JPH09114776A

JPH09114776A - データ伝送方式

Info

Publication number: JPH09114776A
Application number: JP27131295A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kubo; 義幸久保; Yukio Okamura; 幸雄岡村
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1995-10-19
Publication date: 1997-05-02

Abstract

(57)【要約】【課題】複数のスレーブユニットからマスタユニット
へのデータ伝送効率を向上させる。【解決手段】マスタユニット１が接続されている側を
上流とし、スレーブユニット２〜４のデータ５ａ〜５ｃ
は、常に下流から上流に向かって伝送される。マスタユ
ニット１は、データの送信要求を出力する。各スレーブ
ユニット２〜４は、ヘッダ情報６ａ〜６ｃを出力する。
各スレーブユニット２〜４は、ヘッダ情報６ａ〜６ｃに
続けて自己のデータ５ａ〜５ｃを出力すると同時に、下
流側ユニットから伝送されてきた下流側データを受け取
る。そして、下流側のユニットから送られてきたデータ
は自己のデータの出力完了後に続けて出力する。最終的
に、マスタユニット１は１つのヘッダ情報６ａと各スレ
ーブユニットのデータ５ａ〜５ｃを連続的に受け取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数のユニットがシ
リアルの伝送路で接続されたシステムのデータ伝送方式
に関し、特に１つのマスタユニットに対し複数のスレー
ブユニットが接続されたシステムのデータ伝送方式に関
する。

【０００２】

【従来の技術】各種制御システムでは、各々がプロセッ
サを有する複数のユニットがシルアルの伝送路に接続さ
れている場合がある。この場合の伝送方式として、１つ
のユニットをマスタ、他のユニットをスレーブとする方
式がある。この方式はさらに、各ユニットに接続方式の
違いによりディジィチェーン方式とリング方式とに分け
ることができる。そして、接続方式に応じたデータ伝送
方式が用いられている。

【０００３】図５はディジィチェーン方式で接続された
制御システムを示す図である。ディジィチェーン方式で
は、複数のスレーブユニット４２〜４６は、それぞれケ
ーブルを接続するためのコネクタを２個ずつ有してい
る。マスタユニット４１からのケーブルは隣接するスレ
ーブユニット４２の一方のコネクタに接続されている。
スレーブユニット４２の他方のコネクタに接続されたケ
ーブルは、マスタユニット４１とは逆側に隣接するスレ
ーブユニット４３に接続されている。このような接続を
繰り返すことにより、全てのスレーブユニット４２〜４
６がマスタユニット４１に接続される。

【０００４】ディジィチェーン方式で接続されたユニッ
ト間のデータ伝送方式では、マスタユニット４１が、ス
レーブユニットのユニット番号を指定して送信要求を出
力する。この送信要求は、ディジィチェーン方式で接続
された伝送路を通り、マスタユニット４１に最も近いス
レーブユニット４２に入力される。各スレーブユニット
４２〜４６は、ユニット番号を確認し、自分のユニット
番号が指定されていればデータをマスタユニット４１に
対して出力する。これにより指定されたスレーブユニッ
トのデータがマスタユニットに伝送される。

【０００５】図６はリング方式で接続された制御システ
ムを示す図である。リング方式は、マスタユニット５１
と複数のスレーブユニット５２〜５６とは、それぞれケ
ーブルを接続するためのコネクタを２個ずつ有してい
る。但し、リング方式の場合、入力側コネクタと出力側
コネクタとに区別されている。マスタユニット５１の出
力側コネクタからのケーブルは、最も遠い位置のスレー
ブユニット５６の入力側コネクタに接続されている。ス
レーブユニット５６の出力側コネクタに接続されたケー
ブルは、隣接するスレーブユニット５５に接続されてい
る。このような接続を繰り返すことにより、マスタユニ
ット５１に隣接するスレーブユニット５２まで接続さ
れ、スレーブユニット５２の出力側コネクタがマスタユ
ニット５１の入力側コネクタに接続される。

【０００６】リング方式で接続されたユニット間のデー
タ伝送方式では、マスタユニット５１が時間の基準とな
るデータ要求信号を送信する。各スレーブユニットは、
データ要求信号が出力されてからどれだけの時間遅れて
データを送信するかが予め定められている。この時間
は、データの送出に必要な時間を考えたうえで、各スレ
ーブユニットのデータの送出時間が重なり合わないよう
に設定されている。従って、マスタユニット５１がデー
タ要求信号を出力すると、各スレーブユニット５２〜５
６から順次データが送られてくる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の２つの
データ伝送方式にはそれぞれ以下のような問題点があ
る。

