JPH0750887B2 - データ伝送方法およびシステム - Google Patents

データ伝送方法およびシステム

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JPH0750887B2
JPH0750887B2 JP1066595A JP6659589A JPH0750887B2 JP H0750887 B2 JPH0750887 B2 JP H0750887B2 JP 1066595 A JP1066595 A JP 1066595A JP 6659589 A JP6659589 A JP 6659589A JP H0750887 B2 JPH0750887 B2 JP H0750887B2
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尚雄 小川
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俊彦 内山
利幸 村上
統 安保
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L12/407Bus networks with decentralised control
    • H04L12/417Bus networks with decentralised control with deterministic access, e.g. token passing
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/64Hybrid switching systems

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、複数のステーションが伝送路に接続され、デ
ータの送信権をトークンにより管理するデータ伝送シス
テムに係り、特に、サイクリック通信にパケット通信を
効率よく混在可能とするデータ伝送方式に関する。
[従来の技術] 従来、伝送路へのデータの送信権、あるいは通信網の使
用権を管理する方式の一つとして、トークン(送信許可
証)を保持したステーションのみにデータの伝送を許可
するいわゆるトークンパッシング方式を採用したデータ
伝送システムが知られている。このような伝送システム
の伝送路は大別してリング型およびバス型(スター型を
含む)に大別される。トークンの巡回順は、リング型で
は各ステーションの接続関係により一意に定まるが、バ
ス型では伝送プロトコルにより自由に設定可能である。
第2図に、従来のバス型データ伝送システムの概略構成
を示す。
同図において、伝送路25にステーシヨン(以下、STと略
す)21,22,23,24が接続されている。いま、ST21〜ST24
がサイクリック通信を行なっている場合を考える。サイ
クリック通信とは、監視制御システム等において、特定
のステーションで周期的に発生するサイクリックデータ
(制御対象等のサンプリングデータあるいは温度データ
等)を、当該データを必要とする各ステーションに周期
的に送信することをいう。ST21〜ST24は、内部にサイク
リックメモリを有する。図示の例では、ST21はデータA
の発信元であり、その送信データを「A」とする。ST22
〜ST24の「a」は、ST21の送信データAを受信するため
のメモリエリアを示している。同様に、ST22はデータB
の発信元であり、その送信データを「B」とする。ST2
1,ST23,ST24の「b」はST22の送信データBを受信する
ためのメモリエリアを示す。同様に、ST23の送信データ
は「C」、ST24の送信データは「D」であり、それらの
受信用メモリエリアが「c」,「d」である。
第3図は、第2図で示したサイクリック通信をタイムチ
ャートに表わしたものである。各ステーションには、伝
送プロトコルに従ってトークンが順次渡される。ST21に
てトークン31を受信するとST21に送信権が与えられたこ
とになり、ST21はサイクリックデータAを伝送路25に送
信する。(サイクリックデータAは他のSTでほぼ同時に
受信されるが、その受信処理のタイムチャートは省略し
た。)続いて、ST21はトークン33を送信することにより
送信権を手離す。トークン33は伝送プロトコルに従い、
ST22に獲得される。ST22は、トークンを獲得した時点
で、送信すべきデータが無かったため、ダミーデータ34
を伝送路25に送る。このダミーデータを挿入する理由
は、ST21,ST22,ST23,ST24間のサイクリック通信の周期
性を確保するためのものである。従って、ダミーデータ
34のデータ長は、送信データがあれば送信していたであ
ろうサイクリックデータBのデータ長に相当するもので
ある。次に、ST22はトークン35を送信し、このトークン
35は前記と同様に伝送プロトコルに従い、ST23に獲得さ
