JPH07311721A - ネットワークの時間同期方法および装置 - Google Patents
ネットワークの時間同期方法および装置Info
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- JPH07311721A JPH07311721A JP6046528A JP4652894A JPH07311721A JP H07311721 A JPH07311721 A JP H07311721A JP 6046528 A JP6046528 A JP 6046528A JP 4652894 A JP4652894 A JP 4652894A JP H07311721 A JPH07311721 A JP H07311721A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L12/407—Bus networks with decentralised control
- H04L12/413—Bus networks with decentralised control with random access, e.g. carrier-sense multiple-access with collision detection [CSMA-CD]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J3/00—Time-division multiplex systems
- H04J3/02—Details
- H04J3/06—Synchronising arrangements
- H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
- H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
- H04J3/0658—Clock or time synchronisation among packet nodes
- H04J3/0661—Clock or time synchronisation among packet nodes using timestamps
- H04J3/0664—Clock or time synchronisation among packet nodes using timestamps unidirectional timestamps
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- H—ELECTRICITY
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L12/40006—Architecture of a communication node
- H04L12/40013—Details regarding a bus controller
-
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/46—Interconnection of networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
- Computer And Data Communications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バス型ネットワークの装置の間で伝送される
情報の時間同期を取る方法および装置を得ることであ
る。 【構成】 第１のネットワークは、同期メッセージとし
て一意に識別される第１のメッセージを第２のネットワ
ークへ送る。第１のメッセージが送られる時に第１の相
対時間が第１のネットワーク内で得られる。第１のメッ
セージが送られたことを第１のネットワークが認識する
と、第１のメッセージが送られた第１のネットワークの
実際の時刻を含む第２のメッセージを第２のネットワー
クへ送る。第２のネットワークは第１のメッセージが受
けられた時の第２のネットワーク内の第３の相対時間を
得る。第２のメッセージ内に含まれている第１のネット
ワークの実際の時間は、第２のネットワークの第３の相
対時間へ関連させられることにより、第２のネットワー
クの時間を第１のネットワークの時間へ同期させる。
情報の時間同期を取る方法および装置を得ることであ
る。 【構成】 第１のネットワークは、同期メッセージとし
て一意に識別される第１のメッセージを第２のネットワ
ークへ送る。第１のメッセージが送られる時に第１の相
対時間が第１のネットワーク内で得られる。第１のメッ
セージが送られたことを第１のネットワークが認識する
と、第１のメッセージが送られた第１のネットワークの
実際の時刻を含む第２のメッセージを第２のネットワー
クへ送る。第２のネットワークは第１のメッセージが受
けられた時の第２のネットワーク内の第３の相対時間を
得る。第２のメッセージ内に含まれている第１のネット
ワークの実際の時間は、第２のネットワークの第３の相
対時間へ関連させられることにより、第２のネットワー
クの時間を第１のネットワークの時間へ同期させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は通信システムに関するも
のであり、更に詳しく言えば、階層ネットワークを含む
バス型ローカル・エリア・ネットワークの装置の間で伝
送されるデータを時間的に同期させる方法および装置に
関するものである。
のであり、更に詳しく言えば、階層ネットワークを含む
バス型ローカル・エリア・ネットワークの装置の間で伝
送されるデータを時間的に同期させる方法および装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】バス型ローカル・エリア・ネットワーク
においては、介在装置により引き起こされる可変遅延無
しに（伝播遅延は全体として大きくない）、メッセージ
は送られると直ちに受信ノードに理想的に現れる。バス
型ネットワークは、リピータにより引き起こされるよう
な限られた伝播遅延を有するネットワークを含み、階層
ネットワーク構造も含む。しかし、典型的には、そのよ
うなネットワークはソフトウェアによりドライブされ、
メッセージが送信のために待ち行列にされる時刻と実際
に送信される時刻の間、およびメッセージが受けられる
時刻と実際に処理される時刻の間にネットワークのハー
ドウェアとソフトウェアに可変遅延と予測できない遅延
を有する遅延確定。この欠如により同期が阻止され、ま
たは高精度クロック時間を含むメッセージを介して時間
のブロードキャストが阻止される。そのようなネットワ
ークはその標準定義においては高分解度のクロック同期
を行わない。更に、利用可能なネットワーク・インタフ
ェース製品はこの特徴を提供せず、また、外部同期処理
を可能にするための所定の一意同期メッセージを認識で
きない。したがって、バス型ネットワークにおいては、
メッセージが待ち行列にされる時刻と実際に送信される
時刻の間の差、およびメッセージが受けられる時刻と実
際に処理される時刻の間の差を決定する技術を得る必要
がある。
においては、介在装置により引き起こされる可変遅延無
しに（伝播遅延は全体として大きくない）、メッセージ
は送られると直ちに受信ノードに理想的に現れる。バス
型ネットワークは、リピータにより引き起こされるよう
な限られた伝播遅延を有するネットワークを含み、階層
ネットワーク構造も含む。しかし、典型的には、そのよ
うなネットワークはソフトウェアによりドライブされ、
メッセージが送信のために待ち行列にされる時刻と実際
に送信される時刻の間、およびメッセージが受けられる
時刻と実際に処理される時刻の間にネットワークのハー
ドウェアとソフトウェアに可変遅延と予測できない遅延
を有する遅延確定。この欠如により同期が阻止され、ま
たは高精度クロック時間を含むメッセージを介して時間
のブロードキャストが阻止される。そのようなネットワ
ークはその標準定義においては高分解度のクロック同期
を行わない。更に、利用可能なネットワーク・インタフ
ェース製品はこの特徴を提供せず、また、外部同期処理
