JPH1028150A - 通信システム - Google Patents

通信システム

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JPH1028150A
JPH1028150A JP8180472A JP18047296A JPH1028150A JP H1028150 A JPH1028150 A JP H1028150A JP 8180472 A JP8180472 A JP 8180472A JP 18047296 A JP18047296 A JP 18047296A JP H1028150 A JPH1028150 A JP H1028150A
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JP
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data
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communication
transmission
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JP8180472A
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Yutaka Yoshida
豊 吉田
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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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
    • H04L12/40006Architecture of a communication node
    • H04L12/40013Details regarding a bus controller
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0078Avoidance of errors by organising the transmitted data in a format specifically designed to deal with errors, e.g. location
    • H04L1/0079Formats for control data

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】自通信装置に不要なデータの受信を停止し、通
信装置の消費電力を低減する。 【解決手段】通信装置の自動受信停止回路は、比較コー
ドパターン(FC1)レジスタ101と比較コードパタ
ーン(FC2)レジスタ102と自局アドレスレジスタ
103とを備える。他の通信装置が送信する送信フレー
ムを受信し、自動受信停止回路はこの送信フレームに含
まれる特定コードと、比較コードパターン(FC1)レ
ジスタ101と比較コードパターン(FC2)レジスタ
102と自局アドレスレジスタ103とに予め書き込ま
れている値とを、比較する。自動受信停止回路は、この
比較結果により、自通信装置に無効と見なす送信フレー
ムの受信を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、送信・受信を行う
通信制御回路、特に工業計測用通信ネットワーク「フィ
ールドバス」のインタフェイス制御LSI装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図9、図10に従来のフィールドバスに
よる通信装置の概要を示す。図9において、フィールド
バスによる通信装置は、プログラマブルコントローラ、
圧力発信器、流量発信器などの計測ブロック908を接
続する、通信局を有する計測・制御機器911、91
2、913を一対の伝送路904に接続し、相互に送信
・受信を行う。
【0003】通信局を有する計測・制御機器911の中
の通信ブロック907は、伝送路904と接続するバス
インタフェイス回路903とインタフェイス制御回路
(モデム回路)901とインタフェイス制御回路(モデ
ム回路)901を制御するホストプロセッサ(マイクロ
コントローラ)902とにより構成する。マイクロコン
トローラ902は、計測・制御ブロック908に対し
て、計測値の読み取り、アクチュエータのマニュピレー
ティング、外部入出力装置への表示・指示入力を行う。
【0004】マイクロコントローラ902は、インタフ
ェイス制御回路901に対して、送・受信用データの書
き込み・読み出しを行う。送信時は、インタフェイス制
御回路901がTxDを出力し、ドライバ回路905は
その信号を伝送路904に送出する。受信時は、レシー
バ906が伝送路904の信号をRxDとして出力し、
インタフェエイス制御回路901に入力する。
【0005】伝送路904上に信号が存在するとき、レ
シーバ906はCD信号を出力し、インタフェイス制御
