JPH11163910A - 非同期データ通信方法，非同期データ通信装置，及び非同期データ通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １台のマスタノードと１台以上のスレーブノ
ードがループ状のネットワークに接続し、マスタノード
が一定時間毎にトークン( 通信用と問い合わせ用のいず
れか) を発行し、通信用トークンで指示されたノードだ
けがデータを出力するシステムにおいて、各ノードの要
求に応じた非同期データ通信を可能にする。 【解決手段】 トークンを発行する１台のマスタノード
と、１台以上のスレーブノードが接続されたネットワー
クにおいて、各ノードは固有のノードＩＤを保持し、マ
スタノードの発行した問い合わせ用トークンに対して、
各ノードが送信するデータが存在する場合に限り、割り
当てられたスロットに通信要求を返信し、通信要求のあ
ったノードを送信元に指定した通信用トークンをマスタ
ノードが発行することにより、通信要求を行ったノード
のみデータ通信を行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は１台のマスタノード
と１台以上のスレーブノードから構成されるネットワー
クにおける非同期データ通信方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の非同期データ通信方法について図
面を参照しながら以下に説明する。図９は従来の非同期
データ通信方法を用いたネットワーク構成図である。図
９において、９００は伝送路、９０１はマスタノード、
９０２はスレーブＡノード、９０３はスレーブＢノー
ド、９０４はスレーブＣノード、９０５は通信用トーク
ンパケット、９０６はデータパケットであり、１台のマ
スタノード９０１と１台以上のスレーブノード９０２〜
９０４はリング状に接続されており、各ノード９０１〜
９０４は固有のノードＩＤと送信バッファ９１１〜９１
４、受信バッファ９２１〜９２４を持つ。

【０００３】各ノード９０１〜９０４はまず、到来する
通信用トークンパケット９０５を受信し、トークンパケ
ット９０５に含まれる送信ノードのＩＤが自ノードのＩ
Ｄと一致するかどうかの判定と、受信ノードのＩＤが自
ノードのＩＤと一致するかどうかの判定を行う。送信ノ
ードのＩＤが自ノードのＩＤと一致し、かつ送信すべき
データが自ノードの送信バッファ９１１〜９１４に存在
する場合に、トークンパケット９０５に引き続き通信デ
ータ９０６を伝送路９００に発する。受信ノードのＩＤ
と自ノードのＩＤが一致した場合には、トークン９０５
の後に存在する通信データ９０６を自ノードの受信バッ
ファ９２１〜９２４に取り込む。すなわち、トークン９
０５で指定されたノードのみが、データの送信、受信を
行う。

【０００４】例えばスレーブＢノード９０３からスレー
ブＣノード９０４に非同期データの通信を行う際には、
マスタノード９０１は、送信ノードのＩＤにターゲット
となるノードのＩＤ（この場合３）を、受信ノードのＩ
Ｄに自ノードのＩＤ（この場合１）を指定した通信用ト
ークンパケット９０５を発行し、スレーブＢノード９０
３によって発せられたデータを一旦マスタノードの受信
バッファ９２１に保持し、送信バッファ９１１にデータ
の移動を行う。次に送信ノードのＩＤに自ノードのＩＤ
（この場合１）を、受信ノードのＩＤにデータを受信す
べきノードのＩＤ（この場合４）を指定した通信用トー
クンパケット９０５を発行し、送信バッファ９１１に保
持されたデータを出力することにより、スレーブＣノー
ド９０４にデータが到着する。

【０００５】図１０に伝送路上のパケットの流れを示
す。図１０において１００１、１００２は通信用トーク
ンパケットであり、マスタノード１００１により一定時
間毎に出力される。１００３、１００４は通信データで
ある。上記の例では、通信用トークンパケット１００１
は送信ノードＩＤ“３" 、受信ノードＩＤ“１" である
ことを示し、通信用トークンパケット１００２は送信ノ
ードＩＤ“１" 、受信ノードＩＤ“４" であることを示
す。通信用トークンパケット１００１により、スレーブ
Ｂノード９０３からマスタノード９０１へデータパケッ
ト１００３を送り、一旦マスタノード９０１でデータを
保持し、通信用トークンパケット１００２により、マス
タノード９０１からスレーブＣノード９０４へデータパ
ケット１００４を送る。データパケット１００３とデー
タパケット１００４の内容は同一である。このようにし
てノード間の非同期データ通信を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、マスタノード経由でしかノード間の非同
期データ通信を行うことができず、通信帯域を無駄に使
用するという問題が発生する。本発明は上記の問題点を
解決し、各ノードに公平で、かつ効率的なノード間の非
同期データ通信を可能とする非同期データ通信方法，非
同期データ通信装置，及び非同期データ通信システムを
提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明（請求項１）は、伝送路と、該伝送路に接続さ
れたそれぞれ固有のノードＩＤを持つ１台のマスタノー
ド及び１台以上のスレーブノードとを有するネットワー
クにおいて、上記マスタノードが、送信ノードと受信ノ
ードを指定しデータ通信を行なうための通信用トークン
パケットを発行し、この通信用トークンパケットを用い
て複数のノード間で上記伝送路を介してデータを伝送す
る非同期データ通信方法において、上記マスタノードが
各ノードの通信要求を吸い上げる問い合わせトークンパ
ケットを発行し、該問い合わせトークンパケットに対し
て、各ノードが送信するデータが存在する場合に、割り
当てられた通信要求パケット用のスロットに通信要求パ
ケットを出力し、上記マスタノードは以降のトークンパ
ケット発行において、通信要求のあったノードを送信ノ
ードに指定した上記通信用トークンパケットを発行する
ことにより、通信要求を行ったノードのみデータ通信を
行うようにしたものである。

