JPH0783370B2

JPH0783370B2 - データ伝送システム

Info

Publication number: JPH0783370B2
Application number: JP63079533A
Authority: JP
Inventors: 博道江橋
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1995-09-06
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: JPH01252042A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はリング状データウェイを用いたデータ伝送シス
テムに関し、更に詳しくは、リング状データウェイを介
して複数の独立した定周期サンプリングデータを伝送す
るデータ伝送システムに関する。

（従来の技術）第８図はリング状データウェイを用いたデータ伝送シス
テムの一例を示す構成概念図である。

図において、DWはリング状データウェイ、M0はこのデー
タウェイに接続され、これを立ち上げると共に、フレー
ム（このフレームは独立な複数のチャネルが構成され、
時分割多重となっている）を連続的に送出するマスタノ
ード、N1、N2…はデータウェイDWに接続され、データウ
ェイDWを巡回するフレームを利用してデータ伝送を行う
スレーブノードである。

マスタノードM0は、バッファBFを持っており、これによ
ってフレームがデータウェイを一周する時間（リング遅
延時間）が、フレームの整数倍になるようにし、各スレ
ーブノードで常に、一定周期でフレームが通過するよう
に調整している。

このように構成されるシステムにおいては、各ノードで
次のような動作が行われる。

（ａ）各ノードにおいて、送信要求がある場合、上流側
からくるフレームに空きがあれば、このフレームにデー
タをのせる。

（ｂ）データが搭載されたフレームは、データウェイDW
を下流側へと伝わり、全てのノードで、そのデータがコ
ピーされる。

（ｃ）データウェイを一巡したフレームは、送信もとの
ノードにもどつたところでデータが降ろされ、フレーム
を空きにする。

この様なシステムにおいて、１つのノードがデータを送
信し続けるような場合、他のノードからは送信が出来な
くなるので、チャネルごとに送信権の制御が必要とな
る。

この様なシステムにおいて、１つのチャネル内で更に複
数の伝送を行う場合、時分割多重方式がある。この方式
は、マスタノードが一定周期でマスタパケットを送出す
ることによって、各スレーブノードがこのマスタパケッ
トに同期して、あらかじめ定めた順番でデータを送出す
るものである。

この様なシステムによれば、常に一定の伝送容量が確保
されるので、定周期のサンプリングデータが伝送でき
る。この様な定周期でサンプリングされたデータは、次
の周期で伝送され、更にその次の周期で再生される。

（発明が解決しようとする課題）ところで、この様なシステムは、マスタノードからマス
タパケットを定周期で送出することが必要であるが、こ
れを保証するために、データを搭載したフレームの後
に、少なくとも最大リング遅延時間（この時間は、リン
グの総延長や、スレーブノードの数等によって変化す
る）に相当する空きフレームを設ける必要があり、これ
が伝送時間を遅延させるという問題があった。

本発明は、この様な問題点に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、データウェイの長さに応じてマスタパ
ケットの送出周期を制御し、伝送時間を短くすることの
できるデータ伝送シスステムを実現することにある。

（課題を解決するための手段）第１図は本発明の基本的な構成を示すブロック図であ
る。図において、DWはリング状データウェイ、M0はこの
リング状データウェイDWに接続されたマスターノード、
N1、N2,…はリング状データウェイDWに接続された複数
のスレーブノードである。

マスタノードM0において、11はデータウェイDW上に特定
フレームを送出すると共にそのフレームが戻るまでのリ
ング遅延時間を測定する遅延時間測定手段、12は測定し
て得られた遅延時間に応じた周期でマスタパケットをデ
ータウェイDWに送出するマスタパケット生成手段であ
る。

スレーブノードN1、N2…において、21はマスタパケット
の巡回周期に応じて伝送すべきデータのサンプリング周
期と、送出データ量を設定する設定手段である。

（作用）マスタノードは、はじめにデータウェイに特定フレーム
を送出し、それが戻ってくるまでの時間を計測すること
によって、リングの総延長を知り、この遅延時間に応じ
た周期でマスタパケットを送出する。各スレーブノード
は、マスタパケットの周期に応じて伝送すべきデータの
サンプリング周期と、送出データ量を制御し、伝送時間
をリング長に応じて短くすることを可能としている。

