機能とし
て、各発信メツセージの始めと終りにフラツグバイトを
挿入すること、各メツセージの終りにＣＲＣバイトを演
算し送出することがある。さらに、制御器４０は、ＲＣ
ＶＲライン４２上の直列ビツト列を入力し、自身の内部
受信バツフアへメツセージを納める機能も有している。
そして、制御器４０は、フラツグバイトを除去し、受信
メツセージについてのＣＲＣチエツクを行なう機能もも
つている。

メツセージが発信メツセージであるとき、プロトコル通
信制御器４０は、遅延回路４４へ通じる制御ライン４３
に発送要求信号を発生する。この信号が直ちに発信モデ
ム４５をイネーブルすると発信モデムは搬送信号を発生
し始め、８マイクロ秒後にマンチエスタ・エンコーダ／
デコーダ４６がイネーブルされて搬送信号の変調を開始
する。マンチエスタ・エンコーダ／デコーダ４６として
は、ＸＭＴライン４１からの直列ビツト列を入力し発信
モデム４５へ対応のマンチエスタ符号を出力する市販の
集積回路を用いる。周知のように、マンチエスタ符号化
直列データは直流電圧もしくは直流電流成分を有せず、
普通の非零復帰符号よりも雑音不感度が高い。発信モデ
ム４５も市販の集積回路であり、これは、周期性高周波
非同期信号としての直列データを送出する。非同期信号
の周波数は直列データの論理レベルの高低によつて決ま
る。発信モデム４５は、高レベルに対して６．２５ＭＨ
ｚの信号を発生し低レベルに対して３．７５ＭＨｚの信
号を発生する。この高周波出力信号は、絶縁変圧器４８
を介してドロツプライン４へ供給される。

他の局による信号が回線網上に生じると、第２図に示す
ように、この信号は変圧器４８を介して受信モデム４７
の入力へ供給される。受信モデム４７としては、６．２
５ＭＨｚの搬送波を高論理電圧レベルへ変換し３．７５
ＭＨｚの搬送波を低論理電圧レベルへ変換する市販の集
積回路を用いる。受信モデムで得られたマンチエス符号
化データ列はライン５０を介してマンチエスタ・エンコ
ーダ／デコーダ４６へ供給される。このとき、マンチエ
スタ・エンコーダ／デコーダ４６はデコーダとして機能
して制御ライン４９上に有効表示信号を送出すると共
に、ＲＣＶＲライン４２を介してプロトコル通信制御器
４０へ直列ビツト列を供給する。

したがつて、プロトコル通信制御器４０内の発信バツフ
アへメツセージデータを書込むと、メツセージはＦＳＫ
符号化信号として回線網へ発信される。回線網上のＦＳ
Ｋ符号化メツセージは受信、解読されて制御器４０内の
受信バツフアへ供給される。このメツセージデータは、
後に詳述するように受信バツフアから読出され処理され
る。

メツセージデータは、媒体アクセス制御器５と対応のイ
ンターフエース制御器６間へデユアル・ポートＲＡＭ６
０を介して伝送される。ＲＡＭ６０は１組の双方向性デ
ータゲート６１を介してデータバス２２に接続し、１組
のアドレスゲート６２を介してアドレスバス２１に接続
する。ゲート６１，６２は３状態ゲートであつて、制御
ライン２９を介してデコーダ回路２５によりイネーブル
される仲介制御器６３がこれらのゲートを作動する。仲
介制御器６３は、制御バス２６上の信号またはインター
フエース制御器６に接続する１組の対応制御ライン６８
上の信号にもとづいて動作する。

後に詳細に説明するが、マイクロプロセツサ２０がデユ
アルポートＲＡＭ６０をアドレスすると、仲介制御器６
３がイネーブルされアドレスされた記憶位置に対して読
出しまたは書込みサイクルが行なわれる。しかし、デユ
アルポートＲＡＭが他のポートからアクセスされている
と、アイクロプロセツサ２０はアクセスが許可されるま
で待ち状態となる。ここで、他のポートとは第２の１組
の双方性データゲート６４と第２のアドレスゲート６５
に接続したポートである。これらのゲートにより、デユ
アルポートＲＡＭ６０はインターフエース制御器６内の
データバス６６とアドレスバス６７にそれぞれ接続す
る。仲介制御器６３はゲート６４，６５も制御してイン
ターフエース制御器６のデユアルポートＲＡＭ６０への
アクセスを許可する。

第２図に示すように、媒体アクセス制御器５は出力ラツ
チ７０を介して多数の単一ビツト装置および制御ライン
を作動する。書込みサイクル時、制御ライン７０を介し
てデコーダ回路２５によりラツチ７０がイネーブルされ
て該ラツチに単一ビツトが書込まれ、１６個の独立なア
ドレス可能位置のうち１つにラツチされる。ＩＮ ＨＯ
ＳＴライン７１，ＭＡＣＲＥＡＤＹライン７２，ＭＡＣ
ＦＡＵＬＴライン７３等インターフエース制御器６へ
接続する多数の制御ラインが、出力ラツチ７０によつて
駆動される。後に詳述するように、ライン７２と７３は
電力供給時に使用されてインターフエース制御器６に媒
体アクセス制御器５の状態を知らせる。また、デユアル
ポートＲＡＭ６０内のメツセージデータがインターフエ
ース制御器６に使用可能であることを制御器６に通知す
るのに、ライン７１が使用される。

入力バツフア７５はデータバス２２に接続し、制御ライ
ン２８を介してデコーダ回路２５によつてイネーブルさ
れる。しかして、エンコーダ／デコーダ４６等多くのデ
ータ源からの単一ビツトデータがマイクロプロセツサ２
０へ入力される。

次に第２図および第３図において、１６ビツトデータバ
ス６６および２３ビツトのアドレスバス６７を駆動する
マイクロプロセツサ８０を中心として、インターフエー
ス制御器６も構成されている。これらのバス６６，６７
は上述のようにデユアルポートＲＡＭ６０に接続し、仲
介制御器６３を介してアクセスを確保した後にマイクロ
プロセツサ８０はＲＡＭ６０に対するデータ読出し、デ
ータ書込みができる。

第３図に示すように、マイクロプロセツサ８０はクロツ
クで駆動され、バス６７および６７に接続するＲＯＭ８
１に記憶された機械語プログラムにもとづいて動作す
る。読出しサイクル時、ＲＯＭ８１は、デコーダ／制御
器８３が駆動する制御ライン８２を介してイネーブルさ
れる。アドレスバス６７や読み／書き制御ライン８４等
マイクロプロセツサ８０が駆動する多数の制御ライン
へ、デコーダ／制御器８３は接続している。バス６７上
のアドレス符号に応答して、デコーダ／制御器８３はイ
ンターフエース制御器６の「アドレス」されたエレメン
トをイネーブルする。アドレス可能なエレメントが占め
るアドレス空間を表Ｂに示す。