【０００８】また、本発明（請求項２）は、伝送路と、
該伝送路に接続されたそれぞれ固有のノードＩＤを持つ
１台のマスタノード及び１台以上のスレーブノードとを
有するネットワークにおいて、上記マスタノードが、送
信ノードと受信ノードを指定しデータ通信を行なうため
の通信用トークンパケットを発行し、この通信用トーク
ンパケットを用いて複数のノード間で上記伝送路を介し
てデータを伝送する非同期データ通信方法において、上
記マスタノードが各ノードの通信要求を吸い上げる問い
合わせトークンパケットを発行し、該問い合わせトーク
ンパケットに対して、各ノードが送信するデータが存在
する場合には、割り当てられた通信要求パケット用のス
ロットに通信要求パケットを出力し、各ノードが送信す
るデータが存在しない場合には、上記割り当てられた通
信要求パケット用のスロットに非通信要求パケットを出
力し、上記マスタノードは以降のトークンパケット発行
において、通信要求のあったノードを送信ノードに指定
した上記通信用トークンパケットを発行することによ
り、通信要求を行ったノードのみデータ通信を行うよう
にしたものである。

【０００９】また、本発明（請求項３）は、請求項１ま
たは請求項２に記載の非同期データ通信方法において、
上記マスタノードが、ネットワーク上の全ノードに対し
て共通の１つの上記問い合わせトークンパケットを発生
するものである。

【００１０】また、本発明（請求項４）は、請求項３記
載の非同期データ通信方法において、 上記マスタノー
ドが、通信要求のあったノードを送信ノードに指定した
通信用トークンパケットを全て発行した後、再び問い合
わせトークンパケットを発行するものである。

【００１１】また、本発明（請求項５）は、請求項１ま
たは請求項２に記載の非同期データ通信方法において、
マスタノードとスレーブノードを複数のグループに分
け、問い合わせトークンパケットに問い合わせ対象とな
るノードのグループを示すグループＩＤが含まれ、上記
グループＩＤと一致するグループに属するノードのみが
割り当てられた通信要求パケット用のスロットに通信要
求パケットを出力するようにしたものである。

【００１２】また、本発明（請求項６）は、請求項５記
載の非同期データ通信方法において、 上記マスタノー
ドが、通信要求のあったノードを送信ノードに指定した
通信用トークンパケットを全て発行した後、グループＩ
Ｄを変更して問い合わせトークンパケットを発行するも
のである。

【００１３】また、本発明（請求項７）は、請求項１な
いし請求項６のいずれかに記載の非同期データ通信方法
において、上記通信要求パケットに、非同期データを受
信すべきノードの固有のノードＩＤが含まれるようにし
たものである。

【００１４】また、本発明（請求項８）は、請求項１な
いし請求項７のいずれかに記載の非同期データ通信方法
において、上記通信要求パケットに、前記通信要求パケ
ットを送出するノードの固有のノードＩＤが含まれるよ
うにしたものである。

【００１５】また、本発明（請求項９）は、請求項１な
いし請求項８のいずれかに記載の非同期データ通信方法
において、上記通信要求パケットに、送出するデータの
量を示す情報が含まれるようにしたものである。

【００１６】また、本発明（請求項１０）は、請求項９
記載の非同期データ通信方法において、上記マスタノー
ドが、上記通信要求パケットに含められた上記送出する
データの量を示す情報に基づいて、通信要求のあったノ
ードを送信ノードに指定した上記通信用トークンパケッ
トを発行する個数を制御するものである。