（実施例）以下図面を用いて、本発明の実施例を詳細に説明する。

第２図は、本発明の伝送システムの全体構成概念図であ
る。ここではデータウェイDWに３つのスレーブノードが
接続されているものを示す。各スレーブノードは、いず
れも公知のリング制御部と、伝送制御部とで構成されて
いる。

第３図は、マスタノードの内部構成を示す構成ブロック
図である。リング制御部15と、全体を統括制御する制御
部16との間に、フレームごとに発生するパルスをカウン
トし、特定フレームが戻ってくる時間、及びマスタパケ
ットが戻ってくる時間を計測するフレームカウンタ11
と、特定フレームやマスタパケットを生成するフレーム
生成手段12、データウェイDWを巡回するフレームの種類
を識別するフレーム識別手段13とを備える。

第４図は、各スレーブノードの構成ブロックである。24
はリング制御部22を介して受信したフレーム（パケッ
ト）ごとに発生するパルスをカウントするフレームカウ
ンタ、25はフレームの種類やアドレス、データ等を識別
するフレーム識別手段、26はフレーム制御手段で、これ
らはいずれも制御部23と、リング制御部22との間に設け
られている。

27はリング制御部22と、サンプリング／再生手段28との
間に設けられたデータバッファで、データの送受信バッ
ファ動作を行う。29はレベル変換手段で、外部インタフ
ェースを介して入出力される信号の電気的なレベル変換
を行い、それらの情報をサンプリング／再生手段28に伝
えるように構成されている。

制御部23は、その中に第１図における設定手段21が設け
られており、フレームカウンタ24での計測結果を入力
し、サンプリング／再生手段28でのサンプリングのタイ
ミングや、フレーム制御手段26におけるフレームの受
信、送出を制御するように構成されている。

このように構成したシステムの動作を次に説明する。

第５図は、マスタノードM0の動作を示すタイムチャート
である。マスタノードM0は、通常の動作をはじめる前
に、まずフレーム生成手段12から、特定フレームＳを
（ａ）に示すように、リング制御部15を介してデータウ
ェイDW上に送出する。制御部16は特定フレーム送出の指
示と同時に、フレームカウンタ11を起動し、特定フレー
ムがデータウェイDWを一巡し、（ｃ）に示すように受信
されるまでのリング（データウェイ）遅延時間Ｌを
（ｂ）に示すように計測する。

ここで、特定フレームＳが戻ってきたかどうかはフレー
ム識別手段13が判定する。制御部16は、この測定結果を
得て、次にマスタパケットMPを生成する周期TDMAを決定
する。例えば、必要な伝送容量が、フレームヘッダー
（アドレスやコマンド）等を含めて、リング伝送容量の
1/2の場合であれば、例えば３回線をサポートするには
双方向なので、３×２＝６で最低６フレーム必要であ
る。今これを２・Ｎとする。また、マスタパケットMPの
生成周期TDMAを維持するには、使用フレームの後にＬフ
レーム（図では３フレーム）の空きフレームを置く必要
がある。そこで２・Ｎ・Ｍ＞Ｌ＋１となる最小の値Ｍを計算する。

1TDMA周期（フレーム）＝２・Ｎ・Ｍ＋Ｌ＋１とすれ
ば、データフレームが、TDMA周期の1/2以上となり、ま
た空きフレームも伝播遅延時間が発生するので正常な動
作が確保される。

この例では、６＞３なのでＭ＝１となり、マスタパケッ
ト生成周期TDMAを例えば10フレームと決定する。

フレーム生成手段12は、以後（ｄ）に示すように10フレ
ームごとにマスタパケットMPをリング制御部15を介して
データウェイDW上に送出する。また、この状態ではフレ
ームカウンタ11は、マスタパケットMPの生成周期TDMAを
（ｅ）に示すように計測しており、この生成周期TDMAが
所定の周期に維持されるようにしている。

第６図はスレーブノードの動作の一例を示すタイムチャ
ートである。

この例では、データウェイDW上に同時通話３回線まで、
マスタパケットMPの巡回周期が、10フレームの場合であ
って、スレーブノードN3の動作を代表して示している。

