JPH08185382A - データ伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝送路網における各ノード間の通信を直接的
に行わせることのできるデータ伝送装置の提供を目的と
する。 【構成】 シリアル回線Ｓ０〜Ｓ３を内蔵するＣＰＵ１
と、伝送路網ＮＷに接続されるＣＰＵ１と複数の信号伝
送端子Ｔ０〜Ｔ３との間に配されて接続形態が制御情報
に応じて切換制御される伝送路切換ルータ２とを有を有
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリアル回線を内蔵し
てデータを伝送路網の各ノードに供給するデータ伝送装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば高速シリアル回線を内蔵するＣＰ
Ｕを各部に配して画像処理機器を制御して高速な画像処
理が行われている。このＣＰＵを有する各部は、ＣＰＵ
を有する他の画像処理機器と高速なシリアル回線で通信
できるように構成されている。他の画像処理機器もこの
高速なシリアル回線によって互いに接続されている。こ
のような相互接続を行うことによって伝送路網が構築さ
れている。また、このようにＣＰＵを有する画像処理機
器は、伝送路網の通信ノードに相当している。

【０００３】このように伝送路網を構築することによっ
て、各画像処理機器間のデータの授受や動作制御が容易
になって処理効率を向上させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、各ノードの
ＣＰＵに接続可能なシリアル回線の数には限りがある。
従って、ノードの数がシリアル回線数を越えると、この
伝送路網では、データの送受のできないノードが生じ
る。

【０００５】例えば伝送路網の各ノードには、図５に示
すように、１ＣＰＵあたり４本しかシリアル回線がない
が、５つのノードNODE0〜NODE5を相互に接続しようとし
た場合、１つのノードだけ直接に接続できなくなる。

【０００６】実際に、ノードNODE0 からノードNODE4 に
電文を送信する場合、図６に示すように、この伝送路網
では、例えば一旦ノードNODE3 に電文を送り、ノードNO
DE3から同じ内容の電文をノードNODE4 に送り直す必要
が生じる。このようにあるノードを介して情報を再送信
するような処理をルーティングと呼ぶ。ここで、各ノー
ドのＣＰＵ間の通信時間を通信単位時間ＣＵＴとする。

【０００７】従って、例えば図７に示すように、ノード
NODE0 が受信した電文を同時にノードNODE4 に送信でき
ないような場合、ノードNODE0 からの送信された電文を
ノードNODE3 が同時に受信を行い、この受信が完了した
後で目的のノードNODE4 に送信している。このノードNO
DE3 によるルーティングを１回行うことによって通信単
位時間で表すと２倍の時間を要して電文が伝送されてい
ることが判る。

【０００８】このようなルーティングの関係を考慮する
と、この場合、送信元のノードから目的のノードに電文
が到達するまでの最終電文到達時間は、通信単位時間と
ルーティングが行われる回数により、通信単位時間×
（ルーティング回数＋１）となる。

【０００９】このように図６に示す伝送路網では、ノー
ドNODE0 からノードNODE4 への最終電文到達時間は、Ｃ
ＵＴ×２となるが、ノードNODE0 からノードNODE1, 2,
3, 5への送信には、通信単位時間ＣＵＴしかかからな
い。この伝送路網では、最終電文到達時間が通信するノ
ードによって時間にばらつきが生じることになる。

【００１０】伝送路網を用いたシステムを設計する場
合、システム設計は、例えば画像処理のように高速な通
信が必要なタスクを各ノードのＣＰＵに配置する際に通
るパス経路と所要時間の制約等を受けることになり、設
計の自由度をおとしてしまうことになる。

【００１１】さらに、ノード数が増して伝送路網がより
複雑化すると、このノード数の増加に比例してルーティ
グ回数が増えることにより、伝送路網全体のルーティン
グ時間は、指数関数的に増加することになる。このルー
ティング時間が、大規模な伝送路網では本来必要な通信
時間を優に越すことになる。このため、この伝送路網内
での相互の通信量は低下し、ほとんどがルーティングに
費やされる虞れも生じる。このルーティングは、システ
ム構成上の制約を受けなければ伝送路網の通信にとって
本質的には不要のものである。

【００１２】また、ＣＰＵがシリアル回線の送信側と受
信側の通信準備が整わないと通信を行わないＣＰＵを用
い、相互に同期を取らずに通信を行うような場合、通信
条件が両方整うまでの通信準備の時間分だけ通信が待た
されることになる。従って、この待ち時間も伝送路網を
介して例えば信号処理するシステムあるいは伝送路網自
体のパフォーマンスを低下してしまう。