【００１７】また、本発明（請求項１１）は、請求項１
ないし請求項８のいずれかに記載の非同期データ通信方
法において、上記通信要求パケットに、送出するデータ
の優先度を示す情報が含まれるようにしたものである。

【００１８】また、本発明（請求項１２）は、請求項１
１記載の非同期データ通信方法において、上記マスタノ
ードが、上記通信要求パケットに含められた上記送出す
るデータの優先度を示す情報に基づいて、通信要求のあ
ったノードを送信ノードに指定した上記通信用トークン
パケットを発行する順序を制御するものである。

【００１９】また、本発明（請求項１３）は、請求項３
または請求項５記載の非同期データ通信方法において、
上記マスタノードが、上記問い合わせトークンパケット
に続き、各ノードに割り当てた通信要求パケット用のス
ロットを識別するための識別信号を出力し、各ノードで
上記識別信号を検出することにより、通信要求パケット
用のスロットを識別するようにしたものである。

【００２０】また、本発明（請求項１４）は、請求項１
または請求項２に記載の非同期データ通信方法において
上記各ノードを構成する非同期データ通信装置であっ
て、伝送路の接続／切断を行う伝送路スイッチと、受信
したパケットと通信要求パケット用のスロットを検出す
るパケット検出部と、送信すべき非同期データを格納し
データパケットとして出力を行う送信バッファと、通信
要求パケットと非通信要求パケットの出力を行う通信要
求パケット出力部と、上記送信すべき非同期データの宛
先となるノードの固有のノードＩＤを格納する送信先レ
ジスタと、上記伝送路スイッチの接続／切断を指示し、
上記パケット検出部と上記送信バッファと上記通信要求
パケット出力部を制御してパケットの送受信を行う送受
信制御部とを具備し、上記送信バッファに上記送信すべ
き非同期データが格納され、上記送信先レジスタに上記
送信すべき非同期データの宛先となるノードの固有のノ
ードＩＤを格納された後、マスタノードの出力した問い
合わせトークンパケットに対して、上記通信要求パケッ
トを上記通信要求パケット出力部より出力するものであ
る。

【００２１】また、本発明（請求項１５）は、請求項１
または請求項２に記載の非同期データ通信方法において
上記各ノードを構成する非同期データ通信装置であっ
て、伝送路の接続／切断を行う伝送路スイッチと、受信
したパケットを検出するパケット検出部と、受信した非
同期データを格納する受信バッファと、上記受信した非
同期データの送信を行ったノードの固有のノードＩＤを
格納する送信元レジスタと、上記伝送路スイッチの接続
／切断を指示し、上記パケット検出部と上記受信バッフ
ァを制御してパケットの受信を行う送受信制御部とを具
備し、１パケット分の上記受信した非同期データが全て
揃った後、上記受信した非同期データと、上記送信元レ
ジスタに格納された上記非同期データの送信を行ったノ
ードの固有のノードＩＤを読み出し可能としたものであ
る。

【００２２】また、本発明（請求項１６）は、伝送路
と、該伝送路に接続されたそれぞれ固有のノードＩＤを
持つ１台のマスタノード及び１台以上のスレーブノード
とを有する非同期データ通信システムにおいて、上記マ
スタノードが、送信ノードと受信ノードを指定し、デー
タ通信を行うための通信用トークンパケット、もしくは
各ノードの通信要求を吸い上げる問い合わせトークンパ
ケットのいずれかを一定時間毎に発行するものであり、
上記マスタノードとスレーブノードが、上記マスタノー
ドの発行した上記問い合わせトークンパケットに対し
て、各ノードが送信するデータが存在する場合に、割り
当てられた通信要求パケット用のスロットに通信要求パ
ケットを出力するものであり、上記マスタノードが、以
降のトークンパケット発行において、通信要求のあった
ノードを送信ノードに指定した上記通信用トークンパケ
ットを発行するものとしたものである。