れる。ST23はサイクリックデータCを送信した後、トー
クン37を送信して送信権を次のSTにゆずる。同様にし
て、トークン37は、ST24に獲得される。ST24はST22と同
様、送信すべきデータが無いため、ダミーデータ38を送
信している。以下、同様にしてトークン39が送信され、
再びST21に獲得される。
以上の手順において、トークンがステーションを一巡す
るトークン一巡時間Ttkは一定の時間を確保しており、
サイクリック通信の周期性を保っていた。
他の方式として、例えば、「オーム」1987年9月号第68
頁から第74頁には、IEEE802.4に準拠したトークンパッ
シングバス方式のローカルエリアネットワーク(LAN)
において、サイクリック通信を行う例が開示されてい
る。この方式は、第4図に示すように、ダミーを送信す
るSTを特定のST21に決めて、ダミー40の送信時間を調整
することにより、サイクリックデータ送信周期Tcycを一
定の時間にしようとする方式である。尚、第4図におい
ては、第3図の例と異なり、ST22はサイクリックデータ
Bを、また、ST24はサイクリックデータDを送信した場
合を示した。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来技術は、サイクリック通信のみのシステムには
有効であるが、サイクリック通信にパケット通信を混在
させようとする場合に問題があった。
すなわち、サイクリック通信にパケット通信を混在させ
るには、サイクリックデータの送信タイミングに同期し
てパケットデータを送信する方法が考えられるが、パケ
ット通信により上記サイクリックデータの送信の周期性
が害されるおそれがあった。
また、前記第3図の従来技術ではパケット通信としての
スループットの低下が著しいという問題があり、第4図
の従来技術においても、サイクリックデータの発生周期
内に一度しか送信タイミングがなく、効率的なパケット
通信が行えないという問題があった。
本発明の目的は、サイクリック通信にパケット通信を混
在させても、スループットの低下が少なく、かつ、サイ
クリックデータ通信の周期性を害することのないトーク
ンパッシング方式のデータ伝送方法およびシステムを提
供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明によるデータ伝送方
法は、伝送路に接続された複数のステーション間で順次
送信権を巡回させて、該送信権を保持したステーション
にのみデータの送信を許可するデータ伝送方式におい
て、少なくとも一つのステーションが周期的に発生する
第1のデータを他のステーションに伝送するデータ伝送
方式であって、上記少なくとも一つのステーションは、
上記送信権を獲得したときに、上記第1のデータと上記
第1のデータ以外の第2のデータとをそれぞれ独立に、
あるいは、上記第2のデータを上記第1のデータととも
に送信可能とし、上記第1のデータが発生する周期内に
上記送信権が一巡するように、上記各送信獲得時に送信
できる上記第1のデータおよび第2のデータの容量また
は送信時間を制限するようにしたものである。この場
合、好ましくは、上記第1のデータおよび第2のデータ
の容量または送信時間の上限を設定する。
また、この場合に、上記第1のデータのみ送信した場合
に、上記第1のデータが発生した後、次の新たな第1の
データが発生するまでの間に、少なくとも2回送信権が
巡回してくるよう、上記第1のデータの容量を定めるよ
うにしてもよい。
さらに、上記各ステーションは、送信すべきデータを有
さないときは上記送信権を得た後直ちに当該送信権を手
離すようにすることができる。
上記各データ伝送方式において、発生周期が異なる複数
種のデータを発生するステーションについては、上記周
期的データの送信フレームを複数のブロックに分割し、
各ブロックを異なる周期の周期的データの送信用に割当
てることもできる。
本発明によるデータ伝送方法は、さらに他の見地によれ
ば、複数のステーション間で順次送信権を巡回させて、
該送信権を保持したステーションにのみデータの送信を
許可するデータ伝送方法において少なくとも一つのステ
ーションが周期的に発生するサイクリックデータを他の
ステーションに伝送するものであって、上記ステーショ
ンは、上記サイクリックデータの送信タイミング以外の
タイミングで、上記送信権を獲得してパケットデータを
送信するようにしたものである。
本発明による他のデータ伝送方法は、複数のステーショ
ン間で順次送信権を巡回させて、該送信権を保持したス
テーションにのみデータの送信を許可するデータ伝送方
式において少なくとも一つのステーションが周期的に発
生するデータを他のステーションに伝送するものであっ
て、発生周期が異なる複数種のデータを発生するステー
ションについては、上記周期的に発生するデータの送信
フレームを複数のブロックに分割し、各ブロックを異な
る周期の周期的データの送信用に割当てるようにしたも