表 Ｂアドレス（１６進） エレメント ００００００−０７ＦＦＦＦ ＲＯＭ８１ ０８００００−０ＦＦＦＦＦ ＲＡＭ ＦＦ９Ｆ００−ＦＦ９Ｆ３Ｆ 出力ラツチ ＦＦ９Ｆ４０−ＦＦ９Ｆ７Ｆ デユアル万能非同期受信
／送信器 ＦＦ９Ｆ８０−ＦＦ９ＦＢＦ タイマ／優先度エンコー
ダ ＦＦ９ＦＣＯ−ＦＦ９ＦＤＦ 入力ゲート ＦＦＣ００Ｄ−ＦＦＦＦＦＦ デユアルポートＲＡＭ６
０ アドレス可能なエレメントのうちの１つであるデユアル
万能非同期受信／送信器８５は、バネ６６，６７に接続
し、制御ライン８６を介してイネーブルされる。受信／
送信器８５として、２つの直列入力ポート８７および８
８のそれぞれにおける直列データを送受信する市販の集
積回路を用いる。デユアル万能非同期受信／送信器８５
内の直列ポート８７または８８の出力レジスタにデータ
語が書込まれてから、そのデータ語は指示ポートから自
動的に取り出される。逆に、ポート８７，８８の一方で
直列データが受信されると、受信／送信器８５は割込み
要求ライン８９を介してマイクロプロセツサ８０に割込
み、マイクロプロセツサ８０は、受信／送信器８５から
入力されたデータ語を割込み業務ルーチンの一部として
読込む。また、マイクロプロセツサ８０は３ビツト符号
と一緒の制御信号を割込み確認ライン９０上に送出す
る。これらのビツト符号と制御信号は３ライン／８ライ
ンデコーダ回路９１へ供給される。しかして、デコーダ
９１が駆動する ＤＡＣＫ制御ライン９２を介して、受信／送信器８５は
割込み要求を受け付ける。

電力供給時、受信／送信器８５は直列入出力ポート８７
のＲＳ−２３２標準プロトコルと直列入出力ポート８８
のＲＳ−４２２標準プロトコルとを実行する。１９．２
Ｋの帯域に及ぶ信号がポート８７あるいは８８で処理さ
れる。したがつて本実施例によるインターフエース制御
器６の一般的目的は、市販の各種汎用コンピユータに標
準型直列ポートを適用させることである。

受信／発信器８５から入力する割込み要求の他に、タイ
マ／優先度エンコーダ回路９５によつて優先度が決めら
れた多数の割込み要求に、マイクロプロセツサ８０は応
答する。ライン９６を介して電源（図示せず）から与え
られる停電割込みや制御ライン７１を介して媒体アクセ
ス制御器５から与えられる割込み要求が優先度エンコー
ダ８５に供給される。優先度エンコーダ９５は、上記割
込みとか内部タイマが発生する多くの割込みに応答する
ことによつて、マイクロプロセツサ８０に最高位優先度
割込み要求を指示するための制御ライン９７上に３ビツ
トの割込みベクトルを発生する。マイクロプロセツサ８
０が割込み要求を受け付けると、３ライン／８ラインデ
コーダ９１が駆動するＩＡＣＫ制御ライン９８を介し
て、このことが通知される。

第３図には示してないが、タイマ／優先度エンコーダ９
５はアドレスバス６７とデータバス６６に接続されてい
る。エンコーダ９５の内部レジスタ（図示せず）のいず
れかに対してデータの書込みまたは読出しが行なわれる
と、エンコーダ９５は、デコーダ／制御器８３により制
御ライン９９を介してイネーブルされる。内部タイマか
ら実時間クロツクを読出すようにしてもよいが、通常、
系か初期化される際の電源供給時にエンコーダ９５がイ
ネーブルされる。

タイマ／優先度エンコーダ９５がアドレスされると、適
切な装置がアドレスされたことおよび読出しまたは書込
みサイクルが完了したことをマイクロプロセツサ８０に
知らせるためのＤＴＡＣＫライン１００上に、エンコー
ダ９５から確認信号が送出される。他の系エレメントが
アドレスされたときも、該エレメントによつてライン１
００が駆動される。各読出しまたは書込みサイクル時
に、マイクロプロセツサ８０はバス６７にアドレスを送
出し、アドレスされたエレメントからのＤＴＡＣＫ信号
の受信を待つ。したがつて、読出しまたは書込みサイク
ル完了前は、仲介制御器６３のような非同期な系エレメ
ントに対して待機する。

インターフエース制御器６は、バス６６、６７読み／書
き制御ライン８４およびイネーブルライン１０６に接続
するＲＡＭ１０５を有する。後に詳述するが、直列ポー
ト８７または８８を介して受信したメツセージを媒体ア
クセス制御器５へ伝送可能な形に変換することに関係す
る多数のデータ構造を、ＲＡＭ１０５は記憶している。
応用業務層、表示業務層、セツシヨン業務層、移送業務
層、回線網業務層など高次のプロトコル業務層を提供す
るようにマイクロプロセツサ８０がプログラムされてい
る。これらの業務は大量のＲＡＭを必要とする。

バス６６と６７には多くの単一ビツト入出力エレメント
が接続されている。これらのうち、２組の入力ゲート１
０７と１０８が媒体アクセス制御器５からの制御ライン
７２，７３および単極スイツチ１０９へ接続している。
スイツチ１０９は手動によりセツトされ、局が多様な応
用に適応できるようにしている。入力ゲート１０７と１
０８は３状態ゲートであつて、デコーダ／制御器８３に
よりアドレス，イネーブルされて、読出しサイクル時に
入力をデータバス６６へ供給する。一方、２組のラツチ
１１０，１１１がデータバス６６に接続し多数の制御ラ
インと表示灯１１２を駆動する。ラツチ１１０と１１１
は制御ライン１１３および１１４を介してイネーブルさ
れて、書込みサイクル時にバス６６上のデータをラッチ
する。出力ラツチ１１０はＨＯＳＴ ＲＥＡＤＹ制御ラ
イン１１５、ＨＯＳＴ ＦＡＵＬＴライン１１６および
ＳＨＵＴ ＤＯＷＮライン１１７を駆動する。媒体アク
セス制御器５とインターフエース制御器６共用の電源表
示灯（図示せず）へ、ＳＨＵＴ ＤＯＷＮライン１１７
が接続し、イネーブルされると、電源を断とできること
が使用者に通報される。