【０００８】図５に示したディジィチェーン方式のよう
に、マスタユニットからの送信要求の後、スレーブユニ
ットがマスタユニットに対し送信を行う方式の場合、個
々のスレーブユニットに対して１対１の通信となる。こ
のため、全てのスレーブユニットからデータを受信する
には、そのつど送信要求を出力しなければならず時間が
かかり過ぎるという問題点がある。

【０００９】一方、図６に示したリング方式のように、
マスタユニットからデータ要求信号が送信されてから、
各スレーブユニットは所定の時間だけ遅れてデータを送
信する方式の場合、各スレーブの送信時間がぶつからな
いようにするには、各スレーブユニットに割り当てる時
間の間には、ある程度の間隔が必要である。そのため、
データの衝突回避のための時間の分だけ余計な時間を費
やしてしまい、データ伝送に要する時間が長くなってし
まう。

【００１０】また、データ伝送にはキャラクター同期を
とる必要があるため、上記の２つの方式共に各データの
先頭にはヘッダ情報が必要となる。従って、スレーブユ
ニットの数だけヘッダ情報も転送される。このヘッダ情
報の転送にかかる時間の分だけ全体のデータの転送時間
が長くなってしまう。

【００１１】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、複数のスレーブユニットからマスタユニット
へのデータ伝送効率を向上させたデータ伝送方式を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、複数のユニットの隣接するユニット同士
が伝送路で接続されたシステムのデータ伝送方式におい
て、他のユニットに対してデータの送信要求を出力する
マスタユニットと、前記送信要求が出力されると、前記
マスタユニットに近い方の上流側ユニットに対して自己
のデータを出力すると同時に前記マスタユニットに遠い
方の下流側ユニットから伝送されてきた下流側データを
受け取り、自己のデータの出力完了後に続けて前記下流
側データを出力するスレーブユニットと、を有すること
を特徴とするデータ伝送方式が提供される。

【００１３】このデータ伝送方式によれば、マスタユニ
ットが送信要求を出力すると、各スレーブユニットが同
時に自己のデータを上流側のユニットへ送信する。そし
て、自己のデータの送信が終わると、連続して下流側か
ら送られてきたデータを上流側に送信する。これによ
り、マスタユニットは各スレーブユニットからのデータ
を連続的に受信することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の原理を示す図であ
る。（Ａ）はデータ伝送前の状態を示す図である。マス
タユニット１と複数のスレーブユニット２〜４は、シリ
アルの伝送路７ａ〜７ｃで接続されている。マスタユニ
ット１は伝送路７ａの一端に接続されており、マスタユ
ニット１が接続されている側を上流とする。例えば、ス
レーブユニット２の上流側はマスタユニット１であり、
下流側はスレーブユニット３である。各スレーブユニッ
ト２〜４は、マスタユニットに送信すべきデータ５ａ〜
５ｃを有している。このデータ５ａ〜５ｃは、常に下流
から上流に向かって伝送される。

【００１５】（Ｂ）はデータ伝送の準備動作を示す図で
ある。マスタユニット１は、所定の時刻に各スレーブユ
ニット２〜４に対してデータの送信要求を出力する。こ
の送信要求は、全てのスレーブユニット２〜４に同時に
伝えられる。各スレーブユニット２〜４は送信要求が出
力されると、受信側と同期をとるために上流側ユニット
へヘッダ情報６ａ〜６ｃを出力する。この動作は、全て
のスレーブユニット２〜４が同時に行う。

【００１６】（Ｃ）はデータ伝送動作を示す図である。
各スレーブユニット２〜４は、ヘッダ情報６ａ〜６ｃに
続けて自己のデータ５ａ〜５ｃを出力する。同時に、下
流側ユニットから伝送されてきた下流側データを受け取
る。なお、下流側のユニットとの同期が成立すると、送
られてきたヘッダ情報６ｂ，６ｅは廃棄される。そし
て、各スレーブユニット２〜４は、下流側のユニットか
ら送られてきたデータを自己のデータの出力完了後に続
けて出力する。