を可能にするための所定の一意同期メッセージを認識で
きない。したがって、バス型ネットワークにおいては、
メッセージが待ち行列にされる時刻と実際に送信される
時刻の間の差、およびメッセージが受けられる時刻と実
際に処理される時刻の間の差を決定する技術を得る必要
がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、バス型ネットワークの装置の間で伝送される情報
の時間同期を取る方法および装置を得ることである。本
発明の別の目的は、階層ネットワークを含むバス型ネッ
トワークの装置の間で伝送される情報の時間同期を取る
方法および装置を得ることである。本発明の更に別の目
的は、送信すべき情報（メッセージ）が待ち行列にされ
る時刻と実際に送信される時刻の差と、メッセージが受
けられる時刻と実際に処理される時刻の差を決定し、そ
れらの差を用いてプロトコルによるスキューの影響を解
消することにより、バス型ネットワークの装置の間で伝
送される情報の時間同期を取る方法および装置を得るこ
とである。
的は、バス型ネットワークの装置の間で伝送される情報
の時間同期を取る方法および装置を得ることである。本
発明の別の目的は、階層ネットワークを含むバス型ネッ
トワークの装置の間で伝送される情報の時間同期を取る
方法および装置を得ることである。本発明の更に別の目
的は、送信すべき情報（メッセージ）が待ち行列にされ
る時刻と実際に送信される時刻の差と、メッセージが受
けられる時刻と実際に処理される時刻の差を決定し、そ
れらの差を用いてプロトコルによるスキューの影響を解
消することにより、バス型ネットワークの装置の間で伝
送される情報の時間同期を取る方法および装置を得るこ
とである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】したがって、メッセージ
が待ち行列にされる時刻と実際に送信される時刻の間の
差、およびメッセージが受けられる時刻と実際に処理さ
れる時刻の間の差を決定することにより、階層ネットワ
ークを含む、バス型ローカル・エリア・ネットワークの
装置の間で伝送させられるデータの時間同期を行う方法
および装置が本発明により得られる。本発明は、自己の
実際の時間を維持するための独立タイミング・サブシス
テムをおのおの有するような、第２のネットワークの時
間を第１のネットワークへ同期させるための方法を提供
する。この方法は次の過程を備える。第１のネットワー
クは、同期メッセージとして一意に識別される第１のメ
ッセージを第２のネットワークへ送る。第１のメッセー
ジが送られる時に第１の相対時間が第１のネットワーク
内で得られる。第１のメッセージが送られたことを第１
のネットワークが認識すると、第１のメッセージが送ら
れた第１のネットワークの実時間を含む第２のメッセー
ジを第２のネットワークへ送るための第２の相対時間が
得られる。第２のネットワークは第１のメッセージが受
けられた時の第２のネットワーク内の第３の相対時間を
得る。第２のメッセージ内に含まれている第１のネット
ワークの実時間は、第２のネットワークの第３の相対時
間へ関連させられることにより、第２のネットワークの
時間を第１のネットワークの時間へ同期させる。それに
より、第１のネットワークおよび第２のネットワークの
送信プロトコルおよび受信プロトコルに関連する時間ノ
ードのようなスキューも解消される。
が待ち行列にされる時刻と実際に送信される時刻の間の
差、およびメッセージが受けられる時刻と実際に処理さ
れる時刻の間の差を決定することにより、階層ネットワ
ークを含む、バス型ローカル・エリア・ネットワークの
装置の間で伝送させられるデータの時間同期を行う方法
および装置が本発明により得られる。本発明は、自己の
実際の時間を維持するための独立タイミング・サブシス
テムをおのおの有するような、第２のネットワークの時
間を第１のネットワークへ同期させるための方法を提供
する。この方法は次の過程を備える。第１のネットワー
クは、同期メッセージとして一意に識別される第１のメ
ッセージを第２のネットワークへ送る。第１のメッセー
ジが送られる時に第１の相対時間が第１のネットワーク
内で得られる。第１のメッセージが送られたことを第１
のネットワークが認識すると、第１のメッセージが送ら
れた第１のネットワークの実時間を含む第２のメッセー
ジを第２のネットワークへ送るための第２の相対時間が
得られる。第２のネットワークは第１のメッセージが受
けられた時の第２のネットワーク内の第３の相対時間を
得る。第２のメッセージ内に含まれている第１のネット
ワークの実時間は、第２のネットワークの第３の相対時
間へ関連させられることにより、第２のネットワークの
時間を第１のネットワークの時間へ同期させる。それに
より、第１のネットワークおよび第２のネットワークの
送信プロトコルおよび受信プロトコルに関連する時間ノ
ードのようなスキューも解消される。
【０００５】
【実施例】本発明の方法および装置について説明する前
に、本発明を利用できるシステム環境を理解することが
助けになるであろう。ここで、本発明を使用しているプ
ロセス制御装置１０のブロック図が示されている図１を
参照する。プロセス制御装置１０はプラント制御ネット
ワーク１１を含む。このプロセス制御ネットワークにお
いてはプロセス・コントローラ２０がユニバーサル制御
ネットワーク（ＵＣＮ）１４を介してネットワーク・イ
ンタフェース・モジュール（ＮＩＭ）６０２へ接続され
る。プロセス制御装置１０の好適な実施例においては、
付加プロセス・コントローラ２０を同じＵＣＮ１４を介
してプラント制御ネットワーク１１へ接続でき、複数の
付加ＵＣＮ１４を対応する複数の付加ＮＩＭ６０２を介
してプラント制御ネットワーク１１へ付加できる。プロ
セス・コントローラ２０は、弁、圧力スイッチ、圧力
計、熱電対等を含む各種の現場装置（図示せず）からの
アナログ入力信号Ａ／Ｉ、アナログ出力信号Ａ／Ｏ、デ
ジタル入力信号Ｄ／Ｉおよびデジタル出力信号Ｄ／Ｏを
プロセス制御装置１０へインタフェースする。
に、本発明を利用できるシステム環境を理解することが
助けになるであろう。ここで、本発明を使用しているプ
ロセス制御装置１０のブロック図が示されている図１を
参照する。プロセス制御装置１０はプラント制御ネット
ワーク１１を含む。このプロセス制御ネットワークにお
いてはプロセス・コントローラ２０がユニバーサル制御
ネットワーク（ＵＣＮ）１４を介してネットワーク・イ
ンタフェース・モジュール（ＮＩＭ）６０２へ接続され
る。プロセス制御装置１０の好適な実施例においては、
付加プロセス・コントローラ２０を同じＵＣＮ１４を介
してプラント制御ネットワーク１１へ接続でき、複数の
付加ＵＣＮ１４を対応する複数の付加ＮＩＭ６０２を介
してプラント制御ネットワーク１１へ付加できる。プロ
セス・コントローラ２０は、弁、圧力スイッチ、圧力
計、熱電対等を含む各種の現場装置（図示せず）からの
アナログ入力信号Ａ／Ｉ、アナログ出力信号Ａ／Ｏ、デ
ジタル入力信号Ｄ／Ｉおよびデジタル出力信号Ｄ／Ｏを
プロセス制御装置１０へインタフェースする。
【０００６】プラント制御ネットワーク１１は、プラン
ト・オペレータと共に、非制御プロセスを全体的に監視
し、監視機能を実行するために必要な全ての情報を獲得
し、オペレータに対するインタフェースを含む。プラン
ト制御ネットワーク１１は複数の物理的モジュールを含
む。それらの物理的モジュールはユニバーサル・オペレ
ータ・ステーション（ＵＳ）１２２と、アプリケーショ
ン・モジュール（ＡＭ）１２４と、履歴モジュール（Ｈ
Ｍ）１２６と、コンピュータ・モジュール（ＣＭ）１２
８と、被制御プロセスの求められている制御／監視機能
を実行するために必要なそれらのモジュールと同じモジ
ュール（および付加的な種類のモジュール、図示せず）
を含む。それらの各モジュールはローカル制御ネットワ
ーク（ＬＣＮ）１２０へ接続される。このＬＣＮはそれ
らの各モジュールが必要に応じて相互に通信することを
許す。ＮＩＭ６０２はＬＣＮ１２０とＵＣＮ１４の間の
インタフェースを行う。プラント制御ネットワーク１１
および物理的モジュールのより完全な説明については米
国特許第４，６０７，２５６号を参照されたい。