前述のように、媒体アクセス制御器５内のデユアルポー
トＲＡＭ６０は８ビット語長で構成されている。インタ
ーフエース制御器６内のデータバス６６は１６ビツト幅
であるから、デユアルポートＲＡＭ６０を用いた読出し
または書込みサイクル時、８ビツトは使用されない。し
たがつて１組の３状態ゲート１２０がこれら不使用ビツ
トに接続され、デユアルポートＲＡＭ６０がアドレスさ
れたとき常に制御ライン１２１を介してイネーブルされ
るようになつている。ゲート１２０への入力は接地接続
され、デユアルポートＲＡＭ６０からデータが読出され
るときデータバスの最上位８ビツトが低論理電圧レベル
へ下げられる。

本実施例のインターフエース制御器６は多くの可能な構
造のうちの１つにすぎない。例えば、プログラマブル・
コントローラまたは数値制御系のインターフエース制御
器６では、２つの直列ポートと対応のハードウエアを背
面バスへのインターフエースで置き換えられる。このよ
うな背面バスはプログラマブル・コントローラや数値制
御系のプロセツサまたはメモリモジユール、入出力スキ
ヤナモジユールあるいは周辺プロセツサモジユールなど
他の回路へ接続できる。例えば、インターフエース制御
器６を、米国特許第４，４４２，５０４に記載のプログ
ラマブル・コントローラ中の「通信回線網インターフエ
ース」として採用できる。

次に、第２図と第４図において、仲介制御器６３は、一
対のＤ形フリツプ・フロツプ１５０、１５１を有する個
別論理装置から構成される。媒体アクセス制御器５およ
びインターフエース制御器６からそれぞれ延びている各
要求制御ライン２９と１２１に、フリツプ・フロツプ１
５０と１５１の「Ｄ」入力が接続している。これらフリ
ツプ・フロツプの出力は、ＮＡＮＤゲート１５２を介
して第３のＤ形フリツプ・フロツプ１５３の「Ｄ」入力
に接続し、このフリツプ・フロツプ１５３がセツトある
いはリセツトされると、どの要求系がデユアルポートＲ
ＡＭ６０にアクセスしたかが表示される。

フリツプ・フロツプ１５３のＱ出力はイネーブルライン
１５４を駆動してインターフエース制御器のバスをデユ
アルポートＲＡＭ６０へ接続する。また、一対の３状態
ゲート１５５、１５６によつて、インターフエース制御
器６からの出力イネーブルＯＥライン１５７および書込
みイネーブルＷＥライン１５８がデユアルポートＲＡＭ
６０上の対応の制御ライン１５９および１６０へ接続さ
れる。同様に、媒体アクセス制御器のバスをデユアルポ
ートＲＡＭ６０へ接続するイネーブルライン１６１を、
フリツプ・フロツプ１５３の出力で制御する。また、
このライン１６１によつて、一対の３状態ゲート１６２
と１６３が、媒体アクセス制御器５からの出力イネーブ
ルライン１６４と書込みイネーブルライン１６５をそれ
ぞれＲＡＭ制御ライン１５９，１６０へ接続する。媒体
アクセス制御器５またはインターフエース制御器６がそ
れぞれライン２９，１２１を介してアクセス要求する
と、デユアルポートＲＡＭ６０をイネーブルするチツプ
選択リード１６６がＯＲゲート１６７によつて駆動され
る。

相応のバスおよび制御ラインがデユアルポートＲＡＭ６
０へ接続した後に、「ＤＴＡＣＫ」信号が相応のマイク
ロプロセツサ２０または８０に送出されて読出しまたは
書込みサイクルを完了する。媒体アクセス制御器のマイ
クロプロセツサ２０用のＤＴＡＣＫ制御ライン１６８は
フリツプ・フロツプ１６９によつて駆動される。このフ
リツプ・フロツプはＡＮＤゲート１７０によりセツトま
たはリセツトされる。同様に、インターフエース制御器
のマイクロプロセツサ８０用のＤＴＡＣＫライン１００
はフリツプ・フロツプ１７１によつて駆動される。ＡＮ
Ｄゲート１７２が、このフリツプ・フロツプをセツトま
たはリセツトする。

ＡＮＤゲート１７０，１７２は両入力が低レベルのとき
イネーブルされる。

インターフエース制御器６０がデユアルポートＲＡＭ６
０に対する読出しまたは書込みサイクルを完了した後
に、仲介制御器が元へ切換つて、要求に応じ、現在のア
クセスを媒体アクセス制御器５へ供給する。これは、フ
リツプ・フロツプ１５０とＮＡＮＤゲート１５２間を接
続するＯＲゲート１７５により行なわれる。フリツプ・
フロツプ１５３のＱ出力はライン１７６を介してＯＲゲ
ート１７５に接続され、インターフエース制御器６から
のアクセス要求が要求ライン１２１から除去されると直
ちにフリツプ・フロツプ１５３がセツトされて媒体アク
セス制御器のアクセスを可能にする。その結果、ライン
２９を介して媒体アクセス制御器５がアクセス要求する
と、フリツプ・フロツプ１５３が既にセツトされている
のでＡＮＤゲート１７０が直ちにイネーブルされ、遅延
なく読出しまたは書込みサイクルを完了する。

データ構造の説明 第２図で説明したように、デユアルポートＲＡＭ６０は
媒体アクセス制御器５とインターフエース制御器６間へ
情報を伝達するのに使用され、マイクロプロセツサ２０
はＲＡＭ６０を作業域として用いる。ＲＡＭ６０に記憶
されたデータは４つの一般的領域すなわちデータ構造に
分割される。すなわち、ステータス領域２００、ビツト
マツプ２０１、受信と発信待ち行列２０２、ＲＤＲバツ
フア２０３である。以下に説明するように、これらのデ
ータ構造はメツセージ構造同様に回線網へ通信される。

第５図に示すように、媒体アクセス制御器５によつて回
線網上を伝送されるメツセージは、一連のメツセージ
と、ビツト配列プロトコルを実行する零とで構成されて
いる。完全なメツセージすなわちフレームは一連のプリ
アンブリビツト２１０を有し、これにフラグビツト２１
１、パケツト２１２、フレームチエツク シーケンス・
ビツト２１３、他のフラツグビツトの組、および一連の
終縁ビツト２１５が続く。このフレームは、他の周知の
ビツト配列プロトコルたとえばＡＤＣＣＰ、ＨＤＬＣお
よびＳＤＬＣに類似している。パケツト２１２を挟む前
縁ビツト２１０，２１１および後縁ビツト２１３，２１
４，２１５を発生するには、１９８４年にロツクウエル
インターナシヨナルにより出版されたＲ６８５６０，
Ｒ６８５６１マルチプロトコル通信制御器のデータシー
ト（文書番号第６８６５０Ｎ０６）に記載のプロトコル
通信制御器４０（第２図）を用いる。