【００２３】また、本発明（請求項１７）は、伝送路
と、該伝送路に接続されたそれぞれ固有のノードＩＤを
持つ１台のマスタノード及び１台以上のスレーブノード
とを有する非同期データ通信システムにおいて、上記マ
スタノードが、送信ノードと受信ノードを指定し、デー
タ通信を行うための通信用トークンパケット、もしくは
各ノードの通信要求を吸い上げる問い合わせトークンパ
ケットのいずれかを一定時間毎に発行するものであり、
上記マスタノードとスレーブノードが、上記マスタノー
ドの発行した上記問い合わせトークンパケットに対し
て、各ノードが送信するデータが存在する場合には、割
り当てられた通信要求パケット用のスロットに通信要求
パケットを出力し、各ノードが送信するデータが存在し
ない場合には、上記割り当てられた通信要求パケット用
のスロットに非通信要求パケットを出力するものであ
り、上記マスタノードが、以降のトークンパケット発行
において、通信要求のあったノードを送信ノードに指定
した上記通信用トークンパケットを発行するものとした
ものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図８を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は非同期データ通信方法を用いた
ネットワーク構成図であり、図１において１００は伝送
路、１０１はマスタノード、１０２はスレーブＡノー
ド、１０３はスレーブＢノード、１０４はスレーブＣノ
ードであり、各ノードは固有のノードＩＤを持つ。ここ
では、マスタノード１０１のノードＩＤは“１" 、スレ
ーブノード１０２〜１０４のノードＩＤはそれぞれ
“２" 、“３" 、“４" であるとする。１１１〜１１４
は各ノードのデータ送受信の制御等を行うコントロー
ラ、１０５はマスタノード１０１の出力するトークンパ
ケットであり、１台のマスタノード１０１と１台以上の
スレーブノード１０２〜１０４がループ状に接続されて
いる。図２（ａ）はマスタノードのコントローラ構成図
であり、図２（ｂ）はスレーブノードのコントローラ構
成図である。図２において、２００は伝送路、２０１は
コントローラ、２０２は送受信制御部、２０３は伝送路
の接続／切断を行う伝送路スイッチ、２０４は送信バッ
ファ、２０５は受信バッファ、２０６はパケット検出
部、２０７は通信要求パケット出力部、２０８はトーク
ンパケット出力部、２０９はマルチプレクサである。マ
スタノードとスレーブノードの相違点はトークンパケッ
ト出力部２０８の有無である。図３は伝送路上のパケッ
トの流れを示す図である。３０１は問い合わせトークン
パケット、３０２は通信用トークンパケット、３２１は
データパケット、３１０は通信要求パケット用のスロッ
トであり、複数のスロットが存在する。各ノードは割り
当てられた通信要求パケット用のスロット３１０に通信
要求パケットを挿入する。

【００２５】以上のように構成されたネットワークにお
ける非同期データ通信方法について、以下その動作を述
べる。各ノードの伝送路スイッチ２０３は通常、伝送路
２０２からの入力と伝送路への出力を短絡（伝送路を接
続）した状態にあり、各種パケットを出力する時のみ伝
送路スイッチ２０３を開放（伝送路の切断）を行い、あ
る一定時間後に再び伝送路スイッチ２０３を短絡した状
態に戻す。

【００２６】トークンパケット出力部２０８を保持する
マスタノード１０１は、データ通信を行うための通信用
トークンパケット３０２、もしくは各ノードの通信要求
を吸い上げる問い合わせトークンパケット３０１のいず
れかをマルチプレクサ２０９経由で一定時間毎に発行す
る。マスタノード１０１は、コントローラ１１１内の伝
送路スイッチ２０３の開放を行い、まず問い合わせトー
クンパケット３０１を伝送路１００に送出する。各ノー
ド１０１〜１０４は問い合わせトークンパケットをパケ
ット検出部２０６で検出し、自ノードの送信バッファ２
０４に送信データが存在する場合には、通信要求パケッ
ト用のスロット３１０の１つに非同期データの通信要求
を示す通信要求パケットを、通信要求パケット出力部２
０７よりマルチプレクサ２０９経由で出力する。通信要
求パケット用のスロット３１０は複数存在するが、ノー
ド毎に予め割り当てが行われている。自ノードの送信バ
ッファ２０４に送信データが存在しなかった場合には、
通信要求パケットの送出を行わない、または通信要求を
示さない非通信要求パケットの出力を行う。

【００２７】マスタノード１０１は通信要求パケット用
のスロット３１０に存在する全ノードの通信要求パケッ
トを受信し、通信要求を行ったノードが存在した場合に
は、そのノードを送信ノードに指定した通信用トークン
パケット３０２を送出する。この通信用トークンパケッ
ト３０２により、通信要求を行ったノードは送信バッフ
ァ２０４に存在するデータの送出を行うことが可能とな
る。マスタノード１０１は通信要求を行った全てのノー
ドに対応した通信用トークンパケット３０２を出力し終
えた後、再び問い合わせトークンパケット３０１を送出
する。この動作を繰り返すことにより、ノード間の非同
期データ通信を行う。