のである。
本発明によるデータ伝送システムは、伝送路に接続され
た複数のステーション間で順次送信権を巡回させて、該
送信権を保持したステーションにのみデータの送信を許
可するデータ伝送システムにおいて、上記複数のステー
ションの少なくとも一つは、周期的に第1のデータを発
生する手段と、上記送信権を獲得したとき上記第1のデ
ータを伝送路に送信する手段と、上記第1のデータ以外
の第2のデータの送信要求が発生したとき、該第2のデ
ータを上記第1のデータとともに、あるいは独立に上記
伝送路に送信する手段と、1回の送信権獲得時に送信可
能な第1および第2のデータの送信データ量または送信
時間を一定値以内に制限する手段とを備えたものであ
る。
本発明による他のデータ伝送システムは、伝送路に接続
された複数のステーション間で順次送信権を巡回させ
て、該送信権を保持したステーションにのみデータの送
信を許可するデータ伝送システムにおいて、上記複数の
ステーションの少なくとも一つは、周期的に第1のデー
タを発生する手段と、上記送信権を獲得したとき上記第
1のデータを伝送路に送信する手段と、上記第1位のデ
ータ以外の第2のデータの送信要求が発生したとき、該
第2のデータを上記第1のデータとともに、あるいは独
立に上記伝送路に送信する手段と、上記第1のデータが
送信された後、次の第1のデータが送信されるまでの
間、上記第2のデータの送信データ量または送信時間を
一定値以内に制限する手段とを備えたものである。
また、本発明によるステーションは、トークンパッシン
グ方式のデータ伝送システムに使用されるステーション
であって、上記複数のステーションの少なくとも一つ
は、サイクリックデータを発生する手段と、トークンを
獲得したとき上記サイクリックデータを伝送路に送信す
る手段と、パケットデータの送信要求が発生したとき、
該パケットデータを上記サイクリックデータとともに、
あるいは独立に上記伝送路に送信する手段と、上記サイ
クリックデータの発生周期内に、上記パケットデータの
送信データ量または送信時間を一定値以内に制限する手
段とを備えたものである。
[作 用] 周期的に発生されるデータすなわちサイクリックデータ
を逐次他のステーションに送信するサイクリック通信に
おいて、サイクリックデータの発生周期(複数の周期が
ある場合にはその最小周期)を基準周期とする。本発明
では、この基準周期内において順次各ステーションがサ
イクリックデータのみを送信した場合の送信権一巡時間
が上記基準周期より短くなるように、各サイクリックデ
ータの容量を定め、かつ、各ステーションは送信すべき
データがないときは獲得した送信権を即座に手離すよう
にしておく。これによって、各ステーションは、サイク
リックデータのみを送信したとすれば、基準周期内に複
数回送信権を獲得する機会が与えられる。
したがって、各ステーションは、その複数回の送信権獲
得時のいずれかまたは全てにおいてデータを送信するこ
とができる。この場合、サイクリックデータ以外の任意
の他のステーション宛のデータすなわちパケットデータ
は、上記サイクリックデータと共に、あるいは独立に送
信することができる。
このパケットデータのデータ量あるいは送信時間には、
好ましくは、各送信権獲得時に送信可能なデータ量ある
いは送信時間に上限を設けておき、サイクリック通信の
基準周期より送信権一巡時間が長くならないようにす
る。これにより、サイクリック通信の周期性は、送信権
のみの一巡時間分の誤差範囲内に保たれ、発生したサイ
クリックデータが送信されないまま次のサイクリックデ
ータが発生する事態を回避することができる。
なお、本発明におけるサイクリックデータの容量および
パケットデータの容量の上限は、具体的には、システム
構築時に、サイクリックデータの発生周期と、送信権が
巡回するステーションの台数情報と、伝送路のデータ伝
送速度と、送信権・パス時間(トークン・パス時間とし
て後述)とによって決定することができる。
[実施例] 以下、本発明の一実施例について詳細に説明する。ここ
では、第2図と同様のトークンバス方式の伝送システム
を例とするが、トークンリング等、他のトークンパッシ
ング方式の伝送システムにも適用可能である。
まず、第5図により、本発明において重要な概念となる
トークン一巡時間について説明する。同図の動作は、第
3図の動作と比べ以下の点が異なっている。すなわち、
第3図においては、ST22はトークン33を受信するとダミ
ーデータ34を送信するが、第5図では、ダミーデータを
送信しないで、即座にトークン35を送信する。同様にST
24もトークン37を受信すると、ダミーデータ28を送信し
ないで、即座にトークン39を送信する。以上により、ST
21を基準にしたトークン一巡時間Ttk1(第5図の区間
I)は第3図のダミーデータ34およびダミーデータ38の
分だけ第3図のTtkより短かくなる。次に、ST21は、送