メツセージに含まれる各ポケツト２１２は４つの部分を
有する。すなわち、宛先アドレス２１６、制御バイト２
１７、発信元アドレス２１８およびパケツトデータ２１
９である。宛先アドレスは１バイト長でメツセージ宛先
の局番を示す。局番「２５５」は、全ての局へメツセー
ジを「流す」ことを表わしている。同様に、発信元アド
レスバイト２１８はメツセージを発信する局の番号を示
す。制御バイト２１７には、メツセージの性質すなわち
「種類」を定める７ビツトと、一連のメツセージが特定
の順序で発信された場合のトグルビツトとして用いられ
る単一ビツト（ＳＥＱ）とが含まれている。制御バイト
２１７で表わされるメツセージの種類は２０ある。すな
わち、 ０：回線網上の発信権を伝送するのに用いるトークンメ
ツセージ。

１：次にトークンメツセージを受信する局を決めるのに
用いる請求引き継ぎ局メツセージ。

２：受信局がトークンを伝送すべき局を該受信局に示す
設定引き継ぎ局メツセージ。

３：指示された引き継ぎ局がトークンを取らないとき、
全ての局へ伝えられる「後続局はどれか」メツセージ。

４：回線網から退避する局がその旨を先行局に示す円滑
退出メツセージ。

５：受信局の対応メツセージ中にメツセージデータを発
送することを該受信局に要求する応答付要求データ（Ｒ
ＤＲ）メツセージ。

７：主トークンが消失したとき主トークンの所持権を決
めるのに用いるクレームトークンメツセージ。

８：確認付き優先度発送データ（ＳＤＡ）メツセージ。
このメツセージは宛先アドレスへデータを届け、メツセ
ージが確かに届いたことを確認する受けとり（ＡＣＫ）
メツセージの応答を要請する。

９：優先度ＳＤＡメツセージ。

１０：０から２５５のデータバイトをもつＳＤＡメツセ
ージ。

１１：２５６から２７２のデータバイトをもつＳＤＡメ
ツセージ。

１２：０から２５５のデータバイトをもつ確認不要発送
データ（ＳＤＮ）メツセージ。

１３：２５６から２７２のデータバイトをもつＳＤＮメ
ツセージ。

１４：パケツトデータなし確認（ＡＣＫ）メツセージ。

１６：ＲＤＲデータの０から２５５バイトをもつＡＣＫ
メツセージ。

１７：局がメツセージを受信するのに充分なメモリ空間
をもたないことを示す非確認（ＮＡＫ）メツセージ。

１８：局がオフラインであることを示すＮＡＫメツセー
ジ。

１９：リンク業務アクセス点が不作動であることを示す
ＮＡＫメツセージ。

２０：パケツトデータの様式が不適切であることを示す
ＮＡＫメツセージ。

再び第５図において、パケツト２１２の内容はその種類
によつて決まる。種類３，１４，１７，１８，１９およ
び２０を除いた全てのパケツト２１２がパケツトデータ
２１９を有している。このパケツトデータ２１９の性質
はメツセージの種類により決まる。パケツトデータ長は
単一バイトから約３００バイトに及ぶことができる。メ
ツセージの種類は多いが、通常、実際のメツセージデー
タ２２２と、メツセージデータ２２２の長さを表わすサ
イズバイト２２３を有している。通常、メツセージデー
タ２２２は特定情報をもつており、この情報はＩＳＯ標
準の高次層プロトコルを実施するように様式化されてい
る。

このように多くのメツセージは、宛先業務アクセス点
（ＤＳＡＰ）バイト２２０または発信源業務アクセス点
（ＳＳＡＰ）バイト２２１を有する。回線網上の各局
は、それが接続する制御装置に対して少なくとも１つの
通信機能を行なう。例えば、第３図のインターフエース
制御器６の直列入出力ポート８７と回線網上の他の局に
接続したプログラマブル・コントローラとの間にメツセ
ージを届けるのが第１の機能すなわち「業務」であり、
別の直列入出力ポート８８と回線網上の他の局に接続し
た数値制御系との間へメツセージを届けるのが第２の業
務である。したがつて、ある局がどんな業務のために特
定のメツセージを発信したり受信したりするかを定める
のがＤＳＡＰバイトおよびＳＳＡＰバイトである。２５
６の別個の業務が各局で処理される。

第２図に示すＲＡＭ６０は第６図および第７図に示すよ
うなデータ構造をもつている。ＲＡＭ６０のステータス
領域２００は第６図のように多数のデータ構造を有して
いる。これらのデータ構造はメツセージの受信、発信に
おいて重要であり、インターフエース制御器６の動作に
対して媒体アクセス制御器５の動作を調整する。データ
構造として、受信と発信待ち行列２０２内に記憶された
メツセージのうち次に取り込んだり取り出したりするメ
ツセージを指定する４個１組のインデツクス２３０ａ〜
２３０ｄがある。すなわち、媒体アクセス制御器５が発
送する優先度発信待ち行列２３１（第７図）中の次のメ
ツセージと、インターフエース制御器が新たな優先度メ
ツセージを記憶するのに役立つ待ち行列２３１中の次の
空間とを指定するのがインデツクス２３０ａである。優
先度受信待ち行列２３２、発信待ち行列２３３および受
信待ち行列２３４に対して同様なインデツクス２３０ｂ
〜２３０ｄを設けてある。

インターフエース制御器６が読出す次の受信メツセージ
が受信待ち行列２３２に対応のインデツクスで指定さ
れ、媒体アクセス制御器５による受信メツセージの次の
保管域が受信待ち行列２３４に対応のインデツクスで指
定される。したがつて、インデツクス２３０は待ち行列
２３１〜２３４と組で働いて媒体アクセス制御器５とイ
ンターフエース制御器６間でのメツセージのやりとりを
行なう。

次に、第６図に示すように、ステータス領域２００は１
組の局アドレス２３５も有している。局アドレス２３５
には、自身の局アドレス２３５ａと、論理リング上の
「先行」局のアドレス２３５ｂと、論理リング上の「引
き継ぎ」局のアドレス２３５ｃとを設けてある。また、
引き継ぎ局のアドレスが新たな局または退避局に適合す
るよう変更される遷移時には、「新たな引き継ぎ局」の
アドレス２３５ｄが使用される。