ト・オペレータと共に、非制御プロセスを全体的に監視
し、監視機能を実行するために必要な全ての情報を獲得
し、オペレータに対するインタフェースを含む。プラン
ト制御ネットワーク１１は複数の物理的モジュールを含
む。それらの物理的モジュールはユニバーサル・オペレ
ータ・ステーション（ＵＳ）１２２と、アプリケーショ
ン・モジュール（ＡＭ）１２４と、履歴モジュール（Ｈ
Ｍ）１２６と、コンピュータ・モジュール（ＣＭ）１２
８と、被制御プロセスの求められている制御／監視機能
を実行するために必要なそれらのモジュールと同じモジ
ュール（および付加的な種類のモジュール、図示せず）
を含む。それらの各モジュールはローカル制御ネットワ
ーク（ＬＣＮ）１２０へ接続される。このＬＣＮはそれ
らの各モジュールが必要に応じて相互に通信することを
許す。ＮＩＭ６０２はＬＣＮ１２０とＵＣＮ１４の間の
インタフェースを行う。プラント制御ネットワーク１１
および物理的モジュールのより完全な説明については米
国特許第４，６０７，２５６号を参照されたい。
【０００７】次に、プロセス・コントローラ２０のブロ
ック図が示されている図２を参照する。プロセス制御装
置１０の好適な実施例のプロセス・コントローラ２０は
コントローラＡ３０とコントローラＢ４０を含む。それ
らのコントローラはそれぞれ主コントローラおよび第２
のコントローラとして動作する。コントローラＡ３０と
コントローラＢ４０はＵＣＮ１４へ接続される。好適な
実施例においては、ＵＣＮ１４は、通信冗長目的のため
に、ＵＣＮ（Ａ）１４ＡとＵＣＮ（Ｂ）１４Ｂを備え
る。入力プロセッサ／出力プロセッサ（ＩＯＰs） （こ
こでは入力出力（Ｉ／Ｏ）モジュールと呼ぶことがあ
る）２１は現場装置をインタフェースする。現場装置は
種々の弁、圧力スイッチ、圧力計、熱電対などであっ
て、アナログ入力（Ａ／Ｉ）、アナログ出力（Ａ／
Ｏ）、デジタル入力（Ｄ／Ｉ）、およびデジタル出力
（Ｄ／Ｏ）とすることができる。コントローラＡ３０と
コントローラＢ４０はバス２２を介して１つまたは複数
のＩ／Ｏモジュールへインタフェースする。好適な実施
例においては、バス２２は、通信冗長目的のために、バ
ス２２Ａおよびバス２２Ｂを備える。
ック図が示されている図２を参照する。プロセス制御装
置１０の好適な実施例のプロセス・コントローラ２０は
コントローラＡ３０とコントローラＢ４０を含む。それ
らのコントローラはそれぞれ主コントローラおよび第２
のコントローラとして動作する。コントローラＡ３０と
コントローラＢ４０はＵＣＮ１４へ接続される。好適な
実施例においては、ＵＣＮ１４は、通信冗長目的のため
に、ＵＣＮ（Ａ）１４ＡとＵＣＮ（Ｂ）１４Ｂを備え
る。入力プロセッサ／出力プロセッサ（ＩＯＰs） （こ
こでは入力出力（Ｉ／Ｏ）モジュールと呼ぶことがあ
る）２１は現場装置をインタフェースする。現場装置は
種々の弁、圧力スイッチ、圧力計、熱電対などであっ
て、アナログ入力（Ａ／Ｉ）、アナログ出力（Ａ／
Ｏ）、デジタル入力（Ｄ／Ｉ）、およびデジタル出力
（Ｄ／Ｏ）とすることができる。コントローラＡ３０と
コントローラＢ４０はバス２２を介して１つまたは複数
のＩ／Ｏモジュールへインタフェースする。好適な実施
例においては、バス２２は、通信冗長目的のために、バ
ス２２Ａおよびバス２２Ｂを備える。
【０００８】コントローラＡ３０とコントローラＢ４０
はＵＣＮ１４と、コントローラの間のリンク１３と、バ
ス２２Ａ，２２Ｂとの３つの媒体を介して相互に通信す
る。好適な実施例においては、バス２２Ａ，２２Ｂは直
列Ｉ／Ｏリンクである。１つのコントローラ（コントロ
ーラＡ３０またはコントローラＢ４０）が主コントロー
ラとして動作し、他のコントローラが第２のコントロー
ラとして（バックアップとしてよりも保留モードで、す
なわち、コントローラＡ３０の障害が起きたとすると、
コントローラＢ４０は起動時間すなわち初期化時間がほ
とんど無しにコントローラ機能を直ちに引き受ける）動
作する。所定の時間を基にして、主コントローラとして
指定されているコントローラによりポイント処理が実行
され、Ｉ／Ｏモジュール２１と通信する。また、主コン
トローラとして動作するコントローラは状態、履歴を知
らせ、オペレータからの指令のようなプラント制御ネッ
トワークからの入力をユニバーサル・ステーション１２
２を介して受けるプラント制御ネットワーク１１と通信
する。それに加えて、主コントローラにより保持されて
いるデータベースがリンク１３を介して第２のコントロ
ーラと通信させられる。上記のように、１つのコントロ
ーラが第２のコントローラとして動作するが、プロセス
・コントローラ２０のためには第２のコントローラは必
ずしも必要でないことが当業者には理解されるであろ
う。
はＵＣＮ１４と、コントローラの間のリンク１３と、バ
ス２２Ａ，２２Ｂとの３つの媒体を介して相互に通信す
る。好適な実施例においては、バス２２Ａ，２２Ｂは直
列Ｉ／Ｏリンクである。１つのコントローラ（コントロ
ーラＡ３０またはコントローラＢ４０）が主コントロー
ラとして動作し、他のコントローラが第２のコントロー
ラとして（バックアップとしてよりも保留モードで、す
なわち、コントローラＡ３０の障害が起きたとすると、
コントローラＢ４０は起動時間すなわち初期化時間がほ
とんど無しにコントローラ機能を直ちに引き受ける）動
作する。所定の時間を基にして、主コントローラとして
指定されているコントローラによりポイント処理が実行
され、Ｉ／Ｏモジュール２１と通信する。また、主コン
トローラとして動作するコントローラは状態、履歴を知
らせ、オペレータからの指令のようなプラント制御ネッ
トワークからの入力をユニバーサル・ステーション１２
２を介して受けるプラント制御ネットワーク１１と通信
する。それに加えて、主コントローラにより保持されて
いるデータベースがリンク１３を介して第２のコントロ
ーラと通信させられる。上記のように、１つのコントロ
ーラが第２のコントローラとして動作するが、プロセス
・コントローラ２０のためには第２のコントローラは必
ずしも必要でないことが当業者には理解されるであろ
う。
【０００９】次に、コントローラ３０，４０のブロック
図が示されている図３を参照する。モデム５０がＵＣＮ
１４へ接続される。このモデムは２つの入力端子を有
し、１つの入力端子はＵＣＮ１４Ａへ接続され、他の入
力端子はＵＣＮ１４Ｂへ接続される。モデム５０は通信
ユニット（ＣＯＭＭ）６０と通信する。このＣＯＭＭは
大域バス７２を介して大域メモリ７０、Ｉ／Ｏインタフ
ェース・ユニット８０、および制御ユニット９０とイン
タフェースする。通信ユニット６０は通信コントローラ
ユニット、好適な実施例においてはトークン・バスコン
トローラ（ＴＢＣ）６１、モトローラ（Ｍｏｔｏｒｏｌ
ａ）６８８２４型、を含む。このバスコントローラはロ
ーカルバス６２へ接続される。プロセッサＡ６３（これ
は通信機能をほぼ実行する）がローカルバス６２とロー
カルメモリＡ６４へ接続される。そのローカルメモリは
ローカルバス６２へも接続される。プロセッサＡ６３は
モデム５０とＴＢＣ６１を介してプラント制御ネットワ
ーク１１へ接続される。ローカルメモリＡ６４は、プラ
ント制御ネットワーク１１からダウンロードされる画像
を含み、プロセッサＡ６３とＴＢＣ６１により使用され
る情報を記憶する。プロセッサＡ６３とプロセッサＢ９
１に共通である情報を大域メモリ７０が記憶する。その
メモリはバス２２Ａとバス２２Ｂから受ける全てのデー
タも記憶する。大域メモリ７０はプロセッサＡ６３とプ
ロセッサＢ９１の間のプロセッサ間通信手段としても機
能する。制御ユニット９０はプロセッサＢ９１とローカ
ルメモリＢ９２を含む。それらはローカルバス９３へ接
続される。プロセッサＢ９１は現場装置に関連する制御
機能（すなわち、制御処理）を実行する。これはポイン
ト処理を実行すること、およびローカルメモリ１ｂ９２
と大域メモリ７０を更新することを含む。制御ユニット
９０のローカルバス９３へは、リンク１３を介してプロ
セス・コントローラ２０の他のコントローラ３０，４０
へデータベースを転送するために用いられるトラックユ
ニット（図示せず）も結合される。
図が示されている図３を参照する。モデム５０がＵＣＮ
