JPH11145992A - 同報通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】受信確認応答を使用しない同報通信方式では、
データを受信する通信装置の受信バッファのオーバーフ
ローを減少させるために、データを送信する通信装置が
送信するタイミングを遅らせる必要が生じ、従来の方式
では、無条件に送信速度を低下させていた。 【解決手段】従来の通信装置のプロトコル処理部と通信
デバイス制御部の間に、通信データ量測定部と送信タイ
ミング制御部と周期時間生成部を組込むことにより、デ
ータを送信する通信装置が、通信回線に流れているデー
タ量に応じて、データの送信量を調整することを可能に
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、イーサネットのよ
うなバス型トポロジを持つ通信回線で接続された装置の
通信方式に係わり、特に１台の通信装置が複数の通信装
置に対して同時にデータを送信する同報通信において、
データを受信する通信装置の、受信バッファオーバーフ
ローが原因のデータ取りこぼしを減少させるための同報
通信方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、イーサネットにおける同報通信
の様子を表している。図５では、通信装置５１０が同報
通信した通信データを、通信装置５２０〜５４０が受信
している。従来の同報通信方式として、最も原始的な方
式の特徴は２つある。すなわち、通信装置５１０は、送
信すべきデータが発生すると直ちにデータを回線上に送
信することと、通信装置５２０〜５４０は、データを受
信しても送信者である通信装置５１０に対して受信確認
応答を送信しないことである。以上のような方式では、
送信者と受信者の間でフロー制御を行わないため、受信
者である通信装置５２０〜５４０の受信バッファオーバ
ーフローを発生しやすくなる。また、受信確認応答を使
用しないので正しく受信されたかどうかがわからないと
いう問題がある。

【０００３】さらに別の従来方式では、受信者の受信バ
ッファオーバーフローを減少させるために、データ送信
の速度を意図的に低下させる方式がある。すなわち、送
信者である通信装置５１０内部に数ミリ〜数百ミリ秒の
タイマーを設け、タイマー周期毎に一定量以内のデータ
を送信する方式である。例えば、イーサネット通信にお
いて、１００ミリ秒毎に１パケット、すなわち通信負荷
を最大でも１５００バイト／１００ミリ秒に制限する方
式である。以上の方式では、通信装置５１０内部で短時
間に大量の送信データが発生しても、イーサネット回線
上では単位時間当たりの通信量が抑制される。したがっ
て、受信者である通信装置５２０〜５４０の受信バッフ
ァのオーバーフロー発生を減少させることが可能とな
り、信頼性の高い同報通信を実現することができる。

【０００４】しかし、以上の方式では、イーサネット回
線の帯域幅が無駄になってしまうという問題がある。す
なわち、通信回線を流れるデータ量が少なく、通信装置
５２０〜５４０の受信バッファに余裕がある場合でも、
通信装置５１０の送信速度が低下してしまうので、通信
にかかる所用時間が長くなるという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、イー
サネットなどのバス型トポロジを用いた同報通信方式に
おいて、通信回線の帯域幅を無駄にしない高速な同報通
信を、小型ＣＰＵや少メモリの安価な組込みシステムで
も手軽に利用可能な単純な方式で、なおかつ受信バッフ
ァのオーバーフローを減少させる信頼性の高い同報通信
を行うことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、通信回線上
に流れるサンプル時間当たりの通信データ量を測定する
通信データ量測定部（１）と、通信データ量測定部の測
定値によって送信タイミングを調整する送信タイミング
調整部（２）と、周期時間を生成するための周期時間生
成部（３）が設けられている。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１〜図３によ
り説明する。図１は、本発明を適用した通信装置の内部
構成図で、プロトコル処理部１１０と、通信デバイス制
御部１１５と、周期時間生成部１５５と、送信タイミン
グ調整部１５０と、通信データ量測定部１４０から構成
されている。通信データ量測定部の内部は、さらに、送
信データ量測定部１３０と、受信データ量測定部１３５
から構成されている。図１に示したとおり、本発明によ
る周期時間生成部，送信タイミング調整部，通信データ
量測定部は、プロトコル処理部と通信デバイス制御部の
間に組込まれている。

【０００８】図１に示した通信装置の構成要素は、典型
的にはリアルタイムＯＳを使用してソフトウェアで実現
される。すなわち、周期時間生成部はタイマー割り込み
ルーチン，通信デバイス制御部はデバイスドライバー，
プロトコル処理部はプロトコル処理タスクとして実現さ
れる。送信タイミング調整部と通信データ量測定部は、
プロトコル処理タスクから呼び出されるサブルーチンと
して実現される。