【００２８】図４にマスタノードの動作フローを示す。
４０１でマスタノード１０１は、まず各ノードの通信要
求を吸い上げる問い合わせトークンパケット３０１を送
出し、４０２で通信要求パケット用のスロット３１０に
存在する全ノードの通信要求パケットを受信する。４０
３で通信要求を行ったノードの有無を検出し、通信要求
を行ったノードが存在しなかった場合には４０１に戻
り、再び問い合わせトークンパケット３０１を発行す
る。通信要求を行ったノードが存在した場合には、４０
４で通信要求を行ったノードを送信ノードとして指定し
た通信用トークンパケット３０２を発行する。４０４、
４０５でマスタノード１０１は通信要求を行った全ての
ノードに対応した通信用トークンパケット３０２を出力
し終えた後、４０１に戻り、再び問い合わせトークンパ
ケット３０１を発行する。この動作を繰り返す。なおマ
スタノード１０１は、問い合わせトークンパケット３０
１と通信用トークンパケット３０２のいずれかを、一定
時間毎に発行を行う。

【００２９】このように、マスタノードの発行した問い
合わせトークンパケットに対して、各ノードが送信する
データが存在する場合に限り、割り当てられた通信要求
パケット用のスロットに通信要求パケットを出力し、マ
スタノードは以降のトークンパケット発行において、通
信要求のあったノードを送信ノードに指定した通信用ト
ークンパケットを発行することにより、各ノードに公平
で、かつ効率的なノード間の非同期データ通信を可能と
する。

【００３０】例えば、１６のノードが接続されたネット
ワークにおいて、１度の問い合わせトークンにより同時
に１６台のノードの通信要求をマスタノードが受信可能
であり、１台のノードのみが送信データを保持するとし
た場合、従来のマスタノードを経由して通信を行う方式
では、１６回の各ノードからマスタノードへ通信を行う
通信用トークンパケットと、１回のマスタノードから通
信を行う通信用トークンパケット( １６回の通信用トー
クンパケットの中で実際にデータが存在したもの) の合
計１７回のトークンパケットにより、全ノード（１６ノ
ード）に対応した非同期データ通信の１サイクルが完了
するが、本方式では１回の問い合わせトークンパケット
と１回の通信用トークンパケットの合計２回のトークン
パケットの出力で、全ノード（１６ノード）に対応した
非同期データ通信の１サイクルが完了することになる。

【００３１】また各ノード１０１〜１０４が、出力する
通信要求パケットにて非同期データを受信すべきノード
の固有のノードＩＤを指定することにより、マスタノー
ド１０１における通信用トークンパケット３０２の出力
が容易なものとなる。同時に、通信要求パケットを送出
するノードの固有のノードＩＤを出力することによって
も、同様の結果が得られる。

【００３２】また各ノード１０１〜１０４が出力する通
信要求パケットに、送出するデータの量を示す情報およ
び送出するデータの優先度を示す情報を付加することに
より、各ノードの保持するデータの量、質に応じた通信
用トークンパケット３０２の出力が、マスタノード１０
１において可能となる。

【００３３】具体的には、通信要求パケットに示された
データ量に応じて、マスタノードが通信要求のあったノ
ードを送信ノードに指定した通信用トークンパケットの
発行回数の制御を行うことにより、一度の通信要求で静
止画像等の大容量のデータ通信が可能となる。また通信
要求パケットに示された優先度に応じて、マスタノード
が通信要求のあったノードを送信ノードに指定した通信
用トークンパケットの出力順序の制御を行うことによ
り、緊急放送等の通信に使用することが可能である。

【００３４】また、上記の説明では、各ノードが送信す
るデータが存在する場合に限り、割り当てられた通信要
求パケット用のスロットに通信要求パケットを出力する
としたが、各ノードが送信するデータが存在する場合に
は、割り当てられた通信要求パケット用のスロットに通
信要求パケットを出力し、送信するデータが存在しない
場合には、割り当てられた通信要求パケット用のスロッ
トに非通信要求パケットを出力することによっても非同
期データの送受信が可能であり、さらに通信要求パケッ
トと非通信要求パケットを受信するマスタノードにおい
て、非通信要求パケット（ノードは存在するが送信デー
タが無い）と、通信要求パケット用のスロットにパケッ
トが存在しなかった( ノードが存在しない、またはノー
ドの一部の機能が省電力モード等により動作していな
い) ことを区別することが可能である。

【００３５】また、上記の説明では、ループ状のネット
ワークに関してのみ説明を行なったが、ノードが共通バ
スに接続されたツリー状のネットワークや、スター状の
ネットワークや、各ノードが光カプラによって接続され
た光ネットワークにおいても本願発明を適用できること
は言うまでもない。