１４へ接続される。このモデムは２つの入力端子を有
し、１つの入力端子はＵＣＮ１４Ａへ接続され、他の入
力端子はＵＣＮ１４Ｂへ接続される。モデム５０は通信
ユニット（ＣＯＭＭ）６０と通信する。このＣＯＭＭは
大域バス７２を介して大域メモリ７０、Ｉ／Ｏインタフ
ェース・ユニット８０、および制御ユニット９０とイン
タフェースする。通信ユニット６０は通信コントローラ
ユニット、好適な実施例においてはトークン・バスコン
トローラ（ＴＢＣ）６１、モトローラ（Ｍｏｔｏｒｏｌ
ａ）６８８２４型、を含む。このバスコントローラはロ
ーカルバス６２へ接続される。プロセッサＡ６３（これ
は通信機能をほぼ実行する）がローカルバス６２とロー
カルメモリＡ６４へ接続される。そのローカルメモリは
ローカルバス６２へも接続される。プロセッサＡ６３は
モデム５０とＴＢＣ６１を介してプラント制御ネットワ
ーク１１へ接続される。ローカルメモリＡ６４は、プラ
ント制御ネットワーク１１からダウンロードされる画像
を含み、プロセッサＡ６３とＴＢＣ６１により使用され
る情報を記憶する。プロセッサＡ６３とプロセッサＢ９
１に共通である情報を大域メモリ７０が記憶する。その
メモリはバス２２Ａとバス２２Ｂから受ける全てのデー
タも記憶する。大域メモリ７０はプロセッサＡ６３とプ
ロセッサＢ９１の間のプロセッサ間通信手段としても機
能する。制御ユニット９０はプロセッサＢ９１とローカ
ルメモリＢ９２を含む。それらはローカルバス９３へ接
続される。プロセッサＢ９１は現場装置に関連する制御
機能（すなわち、制御処理）を実行する。これはポイン
ト処理を実行すること、およびローカルメモリ１ｂ９２
と大域メモリ７０を更新することを含む。制御ユニット
９０のローカルバス９３へは、リンク１３を介してプロ
セス・コントローラ２０の他のコントローラ３０，４０
へデータベースを転送するために用いられるトラックユ
ニット（図示せず）も結合される。
【００１０】Ｉ／Ｏインタフェース・ユニット８０は受
信器−送信器装置を含む。この装置はＵＡＲＴ（ユニバ
ーサル非同期受信器／送信器）８１である。ＵＡＲＴ８
１はドライバ８２，８３をそれぞれ介してバス２２Ａ，
２２Ｂへ接続される。
信器−送信器装置を含む。この装置はＵＡＲＴ（ユニバ
ーサル非同期受信器／送信器）８１である。ＵＡＲＴ８
１はドライバ８２，８３をそれぞれ介してバス２２Ａ，
２２Ｂへ接続される。
【００１１】プロセッサＢ９１は各種の現場装置から大
域メモリ７０を介してデータを受け、必要なポイント処
理および制御機能を実行し、それから要求に応じてロー
カルメモリＢ９２と大域メモリ７０を更新する。通信ユ
ニット６０は制御ユニット９０から大域メモリ７０を介
して受けるコマンドに応答して、Ｉ／Ｏモジュール２１
（Ｉ／Ｏインタフェース・ユニット８０を介して）と大
域メモリ７０の間でデータを入力および出力し、それに
より制御ユニット９０をＩ／Ｏモジュール管理の重荷か
ら開放する。このようにして、取りつけられている現場
装置に対してプロセス・コントローラ２０内の制御ユニ
ット９０により制御処理が実行され、通信（すなわち、
Ｉ／Ｏ制御）がＵＡＲＴ８１を介して通信ユニット６０
により取り扱われる。
域メモリ７０を介してデータを受け、必要なポイント処
理および制御機能を実行し、それから要求に応じてロー
カルメモリＢ９２と大域メモリ７０を更新する。通信ユ
ニット６０は制御ユニット９０から大域メモリ７０を介
して受けるコマンドに応答して、Ｉ／Ｏモジュール２１
（Ｉ／Ｏインタフェース・ユニット８０を介して）と大
域メモリ７０の間でデータを入力および出力し、それに
より制御ユニット９０をＩ／Ｏモジュール管理の重荷か
ら開放する。このようにして、取りつけられている現場
装置に対してプロセス・コントローラ２０内の制御ユニ
ット９０により制御処理が実行され、通信（すなわち、
Ｉ／Ｏ制御）がＵＡＲＴ８１を介して通信ユニット６０
により取り扱われる。
【００１２】次に、対象とする構成部品のＩ／Ｏモジュ
ールの部分ブロック図が示されている図４を参照する。
トランシーバ（アンチジャバー回路）２０１がバス２２
Ａ，２２Ｂとインタフェースする。トランシーバ２０１
はマイクロ・プロセッサ（μプロセッサ）２０２とイン
タフェースする。好適な実施例においては、そのマイク
ロ・プロセッサはインテル８０Ｃ３１型である。そのマ
イクロ・プロセッサはローカルバス２０３へ接続され、
ＥＰＲＯＭ２０４とＲＡＭ２０５を含む。それらのメモ
リもローカルバス２０３へ接続される。ＲＡＭ２０５は
Ｉ／Ｏモジュール２１のためのデータベースを構成する
情報を含む。ＥＰＲＯＭ２０４はマイクロ・プロセッサ
２０２により利用されるプログラム情報を含む。アプリ
ケーション専用回路２０９もローカルバス２０３を介し
てマイクロ・プロセッサ２０２へ接続される。アプリケ
ーション専用回路２０９は、Ｉ／Ｏモジュールを結合す
べき現場装置に応じてＩ／ＯモジュールからＩ／Ｏモジ
ュールへ変える。現場装置がデジタル入力を要する種類
のものであれば、残りのＩ／Ｏモジュールとインタフェ
ースする所定のフォーマットにそのデジタル入力を置く
ための論理をアプリケーション専用回路２０９は含む。
同様に、現場装置がアナログ入力を要するようなもので
あるならば、アナログ入力信号を（Ａ／Ｄ変換器を介し
て）所定のフォーマットに再び調和するフォーマットへ
変換する論理をアプリケーション専用回路は含む。この
ようにして、それらのＩ／Ｏモジュールは特定のＩ／Ｏ
モジュール型と呼ばれる。マイクロ・プロセッサ２０２
はアプリケーション専用回路２０９のためのＩ／Ｏ処理
（または前処理）を行う。種類（すなわち、Ａ／Ｉ，Ａ
／Ｏ，．．．）に応じて前処理は各Ｉ／Ｏモジュール２
１で変わる。前処理は、アプリケーション専用回路から
の信号をコントローラ３０，４０に適合するフォーマッ
トへ翻訳すること、およびコントローラ３０，４０から
の信号をＩ／Ｏモジュール２１に適合するフォーマット
にすることで本質的に構成される。実行される前処理の
あるものは零ドリフト、直線化（熱電対を直線化する）
ハードウェア修正、補償、（利得補償および零補償）、
基準ジャンクション補償、較正修正、変換、警報（限
界）点検等、および所定のスケール（技術単位、正規化
された単位、スケールのパーセント等）を有する所定の
フォーマットで信号を発生することを含む。好適な実施
例においては、７種類のアプリケーション専用回路が設
けられる。それらの回路は高レベルアナログ入力と、低
レベルアナログ入力と、アナログ出力と、デジタル入力
と、デジタル出力と、スマート送信器インタフェース
と、パルス入力カウンタとを含む。
ールの部分ブロック図が示されている図４を参照する。
トランシーバ（アンチジャバー回路）２０１がバス２２
Ａ，２２Ｂとインタフェースする。トランシーバ２０１
はマイクロ・プロセッサ（μプロセッサ）２０２とイン
タフェースする。好適な実施例においては、そのマイク
ロ・プロセッサはインテル８０Ｃ３１型である。そのマ
イクロ・プロセッサはローカルバス２０３へ接続され、
ＥＰＲＯＭ２０４とＲＡＭ２０５を含む。それらのメモ
リもローカルバス２０３へ接続される。ＲＡＭ２０５は
Ｉ／Ｏモジュール２１のためのデータベースを構成する
情報を含む。ＥＰＲＯＭ２０４はマイクロ・プロセッサ
２０２により利用されるプログラム情報を含む。アプリ
ケーション専用回路２０９もローカルバス２０３を介し
てマイクロ・プロセッサ２０２へ接続される。アプリケ
ーション専用回路２０９は、Ｉ／Ｏモジュールを結合す
べき現場装置に応じてＩ／ＯモジュールからＩ／Ｏモジ
ュールへ変える。現場装置がデジタル入力を要する種類
のものであれば、残りのＩ／Ｏモジュールとインタフェ
ースする所定のフォーマットにそのデジタル入力を置く
ための論理をアプリケーション専用回路２０９は含む。
同様に、現場装置がアナログ入力を要するようなもので
あるならば、アナログ入力信号を（Ａ／Ｄ変換器を介し
て）所定のフォーマットに再び調和するフォーマットへ
変換する論理をアプリケーション専用回路は含む。この
ようにして、それらのＩ／Ｏモジュールは特定のＩ／Ｏ
モジュール型と呼ばれる。マイクロ・プロセッサ２０２
はアプリケーション専用回路２０９のためのＩ／Ｏ処理