【００１７】（Ｄ）はデータ伝送終了時の状態を示す図
である。最終的に、マスタユニット１は１つのヘッダ情
報６ａと各スレーブユニットのデータ５ａ〜５ｃを受け
取っている。このように、ヘッダ情報が１つですむため
に、送信要求を出力してから各スレーブユニットのデー
タの受け取りを完了するまでの時間が短くなる。しか
も、ヘッダ情報を含む全てのデータは、間隔を開けずに
連続的に伝送されている。この結果、さらにデータ伝送
効率が良くなる。

【００１８】図２はスレーブユニットの内部構成を示す
図である。このスレーブユニットはｎ番目のユニット
（＃ｎ）であるものとする。スレーブユニットからマス
タユニットへ送信すべきデータは、送信データバッファ
１２に格納される。一方、下流側のスレーブユニットか
ら送られてきたデータは、受信回路１５で受け取られ、
受信データバッファ１３に格納される。この時、受信回
路１５はヘッダ情報を検出して下流側のスレーブユニッ
トと同期をとるが、このヘッダ情報は受信データバッフ
ァ１３へは格納せずに廃棄する。

【００１９】送信回路１１は、マスタユニットからの送
信要求が入力されると、スイッチ１６を介して接続され
たバッファのデータを、上流側のユニットへ送信する。
なお、送信開始時にはヘッダ情報を先頭に送信した後、
データを送信する。スイッチ１６は、送信制御回路１４
により切替えが制御されている。送信制御回路１４は、
送信開始前の初期状態として、スイッチ１６を送信デー
タバッファ１２に接続している。そして、データの送信
が行われ送信データバッファ１２内のデータ送信が終了
すると、スイッチ１６を受信データバッファ１３側へ切
り替える。

【００２０】以上の構成において、マスタユニットから
受信要求が出力されると、その送信要求は送信回路１１
に入力される。送信回路１１は、送信データバッファ１
２内のデータにヘッダ情報を付加して出力する。同時
に、受信回路１５は、下流側のスレーブユニットからの
ヘッダ情報とデータとを受信する。下流側のデータは、
受信データバッファ１３に格納される。

【００２１】送信データバッファ１２内のデータの送信
が終了すると、受信制御回路１４はスイッチ１６を受信
データバッファ１３側に切り替える。送信回路１１は、
受信データバッファ１３内のデータを連続して出力す
る。このときも受信回路１５はデータを受信し続けてお
り、受信したデータは随時受信データバッファ１３に格
納される。従って、下流側のデータが順次受信データバ
ッファ１３に蓄えられ、そして、送信回路１１によって
連続的に出力される。

【００２２】このような動作を図１に示す各スレーブユ
ニット２〜４が行うことにより、マスタユニットにはス
レーブユニットのデータが連続して送られてくる。図３
は各スレーブユニットが出力するデータを示す図であ
る。この図では、スレーブユニットが３つの場合の例を
示している。各スレーブユニットの番号は、上流から下
流に向かい＃１、＃２、＃３の順である。

【００２３】この場合、最も下流のスレーブユニット
（＃３）は、ヘッダ情報と自己のデータ（ＤＡＴＡ＃
３）とを出力している。中間に位置するスレーブユニッ
ト（＃２）は、ヘッダ情報、自己のデータ（ＤＡＴＡ＃
２）、及び下流側のスレーブユニット（＃３）のデータ
（ＤＡＴＡ＃３）を順に出力している。上流のスレーブ
ユニット（＃１）は、ヘッダ情報、自己のデータ（ＤＡ
ＴＡ＃１）、下流側のスレーブユニット（＃２、＃３）
のデータ（ＤＡＴＡ＃２、ＤＡＴＡ＃３）を順に出力し
ている。上流のスレーブユニット（＃１）が出力したデ
ータが、マスタユニットが受信するデータとなる。

【００２４】次に、このようなデータ伝送方式を数値制
御装置のサーボ制御に用いた場合の例を具体的に説明す
る。図４はサーボ制御系の構成を示す図である。コント
ロールユニット２１と各位置制御ユニット２２〜２４と
はディジィチェーン方式のシリアルの伝送路で接続され
ている。ここで、コントロールユニット２１が最も上流
の位置であり、位置制御ユニット２４が最も下流の位置
である。位置制御ユニット２２は、モータ２５の回転を
制御することによりテーブル２６の位置を移動する。モ
ータ２５には速度検出器２７が設けられており、速度検
出器２７が検出した速度情報Ｖは位置制御ユニット２２
へ出力される。一方、テーブル２６にはリニアエンコー
ダによる位置検出器２８が設けられており、位置検出器
２８が検出したパルス信号による位置情報Ｐは位置制御
ユニット２２へ出力される。速度情報Ｖや位置情報Ｐ
は、位置制御ユニット２２内のバッファに蓄えられる。