ステータス領域２００には、４個１組のタイマ値２３６
ａ〜２３６ｄも記憶されている。後に詳細に説明するよ
うに、局がトークンを保持する時間間隔および該局が低
優先度のメツセージを発送できるか否かを、これらのタ
イマ値を用いて決定する。

さらに、総括的に制御データ２３７ａ〜２３７ｉとして
表わされた多数のデータ構造もステータス領域２００中
に記憶してある。一般に、制御データ２３７として記憶
されている情報は、メツセージの受信、発信に関係する
種々の機能を媒体アクセス制御器５が行なう際の該制御
器５の状態に関するものである。

最後に、ステータス領域２００は、総括的に２３８ａ〜
２３８ｇで表わした１組のインターフエースデータを有
している。媒体アクセス制御器５がメツセージを発送ま
たは受信するとき、制御器５は常にインターフエースデ
ータの情報を書込む。それから、媒体アクセス制御器５
は第２図、第３図に示す制御ライン７１上へ割込み要求
を送出すると、これに応答してインターフエース制御器
６が割込み業務ルーチンを実行する。後で詳述するよう
に、インターフエース制御器６はインターフエースデー
タ２３８を読出して割込み理由を判断し、相当の動作を
行なう。

ように、インターフエース制御器６はインターフエース
データ２３８を読出して割込み理由を判断し、相当の動
作を行なう。

ソフトウエアの説明 以上説明したように、媒体アクセス制御器５のマイクロ
プロセツサ２０は、第２図に示すＲＯＭ２３に記憶され
たプログラムを実行して、「リンク層」通信機能を遂行
する。ここで述べるソフトウエアにより回線網へのメツ
セージの発送が制御されて、任意の時刻に１つの局だけ
が発送できかつ全ての局が公平に回線網をアクセスでき
ることとなる。また、本ソフトウエアは受信メツセージ
の的確性をチエツクしメツセージの損失や順序の重複、
ずれを防止する。そして、本ソフトウエアは割込みをも
たないシングル機械ルーチンである。

第８図は媒体アクセス制御器５の全体動作を示すフロチ
ヤートである。局へ電源供給されると、処理ブロツク３
００に示すように多くの診断機能が遂行される。ＲＡＭ
６０内のデータ構造の完全性チエツクとインターフエー
ス制御器６の動作チエツクがある。次に、局はループに
入り自身の局へ向けられたメツセージの聴取する。処理
ブロツク３０１に示すように、他の局が発送するメツセ
ージを受信し、調べてメツセージが当該局へ向けられた
ものか否か判断する。自局へのものでない場合は、局は
聴取状態を続ける。逆に、メツセージを受信すると、第
７図の様式のＲＡＭ６０の受信待ち行列へ受信メツセー
ジを保管する。もし、受信メツセージが主トークンでな
いと判断ブロツク３０２で判断されると、処理ブロツク
３０３に示すように適宜応答メツセージを発送した後に
ループを戻り、更にメツセージを聴取する。聴取機能に
ついては後で詳しく説明する。

トークンを受信すると、局が回線網から退出すべきか否
かのテストが判断ブロツク３１１で行なわれる。これ
は、インターフエース制御器６がセツトした第６図のデ
ユーアルポートＲＡＭ６０内の「局の状態」バイト２３
７ｅで示される。後で詳述するように、局が退出する場
合は、処理ブロツク３１２に示すように先行局へ円滑退
出メツセージ（種類の４）を発送する。適切な応答を受
信後、処理ブロツク３０７に示すようにトークンが伝送
される。

トークンを受信し回線網内に留まる場合は、もし優先度
メツセージがＲＡＭ６０内に待ち行列として記憶されて
いれば、局は優先度メツセージを送出する。これは、処
理ブロツク３０３が表わす命令によつて遂行される。メ
ツセージ発送後、さらに発送するメツセージがあるか、
また、そのメツセージを発送するのに充分なだけトーク
ンを保持できるかについて、判断ブロツク３０４でチエ
ツクする。さらにメツセージを発送する場合は、ループ
を戻つてメツセージを発送し適切な応答を待つ。他の場
合は、トークンを伝送する必要がある。

しかし、トークン伝送に先立ち、局が「請求」メツセー
ジを発送する必要があるか否かの判断のために判断ブロ
ツク３０５で「請求聴取」フラツグをチエツクする。必
要な場合は、処理ブロツク３０７でのトークン伝送に先
立ち、処理ブロツク３０６でメツセージを発送する。メ
ツセージの発送および新たな引き継ぎ局の捜索について
は後で詳しく説明する。

処理ブロツク３０７でトークンを伝送するとき、トーク
ン発送局は引き継ぎ局にトークン受入れの意向を問合せ
る。判断ブロツク３０８に示すように、もしその意向が
ないと、処理ブロツク３０９で復帰手続きを実行して引
き継ぎ局を探す。判断ブロツク３１０で引き継ぎ局が定
まつたときは、ループを戻り、トークンを新たな引き継
ぎ局へ伝送する。そうでない場合は、故障状態が想定さ
れ、処理ブロツク３００へ戻つて自己診断を行なう。い
ずれにしても、再度聴取状態に入り再度のメツセージ受
信を待つ。

次に、第１１ａ図において、局かメツセージを聴取して
いると［第８図の処理ブロツク３０１］、まず処理ブロ
ツク３２０で不感時間タイマを設定する。そこで、判断
ブロツク３２１で局がループへ参加すると、このブロツ
クでは第２図のプロトコル通信制御器４０がテストされ
て回線網上に搬送波があるか否かを判断する。もしない
と、処理ブロツク３２２で不感時間タイマが減じられ判
断ブロツク３２３で調べられる。メツセージが受信され
るか不感時間タイマが「時間切れ」になるまでこのルー
プが保たれる。タイマが時間切れになると、処理ブロツ
ク３２４で局はトークンを要求し、３２５で退出する。

判断ブロツク３２１で搬送波が検出された場合は、判断
ブロツク３２６および３２７でプロトコル通信制御器４
０がテストされてメツセージを受信しているか、また、
メツセージが当該局へアドレスされたものかについて判
断する。もしメツセージが他の局へアドレスされたもの
であれば、判断ブロツク３２８においてメツセージ中の
制御バイトが調べられ該メツセージが「請求」メツセー
ジであるか否かにつき判断する。請求メツセージでない
と、ループを戻つて他のメツセージを待つか、さもなけ
れば、処理ブロツク３２９で「請求聴取」フラツグをた
てる。先に述べたように、「請求」トークンを有する局
が主トークンの伝送に先立ち「請求」メツセージを発送
するときを決めるのに「請求聴取」フラツグが用いられ
る。