【００３６】（実施の形態２）図５は非同期データ通信
方法を用いたネットワーク構成図であり、図５において
５０１はマスタノード、５０２、５０３はスレーブノー
ドである。マスタノード５０１とスレーブノード５０
２、５０３を複数のグループに分け、ここではマスタノ
ード５０１とスレーブノード５０２のグループＩＤを
“１" 、スレーブノード５０３のグループＩＤを“２"
とする。５００は伝送路であり、１台のマスタノード５
０１と１台以上のスレーブノード５０２、５０３がルー
プ状に接続されている。各ノード５０１〜５０３は唯一
のグループに属する。

【００３７】以上のように構成されたネットワークにお
ける非同期データ通信方法について、以下その動作を述
べる。マスタノード５０１は、まずグループＩＤ“１"
を指定した問い合わせトークンパケットを伝送路５００
に送出する。各ノード５０１〜５０３は問い合わせトー
クンパケットを検出し、トークンパケットで指示された
グループＩＤ（この場合１）が自ノードのグループＩＤ
と一致し、自ノードの送信バッファに送信データが存在
する場合に限り、通信要求パケットを出力する。この場
合マスタノード５０１とスレーブノード５０２が、送信
データが存在する場合に限り、通信要求パケットを出力
する。

【００３８】マスタノード５０１はグループＩＤ“１"
に属するノードの通信要求パケットを受信し、通信要求
を行ったノードが存在した場合には、そのノードを送信
ノードに指定した通信用トークンパケットを送出する。
この通信用トークンパケットにより、通信要求を行った
ノードは送信バッファに存在するデータの送出を行うこ
とが可能となる。

【００３９】次にマスタノード５０１は、グループＩＤ
“２" を指定した問い合わせトークンパケットを伝送路
５００に送出し、その結果により通信用トークンパケッ
トの送出を行う。マスタノード５０１は、全てのノード
グループに対する問い合わせと通信用トークンパケット
の送出を終え、再びグループＩＤ“１" に対する問い合
わせを行う。マスタノード５０１がこの動作を繰り返す
ことにより、ノード間の非同期データ通信を行う。

【００４０】図６にマスタノードの動作フローを示す。
６０１でマスタノード５０１は、まずグループＩＤ
“１" に属するノード５０１、５０２の通信要求を吸い
上げる問い合わせトークンパケットを送出し、６０２で
グループＩＤ“１" に属するノードの通信要求パケット
を受信する。６０３で通信要求を行ったノードの有無を
検出し、通信要求を行ったノードが存在しなかった場合
には６０６へ飛び、グループＩＤを“２" に変更し、再
び問い合わせトークンパケットを発行する。通信要求を
行ったノードが存在した場合には、６０４で通信要求を
行ったノードを送信ノードとして指定した通信用トーク
ンパケットを発行する。６０４、６０５でマスタノード
５０１は通信要求を行った全てのノードに対応した通信
用トークンパケットを出力し終えた後、６０６へ飛び、
グループＩＤを“２" に変更し、再び問い合わせトーク
ンパケットを発行する。この動作を繰り返し、全グルー
プに対する問い合わせトークンパケットと、通信用トー
クンパケットを発行する。

【００４１】このように、グループＩＤを指示した問い
合わせトークンパケットをマスタノードが出力し、グル
ープＩＤの一致するノードが送信するデータが存在する
場合に限り、割り当てられた通信要求パケット用のスロ
ットに通信要求パケットを出力し、マスタノードは以降
のトークンパケット発行において、通信要求のあったノ
ードを送信ノードに指定した通信用トークンパケットを
発行することにより、接続ノード数が増えた場合におい
ても、各ノードに公平で、かつ効率的なノード間の非同
期データ通信を可能とする。

【００４２】また各ノード５０１〜５０３が、出力する
通信要求パケットにて非同期データを受信すべきノード
の固有のノードＩＤを指定することにより、マスタノー
ド５０１における通信用トークンパケットの出力が容易
なものとなる。同時に、通信要求パケットを送出するノ
ードの固有のノードＩＤを出力することによっても、同
様の結果が得られる。

【００４３】また各ノード５０１〜５０３が出力する通
信要求パケットに、送出するデータの量を示す情報およ
び送出するデータの優先度を示す情報を付加することに
より、各ノードの保持するデータの量、質に応じた通信
用トークンパケットの出力が、マスタノード５０１にお
いて可能となる。

【００４４】具体的には、通信要求パケットに示された
データ量に応じて、マスタノードが通信要求のあったノ
ードを送信ノードに指定した通信用トークンパケットの
発行回数の制御を行うことにより、一度の通信要求で静
止画像等の大容量のデータ通信が可能となる。また通信
要求パケットに示された優先度に応じて、マスタノード
が通信要求のあったノードを送信ノードに指定した通信
用トークンパケットの出力順序の制御を行うことによ
り、緊急放送等の通信に使用することが可能である。