回路901に入力する。図10は、インタフェイス制御
回路901の詳細ブロック図を示す。マイクロコントロ
ーラ902は、CPUインタフェイス1017を介し、
インタフェイス制御回路901の送信用FIFO(First
In First Out)1006に送信用バイト(8ビット)デ
ータを書き込む。
【0006】インタフェイス制御回路901は、バスイ
ンタフェイス回路903を介し、伝送路904の状態を
CD信号を用いてモニタし、他の通信局(例えば、91
2、913等)が送信していなければ、送信を開始す
る。一連の送信動作はインタフェイス制御回路901に
内蔵の送信用ステートマシン1022が行い、その間に
マイクロコントローラ902は送信用データを送信FI
FO1006に書き込む。
【0007】インタフェイス制御回路901は、8ビッ
トのバイトデータ(パラレルデータ)をシリアルデータ
に変換(1018)し、データの先頭にプリアンブルと
スタートデリミタ及び、データの最後に16ビットのC
RCとエンドデリミタを付けて、送信フレームを形成
(1020)する。これら付加する特殊コードは、受信
側で1ビットの長さを合わせたり、フレームの最初と最
後のバイト位置を検出したり、エラーの有無を確認する
ために使用する。
【0008】第11図にフレームの構造を示す。スター
トデリミタとエンドデリミタは、他と区別できるよう特
殊コードを含むが、プリアンブルとデータとCRCとは
論理値1、及び0で構成する。送信フレームは、マンチ
ェスタコードに符号化(1021)し、バスインタフェ
イス回路903内のドライバ回路905により、伝送路
904上の電圧波形に変換される。
【0009】通信局を有する制御機器911と他の通信
局912、913等とは通常受信待ちの状態にあり、一
つの通信局が送信を開始すると、伝送路904の電圧波
形はバスインタフェイス回路903のレシーバ回路90
6によりデジタル信号(RxD)に変換し、インタフェ
イス制御回路901はこのデジタル信号(RxD)を受
信する。
【0010】図10において、一連の受信動作は受信用
ステートマシン1005が行い、受信された信号は、マ
ンチェスタ復号化(1016)し、プリアンブル、スタ
ートデリミタ、エンドデリミタを除去(1015)し、
CRCコードからエラーの検出(1013)を行う。シ
リアルデータは、順次8ビットのバイトデータに変換
(1011)し、受信用FIFO1007に蓄える。
【0011】所定のバイト数だけ受信FIFO1007
に受信データがたまった時点で、割込発生(1024)
はマイクロコントローラ902に対し割り込み信号(I
NT)を発生し、受信データの存在を通知し、マイクロ
コントローラ902は受信用FIFO1007を読み出
す。割り込み信号(INT)発生の要因は他にもあるの
で、割り込み信号(INT)発生の要因を示す割り込み
要因ステータスレジスタ1008を設け、マイクロコン
トローラ902はこのレジスタを読むことにより割り込
みの原因を知ることができる。
【0012】受信フレームの中で受信FIFO1007
に蓄えられるのはデータ部分だけであり、CRCは特殊
な場合を除きFIFO1007には書き込まれない。マ
イクロコントローラ902は受信データが有ることを知
った後、受信FIFO1007からデータを読み出す。
第12図に受信動作の主なタイミングを示す。
【0013】受信FIFO1007への書き込みのタイ
ミングは、データが取り込まれてから2バイト遅れて発
生していが、これはデータの次に付加される2バイトの
CRCをFIFO1007に書き込まないためである。
モデム回路は予めデータの長さが分からないため、デー
タとCRCの境界が分からない。
【0014】このためマンチェスタ復号化回路1010
とシリアル・パラレル変換回路1011の間に16ビッ
トのシフトレジスタ1012を設け、最初のバイトデー
タが受信FIFO1007に書き込まれるのを第3バイ
トデータが受信された後になるようにし、エンドデリミ
タを検出した時点でFIFOへの書き込みを終了するこ
とにより、エンドデリミタを検出した時点で、エンドデ
リミタの前2バイトがCRCであると判断し、CRCを
FIFOに書かない様にしている。
【0015】第12図に示すごとく、受信用FIFO1
007のスレッショルド値を2バイトとし、2バイトデ
ータが蓄えられた時点で割り込み信号が発生するとすれ
ば、第4バイトデータ受信後に割り込みが発生し、その
後マイクロコントローラ902は受信データの存在を知
ることが出来る。送信するデータは、受信している全て
の局において必要であるということはない。
【0016】自通信局に不要な場合であっても、マイク
ロコントローラ902は受信データを読み、そのデータ
の要・不要を判断し、不要であれば制御用レジスタ10
09を介して受信停止命令を出し受信動作を中断する。
第13図に、受信動作ならびに不要データの受信停止を
行うときのフローチャートを示す。
【0017】受信停止後はその受信フレームがなくなる
まで受信状態を保ち、受信フレームが消失後、受信待ち
状態に戻る。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】従来の通信装置は、送