【００１３】そこで、本発明は、上述したような実情に
鑑みてなされたものであり、伝送路網における各ノード
間の通信を直接的に行わせることのできるデータ伝送装
置の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るデータ伝送
装置は、上述した課題を解決するために、シリアル回線
を内蔵してデータを伝送路網の各ノードに供給するデー
タ伝送装置において、シリアル回線を内蔵するＣＰＵ
と、伝送路網に接続されるＣＰＵと複数の信号伝送端子
との間に配されて接続形態が制御情報に応じて切換制御
される伝送路切換ルータとを有することを特徴としてい
る。

【００１５】ここで、ＣＰＵは、伝送路切換ルータの切
換制御情報を記憶し、データ通信の開始を指示するコミ
ュニケーションスタート信号からコミュニケーション同
期信号の入力に応じて切換制御情報を順次読み出し、こ
の切換制御情報に対応した接続形態に伝送路切換ルータ
を切換制御する。

【００１６】このデータ伝送装置では、各ノード毎に配
されているＣＰＵの一つをマスタにしてこのＣＰＵから
他の各ノードにコミュニケーションスタート信号及びコ
ミュニケーション同期信号が供給されるようにしてい
る。また、ＣＰＵの一つにホスト機器が接続され、この
ホスト機器から他の各ノードにコミュニケーションスタ
ート信号及びコミュニケーション同期信号が供給される
ようにもしている。

【００１７】マスタとなるＣＰＵやホスト機器は、予め
各ノードに制御情報を送るようにしてもよい。

【００１８】

【作用】本発明に係るデータ伝送装置では、伝送路網に
接続される複数の信号伝送端子とＣＰＵとの間に配され
た伝送路切換ルータて接続形態を制御情報に応じた切換
制御を行うことにより、伝送路切換ルータを介して従来
のシリアル伝送路網のノード同士の接続で直接的な接続
が行えなかったノードとの接続を行って通信要求のある
ノード数とのシリアル回線数の不足を補って要求される
すべての通信を通信単位時間で終了させている。

【００１９】ＣＰＵは、マスタＣＰＵから例えばノード
に対して通信開始に先だって伝送路切換ルータを切換制
御により構築する接続形態の制御情報を供給してこの後
にコミュニケーションスタート信号からコミュニケーシ
ョン同期信号の入力に応じて読み出して伝送路切換ルー
タの接続形態を変更させることにより、それぞれのノー
ドが制御情報に応じた接続形態に切り換えられてノード
間の最小通信時間の制御が行われる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係るデータ伝送装置の一実施
例について、図面を参照しながら説明する。

【００２１】ここで、この実施例は、シリアル回線によ
る伝送路網のノードにデータ伝送装置を適用して直接通
信を行わせる場合について説明する。

【００２２】データ伝送装置は、例えば図１の模式図に
示すように、伝送路網の一部であるノードに設けられて
いるＣＰＵ１と、伝送路網ＮＷに接続される複数の信号
伝送端子Ｔ０〜Ｔ３との間に配されて接続形態が制御情
報に応じて切換制御される伝送路切換ルータ２とで構成
されている。

【００２３】このＣＰＵ１は、シリアルリンクと呼ばれ
るシリアル回線を１ＣＰＵあたり４本有している。この
ように通信を制御するＣＰＵをトランスピュータと呼ん
でいる。ＣＰＵ１は、伝送路切換ルータ２と間に４本の
シリアル回線Ｓ０〜Ｓ３を接続して他のノードとの通信
を行うようにしている。また、ＣＰＵ１は、伝送切換ル
ータ２に切換制御信号を供給して切換制御している。

【００２４】この切換制御を行うために、ＣＰＵ１に
は、接続形態を示す制御情報が予めこの切換制御に先立
って供給されている。この制御情報については後段で詳
述する。

【００２５】伝送路切換ルータ２は、ＣＰＵ１からの切
換制御信号に応じてシリアル回線Ｓ０〜Ｓ３と信号伝送
端子Ｔ０〜Ｔ３との間あるいは信号伝送端子Ｔ０〜Ｔ３
の各端子間を切換制御している。伝送切換ルータ２は、
この切換制御により、例えば伝送路網ＮＷの一部からＣ
ＰＵ１の接続を切断し、シリアル回線同士の接続関係を
切り換えている。