【０００９】本発明をソフトウェアで実現した場合のフ
ローチャートを図４に示す。

【００１０】以下、図２，図３を用いて本発明による同
報通信方式の実施例を説明する。図２は、本発明を血液
などの検体検査自動化システムに対して適用する場合の
一実施例である。図２の検体検査システムは、同報通信
を基本通信方式とする自律分散システムを通信システム
として適用している。図２は、検体の検査を行う検査装
置２１０，２１５，２２０，各検査装置を操作するため
の操作端末２０５、および物理通信回線であるイーサネ
ット２００から構成される。図示されていないが、図２
における操作端末と各検査装置には、本発明による通信
データ量測定部と、送信タイミング調整部と、周期時間
生成部が組込まれている。また、自律分散システムにお
けるマルチキャストグループとして、操作端末２０５は
操作端末マルチキャストグループ２２５，検査装置２１
０，２１５，２２０は検査装置マルチキャストグループ
２３０に所属している。

【００１１】検体検査自動化システムでは、「検体の検
査要求」や「検査結果」などが通信データとして扱われ
る。図２では、操作端末マルチキャストグループ２２５
から検査装置マルチキャストグループ２３０に対して検
査結果要求データ２３５が送信され、その応答として検
査装置マルチキャストグループから操作端末マルチキャ
ストグループに対して検査結果データ２４０が送信され
る。図２の検体検査システムでは、同報通信を基本通信
方式とする自律分散システムを適用しているため、検査
結果要求データと検査結果データは共に同報通信され
る。すなわち、検査結果要求データと検査結果データ
は、自律分散システムを構成するすべての通信装置，操
作端末２０５，検査装置２１０，２１５，２２０に受信
される。

【００１２】図２における各検査装置は、それぞれ等し
く１０ミリ秒あたり５００バイトの送信能力を有し、検
査結果データとしてそれぞれ１０００，２０００，３０
００バイトの検査結果を送信するものとする。データは
１パケットあたり１００バイトの大きさのパケットに区
切られて送信される。つまり、検査装置２１０は100バ
イトのパケットを合計１０パケット、検査装置２１５は
２０パケット、検査装置２２０は３０パケット送信する
ものとする。また、簡単のため、端末装置からの検査結
果要求データは省略することとする。

【００１３】図３（ａ),（ｂ）に、図２で示した検体検
査システムのイーサネット回線に発生する通信データ量
を表にしたものを示す。図３では、周期時間生成部によ
って生成される周期時間は１０ミリ秒であること、イー
サネット回線２００の最大通信量を１０ミリ秒あたり８
００バイトに制限すること、という条件のもとに示して
いる。

【００１４】以下、図３を用いて、本発明により平均通
信量が１０ミリ秒あたり８００バイトに制限されること
を説明する。まず、ｔ＝０において、通信データ量Ｔ_s
＝０とする。操作端末からの要求データ受信によって、
３台の検査装置にそれぞれ１０００，２０００，３００
０バイトの送信データが発生する。初期通信データ量は
０なので、各検査装置は最大の転送能力を用いて１００
バイトのパケットの送信を開始する。時間の流れに沿っ
て各検査装置の送信動作を詳細に説明すると、検査装
置３１０が１パケット送信→検査装置３１５が１パケ
ット送信→検査装置３２０が１パケット送信→検査
装置３１０が１パケット送信→・・・→検査装置３１
０が１パケット送信→検査装置３１５が１パケット送
信となる。

【００１５】ここで、が終了した時点で通信データ量
が８００となるので、検査装置320は次回の周期時間ま
で送信を中断する。検査装置３１０，３１５も同様であ
る。数ミリ秒後、周期時間生成部からのタイミング信号
が通信データ量測定部に与えられ、通信データ量が０に
リセットされる。同時に、タイミング信号は送信タイミ
ング生成部にも与えられ、送信を再開する。再び時間の
流れに沿って送信動作を説明すると、検査装置３２０
が１パケット送信→検査装置３１０が１パケット送信
→検査装置３１５が１パケット送信→・・・→検査
装置３１０が１パケット送信、となり、ここでしきい値
の８００バイトに達するので、各検査装置は送信を中断
する。