【００４５】なお、以上の説明では、１つのループによ
って構成されるネットワークについてのみ説明したが、
複数のループによって構成されたネットワークに関して
も、また問い合わせトークンパケットによりループＩＤ
を指定しループ毎の問い合わせを行った場合にでも同様
に実施可能である。

【００４６】また、上記の説明では、各ノードが送信す
るデータが存在する場合に限り、割り当てられた通信要
求パケット用のスロットに通信要求パケットを出力する
としたが、各ノードが送信するデータが存在する場合に
は、割り当てられた通信要求パケット用のスロットに通
信要求パケットを出力し、送信するデータが存在しない
場合には、割り当てられた通信要求パケット用のスロッ
トに非通信要求パケットを出力することによっても非同
期データの送受信が可能であり、さらに通信要求パケッ
トと非通信要求パケットを受信するマスタノードにおい
て、非通信要求パケット（ノードは存在するが送信デー
タが無い）と、通信要求パケット用のスロットにパケッ
トが存在しなかった( ノードが存在しない、またはノー
ドの一部の機能が省電力モード等により動作していな
い) ことを区別することが可能である。

【００４７】また、上記の説明では、ループ状のネット
ワークに関してのみ説明を行なったが、ノードが共通バ
スに接続されたツリー状のネットワークや、スター状の
ネットワークや、各ノードが光カプラによって接続され
た光ネットワークにおいても本願発明を適用できること
は言うまでもない。

【００４８】（実施の形態３）図７は伝送路上の信号の
流れを示す図であり、７０１は問い合わせトークンパケ
ットであり、７０３は通信要求パケット用のスロットで
あり、７０２は通信要求パケット用のスロット７０３の
先頭を示す識別信号である。

【００４９】また図７で、一定時間毎に出力されるトー
クンパケットの周期、スロット識別信号７０３の出力タ
イミング、通信要求パケット用のスロット７０３のサイ
ズの一例を示す。ここでは、トークンパケットの周期を
６４０クロック分、各通信要求パケット用のスロット７
０３のサイズを２４クロック分、スロット識別信号７０
３のサイズを１クロック分とし、一度の問い合わせトー
クンパケット７０１で１６台のノードの通信要求が可能
である。

【００５０】マスタノードは問い合わせトークンパケッ
ト７０１に続き、各ノードに割り当てた通信要求パケッ
ト用のスロット７０３の先頭を示すスロット識別信号７
０２を出力する。問い合わせトークンパケット７０１で
指示されたノードは、スロット識別信号７０２を検出
し、自ノードのスロットに通信要求パケットの挿入を行
う。マスタノードは受信したスロット識別信号７０２を
検出することにより、通信要求パケットの認識を行う。

【００５１】このように、マスタノードが問い合わせト
ークンパケットに続き、各ノードに割り当てた通信要求
パケット用のスロット７０３の先頭を示すスロット識別
信号７０２を出力することにより、各ノードにおいて通
信要求パケット用のスロットの検出を容易なものとする
ことができる。

【００５２】また、通信要求パケットを出力するスレー
ブノードがスロット識別信号７０２を取り去り、通信要
求パケットの先頭を示す信号と通信要求パケットを続け
て出力した場合でも、マスタノードにおいて通信要求パ
ケットの検出が容易なものになる。

【００５３】上記の説明ではスロット識別信号７０２は
通信要求パケット用のスロット７０３の先頭を示すとし
たが、通信要求パケット用のスロット７０３の区切りを
示すものとしても、同様の結果が得られる。

【００５４】なお、以上に示した実施の形態は、１つの
ループによって構成されるネットワークにおいても、複
数のループによって構成されたネットワークにおいても
実施可能である。

【００５５】また、以上に示した実施の形態は、ノード
が共通バスに接続されたツリー状のネットワークや、ス
ター状のネットワークや、各ノードが光カプラによって
接続された光ネットワークにおいても実施可能である。

【００５６】（実施の形態４）図８はノードのコントロ
ーラ構成図であり、８００は伝送路、８０１はコントロ
ーラ、８０２は送受信制御部、８０３は伝送路の接続／
切断を行う伝送路スイッチ、８０４は送信バッファ、８
０５は受信バッファ、８０６はパケット検出部、８０７
は通信要求パケット出力部、８１１は送信先レジスタ、
８１２は送信元レジスタ、８０９はマルチプレクサ、８
２０はノードに接続される機器である。８０８はトーク
ンパケット出力部でありマスタノードにのみ存在する。