信すべきサイクリックデータA2が生成できていたので、
サイクリックデータA2を伝送路25(第2図)に送信す
る。ST21はトークン52を送信し送信権を手離す。トーク
ン52は、伝送プロトコルに従ってST22に獲得される。こ
の時点でST22は送信すべきサイクリックデータBが生成
できていたので、サイクリックデータBを伝送路25に送
る。同様にトークン54をST23に送るが、ST23はトークン
を獲得した時点で、以前に送信したサイクリックデータ
Cに引き続くデータが無かったので、即座にトークン55
を送信する。ST24も、トークン55を獲得した時点で送る
べきデータが無かったので即座にトークン56を送信す
る。以上により、ST21を基準にした第5図の区間IIのト
ークン一巡時間はTtk2となる。このシステムをサイクリ
ック通信に適用する場合には、トークン一巡時間Ttk1,T
tk2はいずれもサイクリックデータ送信周期Tcycより短
かくなければならない。
第5図の動作をサイクリック通信とパケット通信の双方
に適用した例のタイムチャートを第1図に示す。
第1図において、ST21がトークン1を受信すると、ST21
に生成されたサイクリックデータ(パケットデータを含
んでもよい。以下、同じ)AP1を伝送路25(第2図)に
送信する。次に、ST21は、トークン3を送信して送信権
を手離す。トークン3は伝送プロトコルに従いST22に獲
得される。ST22は、自信において生成されたサイクリッ
クデータBP1を伝送路に送信する。その後、トークン5
を送信して送信権をST23に渡す。ST23はサイクリックデ
ータCP1を送信した後、トークン7をST24に渡す。ST24
は、サイクリックデータDP1を送信した後、トークン9
を手離し、このトークン9は再度ST21に獲得される。こ
のようにして、ST21を基準に考えたトークンが一巡す
る。この時のトークン一巡に一巡時間Ttkαがかかる。
次に、トークン9を受信したST21は、サイクリックデー
タを生成する基準周期Tcycsの時間に満たないため、送
出すべきサイクリックデータはない。従って即座にトー
クン10を送信する。同様に、ST22,ST23,ST24も前回のト
ークンでサイクリックデータとパケットデータを送信し
た後、サイクリックデータを生成する基準周期の時間に
満たないためデータは送信しないで、トークン11、トー
クン12、トークン13と、それぞれ順次即座に送信する。
従って、この時のトークン一巡に要する一巡時間をTtk
βとすると、 Ttkβ<Ttkα となる。同様に、次の一巡も各STは送信すべきデータが
なく、それぞれトークン14、15、16、17と順次送信し、
この時のトークン一巡時間をTtkγとすると、 Ttkγ<Ttkα,Ttkγ≒Ttkβ となる。ここでは、ST21を基準に考えているので、ST21
についてのみ、第1図中に時間の表記をしている。ST2
2,ST23,ST24において、サイクリックデータを送信する
タイミングはST21の送信するタイミングと非同期なの
で、実際には、必ずしも第1図のトークン受信タイミン
グでなくても構わない。(例えば、ST22がトークン10を
受けとったタイミングで、サイクリックデータを送信す
ると考えてもよい。)しかし、この例では、第1図中に
記載のタイミングで、ST22,ST23,ST24が送信したとして
考えることにする。
ここで、ST21のサイクリックデータを生成する基準周期
Tcycsを考えると、第1図において、ST21にとっては、
トークン14を送信した後次にトークン17を受信する前に
サイクリックデータを生成する基準周期Tcycsが来てい
るので、ST21はトークン17を受信したタイミングで、サ
イクリックデータAP2を送信する。従って、ST21はサイ
クリックデータAP1を送信した後、次にサイクリックデ
ータAP2を送信する迄に時間Tcyctかかったことになる。
第1図においては、Tcyct>Tcycsであり、(Tcyct−Tcy
cs)が、サイクリック周期誤差になる。Tcycsは、Tcyct
に関係なく、一定周期で計時するので、サイクリック周
期誤差の積みかさねはない。また、サイクリック周期誤
差は、最大、トークンのみの一巡時間分であるので、サ
イクリックデータを生成する基準周期Tcycsがトークン
一巡時間に比べて十分大きければ、サイクリック周期誤
差は実用上問題にならない。トークン一巡時間が大きく
なり、サイクリック周期誤差が上記基準周期Tcycsを越
える場合には、サイクリックデータが生成されたにもか
かわらず次のサイクリックデータが生成されるまでの間
にトークンが獲得できず、そのサイクリックデータを送
信できない事態が生じる。
第6図は、ST21について、TcycsとTcycsの関係を示して
いる。ST21は、トークン61を受信し、サイクリックデー
タAPαを送信する。その後、サイクリックデータ生成基
準周期Tcycsに満たない間に、トークン64、66、68を受