（または前処理）を行う。種類（すなわち、Ａ／Ｉ，Ａ
／Ｏ，．．．）に応じて前処理は各Ｉ／Ｏモジュール２
１で変わる。前処理は、アプリケーション専用回路から
の信号をコントローラ３０，４０に適合するフォーマッ
トへ翻訳すること、およびコントローラ３０，４０から
の信号をＩ／Ｏモジュール２１に適合するフォーマット
にすることで本質的に構成される。実行される前処理の
あるものは零ドリフト、直線化（熱電対を直線化する）
ハードウェア修正、補償、（利得補償および零補償）、
基準ジャンクション補償、較正修正、変換、警報（限
界）点検等、および所定のスケール（技術単位、正規化
された単位、スケールのパーセント等）を有する所定の
フォーマットで信号を発生することを含む。好適な実施
例においては、７種類のアプリケーション専用回路が設
けられる。それらの回路は高レベルアナログ入力と、低
レベルアナログ入力と、アナログ出力と、デジタル入力
と、デジタル出力と、スマート送信器インタフェース
と、パルス入力カウンタとを含む。
【００１３】次に、本発明を含むプロセス制御装置１０
の好適な実施例が示されている図５を参照する。プラン
ト制御ネットワーク１１のＮＩＭ６０２はメッセージ認
識器−Ｘ１３０と、プロセス・コントローラ２０のプロ
セス・コントローラ３０のコントローラＡ３０と、必要
ならば冗長プロセッサ・Ｂ４０とを含む。各コントロー
ラはメッセージ認識器−Ｙ９５を含む。
の好適な実施例が示されている図５を参照する。プラン
ト制御ネットワーク１１のＮＩＭ６０２はメッセージ認
識器−Ｘ１３０と、プロセス・コントローラ２０のプロ
セス・コントローラ３０のコントローラＡ３０と、必要
ならば冗長プロセッサ・Ｂ４０とを含む。各コントロー
ラはメッセージ認識器−Ｙ９５を含む。
【００１４】次に、メッセージ認識器１３０，９５のブ
ロック図が示されている図６を参照する。発振器３０１
が自走カウンタ（ＦＲＣ）３０５を駆動する。第１のラ
ッチ３１０と第２のラッチ３１１が含まれ、指令があっ
た時にＦＲＣ３０５の内容をラッチに記憶できるように
する。受信または送信されているメッセージをメッセー
ジ検出器３１５が標本化する。このメッセージ検出器３
１５は第１の制御信号、ＣＯＮＴ１、を供給する。その
第１の制御信号は、同期メッセージの独特のヘッダが送
信または受信された時に、自走カウンタ３０５の内容を
第１のラッチに保持する。この保持動作は同じネットワ
ーク・バスにおける全ての装置ではほぼ同時であり、以
後の全ての同期化動作に対する基準となる。他の種類の
メッセージは自走カウンタ３０５の内容を保持させな
い。メッセージ認識器１３０，９５の第２のラッチ３１
１は種々のやり方で用いられて、本発明の各種の応用の
ために求められる正確な同期時刻を提供する。本発明の
好適な実施例においては、所定のソフトウェア指令があ
った時に第２のラッチ３１１に保持させるために、第２
の制御信号、ＣＯＮＴ２、が供給される。第２のラッチ
の制御については後で詳しく説明する。第１のラッチ３
１０と第２のラッチ３１１はネットワークに含まれてい
る対応するコンピュータにより読出し可能である。自走
カウンタ３０５およびラッチの長さと分解能は希望の時
間分解能と、同期間隔と、当業者に周知のその他の要因
とにより決定される。本発明の好適な実施例はＩＥＥＥ
８０２．４通信スキームを利用するが、当業者であれば
良く認識されるであろうように、ＩＥＥＥ８０２．５イ
ーサネットを含む、その他の通信プロトコルも使用でき
る。図７はＩＥＥＥ８０２．４検出器パターンのフォー
マットを示す。
ロック図が示されている図６を参照する。発振器３０１
が自走カウンタ（ＦＲＣ）３０５を駆動する。第１のラ
ッチ３１０と第２のラッチ３１１が含まれ、指令があっ
た時にＦＲＣ３０５の内容をラッチに記憶できるように
する。受信または送信されているメッセージをメッセー
ジ検出器３１５が標本化する。このメッセージ検出器３
１５は第１の制御信号、ＣＯＮＴ１、を供給する。その
第１の制御信号は、同期メッセージの独特のヘッダが送
信または受信された時に、自走カウンタ３０５の内容を
第１のラッチに保持する。この保持動作は同じネットワ
ーク・バスにおける全ての装置ではほぼ同時であり、以
後の全ての同期化動作に対する基準となる。他の種類の
メッセージは自走カウンタ３０５の内容を保持させな
い。メッセージ認識器１３０，９５の第２のラッチ３１
１は種々のやり方で用いられて、本発明の各種の応用の
ために求められる正確な同期時刻を提供する。本発明の
好適な実施例においては、所定のソフトウェア指令があ
った時に第２のラッチ３１１に保持させるために、第２
の制御信号、ＣＯＮＴ２、が供給される。第２のラッチ
の制御については後で詳しく説明する。第１のラッチ３
１０と第２のラッチ３１１はネットワークに含まれてい
る対応するコンピュータにより読出し可能である。自走
カウンタ３０５およびラッチの長さと分解能は希望の時
間分解能と、同期間隔と、当業者に周知のその他の要因
とにより決定される。本発明の好適な実施例はＩＥＥＥ
８０２．４通信スキームを利用するが、当業者であれば
良く認識されるであろうように、ＩＥＥＥ８０２．５イ
ーサネットを含む、その他の通信プロトコルも使用でき
る。図７はＩＥＥＥ８０２．４検出器パターンのフォー
マットを示す。
【００１５】図５を再び参照して時間同期法を説明す
る。プラント制御ネットワーク１１内の時間（すなわ
ち、時間、分、秒でのデジタル・フォーマットでの実際
の時間）を「ＬＣＮＴＩＭＥ」と呼ぶことにする。物理
的モジュール１２２，１２４，１２６およびＮＩＭ６０
２（ＮＩＭはＬＣＮ１２０へ結合されているノードであ
る）のおのおののタイミング・サブシステムにより時間
が発生される。各物理的モジュールのタイミング・サブ
システムを記号Ｘで示す。各物理的モジュールにより維
持されているクロック−Ｘは全て同じであり、当業者に
周知のやり方、とくに、本願出願人が所有する米国特許
第４，８９０，２２２号「ローカル・エリア・ネットワ
ークの物理的モジュールのタイミング・サブシステムを
十分に同期させる装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ
ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉ
ｎｇ ｔｈｅ ｔｉｍｉｎｇ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ ｏ
ｆ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｍｏｄｕｌｅｓ ｏｆ
ａ ｌｏｃａｌ ａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ）」に記載
されているやり方で、バスコントローラ１２８の制御の
下に同期させられる。
る。プラント制御ネットワーク１１内の時間（すなわ
ち、時間、分、秒でのデジタル・フォーマットでの実際
の時間）を「ＬＣＮＴＩＭＥ」と呼ぶことにする。物理
的モジュール１２２，１２４，１２６およびＮＩＭ６０
２（ＮＩＭはＬＣＮ１２０へ結合されているノードであ
る）のおのおののタイミング・サブシステムにより時間
が発生される。各物理的モジュールのタイミング・サブ
システムを記号Ｘで示す。各物理的モジュールにより維
持されているクロック−Ｘは全て同じであり、当業者に
周知のやり方、とくに、本願出願人が所有する米国特許
第４，８９０，２２２号「ローカル・エリア・ネットワ
ークの物理的モジュールのタイミング・サブシステムを
十分に同期させる装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ
ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉ
ｎｇ ｔｈｅ ｔｉｍｉｎｇ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ ｏ
ｆ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｍｏｄｕｌｅｓ ｏｆ