第１１ａ図において、判断ブロツク３２７で定められた
局にメツセージがアドレスすると、処理ブロツク３３０
において該メツセージの制御バイトが調べられてメツセ
ージの種類を決める。これを行なうには、メツセージを
処理するのに必要なプログラム命令の開始アドレスを含
む記憶ジヤンプテーブルへのインデツクスとして、該制
御バイトを使用する。例えば、主トークンメツセージ内
の制御バイトが退出３２５へのジャンプを発生すると、
第８図に示すように、局による回線網上へのメツセージ
発送が可能になる。後に詳述するが、「請求」メツセー
ジにより処理ブロツク３３１へのジヤンプが行なわれ、
「円滑退出」メツセージにより処理ブロツク３３２への
ジヤンプが行なわれる。同様に、他の種類のメツセージ
も全て別個に処理されるのであるが、これらの処理は第
１１ａ図の処理ブロツク３３３に一括して示してある。

このようなメツセージ内のパケツトデータは、ＲＡＭ６
０内の受信待ち行列２３０ｂまたは２３０ｄに記憶さ
れ、処理ブロツク３３４に示すように、第６図の受信メ
ツセージフラツグ２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｄまたは
２３８ｆをたてる。先に述べたように、このフラツグ
は、メツセージが受信され処理待ちであることをインタ
ーフエース制御器６に伝える。そして、もし媒体アクセ
ス制御器５がまず処理ブロツク３３６に示すような応答
メツセージ発信を行なう必要がなければ、判断ブロツク
３３５に示すように媒体アクセス制御器５はループを戻
つて他のメツセージ受信を待つ。応答メツセージは単な
る確認であるが、受信メツセージの種類に応じてデータ
を含むこともできる。例えば、ＲＤＲメツセージは応答
でのデータ送出を要求している。

次に、第１１ｂ図、第１１ｃ図において「請求」および
「円滑退出」メツセージを詳細に説明する。これらのメ
ツセージが処理されると、系は聴取モードに留まり第１
１ａ図の処理ブロツク３２０へ戻ることに注意する必要
がある。

まず、第１１ｂ図において、局が「請求」メツセージを
受信すると、処理ブロツク３４０に示すように、媒体ア
クセス制御器５はメツセージ中のメツセージ発信元アド
レスおよび引き継ぎ局バイトを保管する。そして、判断
ブロツク３４１において、第６図の局状態フラツグ２３
７ｅが調べられこの局がリングへの介入を求めているか
否かを判断する。もし介入を求めていれば、処理ブロツ
ク３４２に示すように、「請求」メツセージで受信され
た当該引き継ぎ局バイトへ応答メツセージ中の引き継ぎ
局バイトを設定する。換言すれば、この局が論理リング
への介入を望んでいる場合は、受信「請求」メツセージ
中の引き継ぎ局の局番を発送局へ戻す。さらにＲＡＭ６
０内の引き継ぎ局番を受信引き継ぎ局番の値に設定す
る、その他の場合は、処理ブロツク３４３に示すよう
に、ＲＡＭ６０に記憶されている現在の引き継ぎ局番を
請求メツセージの発送元へ戻す。いずれにしても、処理
ブロツク３４４に示すように、応答メツセージの宛先バ
イトが「請求」メツセージの発送元に設定され、処理ブ
ロツク３４５で「設定引き継ぎ局」メツセージとしての
応答が発信される。そこで、処理ブロツク３４６におい
て、「請求聴取」フラツグがたてられ系は退出して戻り
次のメツセージの受信を待機する。

次に、第１１ｃ図において、「円滑退出」メツセージが
受信されると、処理ブロツク３５０に示すように、メツ
セージ内の発信元バイトと引き継ぎ局バイトが保管され
る。続いて、処理ブロツク３５１に示すように、第６図
の引き継ぎ局アドレス２３５ｃが新たな引き継ぎ局の値
が設定され、処理ブロツク３５２において、発送元へ確
認メツセージが送り返される。その結果、現在の局が次
に主トークン所持権を得る場合は、この局は、「円滑退
出」メツセージを発送した局ではなく新たな引き継ぎ局
へ主トークンを伝送することとなる。

次に、第８図および第１２ａ図において、局が主トーク
ンの所持権を得ると、該局は自身でメツセージを発信す
ることができる。処理ブロツク３６０に示すように、ト
ークンのソースは「超過時間」バイトと共に保管され
る。そして、判断ブロツク３１１において、リングから
の円滑退出があるか否かにつきテストがなされる。もし
あれば、処理ブロツク３６１で円滑退出メツセージを作
る。このメツセージは、主トークンを発送した局（すな
わち、先行局）に現在の局がリングからの退出を希望し
ていることを通知する。この局の引き継ぎ通知はメツセ
ージとして発送され、先に述べたように、先行局はこの
メツセージを用いて自身の引き継ぎ局を設定する。処理
ブロツク３６２において、メツセージが発送され、確認
メツセージを待機する。もし判断ブロツク３６３で適切
な確認受信がないと、ルーチンは退出して主トークンを
リング中の次の局へ伝送する。そうでないときは、トー
クン伝送に先立ち、３６４において現在の局の状態を例
えば、非活動状態変更する。この状態変更はＲＡＭ６０
内の局状態バイト２３７ｅを換えることで達成される。

第１２ａ図で、もし円滑退出の指示がないと、局が主ト
ークンを所持する限り該局は他のメツセージを発送する
ことができる。しかし、処理ブロツク３６５に示すよう
に、「超過時間」と「予約時間」にまず以下の設定量を
付加してこれらの時間を更新する。

超過＝超過＋保持時間増分 予約＝予約＋保持時間増分 「優先度時間」も「保持時間増分」へ予かじめ設定され
る。ここで、保持時間増分＝１．１（１つの高優先度メ
ツセージを発送するのに要する最大時間）である。

発信待ちの高優先度メツセージがあると、判断ブロツク
３６６で系は分岐し処理ブロツク３６７に示すようにメ
ツセージを発信する。すると、処理ブロツク３６８に示
すように、メツセージを発送するのに要する実際の時間
だけ「超過」時間と「予約」時間が増加される。さら
に、「優先度時間」はその初期値から減少される。そし
て、次に移行されるべき機能を決める処理ブロツク３６
９へ移動する。後に詳しく説明するように、このブロツ
ク３６９内の命令は、高次または低次の優先度メツセー
ジが発送待ちであるか、また、これらのメツセージを発
信するのに割り当てられた時間が充分であるかを判断す
る。このテスト結果にもとづき、処理ブロツク３７０に
示すように次の機能を遂行するためにジヤンプする。か
かる機能としては、処理ブロツク３６７での他の高優先
度メツセージの発信、処理ブロツク３７１での低優先度
メツセージの発信、主トークン伝送のための３７２での
ルーチン退出等がある。もし、処理ブロツク３７１にお
いて低優先度メツセージを発信するのであれば、該低優
先度メツセージの発送に実際に要する時間だけ、処理ブ
ロツク３７３において「超過」時間および「予約」時間
が減少される。その後、処理ブロツク３６９へ戻つて次
に実行すべき機能を決める。