【００２５】コントロールユニット２１が各軸の位置情
報を必要とした場合、コントロールユニット２１から各
位置制御ユニットへ位置指令が送信される。すると、各
位置制御ユニット２２〜２４が同時にヘッダ情報と自己
の位置情報を上流側のユニットへ出力する。自己の位置
情報の出力が完了すると、下流から転送されてきた位置
情報を上流に転送する。

【００２６】これにより、コントロールユニット２１は
各位置制御ユニット２２〜２４の位置情報を受け取るこ
とができる。同様の動作で、速度情報やモータ出力の電
流値等を受け取ることも可能である。

【００２７】なお、上記の例ではディジィチェーン方式
で各ユニットを接続しているが、リング方式で接続する
こともできる。以上のようにして、各スレーブユニット
からマスタユニットへの情報伝達効率を高くすることが
できるため、伝送されるデータ量が同様であれば、従来
のデータ伝送方式に比べて低速度の送受信回路を採用す
ることが可能となる。このような低速度の送受信回路は
安価であるため、経済性が向上する。

【００２８】また、送受信速度が従来と同じであれば、
より大容量のデータを伝送することが可能となり、従来
より高性能のデータ伝送システムを構築することができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、マスタ
ユニットからの送信要求により、各スレーブユニットが
同時に自己のデータを上流側のユニットへ送信し、それ
に続けて下流側のユニットから送られてきたデータを上
流側のユニットへ送信するようにしたため、マスタユニ
ットへは各スレーブユニットのデータが連続して送られ
てくる。その結果、スレーブユニットからマスタユニッ
トへの情報の伝達効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示す図である。（Ａ）はデータ
伝送前の状態を示す図であり、（Ｂ）はデータ伝送の準
備動作を示す図であり、（Ｃ）はデータ伝送動作を示す
図であり、（Ｄ）はデータ伝送終了時の状態を示す図で
ある。

【図２】スレーブユニットの内部構成を示す図である。

【図３】各スレーブユニットが出力するデータを示す図
である。

【図４】サーボ制御系の構成を示す図である。

【図５】ディジィチェーン方式で接続された制御システ
ムを示す図である。

【図６】リング方式で接続された制御システムを示す図
である。

【符号の説明】

１マスタユニット２〜４スレーブユニット５ａ〜５ｃデータ６ａ〜６ｃヘッダ情報７ａ〜７ｃ伝送路１１送信回路１２送信データバッファ１３受信データバッファ１４送信制御回路１５受信回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のユニットの隣接するユニット同士
が伝送路で接続されたシステムのデータ伝送方式におい
て、他のユニットに対してデータの送信要求を出力するマス
タユニットと、前記送信要求が出力されると、前記マスタユニットに近
い方の上流側ユニットに対して自己のデータを出力する
と同時に前記マスタユニットに遠い方の下流側ユニット
から伝送されてきた下流側データを受け取り、自己のデ
ータの出力完了後に続けて前記下流側データを出力する
スレーブユニットと、を有することを特徴とするデータ伝送方式。
【請求項２】前記スレーブユニットは、前記マスタユ
ニットへ送信すべき自己のデータを蓄える送信データ記
憶手段と、受信した前記下流側データを蓄える受信デー
タ記憶手段と、前記送信要求を受け取ると前記送信デー
タ記憶手段内のデータを出力し、前記送信データ記憶手
段が空になると前記受信データ記憶手段のデータを出力
する送信制御手段とを有することを特徴とする請求項１
記載のデータ伝送方式。
【請求項３】前記スレーブユニットは、前記下流側デ
ータからヘッダ情報を除いたデータを前記上流側ユニッ
トへ出力することを特徴とする請求項１記載のデータ伝
送方式。
【請求項４】前記スレーブユニットは、前記マスタユ
ニットを一端として、ディジィチェーン方式で接続され
ていることを特徴とする請求項１記載のデータ伝送方
式。
【請求項５】前記スレーブユニットは、前記マスタユ
ニットを含めたリング方式で接続されていることを特徴
とする請求項１記載のデータ伝送方式。