信しているが、送信データがなく、即座にそれぞれトー
クン65、67、69を送信しているところを示している。ST
21は、トークン69を送信した後、トークン70を受信する
前にサイクリックデータを生成する基準周期Tcycsが来
ているので、ST21はトークン70を受信したタイミングで
サイクリックデータAPβを送信する。サイクリックデー
タAPαの送信開始から、サイクリックデータAPβの送信
開始までの時間がTcyct1である。同様に、サイクリック
データAPβの送信開始から、トークン72送信、トークン
73受信、トークン74送信、トークン75受信、トークン76
送信、トークン77受信、トークン78送信、トークン79受
信を経て、サイクリックデータAPγの送信開始までの時
間がTcyct2である。
Tcyct1とTcyct2は、トークンの巡回時間に影響されるた
め一定ではないが、サイクリックデータを生成する基準
周期Tcycsは一定周期を保つ。従って、Tcyct1,Tcyct2
時間は、Tcycsの時間に対して、前記サイクリック周期
誤差の最大がトークンのみの一巡時間以内である。
ところで、本伝送のシステムは、サイクリック通信とパ
ケット通信の混在を前提としているが、サイクリック通
信のみ、あるいはパケット通信のみに使用することも可
能である。
また、伝送システム内の一部のステーションが、サイク
リック通信とパケット通信の混在運用を行い、前記以外
の残りのステーションがサイクリック通信のみ、あるい
はパケット通信のみの通信を行なうシステムを考えても
よい。この場合、サイクリック通信のみを行なうステー
ションは、サイクリックデータを生成する基準周期に従
って送信タイミングを得る。また、パケット通信のみを
行なうステーションは、パケットデータ送信要求発生時
にトークンを受信したタイミングでパケットデータを送
信する。ステーションとしては、データの受信のみを行
い、データの送信は行わないものを含んでいてもよい。
このようなステーションは当然ながらトークン巡回から
外される。
さらに、本伝送システムの拡張として、サイクリック通
信とパケット通信の混在時、第1図のST21において、サ
イクリックデータおよびパケットデータを送るタイミン
グであるAP1,AP2以外にも、パケットデータだけは、ト
ークン9あるいはトークン13の受信時にも送信可能とす
るシステムも可能である。但し、送信するパケットデー
タが長すぎると、トークンの巡回が遅れ、前記TcycsとT
cyctの差であるところのサイクリック周期誤差が大きく
なるので、パケットデータ送信にあたっては、送信時間
(データ量)をタイマ等で監視し、あるいはデータ長を
カウンタで計数して、結果が所定に達したら送信を打ち
切ることで、トークン一巡時間が、極端に長くなること
を防ぐ。
また、パケット通信としては、1つのステーションと他
の1つのステーションとが通信する1:1パケット通信の
他、1つのステーションから、他の全部、あるいは他の
一部のステーションへ同報的に通信する1:Nの同様通信
を含めて考えることができる。
第1図において、サイクリックデータを生成する基準周
期Tcycsは、順次送信権が付与される全てのステーショ
ンのサイクリック周期のうちの最小周期に設定する。す
なわち、サイクリックデータの生成は、システムの最小
周期で行ない、この周期より長い周期で通信するサイク
リックデータは、基準周期Tcycsのタイミングをカウン
トし、当該長い周期までカウントした時、サイクリック
データを生成するようにする。(詳細は第9図で説明す
る)。
また、トークン一巡時間を認識するために、トークンが
巡回するステーション台数情報Nが必要である。したが
って、ステーション1台当りのサイクリック通信容量
は、前記基準周期Tcycsと、前記ステーション台数情報
Nと、トークンの受け渡し時間すなわちトークン・パス
時間と、伝送路のデータ伝送速度とにより決定すること
ができる。なお、トークン・パス時間は、1台のステー
ションがトークンを受けてからそのまま手離すまでの時
間である。これらの各パラメータの間には後述するよう
に、所定の関係があるので、あるパラメータを定めるに
は他の残りのパラメータが定まればよい。したがって、
上記サイクリック通信容量を先に定めたい場合には、他
のパラメータを変更すればよい。
具体的に説明すると、例えば、伝送路上で256Kbyte/sの
伝送能力があるシステムにおいて、サイクリック通信の
システム最小周期を8msと設定する。このシステム最小
周期内には、単純に計算すれば、最大2Kbyteのサイクリ
ックデータが伝送可能である。しかし、この伝送路には
接続した各ステーションが、それぞれ任意量のサイクリ
ックデータを送信すると、トークン一巡時間が遅延し、
極端な場合、トークン一巡時間が、サイクリック通信周
期8msを超えてしまうことも発生しうる。そこで、事前
に、トークンが巡回するステーション台数情報N(台)
