JPH09233107A

JPH09233107A - 通信システム

Info

Publication number: JPH09233107A
Application number: JP8033472A
Authority: JP
Inventors: Rei Okada; 礼岡田; Takuya Sakurai; 拓也櫻井
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1996-02-21
Filing date: 1996-02-21
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】短い同時衝突検知コードで多数の子機に対応
することができるようにする。【解決手段】同時衝突検知コードの長さを８ビットと
した場合、その中の４ビットを「０」，残る４ビットを
「１」とする。アドレス１の子機の応答メッセージに付
与する同時衝突検知コードを「００００１１１１」（図
１（ａ））、アドレス２の子機の応答メッセージに付与
する同時衝突検知コードを「０００１０１１１」（図１
（ｂ））とすると、同時衝突の結果生じる同時衝突検知
コードは、「０００００１１１」となる（図１
（ｃ））。同時衝突検知コード中の「１」のビットの数
が４つより少なくなったことにより、親機において応答
メッセージの同時衝突を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、共通の通信バス
を介して親機と複数の子機との間で通信を行う通信シス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の通信システムでは、
親機から複数の子機へ共通の通信バスを介して同一の問
い合わせを同時に送信し、子機はこの問い合わせを受信
したときに必要があれば応答メッセージを親機に送信す
るという方法がとられている。すなわち、親機と複数の
子機間の通信において、子機が親機に対してメッセージ
を送信する必要性が頻繁に生じない場合、親機は全ての
子機に対して１台ずつ順にメッセージの送信を促すより
も、全ての子機に対して同時に送信を促す方が効率よく
子機のデータを収集することができる。

【０００３】この通信方法では、まれにではあるが、複
数の子機の応答メッセージが衝突するという事態が生じ
る。この場合、親機はその応答メッセージの衝突を検出
し、誤ったデータを収集することを避けなければならな
い。そこで、従来においては、次のようにして応答メッ
セージの衝突を検出するようにしている。

【０００４】応答メッセージの衝突の可能性としては複
数の応答メッセージが同時に衝突する場合（以下、同時
衝突と呼ぶ：図７（ａ）参照）と、そうでない場合（以
下、非同時衝突と呼ぶ：図７（ｂ）参照）とがある。非
同時衝突の場合、一般に「フレーミングエラー」が生じ
るので、その衝突を検出することができる。同時衝突の
場合、パリティチェック，ＣＲＣチェック等の誤り検出
では、その衝突を検出することが保証できない。このた
め、特殊なコード（同時衝突検知コード）を子機の応答
メッセージに付与することにより、すなち同時衝突検知
コードを付与した応答メッセージを親機に送信すること
により、親機において応答メッセージの同時衝突の検出
を可能にしている。

【０００５】従来、この同時衝突検知コードとしては、
子機のアドレスに対応する１つのビットを反転させたコ
ードを用いている。例えば、アドレス１の子機の同時衝
突検知コードを「１１１１１１１０」、アドレス２の子
機の同時衝突検知コードを「１１１１１１０１」とす
る。この場合、アドレス１の子機とアドレス２の子機の
応答メッセージとが同時衝突すると、重畳した結果生じ
る同時衝突検知コードは「１１１１１１００」となる。
すなわち、アドレス１の子機の同時衝突検知コード「１
１１１１１１０」とアドレス２の子機の同時衝突検知コ
ード「１１１１１１０１」との論理積がとられ、同時衝
突後の同時衝突検知コードは「１１１１１１００」とな
る。これにより、すなわち同時衝突検知コード中に
「０」のビットが２つ生じていることにより、親機にお
いて応答メッセージの同時衝突を検出することができ
る。また、どのビットが「０」であるかを調べることに
よって、同時衝突を起こした子機のアドレスを知ること
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の応答メッセージの同時検出方法によると、同
時衝突検知コードのビット数は少なくとも子機の台数と
等しくしなければならない。このため、子機の台数が多
い場合、コード長が長くなってしまう。例えば、子機の
台数が６４台の場合、コード長は６４ビット＝８バイト
となる。