【００１６】以上のような動作を繰り返すことにより、
各検査装置は、イーサネット回線に流れる通信負荷を１
０ミリ秒当たり８００バイトに制限しながらデータを送
信する。４周期目で検査装置３１０がすべての送信を完
了するので、５周期目以降は、１０ミリ秒当たり８００
バイトという制限された帯域幅を、検査装置３１５と検
査装置３２０の２台で利用可能となる。７周期目では検
査装置３１５も送信完了し、８周期目以降は、検査装置
３２０が、自身の所有する最大の転送能力である５００
バイト／１０ミリ秒でデータを送信することが可能とな
る。

【００１７】以上のようにして、従来の方式では、イー
サネット回線のピーク時の通信データ量は、各検査装置
の通信能力の合計、つまり１０ミリ秒あたり５００＋５
００＋５００＝１５００バイトとなるが、本発明によ
り、各検査装置がイーサネット回線に流れている通信デ
ータ量を監視しながら自身の送信量を決定することによ
り、イーサネット回線に現れる合計の通信量を１０ミリ
秒あたりほぼ８００バイトに保つことができる。その結
果、端末装置の受信バッファオーバーフローの発生が減
少し、信頼性の高い同報通信が可能となる。また、通信
量が少ない時は、各検査装置が有する転送能力の最高速
度で送信するので、高速な同報通信が可能となる。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、通信装
置に通信データ量測定部と送信タイミング調整部と周期
時間生成部を組込むことにより、イーサネット回線に流
れる合計の通信データ量をほぼ一定に保つことが出来る
ように、各通信装置がイーサネット回線に流れている通
信データ量を監視しながら自身の送信量を決定する。そ
の結果、通信装置の受信バッアァのオーバーフロー発生
を減少し、信頼性の高い同報通信が可能となる。また、
通信データ量が少ないときは、各通信装置が有する転送
能力の最高速度で送信するので、高速な同報通信が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による通信量測定部と送信タイミング調
整部を組込んだ通信装置の内部構成図である。

【図２】本発明を検体検査自動化システムに適用した場
合の構成図である。

【図３】本発明を適用した場合のイーサネット物理回線
の通信量の時間経過による変化を表した図である。

【図４】本発明による通信データ量測定部と送信タイミ
ング調整部をソフトウェアで実現した場合のフローチャ
ートである。

【図５】イーサネットを使用した同報通信のデータの流
れを示す図である。

【符号の説明】

１００…通信装置、１０５…イーサネット回線、１１０
…プロトコル処理部、１１５…通信デバイス制御部、１
２０…送信データ、１２５…受信データ、130…送信デ
ータ量測定部、１３５…受信データ量測定部、１４０…
通信データ量測定部、１４５…通信データ、１５０…送
信タイミング調整部、１５５…周期時間生成部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の通信装置が一本の物理通信回線に接
   続されるバス型トポロジを用いた接続方式における同報
   通信システムにおいて、通信回線上にブロードキャスト
   された通信データの、サンプル時間当たりのデータ量を
   測定する通信データ量測定部を備え、かつサンプル時間
   当たりの通信データ量Ｔ_s(ｔ）を、通信回線から受信し
   た通信データのバイト長Ｌと、通信回線へ送信した通信
   データのバイト長Ｍを用いて、データを受信する毎にＴ
   _s(ｔ)←Ｔ_s(ｔ)＋Ｌ、データを送信する毎にＴ_s(ｔ)←
   Ｔ_s(ｔ)＋Ｍの式で計算すると共に、サンプル時間毎に
   Ｔ_s(ｔ）←０とする計算式で、サンプル時間毎の通信デ
   ータ量を計算する通信データ量測定部を備えたことを特
   徴とする同報通信方式。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の同報通信方式
   において、通信データ量測定部の測定によって得られる
   通信データ量Ｔ_s(ｔ）によって、通信データ量が多い時
   は送信量を減らし、通信データが少ないときは送信量を
   増やすように、データを送信するタイミングを調整する
   送信タイミング調整部を備え、かつ送信タイミング調整
   部では、あらかじめ設定した最大通信データ量Ｔ
   _max と、通信データ量測定部の測定値Ｔ_s(ｔ）を比較
   し、Ｔ_s(ｔ)＜Ｔ_maxの場合は通信装置が有する最大の送
   信能力で送信し、Ｔ_s(ｔ)≧Ｔ_maxの場合は次の周期まで
   送信を停止する送信タイミング調整部を備えたことを特
   徴とする同報通信方式。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の同報通信方式
   において、通信データ量測定部と送信タイミング調整部
   に数十ミリ秒〜数百ミリ秒の時間周期を与えるための周
   期時間生成部を通信装置内部に備えたことを特徴とする
   同報通信方式。