から、トークン巡回時間を求め、1台当りのサイクリッ
ク通信容量の上限値を決定する。具体的には、システム
最小周期8msに対し、十分な余裕をみてトークン一巡時
間の目標を例えば4ms以内と定める。また、ステーショ
ン1台のトークン・パス時間を0.2msとし、サイクリッ
ク通信容量の上限値をCd(byte)、伝送速度を0.8μs/b
yte(10Mbps)とすると、 {0.2(ms)+0.8(μs/byte)×Cd(byte)} ×N(台)≦4(ms) … の関係があるので、Nを4台とするとCdは1Kbyteとな
り、ステーション台数4台の場合、1台当りのサイクリ
ック通信容量の上限は1Kbyteと定まり、この条件に従っ
てシステムを運用する。これにより、サイクリックデー
タのみ伝送したとすれば、システム最小周期すなわち基
準周期内に、トークンが全ステーション(受信機能のみ
のステーションは除く)を少なくとも複数回巡回するこ
とが保証される。
同様に、サイクリック通信とパケット通信混在時におい
ても、パケットデータ送信許容時間をPt(ms)とすると
式は {0.2(ms)+0.8(μs/byte)×Cd(byte) +Pt(ms)}×N(台)≦4(ms) … として考えればよい。なお、ここではパケットデータの
みを送信可能な機会が十分与えられるように、式と同
じく式の右辺を4msとしたが、8ms以内のさらに大きな
値としてもよい。
第7図は各ステーションのブロック図を示している。各
ST101はそれぞれTAPケーブル104およびTAP102を介して
1本の伝送路103に接続されている。伝送路103の両端に
は、終端用のターミネータ105が取付けられている。
ST101は、システムバス109により相互に接続された中央
処理装置CPU107と、システムメモリMS108と、ネットワ
ークコントロールプロセッサNCP106とから構成される。
また、NCP106は、マイコンMPU111と、このマイコンが制
御するマイコンバス123と、アドレスバッファADDR BUF1
12と、データバッファDATA BUF115と、システムバス109
の獲得のためのバス制御BUS ABTR113およびBUS CTL114
と、バスポートPORT 116とを有し、CPU107およびMS108
と情報交換を行なう。
また、マイコンバス123には、プログラメモリPROG MEM1
20と、送受信用のバッファDATA MEM121と、マイコン111
より制御可能なタイマPTM119と、レジスタ等に使用する
LSI PPI122とが接続される。マイコンバス123に接続し
たトークンバスコントローラTBC117は、トークンの送受
信等の伝送路103側の伝送に係わるプロトコルを管理す
る。TBC117は出力信号117aを変復調器CBM118に入力し、
その変調信号をTAPケーブル104、TAP102を介して伝送路
103に送信する。
一方、伝送路103からの信号は、TAP102、TAPケーブル10
4を介してCBM118に入力され、その復調信号118aがTBC11
7に入力される。
第1図で説明したところのサイクリックデータおよびパ
ケットデータの送受信の方法は次のとおりである。サイ
クリックデータおよびパケットデータは、CPU107により
MS108からDATA BUF 115を介して一旦、DATA MEM121に
入力される。一方、MPU111によって、サイクリックデー
タを生成する基準周期Tcycsとパケットデータ送信許容
時間PtをPTM119に設定する。PTM 119は、Tcycs毎にTBC
117に対し送信起動をかけ、これに応答してTBC117は、D
ATA MEM121よりサイクリックデータを読出し、CBM118を
介して伝送路103に送信する。次に、TBC117はDATA MEM
121中のパケットデータを、PTM119のパケットデータ
送信許容時間Ptがタイムアップするまでの間、データを
取り込んでCBM118を介して送信する。
逆に、伝送路からCBM118を介してTBC 117に受信したデ
ータは、サイクリックデータかパケットデータかを判別
した上でDATA MEM 121の別個の領域に格納する。また
必要に応じて、MPU 111は前記データをDATA BUF115に
介してMS108に転送する。
尚、Tcycs,Ptの情報はCPU107から、データとしてMPU111
に与えられるか、あるいはそのST以外のSTから伝送路10
3を介してパケットデータとしてMPU111に与えられるか
について、そのST自体のスイッチ設定情報がPPI122を介
してMPU111に与えられる。
第8図は、本伝送システムにおける通信に使用するフレ
ームフォーマットを示し、典型的には、1つのサイクリ
ックフレームおよび複数のパケットフレームで構成され
る。場合によっては、サイクリックフレームのみ、ある
いはパケットフレームのみで構成されることもある。
サイクリックフレームは、プリアンブルP、スタートデ