ａ ｌｏｃａｌ ａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ）」に記載
されているやり方で、バスコントローラ１２８の制御の
下に同期させられる。
【００１６】各コントローラ３０，４０はそれぞれのタ
イミング・サブシステムを有する。それらのタイミング
・サブシステムはＹとして示され、ＬＣＮＴＩＭＥから
スキューできるコントローラの時間、ＣＯＮＴＩＭＥ、
を有する。
イミング・サブシステムを有する。それらのタイミング
・サブシステムはＹとして示され、ＬＣＮＴＩＭＥから
スキューできるコントローラの時間、ＣＯＮＴＩＭＥ、
を有する。
【００１７】次に、２つのネットワークの同期化におい
て起きる事象の時間線の例が示されている図８を参照す
る。ＣＯＮＴＩＭＥはＬＣＮＴＩＭＥに同期されてい
る。好適な実施例においては、ＮＩＭ６０２により同期
メッセージが６秒ごとに送られる。同期メッセージは、
メッセージ認識器１３０，９５により検出できるフォー
マットを有し、メッセージ番号も含む。メッセージ番号
は送信されたメッセージの数を識別する一連番号であ
る。時刻ｔn にＵＣＮ１４を介して同期メッセージが送
信されると、メッセージ認識器−Ｘ１３０とメッセージ
認識器−Ｙ９５が、同期メッセージが送信されたこと、
および受信されたことをそれぞれ検出する。このように
して、各第１のラッチ３１０がそれぞれの自走カウンタ
３０５の内容を保持する。例として、同期メッセージが
ＵＣＮ１４を介して実際に送信された時に、メッセージ
認識器−Ｘ（ＭＲ−Ｘ）１３０の自走カウンタ（ＦＲＣ
Ｘ）が値６を有し、その同期メッセージはメッセージ番
号７８を有すると仮定する。ＵＣＮ１４を介する実際の
伝送時間はほぼ零であるから、ＬＡＴ１Ｘの内容も６で
あるように、ＭＲ−Ｘ１３０の第１のラッチ（ＬＡＴ１
Ｘ）はＦＲＣＸの内容を保持する。更に、ＵＣＮ１４を
介する同期メッセージの実際の伝送時刻ｔn に、この例
においてはＭＲ−Ｙ９５の自走カウンタ（ＦＲＣＹ）と
メッセージ認識器（ＭＲ−Ｙ）９５の第１のラッチ（Ｌ
ＡＴ１Ｙ）３１０の両方の内容が１０７であるように、
ＬＡＴ１ＹはＦＲＣＹの内容を保持する。
て起きる事象の時間線の例が示されている図８を参照す
る。ＣＯＮＴＩＭＥはＬＣＮＴＩＭＥに同期されてい
る。好適な実施例においては、ＮＩＭ６０２により同期
メッセージが６秒ごとに送られる。同期メッセージは、
メッセージ認識器１３０，９５により検出できるフォー
マットを有し、メッセージ番号も含む。メッセージ番号
は送信されたメッセージの数を識別する一連番号であ
る。時刻ｔn にＵＣＮ１４を介して同期メッセージが送
信されると、メッセージ認識器−Ｘ１３０とメッセージ
認識器−Ｙ９５が、同期メッセージが送信されたこと、
および受信されたことをそれぞれ検出する。このように
して、各第１のラッチ３１０がそれぞれの自走カウンタ
３０５の内容を保持する。例として、同期メッセージが
ＵＣＮ１４を介して実際に送信された時に、メッセージ
認識器−Ｘ（ＭＲ−Ｘ）１３０の自走カウンタ（ＦＲＣ
Ｘ）が値６を有し、その同期メッセージはメッセージ番
号７８を有すると仮定する。ＵＣＮ１４を介する実際の
伝送時間はほぼ零であるから、ＬＡＴ１Ｘの内容も６で
あるように、ＭＲ−Ｘ１３０の第１のラッチ（ＬＡＴ１
Ｘ）はＦＲＣＸの内容を保持する。更に、ＵＣＮ１４を
介する同期メッセージの実際の伝送時刻ｔn に、この例
においてはＭＲ−Ｙ９５の自走カウンタ（ＦＲＣＹ）と
メッセージ認識器（ＭＲ−Ｙ）９５の第１のラッチ（Ｌ
ＡＴ１Ｙ）３１０の両方の内容が１０７であるように、
ＬＡＴ１ＹはＦＲＣＹの内容を保持する。
【００１８】この例においては時刻ｔn+1 には何も起き
ないと仮定する。また、この例においては、時刻ｔn+2
には、ＮＩＭ６０２の制御ソフトウェアは同期メッセー
ジが送信されたことを認識する。ＮＩＭ６０２の制御ソ
フトウェアはクロック−Ｘの現在の値、すなわち、ＬＣ
ＮＴＩＭＥを読出し、ＭＲ−Ｘ１３０の第２のラッチ
（ＬＡＴ２Ｘ）の内容が値８、すなわち、ＦＲＣＸ３０
５の現在の値、を含むようにＭＲ−Ｘ１３０の第２の制
御信号ＣＯＮＴ２を発生させる。それからＮＩＭ６０２
は同期メッセージが送信された実際の時間を次の式に従
って計算する。 ＴＩＭＥＳＹＮＣ＝ＣＬＯＣＫ−（ＬＡＴ２Ｘ−ＬＡＴ
１Ｘ） ＬＣＮＴＩＭＥ１で示されているこの時間が、一連番号
７８を持つメッセージが送信された実際の時間である。
ＮＩＭ６０２は第２のメッセージをコントローラ３０へ
送信する。そのメッセージにはＴＩＭＥＳＹＮＣの値
と、メッセージ番号、この例においてはメッセージ番号
は７８であった、を含む。このメッセージは、メッセー
ジ認識器１３０，９５により認識されないようなフォー
マットを有する。この第２のメッセージを受けると、コ
ントローラはＬＡＴ１Ｙの内容をＬＣＮＴＩＭＥに関連
づけることにより、コントローラをＬＣＮＴＩＭＥに同
期させる。したがって、本発明の好適な実施例の時間同
期は２メッセージ対である。このようにして、この例に
おけるコントローラ３０に対しては、ＬＡＴ１Ｙの値が
ＬＣＮＴＩＭＥ１に対応する。前の同期の実際の時間を
次の同期メッセージのデータフィールド中に含ませるこ
とにより、２メッセージ対を１つのメッセージ型で実現
できることを当業者は認識されるであろう。
ないと仮定する。また、この例においては、時刻ｔn+2
には、ＮＩＭ６０２の制御ソフトウェアは同期メッセー
ジが送信されたことを認識する。ＮＩＭ６０２の制御ソ
フトウェアはクロック−Ｘの現在の値、すなわち、ＬＣ
ＮＴＩＭＥを読出し、ＭＲ−Ｘ１３０の第２のラッチ
（ＬＡＴ２Ｘ）の内容が値８、すなわち、ＦＲＣＸ３０
５の現在の値、を含むようにＭＲ−Ｘ１３０の第２の制
御信号ＣＯＮＴ２を発生させる。それからＮＩＭ６０２
は同期メッセージが送信された実際の時間を次の式に従
って計算する。 ＴＩＭＥＳＹＮＣ＝ＣＬＯＣＫ−（ＬＡＴ２Ｘ−ＬＡＴ
１Ｘ） ＬＣＮＴＩＭＥ１で示されているこの時間が、一連番号
７８を持つメッセージが送信された実際の時間である。
ＮＩＭ６０２は第２のメッセージをコントローラ３０へ
送信する。そのメッセージにはＴＩＭＥＳＹＮＣの値
と、メッセージ番号、この例においてはメッセージ番号
は７８であった、を含む。このメッセージは、メッセー
ジ認識器１３０，９５により認識されないようなフォー
マットを有する。この第２のメッセージを受けると、コ
ントローラはＬＡＴ１Ｙの内容をＬＣＮＴＩＭＥに関連
づけることにより、コントローラをＬＣＮＴＩＭＥに同
期させる。したがって、本発明の好適な実施例の時間同
期は２メッセージ対である。このようにして、この例に
おけるコントローラ３０に対しては、ＬＡＴ１Ｙの値が
ＬＣＮＴＩＭＥ１に対応する。前の同期の実際の時間を
次の同期メッセージのデータフィールド中に含ませるこ
とにより、２メッセージ対を１つのメッセージ型で実現
できることを当業者は認識されるであろう。
【００１９】本発明の好適な実施例においては２秒毎に
同期メッセージがコントローラ３０によりバス（Ｉ／Ｏ
リンク）２２を介してＩＯＰ２１へ送信される。ある時
刻、ＬＣＮＴＩＭＥ２、には同期メッセージはＩ／Ｏリ
ンク２２を介して送信される。Ｉ／Ｏリンク２２により
同期メッセージが送信される時刻に、ＭＲ−Ｙ９５の第
２のラッチ（ＬＡＴ２Ｙ）３１１が、Ｉ／Ｏインタフェ
ース８０によりＦＲＣＹ３０５の内容を保持させられ
る。この例においては、ＦＲＣＹ３０５は値１２８を有
し、保持プロセスの結果として、ＬＡＴ２Ｙに保持され
ている内容も１２８である。ＩＯＰ２１への同期メッセ
ージはメッセージ番号（この例ではメッセージ番号は２
４である）を含む。ＩＯＰへのメッセージ番号はＮＩＭ
６０２から受けられるメッセージ番号とは独立である。
コントローラ３０は、同期メッセージがＩＯＰへ送られ
た時刻ＬＣＮＴＩＭＥ２を次の式に従って計算する。 ＬＣＮＴＩＭＥ２＝ＬＣＮＴＩＭＥ１＋（ＬＡＴ２Ｙ−
ＬＡＴ１Ｙ） ＩＯＰはＩ／Ｏに保持されている時間カウントをリセッ
トする。したがって、ＬＣＮＴＩＭＥ２はＩＯＰ２１に
おける零時間に対応する。このようにしてＩ／Ｏリンク
２２に対してタイムベースが設定される。現場装置から
の入力の１つにおける事象変化をＩＯＰ２１が検出する