【００２６】伝送路切換ルータ２は、例えば図２に示す
ようなルーティングパターンＲ０〜Ｒ３に接続を切換制
御信号に応じて切り換えている。

【００２７】ルーティングパターンＲ０は、伝送路切換
ルータ２に接続の変更を生じさせない伝送路網ＮＷとＣ
ＰＵ１のシリアル回線Ｓ０〜Ｓ３との通常の接続形態を
示すパターンである。従って、伝送路切換ルータ２は、
信号伝送端子Ｔ０〜Ｔ３とＣＰＵ１とを結ぶシリアル回
線Ｓ０〜Ｓ３がそれぞれ直接接続され、信号の送受が行
われる状態を示している。

【００２８】また、ルーティングパターンＲ１〜Ｒ３
は、伝送路切換ルータ２の信号伝送端子Ｔ０〜Ｔ３とシ
リアル回線Ｓ０〜Ｓ３との接続を断状態にし、信号伝送
端子Ｔ０〜Ｔ３の接続を切り換えて他のノードとの直接
的な接続を可能にする接続形態への変更パターンを示し
ている。

【００２９】図１の伝送切換ルータ２は、ＣＰＵ１のシ
リアル回線Ｓ１〜Ｓ３と信号伝送端子Ｔ０〜Ｔ３との接
続を断状態にし、ルーティングパターンの一つの接続形
態として信号伝送端子Ｔ０とＴ１とを接続し、信号伝送
端子Ｔ２とＴ３とを接続したルーティングパターンＲ１
の接続形態を示している。 このように動作させること
により、図１のＣＰＵ１に例えば電文を供給する必要が
ないとき、他のノードとがこのノードの伝送路切換ルー
タ２を介して直接接続されたと同じ接続形態を取ること
になる。

【００３０】この伝送路切換ルータ２の接続形態は、シ
リアル回線が４本の場合、図２に示すように、信号伝送
端子Ｔ０〜Ｔ３の接続形態の組合せは３通りとルーティ
ングの必要性のない場合とで計４通りがある。従って、
伝送路切換ルータ２は、ＣＰＵ１から４通りのルーティ
ングパターンを区別するため２ビットのデータで制御さ
れる。

【００３１】ルーティングパターンＲ１は、伝送路切換
ルータ２の信号伝送端子Ｔ０〜Ｔ３を用いて表すと、一
方の接続として信号伝送端子Ｔ０とＴ１、他方の接続と
して信号伝送端子Ｔ２とＴ３を接続させる接続形態にす
るパターンで、図１と同じパターンである。

【００３２】また、ルーティングパターンＲ２は、伝送
路切換ルータ２で一方の接続として信号伝送端子Ｔ０と
Ｔ２、他方の接続として信号伝送端子Ｔ１とＴ３を接続
させる接続形態にするパターンである。

【００３３】さらに、ルーティングパターンＲ３は、一
方の接続として信号伝送端子Ｔ０とＴ３、他方の接続と
して信号伝送端子Ｔ１とＴ２を接続させる接続形態にす
るパターンである。

【００３４】これらルーティングパターンの接続形態の
概観は図２に示されている通りである。

【００３５】このように信号伝送端子Ｔ０〜Ｔ３を切り
換えて動作させることにより、伝送路切換ルータ２は、
例えば電文の供給をルーティング処理しても他のノード
との伝送が電文送信側から直接接続されたと同じ接続形
態を取ることになるので、ルーティング処理による遅れ
を回避することができる。

【００３６】このデータ伝送装置を伝送路網ＮＷのノー
ドNODE3 に配設した際の動作について図３及び図４を参
照しながら説明する。ここで、共通する部分に同じ参照
番号を付して説明を省略する。

【００３７】この伝送路網ＮＷは、６つのノードNODE0
〜NODE5 を有している。各ノードのＣＰＵには、４本の
シリアル回線Ｓ０〜Ｓ３しか接続させることができな
い。この伝送路網ＮＷは、各ノードとの接続が、図３に
示すように、対向する位置に配されているノード同士を
直接シリアル回線によって接続させることができない構
成になっている。この原因は、前述したように電文をノ
ードNODE0 からノードNODE4 に供給しようとしても従来
の構成ではシリアル回線の本数がノードの数より少ない
ことのためである。

【００３８】この伝送路網ＮＷの状況を改善して通信量
を向上させるために伝送路網ＮＷには、ノードNODE3 の
ＣＰＵ３１と伝送路網ＮＷとの間に伝送路切換ルータ３
２が配設されている。図３に示すルーティングパターン
は、ルーティングパターン２である。また、このルーテ
ィングパターン２に伝送路切換ルータ３２を切り換える
切換制御信号がＣＰＵ３１から供給されている。