【０００７】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、短い同時衝
突検知コードで多数の子機に対応することの可能な通信
システムを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、上述し
た通信システムにおいて、同時衝突検知コードを、この
同時衝突検知コードの長さをｎビットとしたとき、ｎが
偶数である場合、その中のｎ／２ビットを「０」，残る
ｎ／２ビットを「１」とし、ｎが奇数である場合、その
中の（ｎ＋１）／２ビットを「１」，残る（ｎ−１）／
２ビットを「０」、或いは、その中の（ｎ＋１）／２ビ
ットを「０」，残る（ｎ−１）／２ビットを「１」とし
たものである。この発明によれば、同時衝突検知コード
の長さを例えば８ビットとした場合（ｎ＝８）、その中
の４ビットが「０」，残る４ビットが「１」とされる。
また、同時衝突検知コードの長さを例えば９ビットとし
た場合（ｎ＝９）、その中の５ビットが「１」，残る４
ビットが「０」、或いは、その中の５ビットが「０」，
残る４ビットが「１」とされる。

【０００９】第２発明（請求項２に係る発明）は、上述
した通信システムにおいて、同時衝突検知コードを、子
機のアドレスコードの長さをｍビットとしたとき、その
属する子機のアドレスコードの各ビットの値を「１」と
「０」とで互いに異なるビットパターンの２ビットの２
進コードに変換して得られる２ｍビットのコードとした
ものである。この発明によれば、例えば、子機のアドレ
スコードの長さを４ビット（ｍ＝４）とし、その同時衝
突検知コードが属する子機のアドレスコードを「０００
１」とすると、このアドレスコードの各ビットの値を
「１」と「０」とで互いに異なるビットパターンの２ビ
ットの２進コードに変換した２ｍビットの同時衝突検知
コードとされる。例えば、「１」→「１０」、「０」→
「０１」に変換すると、同時衝突検知コードは「０１０
１０１１０」とされる。

【００１０】第３発明（請求項３に係る発明）は、第１
発明又は第２発明において、子機から親機に送信する応
答メッセージの先頭に同時衝突検知コードと全子機で共
通のビットパターンの非同時衝突検知コードとを所定の
順番で付与したものである。この発明によれば、子機か
ら親機への応答メッセージの先頭に、同時衝突検知コー
ドと非同時衝突検知コードとが、同時衝突検知コード，
非同時衝突検知コードの順、あるいは非同時衝突検知コ
ード，同時衝突検知コードの順に付与される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。〔実施の形態１：第１発明〕この実施の形態では、子機
からの応答メッセージに付与する同時衝突検知コード
を、この同時衝突検知コードの長さをｎビットとしたと
き、ｎが偶数である場合、その中のｎ／２ビットを
「０」，残るｎ／２ビットを「１」とし、ｎが奇数であ
る場合、その中の（ｎ＋１）／２ビットを「１」，残る
（ｎ−１）／２ビットを「０」、或いは、その中の（ｎ
＋１）／２ビットを「０」，残る（ｎ−１）／２ビット
を「１」とする。

【００１２】例えば、同時衝突検知コードの長さを８ビ
ットとした場合（ｎ＝８）、その中の４ビットを
「０」，残る４ビットを「１」とする。また、同時衝突
検知コードの長さを例えば９ビット（ｎ＝９）とした場
合、その中の５ビットを「１」，残る４ビットを
「０」、或いは、その中の５ビットを「０」，残る４ビ
ットを「１」とする。

【００１３】今、同時衝突検知コードの長さを８ビット
とし、その中の４ビットを「０」，残る４ビットを
「１」とした場合について考える。この場合、例えば、
アドレス１の子機の応答メッセージに付与される同時衝
突検知コードは「００００１１１１」とされ（図１
（ａ））、アドレス２の子機の応答メッセージに付与さ
れる同時衝突検知コードは「０００１０１１１」とされ
る（図１（ｂ））。

【００１４】この場合、同時衝突の結果生じる同時衝突
検知コードは、「０００００１１１」となる（図１
（ｃ））。これにより、すなわち同時衝突検知コード中
の「１」のビットの数が４つより少なくなったことによ
り、親機において応答メッセージの同時衝突を検出する
ことが可能となる。