リミタSD、サイクリックフレームであることを示す情報
を格納したフレーム制御コードFC1、全ST宛のフレーム
であることを示す宛先アドレスGA、送信元アドレスSA、
サイクリックデータ格納部であるサイクリックDATA、フ
レーム検査シーケンスFCS、終了デリミタEDからなる。
パケットフレームは、プリアンブルP、スタートデリミ
タSD、コマンド等のフレーム制御コードFC2、宛先アド
レスDA、送信元アドレスSA、パケットデータ格納部であ
るパケットDATA、フレーム検査シーケンスFCS、終了デ
リミタEDからなる。時間TfはSTのデータフレーム送信時
間を示し、データフレーム送信後、トークンを送信し、
送信権を他のSTへ渡す。
第9図は、周期の異なるサイクリックデータを基準周期
Tcycsで送信する場合の原理図である。第9図中の1〜1
0の数字はサイクリックのデータブロックを示してお
り、ブロック1は、送信フレーム1回目〜送信フレーム
10回目まで全てのフレームで送信しているので、この送
信周期は基準周期Tcycsと等しい。ブロック2とブロッ
ク3は、1フレームおきに送信しているのでこの送信周
期は基準周期Tcycsの2倍である。ブロック4、ブロッ
ク5、ブロック6、ブロック7は、4フレームに1回送
信しているので、この送信周期は基準周期Tcycsの4倍
である。ブロック8、ブロック9、ブロック10は、3フ
レームに1回送信しているので、この送信周期は基準周
期Tcycsの3倍である。
この原理により基準周期Tcycsの周期の送信フレーム
で、基準周期TcycsのN倍の周期性をもったサイクリッ
ク通信を実現する。
[発明の効果] 本発明によれば、トークン等の送信権を巡回させる方法
のデータ伝送方式において、サイクリック通信の周期性
を乱すことなく、かつ、スループットを低下させること
なく、サイクリック通信にパケット通信を混在させるこ
とが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるデータ伝送方法による伝送路で
のデータの流れを示したタイムチャート、第2図〜第4
図は、従来技術を説明するための説明図、第5図および
第6図は第1図のタイムチャートを補足する説明図、第
7図は本発明を実現するためのサイクリック通信および
パケット通信を行なうステーションの一例のブロック
図、第8図はサイクリックデータおよびパケットデータ
を伝送するフレームフォーマット図、第9図はサイクリ
ック通信において異なった複数の周期データを送信する
ための原理図である。 1……トークン、117……トークンバスコントローラTB
C、119……タイマPTM、AP1……サイクリックデータとパ
ケットデータ。
フロントページの続き (72)発明者 安元 精一 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 大貫 健 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 小川 尚雄 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 福澤 淳二 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099 株式会 社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 内山 俊彦 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 日 立プロセスコンピュータエンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 村上 利幸 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 日 立プロセスコンピュータエンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 安保 統 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 佐竹 雅人 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】伝送路に接続された複数のステーション間
    で順次送信権を巡回させて、該送信権を保持したステー
    ションにのみデータの送信を許可するデータ伝送方式に
    おいて、少なくとも一つのステーションが周期的に発生
    する第1のデータを他のステーションに伝送するデータ
    伝送方法であって、 上記少なくとも一つのステーションは、上記送信権を獲
    得したときに、上記第1のデータと上記第1のデータ以
    外の第2のデータとをそれぞれ独立に、あるいは、上記
    第2のデータを上記第1のデータとともに送信可能と