【００３９】この伝送路切換ルータ３２は、信号伝送端
子Ｔ０とノードNODE1 のシリアル回線Ｓ３、信号伝送端
子Ｔ１とノードNODE4 のシリアル回線Ｓ２、信号伝送端
子Ｔ２とノードNODE5 のシリアル回線Ｓ１、信号伝送端
子Ｔ３とノードNODE0 のシリアル回線Ｓ０とをそれぞれ
接続している。

【００４０】このため、ＣＰＵ３１がルーティングパタ
ーン２の接続形態をとるように切換制御信号を伝送路切
換ルータ３２に供給することにより、ノードNODE0 とノ
ードNODE5 との接続が確保されると共に、ノードNODE0
から電文がノードNODE3 を経由してノードNODE4 のシリ
アル回線Ｓ２を介して供給される。このときのノードNO
DE0 とノードNODE4 、ノードNODE1 とノードNODE5 との
通信時間は、各ノードの同期を取って動作を制御するこ
とにより最小の通信単位時間しか要さなくて済ませるこ
とができる。さらに他のノードにもこの伝送切換ルータ
２を配設させ、考慮されたルーティングパターンに応じ
た接続を各ノード間で行うことによってすべての通信を
通信単位時間で終了させることができる。

【００４１】ただし、この伝送路網ＮＷは、この図３に
示したノードNODE3 に伝送路切換ルータ３２を設ける接
続関係では、このノードNODE3 のＣＰＵ３１とは通信で
きないことになる。このような状態が長く継続されるこ
とはこの伝送路網ＮＷの通信にとって好ましいことでは
ないので、図４に示すような所定の時間毎に通信の接続
の切断を解除してルーティング処理の持回りを行わせれ
ば効果的である。

【００４２】そこで、伝送路切換ルータは、ノードNODE
0 〜ノードNODE5 のどれか一つにあるＣＰＵ、例えば図
３のＣＰＵ３１をマスタＣＰＵとして扱い、このマスタ
ＣＰＵから他のノードのＣＰＵに対して基準信号として
コミュニケーションスタート信号と伝送路網の接続形態
の切換周期を示す同期信号としてのコミュニケーション
同期信号とを供給する（図４を参照）。

【００４３】各ノードのＣＰＵには、例えばマスタＣＰ
Ｕから供給されたコミュニケーションスタート信号の立
ち上がり検出でこの伝送路網ＮＷの動作開始の基準タイ
ミングとし、コミュニケーション同期信号の立ち上がり
毎に先立って供給されている制御情報に応じてそれぞれ
の伝送路切換ルータでの伝送路網形態の構築を切換制御
される。各ノードのＣＰＵには、この構築に伴う切換制
御信号をそれぞれ設けられている伝送路切換ルータに供
給する。伝送路切換ルータは、切換制御信号によって端
子を切り換えてルータパターンに対応させている。

【００４４】各ノードに供給される制御情報は、（２ビ
ット×コミュニケーション同期信号の数）からなる情報
である。このような少ない情報量で各ＣＰＵは指示を受
けている。この制御情報は、マスタＣＰＵからの１回の
コミュニケーションスタート信号が発せられる毎に各部
に供給される。

【００４５】コミュニケーションするＣＰＵがノードNO
DE0 とノードNODE4 のとき、ノードNODE3 のＣＰＵがノ
ードNODE3 の接続を一時切断し、ルーティングパターン
２になるように切換制御させることを示している。

【００４６】また、ノードNODE2 とノードNODE3 とをコ
ミュニケーションさせるとき、ノードNODE1 のＣＰＵが
ノードNODE1 の接続を一時切断し、ルーティングパター
ン２になるように切換制御させて電文等の情報をやりと
りすることを示している。

【００４７】さらに、ノードNODE1 とノードNODE5 とを
コミュニケーションさせるとき、ノードNODE4 のＣＰＵ
がノードNODE4 の接続を一時切断し、ルーティングパタ
ーン２になるように切換制御させることを示している。

【００４８】このように指示された接続形態にコミュニ
ケーション同期信号で同期化させ、各ノードの伝送切換
ルータを切り換えた後にデータを伝送する。

【００４９】ここで注意しなければならないこととし
て、各ノード間の通信は、図４のコミュニケーション同
期信号が示すように、コミュニケーション同期信号から
次のコミュニケーション同期信号が供給されて次の接続
形態に移行する前までの期間内に終了させなければなら
ない。実際に各ノード間のデータ通信は、図４に示すよ
うにコミュニケーション同期信号が供給された後に行わ
れる。