信局以外の受信可能状態にある全ての局はそのデータが
要・不要にかかわらず一度受信し、受信FIFOに蓄え
られた受信データをホストプロセッサが読み取りデータ
の要・不要を判断する。このために、他の局が送信を行
う毎にホストプロセッサが起動し、電力を消費する。
【0019】又、ホストプロセッサから受信停止命令が
出されるまで時間がかかる。(図12に示す例では、受
信フレームのデータ部分を4バイト受信した後でないと
受信停止ができない)。本発明は上記の点にかんがみて
なされたものであり、その目的は自通信局に必要な受信
フレームが来ない場合はホストプロセッサをスリープモ
ードとし、通信装置の消費電力を低消費電力化ならしめ
ることにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第一の発明においては、一対の伝送路に2台以上の通
信装置を接続し相互に送信・受信可能な通信システムに
おいて、各通信装置は、ホストプロセッサと該ホストプ
ロセッサと伝送路との間で入出力データの制御を行うイ
ンタフェイス回路を備える。
【0021】該インタフェイス回路はホストプロセッサ
により書き込まれたデータを変換し送信フレームを形成
する際に送信フレームに特定コードを形成するフレーム
形成回路と、他の通信装置が送信した前記送信フレーム
を受信した際にこの送信フレームに含まれる特定コード
の値と比較し不要とされる送信フレームの受信を停止す
る自動受信停止回路とを、有するものとする。
【0022】第二の発明においては、第一の発明に記載
する通信システムにおいて、前記装置自動受信停止回路
は前記送信フレームに含まれる特定コードの値と前記予
め書き込まれているコードの値とを比較する位置を指定
する位置指定コードを有し、この位置指定コードにより
指定されるビットを比較するものとする。第三の発明に
おいては、第一の発明、第二の発明のいずれかに記載す
る通信システムにおいて、前記ホストプロセッサは前記
自動受信停止回路に予め書き込まれているコードの値を
変更可能であるものとする。
【0023】第四の発明においては、第一の発明〜第三
の発明のいずれかに記載する通信システムにおいて、前
記インタフェイス回路は前記ホストプロセッサに割り込
み信号により受信データの存在を知らせる前に不要とさ
れる送信フレームの受信の停止を行うものとする。
【0024】
【発明の実施の形態】従来例として図9に示す通信ブロ
ック907は、比較的高電圧が印加されアナログ信号を
取り扱うバスインタフェイス回路903と通信のプロト
コル毎に異なる伝送速度、変調方式、フレーム形式、エ
ラーチェックに対応しデータのバッファ機能を有するイ
ンタフェイス制御回路901と計測・制御系の処理と通
信を管理するマイクロコントローラ902とで構成し、
通例一つ、又は複数のチップで構成する。
【0025】本発明では、インタフェイス制御回路90
1とマイクロコントローラ902とは別チップ構成の場
合に適用する。
【0026】
【実施例】図1は、本発明によるインタフェイス制御回
路を備えるモデム回路の一実施例のブロック図を示す。
図1と従来例を示す図10との相違は、受信停止を行う
対象とするフレームコードのパターンFC1、FC2と
自局アドレスとをそれぞれストアするレジスタ101、
102、103と、受信するフレームの1バイト目と2
バイト目を保持するレジスタ104とパターンFC1、
FC2と受信したフレームの1バイト目と2バイト目と
を両者比較し受信用ステートマシン1005に対してリ
セット信号を発生する回路106とを、追加する所にあ
る。
【0027】図2に、第一の発明において、受信停止を
行う対象となるフレームの構造の一実施例を示す。図2
(a)と図2(b)とは2種類のフレーム構造を示す。
図2(a)はデータ部の最初の1バイトのフレームコー
ドのパターンが特定のパターンと一致する場合、受信停
止を実施し、このフレームコードをFC1とする。
【0028】図2(b)は、データ部の最初の1バイト
目のフレームコードのパターンが特定のパターンと一致
し、且つ2番目のアドレスが自分自身のアドレスと不一
致の場合、受信停止を実施し、このときのフレームコー
ドをFC2とする。FC1に対応した比較コードパター
ン用レジスタ101とFC2に対応した比較コードパタ
ーン用レジスタ102とを図示するが、必要に応じて比
較コードパターン用レジスタとこのレジスタに対応した
比較・リセット発生用ゲートを増やすことにより、受信
停止を行う対象のフレーム数を増加する事が出来る。
【0029】図4は、本発明によるモデム回路に備える
自動受信停止回路の比較コードパターンと比較ビット位
置の指定レジスタの回路図を示す。比較コードパターン
は、数10種類存在するフレームコードの中で受信停止
を行う頻度の大きいものを選定する。フレームコードは
通信のプロトコルで規定され固定されているが、規格の
変更や、受信の停止を行う対象となるフレームコードを
変更する場合、書き直し可能とする。
【0030】図5(a)に、受信データの1バイト目か
ら受信停止の判定を行う回路の実施例を示す。受信フレ