各媒体アクセス制御器５が主トークンを保持する時間は
各制御器５が制御し、系が定める最大値以下またはこれ
と等しいトークン回転時間を守るようにする。このよう
に決める最大時間は、産業用の実時間装置の制御に必要
である。そして、この最大時間はリング内の局数の１次
関数である。

高優先度のトラヒツクは、使用できる回線網帯域の９０
％まで保証され、全ての低優先度にトラヒツクがこの限
度まで抑制される。低優先度トラヒツクに役立つ帯域は
１０％であるが、もし高優先度トラヒツクは１００％ま
で取りうる。

このような目的を達成するため、トークンが予定にのつ
てリングを周回するように各局のトークン保持時間が制
限される。予定によると、各局に許されるのは１つの最
大長高優度メツセージを発送する時間にその時間の１０
％を加えた時間である。低優先度メツセージが発送され
ていなければ、各局が高優先度メツセージを発送してい
ても、主トークンはこの予定よりも早くリングを回周す
る。主トークンがもつ「超過」時間変数は、任意の時刻
にトークンが予定にどの程度近づいているかを示す。１
つの最大長低優先度メツセージを送るのに要する時間に
等しい最大値に、「超過」時間が制限される。

いずれかの局が低優先度メツセージを発送する前に、
「超過」時間は累積していなければならない。１の局だ
けがこの「超過」時間に使い果すのを防止しかつ「超
過」時間を公平に分配するために、各局は「超過」時間
への自身の寄与を記録している。これがＲＡＭ６０に記
憶された「予約」時間である。低優先度メツセージの発
送に要する時間よりも長い累積「予約」時間があるとき
だけ、局はメツセージを発送できる。

次に、第１２ｂ図において、発送すべき高優先度メツセ
ージまたは低優先度メツセージがまだあるか否かを判断
するために、発信待ち行列および各種タイマの値が調べ
られる。すなわち、判断ブロツク３７５で高優先度待ち
行列２３１へのインデツクス２３０ａがテストされ、メ
ツセージを発送すべきか否か判断する。発送するとき
は、処理ブロツク３７６において、メツセージ発送に要
する時間を算定する。この算定はメツセージの種類とサ
イズにもとづいて行なわれる。判定ブロツク３７７に示
すように、この算定時間ＲＡＭ６０内の「優先度時間」
と比較される。もし充分な「優先時間」を使用できるの
であれば、処理ブロツク３７８へ分岐し、そこで第１２
ａ図の処理ブロツク３６７への間接ジヤンプを行なう。
したがつて、その後、他の高優先度メツセージが発信さ
れる。

もし低優先度メツセージが発信待ちであれば、系は判定
ブロツク３７９へ分岐する。メツセージの発送に要する
時間が処理ブロツク３８０で算定され、判断ブロツク３
８１で使用可能な時間が充分か否かを判断する。もし、
算定時間が「超過時間」以下でかつ「予約時間」以下で
あれば、低優先度メツセージが発送される。このような
場合は、第１２ａ図の処理ブロツク３７１への間接ジヤ
ンプが処理ブロツク３８２で行なわれる。

もし発送メツセージがないか、メツセージ発送のための
時間が充分でないと、判断ブロツク３８３で「請求聴
取」フラツグがチエツクされる。局が最後に主トークン
を所持して以来このフラツグをたてていないと、この局
が引き継ぎ局請求する順番にあることを指示する。した
がつて、処理ブロツク３８４で間接ジヤンプが設定され
て後に詳述するように請求メツセージを発送する。も
し、局が「請求」トークンを有していないと、処理ブロ
ツク３８５に示すように、直ちに主トークンを伝送する
よう設定される。

次に、第８図および第９図において、局がメツセージ発
送を完了すると、主トークンはその引き継ぎ局へ伝送さ
れる。しかし、先ず局が仮想「請求」トークンを有する
か判断するために、判断ブロツク３０５において「請求
聴取」フラツグをチエツクする。このフラツグがたてら
れると、処理ブロツク３９０へ分岐して請求引き継ぎ局
メツセージを発送する。このメツセージは、当該の局の
局番と当該の局に対する現在の引き継ぎ局との間の局番
にわたる宛先局番を含んでいる。このメツセージは当該
の局に対する現在の引き継ぎ局番も有しており、当該の
局の局番がこのメツセージの指定「発信元」である。当
該局とその現在の引き継ぎ局との間の全ての局番が当該
局によつて走査されるまで、当該局は仮想「請求」トー
クンを保持する。主トークンがリングを周回して当該局
へ戻る度毎に、請求引き継ぎ局メツセージが１つだけ発
送される。

処理ブロツク３９１に示すように、もし請求引き継ぎ局
のメツセージの発送に応答して設定引き継ぎ局メツセー
ジが受信されると、第６図のＲＡＭ６０内の「引き継ぎ
局」アドレス２３５ｃが処理ブロツク３９２において設
定される。そして、請求引き継ぎ局メツセージに宛先ア
ドレスすなわち「新たな引き継ぎ局」２３５ｄを発生す
るのに用いられるカウンタが、処理ブロツク３９３でリ
セツトされる。リセツト値は、現在の局の局番より大き
い。次に、処理ブロツク３９４で「請求聴取」フラツグ
がリセツトされて仮想「請求」トークンをリング内の次
の局へ伝送する。

請求引き継ぎ局メツセージに対して何等応答がないと、
系は判断ブロツク３９１で分岐する。処理ブロツク３９
５では、次にトークンを所持する期間に次に高い局番が
請求されるように「新たな引き継ぎ局」カウンタが増大
される。しかしながら、判断ブロツク３９６に示すよう
に、このカウンタが現在の引き継ぎ局の局番に達しれ
ば、走査は完了し新たな引き継ぎ局が見出されなかつた
ことになる。この時は、処理ブロツク３９３へ分岐して
次の走査に備えると共に仮想「請求」トークンを伝送す
る。そうでないときは、すなわち、カウンタが現在の引
き継ぎ局の局番に達しなければ、次の主トークンが周回
してきたときに他の局番が請求されうるように主トーク
ンを伝送してその戻りを待機する。