    し、上記第1のデータが発生する周期内に上記送信権が
    一巡するように、上記各送信権獲得時に送信できる上記
    第1のデータおよび第2のデータの容量または送信時間
    を制限することを特徴とするデータ伝送方法。
  2. 【請求項2】上記第1のデータのみが送信した場合に、
    上記第1のデータが発生した後、次の新たな第1のデー
    タが発生するまでの間に、少なくとも2回送信権が巡回
    してくるよう、上記第1のデータの容量または送信時間
    を定めることを特徴とする請求項1記載のデータ伝送方
    法。
  3. 【請求項3】上記各ステーションは、送信すべきデータ
    を有さないときは上記送信権を得た後直ちに当該送信権
    を手離すようにしたことを特徴とする請求項1または2
    記載のデータ伝送方法。
  4. 【請求項4】発生周期が異なる複数種のデータを発生す
    るステーションについては、上記周期的データの送信フ
    レームを複数のブロックに分割し、各ブロックを異なる
    周期の周期的データの送信用に割当てることを特徴とす
    る請求項1、2または3記載のデータ伝送方法。
  5. 【請求項5】複数のステーション間で順次送信権を巡回
    させて、該送信権を保持したステーションにのみデータ
    の送信を許可するデータ伝送方法において少なくとも一
    つのステーションが周期的に発生するサイクリックデー
    タを他のステーションに伝送するデータ伝送方法であっ
    て、 上記少なくとも一つのステーションは、上記サイクリッ
    クデータの送信タイミング以外のタイミングで、上記送
    信権を獲得してパケットデータを送信することを特徴と
    するデータ伝送方法。
  6. 【請求項6】複数のステーション間で順次送信権を巡回
    させて、該送信権を保持したステーションにのみデータ
    の送信を許可するデータ伝送方法において少なくとも一
    つのステーションが周期的に発生するデータを他のステ
    ーションに伝送するデータ伝送方法であって、 発生周期が異なる複数種のデータを発生するステーショ
    ンについては、上記周期的に発生するデータの送信フレ
    ームを複数のブロックに分割し、各ブロックを異なる周
    期の周期的データの送信用に割当てることを特徴とする
    データ伝送方法。
  7. 【請求項7】伝送路に接続された複数のステーション間
    で順次送信権を巡回させて、該送信権を保持したステー
    ションにのみデータの送信を許可するデータ伝送システ
    ムにおいて、 上記複数のステーションの少なくとも一つは、周期的に
    第1のデータを発生する手段と、上記送信権を獲得した
    とき上記第1のデータを伝送路に送信する手段と、上記
    第1のデータ以外の第2のデータの送信要求が発生した
    とき、該第2のデータを上記第1のデータとともに、あ
    るいは独立に上記伝送路に送信する手段と、1回の送信
    権獲得時に送信可能な上記第1および第2のデータの送
    信データ量または送信時間を一定値以内に制限する手段
    とを備えたことを特徴とするデータ伝送システム。
  8. 【請求項8】伝送路に接続された複数のステーション間
    で順次送信権を巡回させて、該送信権を保持したステー
    ションにのみデータの送信を許可するデータ伝送システ
    ムにおいて、 上記複数のステーションの少なくとも一つは、周期的に
    第1のデータを発生する手段と、上記送信権を獲得した
    とき上記第1のデータを伝送路に送信する手段と、上記
    第1のデータ以外の第2のデータの送信要求が発生した
    とき、該第2のデータを上記第1のデータとともに、あ
    るいは独立に上記伝送路に送信する手段と、上記第1の
    データが送信された後、次の第1のデータが送信される
    までの間、上記第2のデータの送信データ量または送信
    時間を一定値以内に制限する手段とを備えたことを特徴
    とするデータ伝送システム。
  9. 【請求項9】トークンパッシング方法のデータ伝送シス
    テムに使用されるステーションであって、 サイクリックデータを発生する手段と、トークンを獲得
    したとき上記サイクリックデータを伝送路に送信する手
    段と、パケットデータの送信要求が発生したとき、該パ
    ケットデータを上記サイクリックデータとともに、ある
    いは独立に上記伝送路に送信する手段と、上記サイクリ
    ックデータの発生周期内に、上記パケットデータの送信
    データ量または送信時間を一定値以内に制限する手段と
    を備えたことを特徴とするステーション。
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