【００１５】この方法によれば、「０」が４ビット，
「１」が４ビットあるコードの組合せは７０通り（₈Ｃ
₄＝７０）であり、１バイトの同時衝突検知コードで７
０台の子機に対応することができることになる。また、
この方法によれば、親機において、同時衝突を起こした
子機をある程度しぼり込むことができる。例えば、上記
の例だと、同時衝突を起こした子機はその同時衝突検知
コードの０，１，２ビット目が「１」であるものである
から、これに該当する子機だけにあらためて問い合わせ
ればよく、全子機に問い合わせるよりも時間を短縮する
ことができる。

【００１６】なお、上述においては、同時衝突検知コー
ドの長さを８ビットとした場合について説明したが、さ
らにビット数を増やすことにより対応し得る子機の数が
多くなることは言うまでもなく、ｎを偶数とした場合、
対応し得る子機の数は_nＣ_n/ ₂となり、ｎを奇数とした
場合、対応し得る子機の数は_nＣ_(n+1)/2或いは_nＣ
_(n-1)/2となる。

【００１７】〔実施の形態２：第２発明〕この実施の形
態では、子機からの応答メッセージに付与する同時衝突
検知コードを、子機のアドレスコードの長さをｍビット
としたとき、その属する子機のアドレスコードの各ビッ
トの値を「１」と「０」とで互いに異なるビットパター
ンの２ビットの２進コードに変換して得られる２ｍビッ
トのコードとする。

【００１８】例えば、子機のアドレスコードの長さを４
ビット（ｍ＝４）とし、その同時衝突検知コードが属す
る子機のアドレスコードを「０００１」とした場合（図
２（ａ））、このアドレスコードの各ビットの値を
「１」と「０」とで互いに異なるビットパターンの２ビ
ットの２進コードに変換した２ｍビットのコードを同時
衝突検知コードとする。例えば、「１」→「１０」、
「０」→「０１」に変換し、同時衝突検知コードを「０
１０１０１１０」とする（図２（ｂ））。

【００１９】今、アドレス１の子機のアドレスコードを
「０００１」、アドレス２の子機のアドレスコードを
「００１０」とすると、アドレス１の子機の応答メッセ
ージに付与される同時衝突検知コードは「０１０１０１
１０」となり（図２（ｂ））、アドレス２の子機の応答
メッセージに付与される同時衝突検知コードは「０１０
１１００１」となる（図２（ｄ））。この場合、同時衝
突の結果生じる同時衝突検知コードは、「０１０１００
００」となる（図２（ｅ））。この同時衝突検知コード
について、「１０」→「１」、「０１」→「０」、「０
０」→「＊」のように再変換すれば、「００＊＊」とな
る（図２（ｆ））。これにより、すなわち再変換したコ
ードに「＊」があることにより、親機において衝突を検
出することができる。

【００２０】この方法によれば、２ｍビットの同時衝突
検知コードで、２^m台の子機に対応することができる。
例えば、同時衝突検知コードのコード長が１２ビットの
場合、２⁶＝６４台の子機に対応することができること
になる。また、この方法によれば、親機において、同時
衝突を起こした子機をある程度しぼり込むことができ
る。例えば、上記の例だと、同時衝突を起こした子機の
アドレスコードは、「００００」、「０００１」、「０
０１０」、「００１１」の４つに限定でき、これに該当
する子機だけにあらためて問い合わせればよい。すなわ
ち、この方法によれば、実施の形態１に対して同時衝突
検知コードは少し長くなるが、同時衝突を起こした子機
をしぼり込むことができる。

【００２１】〔実施の形態３：第３発明〕この実施の形
態では、子機から親機に送信する応答メッセージの先頭
に、実施の形態１や２で説明した同時衝突検知コードと
全子機で共通のビットパターンの非同時衝突検知コード
とを所定の順番で付与する。

【００２２】図３（ａ）は子機からの応答メッセージの
一例を示す。この応答メッセージでは、８ビットの非同
時衝突検知コードＡと８ビットの同時衝突検知コードＢ
とからなる１６ビットの衝突検知コードＣを、その先頭
に２連で付与している。非同時衝突検知コードＡは、全
子機に対して共通であり、その全ビットが「０」とされ
ている。同時衝突検知コードＢは、子機毎に異なるビッ
トパターンであり、その中の４ビットが「０」，残る４
ビットが「１」とされている。