（ａ）はデータウェイDW上の信号を示しており、MPは、
マスタノードM0が送出するマスタパケットであり、それ
に続くF1、F2、…はフレームであって、フレーム内に記
載の例えば、２→３なる数字はスレーブノードN2からス
レーブノードN3への送信を示している。

（ｂ）はフレームカウンタ24のカウント値を示し、マス
タパケットMPの到着によりリセット、スタートしてい
る。

いま、スレーブノードN3において、制御部23は、フレー
ムカウンタ24によるマスタバケットの一巡する周期TDMA
を計測しており、その結果を制御部23に伝える。制御部
23は、この結果を受け、２・Ｎ・Ｍ＞（TDMA−１）/2と
なる最小の値Ｍを求める。そして、１回線当たりの送出
データフレーム数Ｍをフレーム制御手段26に設定する。

フレーム制御手段26は、これによりマスタパケットが到
来後に空きフレームが来たら、１回線当りＭフレームを
送出する。このとき、フレームヘッダーは、フレーム制
御手段26が、制御部23の指示により生成し、データはデ
ータバッファ27から取り出される。

データの受信は、フレーム識別手段25が自分のノード宛
てのデータフレームを検出し、回線を識別してフレーム
制御手段26に通知する。これによりフレーム制御手段26
は、データ部のみを対応する回線のバッファに書き込む
ことで行われる。このデータは、サンプリング／再生手
段28で再生され、レベル変換手段29を経て外部に出力さ
れる。

外部インタフェースからの伝送すべき信号は、レベル変
換手段29でレベル変換された後、サンプリング／再生手
段28でサンプリングされ、データバッファ27に書き込ま
れる。

ここで１フレーム分のデータを得るのに必要なサンプリ
ング数Ｋは、制御部23において、フレームカウンタ24に
よって計測された1TDMAを用いて、1TDMA/（Ｍ・Ｋ）が
計算される。

制御部23は、リング制御手段26から得られるタイミング
を使って、（ｄ）に示すようにサンプリング／再生手段
に与えるサンプリングクロックを作る。

第７図は、空きフレームの長さＬ＝10フレーム、２・Ｎ
＝６、Ｍ＝２とした場合であって、TDMA＝23の場合のタ
イムチャートである。

（ａ）はデータウェイDW上に送出されるマスタパケット
及び送信フレームであり、（ｂ）はフレームカウンタの
カウント値、（ｃ）はサンプリングパルスを示す。

サンプリングクロックは、リング長によって変化する
が、最も遅い周期でも仕様を満足するように選定され
る。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、はじめに
データウェイDWに特定フレームを送出して、リング長を
計測し、その結果に基づいてマスタパケットを送出する
ようにしたもので、リング長が変化する場合であって
も、常に伝送時間を短くできる伝送システムが提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的な構成を示すブロック図、第２
図は本発明の伝送システムの全体構成概念図、第３図は
マスタノードの構成を示すブロック図、第４図はスレー
ブノードの構成を示すブロック図、第５図はマスタノー
ドの動作の一例を示すタイムチャート、第６図はスレー
ブノードの動作を示すタイムチャート、第７図は空きフ
レームの長さＬ＝10フレーム、２・Ｎ＝６、Ｍ＝２とし
た場合であって、TDMA＝23の場合のタイムチャート、第
８図は従来システムの動作概念図である。 M0……マスタノード N1、N2、…Nn……スレーブノード DW……データウェイ 11……遅延時間測定手段 12……マスタパケット生成手段 21……設定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リング状データウェイと、このリング状データウェイに接続されたマスターノード
と、前記リング状データウェイに接続された複数のスレーブ
ノードとを備えたデータ伝送システムであって、前記マスタノードに、データウェイ上に特定フレームを
送出すると共に当該フレームが戻るまでのリング遅延時
間を測定する遅延時間測定手段と、測定して得られた遅
延時間に応じた周期でマスタパケットを前記データウェ
イに送出するマスタパケット生成手段を設け、前記スレーブノードに、マスタパケットの巡回周期に応
じて伝送すべきデータのサンプリング周期と、送出デー
タ量を設定する設定手段を設けたことを特徴とするデー
タ伝送システム。