と、その事象の発生はＩＯＰに維持されている時間カウ
ンタ中の値に関連させられる。コントローラがＩＯＰか
らデータを要求するある時刻（本発明の好適な実施例に
おいて、ＩＯＰ２１がコントローラからの要求に応答す
るだけであることを思い出されたい）に、ＩＯＰは事象
の入力点と、デジタル事象が起きた時の時間カウンタの
値と、プラス同期ＩＤメッセージのメッセージ番号をコ
ントローラへ送る。したがって、この例においては、メ
ッセージ番号はメッセージＩＤ２４を有し、同期時間は
事象が起きた時のＩＯＰに維持されている時間カウンタ
の値を有し、点番号は入力点に対応する（ＩＯＰが３２
の入力を有するものとすると、点番号は事象の入力点に
応じて１と３２の間の値を有する）。入力点は読出され
た事象の機能に関連させられる。コントローラが情報を
受けると、コントローラはＩＯＰに維持されている時間
カウンタの値をＬＣＮＴＩＭＥ２へ加えて、事象の実際
の発生時刻を得る。このようにして、ＩＯＰはＣＮＴＩ
ＭＥへも同期される。
同期メッセージがコントローラ３０によりバス（Ｉ／Ｏ
リンク）２２を介してＩＯＰ２１へ送信される。ある時
刻、ＬＣＮＴＩＭＥ２、には同期メッセージはＩ／Ｏリ
ンク２２を介して送信される。Ｉ／Ｏリンク２２により
同期メッセージが送信される時刻に、ＭＲ−Ｙ９５の第
２のラッチ（ＬＡＴ２Ｙ）３１１が、Ｉ／Ｏインタフェ
ース８０によりＦＲＣＹ３０５の内容を保持させられ
る。この例においては、ＦＲＣＹ３０５は値１２８を有
し、保持プロセスの結果として、ＬＡＴ２Ｙに保持され
ている内容も１２８である。ＩＯＰ２１への同期メッセ
ージはメッセージ番号（この例ではメッセージ番号は２
４である）を含む。ＩＯＰへのメッセージ番号はＮＩＭ
６０２から受けられるメッセージ番号とは独立である。
コントローラ３０は、同期メッセージがＩＯＰへ送られ
た時刻ＬＣＮＴＩＭＥ２を次の式に従って計算する。 ＬＣＮＴＩＭＥ２＝ＬＣＮＴＩＭＥ１＋（ＬＡＴ２Ｙ−
ＬＡＴ１Ｙ） ＩＯＰはＩ／Ｏに保持されている時間カウントをリセッ
トする。したがって、ＬＣＮＴＩＭＥ２はＩＯＰ２１に
おける零時間に対応する。このようにしてＩ／Ｏリンク
２２に対してタイムベースが設定される。現場装置から
の入力の１つにおける事象変化をＩＯＰ２１が検出する
と、その事象の発生はＩＯＰに維持されている時間カウ
ンタ中の値に関連させられる。コントローラがＩＯＰか
らデータを要求するある時刻（本発明の好適な実施例に
おいて、ＩＯＰ２１がコントローラからの要求に応答す
るだけであることを思い出されたい）に、ＩＯＰは事象
の入力点と、デジタル事象が起きた時の時間カウンタの
値と、プラス同期ＩＤメッセージのメッセージ番号をコ
ントローラへ送る。したがって、この例においては、メ
ッセージ番号はメッセージＩＤ２４を有し、同期時間は
事象が起きた時のＩＯＰに維持されている時間カウンタ
の値を有し、点番号は入力点に対応する（ＩＯＰが３２
の入力を有するものとすると、点番号は事象の入力点に
応じて１と３２の間の値を有する）。入力点は読出され
た事象の機能に関連させられる。コントローラが情報を
受けると、コントローラはＩＯＰに維持されている時間
カウンタの値をＬＣＮＴＩＭＥ２へ加えて、事象の実際
の発生時刻を得る。このようにして、ＩＯＰはＣＮＴＩ
ＭＥへも同期される。
【００２０】本願出願人が所有する米国特許第５，１６
８，４４３号「高速パルス入力Ｉ／Ｏプロセッサの冗長
性を提供する方法（Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｒｏｖｉ
ｄｉｎｇ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｏｆ ａ Ｈｉｇｈ
Ｓｐｅｅｄ ＰｕｌｓｅＩｎｐｕｔ Ｉ／Ｏ Ｐｒｏ
ｃｅｓｓｏｒ）」には、メッセージ番号を利用するコン
トローラ３０とＩＯＰの間の通信スキームを開示してい
る。本発明の好適な実施例は、バス型ローカル・エリア
・ネットワークの装置の間で伝送されるデータを時間同
期させる方法と装置を記述するものである。また、スレ
ーブ装置（ＩＯＰ）ではなくてマスタ装置（コントロー
ラ）により実際の時間が維持される別の方法を説明す
る。コントローラとＩＯＰの間の時間同期プロセスを、
ＩＯＰの内部のメッセージ認識器を含むことにより、Ｌ
ＣＮネットワークとコントローラの間の同期と同じやり
方で実施できる。
８，４４３号「高速パルス入力Ｉ／Ｏプロセッサの冗長
性を提供する方法（Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｒｏｖｉ
ｄｉｎｇ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｏｆ ａ Ｈｉｇｈ
Ｓｐｅｅｄ ＰｕｌｓｅＩｎｐｕｔ Ｉ／Ｏ Ｐｒｏ
ｃｅｓｓｏｒ）」には、メッセージ番号を利用するコン
トローラ３０とＩＯＰの間の通信スキームを開示してい
る。本発明の好適な実施例は、バス型ローカル・エリア
・ネットワークの装置の間で伝送されるデータを時間同
期させる方法と装置を記述するものである。また、スレ
ーブ装置（ＩＯＰ）ではなくてマスタ装置（コントロー
ラ）により実際の時間が維持される別の方法を説明す
る。コントローラとＩＯＰの間の時間同期プロセスを、
ＩＯＰの内部のメッセージ認識器を含むことにより、Ｌ
ＣＮネットワークとコントローラの間の同期と同じやり
方で実施できる。
【図１】本発明を利用できるプロセス制御装置のブロッ
ク図を示す。
ク図を示す。
【図２】本発明を利用できる、Ｉ／Ｏモジュールを含
む、プロセス・コントローラのブロック図を示す。
む、プロセス・コントローラのブロック図を示す。
【図３】図２のプロセス・コントローラに含まれている
コントローラのブロック図を示す。
コントローラのブロック図を示す。
【図４】図２のプロセス・コントローラに含まれている
Ｉ／Ｏモジュールのブロック図を示す。
Ｉ／Ｏモジュールのブロック図を示す。
【図５】本発明を含むプロセス制御装置の好適な実施例
のブロック図を示す。
のブロック図を示す。
【図６】本発明の好適な実施例のメッセージ認識器のブ
ロック図を示す。
ロック図を示す。
【図７】ＩＥＥＥ８０２．４メッセージ検出器パターン
のフォーマットを示す。
のフォーマットを示す。
【図８】２つのネットワークの同期化において生ずる事
象の時間線の例を示す。
象の時間線の例を示す。
３０，４０ コントローラ ６０，９０，９１ プロセッサ ７０ 大域メモリ ８０ Ｉ／Ｏインタフェース ９５，１３０ メッセージ認識器 １２０ ローカル制御ネットワーク １２２ ユニバーサル・オペレータ・ステーション １２４ アプリケーション・モジュール １２６ 履歴モジュール １２８ コンピュータ・モジュール ２０１ トランシーバ ２０２ マイクロ・プロセッサ ２０４ ＥＰＲＯＭ ２０５ ＲＡＭ ２０９ アプリケーション専用回路 ３０１ 発振器 ３１０，３１１ ラッチ ３０５ 自走カウンタ ３１５ メッセージ検出器 ６０２ ネットワーク・インタフェース・モジュール
Claims (5)
- 【請求項１】 それぞれのネットワークが自己の実際の
時間を維持するための独立したタイミング・サブシステ
ムを有するような、第１と第２のネットワークの一方の
時間を他方の時間へ同期させる方法であって、 第１のネットワークに対して、 ａ）同期メッセージとして一意に識別される第１のメッ
セージを第２のネットワークへ送る過程と、 ｂ）第１のメッセージが送られた時の第１のネットワー
ク内の第１の相対時間を得る過程と、 ｃ）第１のメッセージが送られたことを第１のネットワ
ークが認識した時に、第１のメッセージが送られた第１
のネットワークの実時間を含む第２のメッセージを第２
のネットワークへ送るために、第２の相対時間を得る過
程と、を備え、第２のネットワークに対して、 ｄ）第１のメッセージが受けられた時の第２のネットワ
ーク内の第３の相対時間を得る過程と、 ｅ）第２のメッセージに含まれている第１のネットワー
クの実時間を第３の相対時間に関連させることにより、
第２のネットワークの時間を第１のネットワークの時間
へ同期させ、第１のネットワークと第２のネットワーク
の伝送プロトコルに関連する時間のどのようなスキュー