【００２３】なお、図３（ａ）においては、非同時衝突
検知コードＡと同時衝突検知コードＢとを、非同時衝突
検知コードＡ，同時衝突検知コードＢの順で付与してい
るが、図３（ｂ）に示すように同時衝突検知コードＢ，
非同時衝突検知コードＡの順に付与するようにしてもよ
い。非同時衝突検知コードＡは非同時衝突が起こった場
合、「フレーミングエラー」が確実に起こるためにあ
る。同時衝突検知コードＢは同時衝突を検出するために
ある。また、信頼性向上のため、非同時衝突検知コード
Ａと同時衝突検知コードＢとからなる衝突検知コードＣ
を２連で付与するようにしている。

【００２４】図４に親機が子機のデータを収集するとき
のフローチャートを示す。親機は、共通の通信バスを介
して同一の問い合わせを同時に送信し、全ての子機に対
して同時にメッセージの送信を促す（ステップ４０
１）。子機は、この問い合わせを受信したときに必要が
あれば、２連の衝突検知コードＣを付与した応答メッセ
ージを親機に送信する。親機は、この子機からの応答メ
ッセージを受けて、まず「フレーミングエラー」がある
か否かをチェックする（ステップ４０２）。

【００２５】〔フレーミングエラー〕データは１バイト
単位で送信される。その際、先頭にスタートビットが１
ビット、後ろにストップビットが１〜２ビットが追加さ
れる。通常、スタートビットは「０」とされ、ストップ
ビットは「１」とされる。図５に非同時衝突検知コード
Ａの送られ方を示す。図において、ＳＴはスタートビッ
トであり、ＳＴＰはストップビットである。この図で
は、ストップビットＳＴＰを２ビットとしている。

【００２６】今、子機ＳＡおよびＳＢから親機へ応答メ
ッセージが送信され、この応答メッセージが３ビットず
れて衝突する場合を考えてみる。この場合、子機ＳＡか
らのスタートビットＳＴおよびストップビットＳＴＰを
含む非同時衝突検知コードＡ（図６（ａ））と、子機Ｓ
ＢからのスタートビットＳＴおよびストップビットＳＴ
Ｐを含む非同時衝突検知コードＡ（図６（ｂ））とが衝
突すると、衝突後のスタートビットＳＴおよびストップ
ビットＳＴＰを含む非同時衝突検知コードＡは図６
（ｃ）のようになる。すなわち、スタートビットＳＴは
「０」のままであるが、ストップビットＳＴＰは
「０」，「０」となる。親機は、このストップビットＳ
ＴＰが「１」，「１」となっていないことにより、「フ
レーミングエラー」を認識する。

【００２７】非同時衝突検知コードＡの連続している
「０」のビット数は１個〜８個までが有効（この場合、
１フレーム８ビットであるので、９個連続していても意
味がない）で、その数は多い方が時間差の長い非同時衝
突を検出することができる。この実施の形態では、時間
差の長い非同時衝突を検出することができるように、非
同時衝突検知コードＡを８ビットとしている。

【００２８】ステップ４０２において「フレーミングエ
ラー」が検出されれば、親機は、全ての子機に対して１
台ずつ順にメッセージの送信を促す（ステップ４０
７）。ステップ４０２において「フレーミングエラー」
が検出されなければ、親機は、ステップ４０３へ進む。

【００２９】ステップ４０３において、親機は、送信さ
れてくる子機からの応答メッセージの先頭の２連の衝突
検知コードＣが同一であるか否かをチェックする。２連
の衝突検知コードＣが同一でなければ、衝突検知コード
Ｃが異常であるものとして、全ての子機に対して１台ず
つ順にメッセージの送信を促す（ステップ４０７）。２
連の衝突検知コードＣが同一であれば、衝突検知コード
Ｃに異常がないものとして、ステップ４０４へ進む。

【００３０】ステップ４０４において、親機は、衝突検
知コードＣにおける同時衝突検知コードＢの「１」の値
を有するビットの数をチェックする。「１」の値を有す
るビットの数が４でなければ、同時衝突が生じたものと
判断し、同時衝突を起こした可能性のある子機に対して
１台ずつ順にメッセージの送信を促す（ステップ４０
８）。「１」の値を有するビットの数が４であれば、Ｃ
ＲＣチェックを行う（ステップ４０５）。