【００５０】このように動作させることにより、伝送路
網の通信能力は、限られたシリアル回線しか持たなくて
もノードの数に応じた通信を行うことができ、通信に要
する時間をすべて通信単位時間で行うことができる。

【００５１】このように構成した伝送路網のノードの一
つをホスト機器と接続させることにより、ホスト機器か
ら制御情報が供給されると共に、このホスト機器から他
の各ノードにコミュニケーションスタート信号及びコミ
ュニケーション同期信号を供給して伝送路網内での処理
が例えばほとんど同時に行わせることができるので処理
の制御が容易になり、ホスト機器の機能を大幅に向上さ
せることができる。

【００５２】以上のように構成することにより、伝送路
網ＮＷに接続される複数の信号伝送端子Ｔ０〜Ｔ３とＣ
ＰＵ１との間に伝送路切換ルータ２を設け、直接的な接
続形態がとれるようにＣＰＵ１の切換制御信号に応じた
切り換えを伝送路切換ルータ２がとることにより、従来
の構成でシリアル回線の数とノードの数の関係で制限さ
れた接続関係を回避するため行われていたルーティング
による情報の到達に要していた時間をすべて最小の時間
で行わせることができる。これにより、伝送路網の通信
量を増大させることができ、通信時間の短縮、一定時間
内での通信量を大幅に増加させることができる。

【００５３】このように各ノードへの情報が一定の時間
内で完了させることができることにより、この伝送路網
全体の通信を厳密に制御することが可能になる。

【００５４】

【発明の効果】本発明に係るデータ伝送装置では、伝送
路網に接続される複数の信号伝送端子とデータ処理ユニ
ットとの間に伝送路切換手段を設け、直接的な接続形態
がとれるようにデータ処理ユニットの切換制御信号に応
じた切り換えを伝送切換手段がとることにより、従来の
構成でシリアル回線の数とノードの数の関係で制限され
た接続関係を回避するため行われていたルーティングに
よる情報の到達に要していた時間をすべて最小の時間で
行わせることができる。これにより、伝送路網の通信量
を増大させることができ、通信時間の短縮、一定時間内
での通信量を大幅に増加させることができる。

【００５５】このように各ノードへの情報が一定の時間
内で完了させることができることにより、この伝送路網
全体の通信を厳密に制御することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るデータ伝送装置を伝送路網の一部
に配した際の概略的な構成を示す模式図である。

【図２】上記データ伝送装置の伝送切換ルータの切換動
作を説明する図である。

【図３】上記データ伝送装置を伝送路網内に配設した際
の接続と動作を説明する模式図である。

【図４】上記伝送路網内でのデータ伝送をノード間でど
のように行うかの条件とタイミング関係を示す図であ
る。

【図５】従来の伝送路網の一例を示す模式図である。

【図６】上記伝送路網による情報伝送で必要になるルー
ティングを説明する模式図である。

【図７】上記ルーティングを行った際の所要時間を説明
する模式的な図である。

【符号の説明】

１、３１ ＣＰＵ ２、３２ 伝送路切換ルータ Ｓ０〜Ｓ３ シリアル回線 Ｔ０〜Ｔ３ 信号伝送端子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリアル回線を内蔵してデータを伝送路
   網の各ノードに供給するデータ伝送装置において、 上記シリアル回線を内蔵するデータ処理ユニットと、 上記伝送路網に接続される複数の信号伝送端子と上記デ
   ータ処理ユニットとの間に配されて接続形態が制御情報
   に応じて切換制御される伝送路切換手段とを有すること
   を特徴とするデータ伝送装置。
2. 【請求項２】 上記データ処理ユニットは、上記伝送路
   切換手段の切換制御情報を記憶し、データ通信の開始を
   指示する基準信号から同期信号の入力に応じて上記切換
   制御情報を順次読み出し、この切換制御情報に対応した
   接続形態に上記伝送路切換手段を切換制御することを特
   徴とする請求項１記載のデータ伝送装置。
3. 【請求項３】 上記各ノード毎に配されているデータ処
   理ユニットの一つをマスタにしてこのデータ処理ユニッ
   トから他の各ノードに上記基準信号及び上記同期信号を
   供給することを特徴とする請求項２記載のデータ伝送装
   置。
4. 【請求項４】 上記データ処理ユニットの一つにホスト
   機器を接続し、このホスト機器から他の各ノードに上記
   基準信号及び上記同期信号を供給することを特徴とする
   請求項１記載のデータ伝送装置。