も解消する過程と、を備えるネットワークの時間同期方
法。 - 【請求項２】 請求項１記載の同期方法において、 第１のネットワークに対して、 ａ）第１のメッセージおよび第２のメッセージ中にメッ
セージＩＤ番号を含む過程、 を更に備え、第２のネットワークに対して、 ｂ）第１のメッセージのメッセージＩＤ番号と第２のメ
ッセージのメッセージＩＤ番号を検査して、第２のメッ
セージ中の実時間を第３の相対時間へ関連づけを確実に
行う過程、を更に備える同期方法。 - 【請求項３】 それぞれのネットワークが自己の実際の
時間を維持するための独立した時間サブシステムを有す
るような、第１と第２のネットワークの一方の時間を他
方の時間へ同期させる方法であって、 第１のネットワークに対して、 ａ）同期メッセージとして一意に識別される第１のメッ
セージを第２のネットワークへ送る過程と、 ｂ）第１のメッセージが送られた時の第１のネットワー
ク内の第１の相対時間を得る過程と、を備え、第２のネ
ットワークに対して、 ｃ）第２のネットワーク内の第２の相対時間を、第１の
メッセージが受けられた時に零へセットする過程と、 ｄ）データを第１のネットワークへ送る時にそのデータ
に関連する第２の相対時間と共に、データを第２のメッ
セージを介して第１のネットワークへ送り、第１のネッ
トワークが第１のネットワークの実際の時間をそのデー
タに関連する第２の相対時間へ関連付けるようにさせる
過程と、を備えるネットワークの時間同期方法。 - 【請求項４】 それぞれのネットワークが自己の実際の
時間を発生するための独立したタイミング・サブシステ
ムを有する第１及び第２のネットワークの一方の時間を
他方の時間へ同期させる装置であって、 ａ）第１のネットワーク内で第１の相対時間を発生する
第１の自走カウンタと、 ｂ）第２のネットワーク内で第２の相対時間を発生する
第２の自走カウンタと、 ｃ）第１の制御信号と第２の制御信号に応答して、第１
の自走カウンタからの第１の相対時間値と第２の相対時
間値をそれぞれ記録する第１のネットワークに設けられ
る第１のラッチおよび第２のラッチと、 ｄ）第３の制御信号に応答して、第２の自走カウンタか
らの第３の相対時間値を記録する第２のネットワークに
設けられる第３のラッチと、 ｅ）第１のネットワークに設けられ、メッセージＩＤ番
号を含む第１のメッセージが第２のネットワークへ送ら
れた時を検出して前記第１の制御信号を発生する第１の
手段と、 ｆ）第１のメッセージが第１のネットワークから受けら
れた時を検出して第３の制御信号を発生する第２のネッ
トワークに設けられる第３の手段と、 ｇ）第１のネットワークに設けられ、前記第１のメッセ
ージの送信を認識して前記第２の相対時間を記録するた
めの前記第２の制御信号を発生させ、メッセージＩＤ番
号と第１のメッセージが送られたときの実時間を含む第
２のメッセージを第２のネットワークへ送り、第２のネ
ットワークに第２のメッセージで受けた第１ネットワー
クの実時間を第３の相対時間に関連づけさせる第３の手
段とを備え、第２のネットワークの時間を第１のネット
ワークの時間へ同期させることを特徴とするネットワー
クの時間同期装置。 - 【請求項５】 それぞれのネットワークが自己の実際の
時間を発生するための独立したタイミング・サブシステ
ムを有する第１，第２，第３のネットワークの第２，第
３のネットワークの時間を第１のネットワークの時間へ
同期させる装置であって、 ａ）第１のネットワーク内で相対時間を発生する第１の
自走カウンタと、 ｂ）第２のネットワーク内で相対時間を発生する第２の
自走カウンタと、 ｃ）第１の制御信号と第２の制御信号に応答して、第１
の自走カウンタからの第１の相対時間値と第２の相対時
間値をそれぞれ記録する第１のネットワークに設けられ
た第１のラッチおよび第２のラッチと、 ｄ）第３のおよび第４の制御信号に応答して、第２の自
走カウンタからの第３の相対時間値を記録する第２のネ
ットワークに設けられる第３のおよび第４のラッチと、 ｅ）メッセージＩＤ番号を含む第１のメッセージが第２
のネットワークへ送られた時を検出して第１の制御信号
を発生する第１のネットワークに設けられる第１の手段
と、 ｆ）第１のメッセージが第１のネットワークから受けら
れた時を検出して第３の制御信号を発生する第２のネッ
トワークに設けられる第３の手段と、 ｇ）第１のネットワークに設けられ、第１のメッセージ
の送信を認識して前記第２の相対時間値を記録するため
の第２信号を発生させ、メッセージＩＤ番号と第１のメ
ッセージが送られたときの第１のネットワークの実時間
とを含む第２のメッセージを第２のネットワークへ送
り、第２のネットワークに第２のメッセージで受けた第
１のネットワークの実時間を第３の相対時間へ関連づけ
させて、第２のネットワークの時間を第１のネットワー
クの時間へ同期させる第２の手段と、 ｈ）第２のネットワークに設けられ第３のメッセージと
データを出力する第４の手段であって、その第３のメッ
セージが出力される時に第４の制御信号を発生して時間
同期メッセージを指示することにより、第３のネットワ
ークにその第３のネットワーク内の第５の相対時間を零
に初期化させ、かつ、第３のネットワークから第２のネ
ットワークへ送られる前記データにそのデータに関連す
る第５の相対時間の値を含ませ、第２のネットワークが
第３のネットワークのデータの時間を第２のネットワー
クの時間および第１のネットワークの時間とに相関づけ
させる第４の手段と、を備えるネットワークの時間同期
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/019,730 US5384563A (en) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | Method and apparatus for time synchronization of bus type local area networks including hierarchical networks |
| US019,730 | 1993-02-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07311721A true JPH07311721A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=21794722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6046528A Pending JPH07311721A (ja) | 1993-02-22 | 1994-02-22 | ネットワークの時間同期方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5384563A (ja) |
| EP (1) | EP0613271B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07311721A (ja) |
| DE (1) | DE69425167T2 (ja) |
Cited By (1)
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- 1994-02-14 DE DE69425167T patent/DE69425167T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-02-14 EP EP94301066A patent/EP0613271B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-02-22 JP JP6046528A patent/JPH07311721A/ja active Pending
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| DE69425167T2 (de) | 2001-03-22 |
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