【００３１】ステップ４０５において、ＣＲＣチェック
の結果が「ＮＯ」であれば、その子機に対してメッセー
ジの再送信を促す（ステップ４０９）。ＣＲＣチェック
の結果が「ＹＥＳ」であれば、受信データを格納する
（ステップ４０６）。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第１発明では、同時衝突検知コードの長
さを例えば８ビットとした場合（ｎ＝８）、その中の４
ビットが「０」，残る４ビットが「１」とされ、また、
同時衝突検知コードの長さを例えば９ビットとした場
合、その中の５ビットが「１」，残る４ビットが
「０」、或いは、その中の５ビットが「０」，残る４ビ
ットが「１」とされ、短い同時衝突検知コードで多数の
子機に対応することが可能となる。また、この場合、同
時衝突を起こした子機をある程度しぼり込みむことも可
能となる。

【００３３】また、第２発明では、例えば、子機のアド
レスコードの長さを４ビット（ｍ＝４）とし、その同時
衝突検知コードが属する子機のアドレスコードを「００
０１」とすると、このアドレスコードの各ビットの値を
「１」と「０」とで互いに異なるビットパターンの２ビ
ットの２進コードに変換した２ｍビットの同時衝突検知
コードとされ（例えば、「１」→「１０」、「０」→
「０１」に変換すると、同時衝突検知コードは「０１０
１０１１０」とされる）、第１発明に対して同時衝突検
知コードは少し長くなるが、同時衝突を起こした子機を
しぼり込むことが可能となる。

【００３４】また、第３発明では、子機から親機への応
答メッセージの先頭に、同時衝突検知コードと非同時衝
突検知コードとが、同時衝突検知コード，非同時衝突検
知コードの順、あるいは非同時衝突検知コード，同時衝
突検知コードの順に付与され、第１発明又は第２発明の
効果に加えて、親機において非同時衝突を確実に検出す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る通信システムの実施の形態１を
説明するための図である。

【図２】本発明に係る通信システムの実施の形態２を
説明するための図である。

【図３】本発明に係る通信システムの実施の形態３に
おける子機からの応答メッセージの一例を示す図であ
る。

【図４】実施の形態３における親機が子機のデータを
収集するときのフローチャートである。

【図５】実施の形態３における非同時衝突検知コード
の送られ方を示す図である。

【図６】実施の形態３における子機からの応答メッセ
ージの衝突によって生じる非同時衝突検知コードの変化
を示す図である。

【図７】同時衝突および非同時衝突を説明するための
図である。

【符号の説明】

Ａ…非同時衝突検知コード、Ｂ…同時衝突検知コード、
Ｃ…衝突検知コード、ＳＴ…スタートビット、ＳＴＰ…
ストップビット。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】親機から複数の子機へ共通の通信バスを
介して同一の問い合わせを同時に送信し、子機はこの問
い合わせを受信したときに必要があれば子機毎に異なる
ビットパターンの同時衝突検知コードを付与した応答メ
ッセージを親機に送信する通信システムにおいて、前記同時衝突検知コードは、この同時衝突検知コードの
長さをｎビットとしたとき、ｎが偶数である場合、その中のｎ／２ビットが「０」，
残るｎ／２ビットが「１」とされ、ｎが奇数である場合、その中の（ｎ＋１）／２ビットが
「１」，残る（ｎ−１）／２ビットが「０」、或いは、
その中の（ｎ＋１）／２ビットが「０」，残る（ｎ−
１）／２ビットが「１」とされていることを特徴とする
通信システム。
【請求項２】親機から複数の子機へ共通の通信バスを
介して同一の問い合わせを同時に送信し、子機はこの問
い合わせを受信したときに必要があれば子機毎に異なる
ビットパターンの同時衝突検知コードを付与した応答メ
ッセージを親機に送信する通信システムにおいて、前記同時衝突検知コードは、子機のアドレスコードの長
さをｍビットとしたとき、その属する子機のアドレスコ
ードの各ビットの値を「１」と「０」とで互いに異なる
ビットパターンの２ビットの２進コードに変換して得ら
れる２ｍビットのコードとされていることを特徴とする
通信システム。
【請求項３】請求項１又は２において、子機から親機
に送信する応答メッセージの先頭に前記同時衝突検知コ
ードと全子機で共通のビットパターンの非同時衝突検知
コードとが所定の順番で付与されていることを特徴とす
る通信システム。