ームの第1バイトデータは、8ビットのレジスタ501
に、比較コードパターン(FC1)はレジスタ502
に、比較ビットの位置指定はレジスタ503にストアす
る。
【0031】受信フレームの第1バイトデータの各ビッ
トと比較コードパターンの対応するビットとは、排他的
ノアゲート(XNORゲート)510、511、・・・
・、517により、比較する。比較する必要のないビッ
トについては、比較ビット位置指定レジスタ503の出
力により、オアゲート(ORゲート)520、521、
・・・・、527がマスクする。
【0032】第1バイト目のデータを取り込んだ後、パ
ルス発生回路504からパルスを出力し、アンドゲート
(ANDゲート)530の出力が論理1で受信フレーム
が不要と判断する場合、アンドゲート(ANDゲート)
540の出力は受信停止信号を出力する。図5(b)
は、受信フレームの第1バイトデータと第2バイト目の
アドレスから受信停止を判定する判定回路を示す。
【0033】図5(b)に示すFC2判定回路556
は、図5(a)に示す受信データの1バイト目から受信
停止の判定を行う回路と同等であり、比較コードパター
ンとしてFC2を書き込み、それに対応した比較ビット
位置指定を行う。受信したフレームコードをFC2と見
なすと、Dフリップフロップ555のQ出力は論理1に
セットする。
【0034】パルス発生回路554のイネーブル入力
(ENB入力)はアクティブとなり動作可能状態とな
る。自局のアドレスは予めアドレスレジスタ552に書
き込む。受信フレームの第2バイトデータはレジスタ5
51にストアされ、自局アドレスレジスタ552と比較
する。
【0035】比較の方法は、図5(a)において説明す
る比較の方法と同じである。受信フレーム中のアドレス
と自局のアドレスが異なればナンドゲート(NANDゲ
ート)580の出力は論理1になる。パルス発生回路5
54はイネーブル入力(ENB入力)がアクティブの場
合、第2バイトデータを取り込んだ後にパルスを出力
し、アドレス不一致のときアンドゲート(ANDゲー
ト)590は受信停止信号を出力する。
【0036】図3は、本発明によるビットパターンの一
実施例を示す。前述するごとく、FC1に対応した比較
コードパターン用レジスタ101とFC2に対応した比
較コードパターン用レジスタ102とは、必要に応じて
比較コードパターン用レジスタとこのレジスタに対応し
た比較・リセット発生用ゲートを増やすことにより、受
信停止を行う対象のフレーム数を増加できる。
【0037】さらに、フレームコードの値は全ビット固
定しているわけではなく、あるビットはオプションの指
定のため論理0、又は1のどちらの場合も存在する。図
3に示すフレームコード301のXで示したビット位置
は、アドレス長やフレームの転送ステータスを表すオプ
ションビットであり、状態に応じて論理0、又は1のど
ちらもとりうる。
【0038】この様な場合、このビットは比較の対象か
ら外ために、そのビット位置を示す比較ビット位置指定
レジスタ303を設ける。図4に示す比較コードパター
ンと比較ビット位置の指定レジスタにおいて、フレーム
コードとそれに対応した比較を行うビット位置は内部リ
セット信号により設定し、且つマイクロコントローラか
ら別の値に書き直しが可能とする。
【0039】図6と図7と図8とは、本発明による通信
装置の一実施例の自動受信停止タイミング図と受信動作
フローチャート図、及び受信停止フローチャート図とを
示す。図6によれは、第2バイトのアドレスを取り込ん
でから停止信号を出力する場合においても、データの最
初のバイトがFIFOに書き込まれる以前に停止信号は
出力し、動作は停止するために、データはFIFOに書
き込まれない。
【0040】図7に、受信動作のフローチャートを示
す。受信するデータを無効データと判断すると、直ちに
受信停止とし、ホストプロセッサ(マイクロコントロー
ラ)に対し割り込み信号は発生しない。図8に受信停止
とデータのFIFO書き込みとのフローチャートを示
す。自通信装置に有効と見なす送信フレームの場合はデ
ータをFIFOに書き込み、FIFOが蓄積するデータ
を有効データとする。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、インタフェイス制御回
路に内蔵する自動受信停止回路は、受信する自通信装置
に不要データに対して自動受信停止を行う。受信するデ
ータが自通信装置に必要なデータの場合、スリープモー
ド状態のマイクロコントローラに対し割り込み信号を入
力し、稼働状態とする。
【0042】自通信装置に必要なデータを受信するまで
マイクロコントローラはスリープモード状態に止めるこ
とにより、マイクロコントローラの消費電力を50〜8
0%削減する事が出来る。インタフェイス制御回路は、
自通信装置に不要データの1バイト受信した時点で受信
を停止する。
【0043】自通信装置に不要データを受信する場合、
本発明によるインタフェイス制御回路は、従来のデータ
を4バイト受信し受信停止するインタフェイス制御回路
の消費電力と比較して、消費電力を50〜70%削減す