第９図で、主トークンの引き継ぎ局への伝送に先立つ
て、「予約」時間および「超過」時間が更新されて付加
トークン保持時間を表わすこととなる。これは処理ブロ
ツク４００で行なわれ、先に述べたように、「予約」時
間はＲＡＭ６０内に記憶され「超過」時間は主トークン
と共に発送される。処理ブロツク４０１においてこの
「超過」時間を用い、主トークンメツセージが次のよう
に作成される。

発信元＝当該局 宛先＝引き継ぎ局 このトークンメツセージは発信され、回線網が活動化し
てトークン伝送が成功したことを媒体アクセス制御器５
が聴取する。もし回線網が設定期間内に活動化しない
と、系は判断ブロツク４０２で分岐する。もし判断ブロ
ツク４０３に示すように初回の主トークン伝送であれ
ば、処理ブロツク４００は戻つて再度試みる。そうでな
い場合は、処理ブロツク４０４で紛失トークン処理が行
なわれる。この処理では、「後続局はどれか」のメッセ
ージを発送すると、これに答えて新たな引き継ぎ局から
当該局にその新たな引き継ぎ局を示す「設定引き継ぎ
局」メツセージとが発送される。この処理が判断ブロツ
ク３１０で判断され、成功すると、主トークンの新たな
引き継ぎ局への発送へ進む。そうでない場合は、４０５
で退出し第８図の診断処理ブロツク３００へ進む。

本発明の通信回線網は、産業用の実時間制御装置間で情
報伝送に非常に適している。対応の制御器をもつ局は通
信リングへ円滑に介入され、また逆に、通信リングから
円滑に退避される。回線網上に２種類のメツセージを発
送できるが、通常実時間制御情報に用いられる高優先度
メツセージは、通常管理情報に用いられる低優先度メツ
セージを無条件で完全に抑圧できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の通信回線網の構成を示す図、第２図は
第１図の回線網の一部を形成する媒体アクセス制御器の
電気的構成図、第３図は第１図の回線網の一部を形成す
るインターフエース制御器の電気的構成図、第４図は第
２の媒体アクセス制御器の一部を形成する仲介制御器の
電気的構成図、第５図は本発明の回線網上へ送出される
メツセージの構造を表わす図、第６図は第２図の媒体ア
クセス制御器の一部をなすメモリに記憶されたステータ
ス領域を示す図、第７図は第２図の媒体アクセス制御器
の一部をなすメモリに記憶された受信および発信待ち行
列のマツプを示す図、第８図は第２図の媒体アクセス制
御器が実行するプログラムの流れ図、第９図は第８図の
プログラムの一部をなす引き継ぎ局請求と主トークン伝
送用プログラムの流れ図、第１０ａ図、第１０ｂ図およ
び第１０ｃ図は第１図の回線網が形成する論理リングの
構成図であつて論理リングに対する局の出入を示す図、
第１１ａ図は第８図のプログラムの一部をなす回線網上
のメツセージ受信、処理用のプログラムの流れ図、第１
１ｂ図は第１１ｂ図のプログラムの一部をなす請求メツ
セージ処理プログラムの流れ図、第１１ｃ図は第１１ａ
図のプログラムの一部をなす円滑退出メツセージ処理プ
ログラムの流れ図、第１２ａ図は第８図のプログラムの
一部をなすメツセージ発送プログラムの流れ図、第１２
ｂ図は第１２ａ図のプログラムの一部をなす次回実行機
能の決定プログラムの流れ図である。 １……通信媒体、５１０〜５５０……複数個の局、５２
０……円滑退出メツセージ受信局（主トークン伝送
局）、５３０……円滑退出メツセージ発送局。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビツド シー．スウイートン アメリカ合衆国オハイオ州クリーブランド ハイツ，ビーチウツド アベニユー 3275 (56)参考文献 特開 昭59−218064（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−3439（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通信媒体により相互に接続された複数の局
   をもつトークン伝送通信回線網を作る個々の局であっ
   て、上記局は主トークンメッセージを使用して後続の複
   数の局に主トークンを引渡すことにより上記通信媒体を
   共有して動作し、上記局は、 上記回線網上へメッセージを送出する発送手段と、 上記回線網からメッセージを受信する受信手段と、 上記受信手段に接続され受信したメッセージの種類を求
   める検出手段と、 上記局が主トークンメッセージを送出する上記回線網上
   の他の局の識別を記憶する引き継ぎ局記憶手段と、 上記検出手段及び上記発送手段に後続され、上記局が主
   トークンをもっていることを示すメッセージを受信しか
   つ上記局が請求トークンを所有しているとき請求メッセ
   ージを作成して発送する請求手段とを備え、上記請求メ
   ッセージは回線網上のさらに他の局へ送られ、上記さら
   に他の局が上記回線網上で通信に加入することを希望す
   るかどうかの決定の目的に使用される、トークン伝送通
   信回線網を作る局。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の局であっ
   て、上記検出手段及び上記引き継ぎ局記憶手段に接続さ
   れ、上記請求メッセージの発送先である上記さらに他の
   局から設定引き継ぎ局メッセージを受信すると、記憶さ
   れている引き継ぎ局の識別を変更する手段を備えたトー
   クン伝送通信回線網を作る局。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載の局であっ
   て、その局が主トークンを受領したことを示す主トーク
   ンメッセージを受信し、そしてその局が前回に主トーク
   ンを受領して以来他の局によって通信回線網上に請求メ
   ッセージが送られていないときは、上記請求手段は、そ
   の局が請求トークンを所有していると決定する、トーク
   ン伝送通信回線網を作る局。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第３項に記載の局であっ
   て、上記請求手段は、請求聴取フラグをもち、このフラ
   グはその局か主にトークンメッセージを回路網上へ送出
   する毎にリセットされ、そして他の局によって請求メッ
   セージが回線網上の送出される毎にセットされる、トー
   クン伝送通信回線網を作る局。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項に記載の局であっ
   て、上記検出手段及び上記発送手段に接続され、その局
   は最早主トークンの受領を望まないことを示す円滑退出
   メッセージを上記主トークンの送信元の局へ送出するた
   めの円滑退出手段を備えたトークン伝送通信回線網を作
   る局。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項に記載の局であっ
   て、主トークンメッセージは超過時間変数を含み、その
   局は、上記受信手段及び上記検出手段に接続され、受信
   した主トークンメッセージにおける超過時間変数を所定
   の設定量だけ増大させ、またその局がメッセージを発送
   するのに要する時間の量だけ上記超過時間変数を減少さ
   せる手段を備えたトークン伝送通信回線網を作る局。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第６項に記載の局であっ
   て、主トークンメッセージにおける超過時間変数がメッ
   セージを発送するのに要する時間より少ないときは、そ
   の局による回線網上へのメッセージの発送は禁止される
   トークン伝送通信回線網を作る局。