る事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるインタフェイス制御回路を備える
モデム回路の一実施例のブロック図
【図2】本発明によるインタフェイス制御回路の受信停
止の対象フレームの構造を示す図
【図3】本発明による比較コードパターンと比較ビット
位置の一実施例を示す図
【図4】本発明による比較コードパターンと比較ビット
位置を指定するレジスタ回路の一実施例を示す図
【図5】本発明による受信データのフレームコード比較
判定回路とフレームコード・アドレス比較判定回路との
一実施例を示す図
【図6】本発明による通信装置の一実施例の自動受信停
止のタイミングを示す図
【図7】本発明による通信装置の一実施例の受信動作の
フローを示す図
【図8】本発明による通信装置の一実施例の受信停止と
データのFIFO書き込みとのフローを示す図
【図9】従来のフィードバスによる通信装置の構成を示
す図
【図10】従来のフィードバスの通信装置のインタフェ
イス制御回路の構成を示す図
【図11】従来のフィードバスの通信装置のフレームの
構成を示す図
【図12】従来のフィードバスの通信装置の受信動作の
タイミングを示す図
【図13】従来のフィードバスの通信装置の受信動作フ
ローを示す図
【符号の説明】
101、502 比較コードパターンレジス
タ(FC1) 102 比較コードパターンレジス
タ(FC2) 103、552 自通信局アドレスレジスタ 104 受信フレームデータレジス
タ(1バイト目、2バイト目) 106 比較・リセット発生回路 301 フレームコード 302 比較コードパターンレジス
タ 303、503 比較ビット位置指定レジス
タ 501 受信データ1バイト目スト
ア用レジスタ 504、554 パルス発生回路 510、511、・・・・、517、560、561、
・・・・567排他的ノアゲート 520、521、・・・・、527オアゲート 530、540、590 アンドゲート 551 受信データ2バイト目スト
ア用レジスタ 555 Dフリップフロップ 556 FC2判定回路 580 ナンドゲート 901 インタフェイス制御回路
(モデム回路) 902 ホストプロセッサ(マイク
ロコントローラ) 903 バスインタフェイス回路 904 伝送路 905 ドライバ 906 レシーバ 907 通信ブロック 908 計測・制御ブロック 911 通信局を有する制御機器 912、913 他の通信局を有する制御機
器 1005 受信用ステートマシン 1006 送信用FIFO 1007 受信用FIFO 1008 ステータスレジスタ 1009 制御用レジスタ 1010 マンチェスタ復号化 1011 シリアル・パラレル変換 1012 16ビット シフトレジ
スタ 1013 CRC検査 1014 PA、SD、ED検出 1015 フレーム分解 1017 CPUインタフェイス 1018 パラレル・シリアル変換 1019 CRC生成 1020 フレーム形成 1021 マンチェスタ符号化 1022 送信用ステートマシン 1023 レジスタ群 1024 割り込み発生

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の伝送路に2台以上の通信装置を接続
    し、相互に送信・受信可能なシステムに於いて、 各通信装置は、ホストプロセッサと該ホストプロセッサ
    と伝送路との間で入出力データの制御を行うインタフェ
    イス回路を備え、 該インタフェイス回路は、ホストプロセッサにより書き
    込まれたデータを変換し送信フレームを形成する際に送
    信フレームに特定コードを形成するフレーム形成回路
    と、他の通信装置が送信した前記送信フレームを受信し
    た際、この送信フレームに含まれる特定コードの値と比
    較し、不要とされる送信フレームの受信を停止する自動
    受信停止回路を有する、 ことを特徴とする通信システム。
  2. 【請求項2】請求項1に記載する通信システムに於い
    て、 前記装置自動受信停止回路は前記送信フレームに含まれ
    る特定コードの値と前記予め書き込まれているコードの
    値とを比較する位置を指定する位置指定コードを有し、
    この位置指定コードにより指定されたビットを比較す
    る、 ことを特徴とする通信システム。
  3. 【請求項3】請求項1、請求項2のいずれかに記載する
    通信システムに於いて、 前記ホストプロセッサは前記自動受信停止回路に予め書
    き込まれているコードの値を変更可能である、 ことを特徴とする通信システム。
  4. 【請求項4】請求項1〜請求項3のいずれかに記載する
    通信システムに於いて、 前記インタフェイス回路は前記ホストプロセッサに割り
    込み信号により受信データの存在を知らせる前に不要と
    される送信フレームの受信の停止を行う、 ことを特徴とする通信システム。
JP8180472A 1996-07-10 1996-07-10 通信システム Pending JPH1028150A (ja)

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