【００５７】パケット検出部８０６は受信したパケット
と通信要求パケット用のスロットを検出するものであ
り、送信バッファ８０４は送信すべき非同期データを格
納しデータパケットとして出力するものであり、受信バ
ッファ８０５は受信した非同期データを格納するもので
あり、送信先レジスタ８１１は送信すべき非同期データ
の宛先となるノードの固有のノードＩＤを格納するレジ
スタであり、送信元レジスタ８１２は受信した非同期デ
ータの送信を行ったノードの固有のノードＩＤを格納す
るレジスタである。また、送受信制御部８０２は、伝送
路スイッチ８０３の接続／切断とパケット検出部８０６
と受信バッファ８０５の制御によりパケットの受信を行
い、また伝送路スイッチ８０３の接続／切断と送信バッ
ファ８０４と通信要求パケット出力部８０７とトークン
パケット出力部８０８とマルチプレクサ８０９の制御に
よりパケットの送信を行う。

【００５８】非同期データの送信を行う際には、ノード
に接続される機器８２０は、送信バッファ８０４に送信
すべき非同期データの書き込みと、送信先レジスタ８１
１に非同期データの宛先となるノードの固有のノードＩ
Ｄの書き込みを行う。送信すべき非同期データと宛先と
なるノードの固有のノードＩＤがセットされて始めて、
送受信制御部８０２はマスタノードの出力する問い合わ
せトークンパケットに対して、通信要求パケット出力部
８０７よりマルチプレクサ８０９経由で通信要求パケッ
トの出力を行う。その後にマスタノードによって出力さ
れる、自ノードが送信ノードに指定された通信用トーク
ンパケットにより、データの送信を行う。

【００５９】またマスタノードの出力する自ノードが受
信ノードに指定された通信用トークンパケットにより、
非同期データの受信が行われる。受信した非同期データ
は受信バッファ８０５に一旦保持される。１パケット分
の非同期データが全て揃い、送信元レジスタ８１２に非
同期データを送信を行ったノードの固有のノードＩＤが
セットされる。ノードに接続される機器８２０は、１パ
ケット分の非同期データ全てと送信ノードの固有のノー
ドＩＤがセットされてた後、受信した非同期データと送
信ノードの固有のノードＩＤの読み出しが可能となる。

【００６０】このように、非同期データ送信の際には、
送信バッファに非同期データがセットされ、送信先レジ
スタにデータを受信すべきノードの固有のノードＩＤが
セットされた後に、マスタノードの出力した問い合わせ
トークンパケットに反応することにより、また非同期デ
ータ受信の際には、１パケット分の受信データが揃い、
送信元レジスタにデータの送信元であるノードの固有の
ノードＩＤがセットされた後、読み出しを可能にするこ
とにより、ノード間通信におけるデータの連続性を保証
することができる。

【００６１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、マスタノ
ードの発行した問い合わせトークンパケットに対して、
各ノードが送信するデータが存在する場合に限り、割り
当てられた通信要求パケット用のスロットに通信要求パ
ケットを出力し、マスタノードは以降のトークンパケッ
ト発行において、通信要求のあったノードを送信ノード
に指定した通信用トークンパケットを発行することによ
り、各ノードに公平で、かつ効率的なノード間の非同期
データ通信を可能とできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のネットワーク構成図

【図２】実施の形態１のマスタノードおよびスレーブノ
ードのコントローラ構成図

【図３】実施の形態１の伝送路上のパケットの流れを示
す図

【図４】実施の形態１のマスタノードの動作フローを示
す図

【図５】本発明の実施の形態２のネットワーク構成図

【図６】実施の形態２のマスタノードの動作フローを示
す図

【図７】本発明の実施の形態３の伝送路上の信号の流れ
を示す図

【図８】本発明の実施の形態４のノードのコントローラ
構成図

【図９】従来の非同期データ通信方法を用いたネットワ
ーク構成図

【図１０】従来の方法を用いた形態の伝送路上のパケッ
トの流れを示す図

【符号の説明】

１００ 伝送路 １０１ マスタノード １０２ スレーブＡノード １０３ スレーブＢノード １０４ スレーブＣノード １０５ トークンパケット １１１〜１１４ コントローラ ２０１ コントローラ ２０２ 送受信制御部 ２０３ 伝送路スイッチ ２０４ 送信バッファ ２０５ 受信バッファ ２０６ パケット検出部 ２０７ 通信要求パケット出力部 ２０８ トークンパケット出力部 ２０９ マルチプレクサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒崎 敏彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大賀 俊男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝送路と、該伝送路に接続されたそれぞ
   れ固有のノードＩＤを持つ１台のマスタノード及び１台
   以上のスレーブノードとを有するネットワークにおい
   て、上記マスタノードが、送信ノードと受信ノードを指
   定しデータ通信を行なうための通信用トークンパケット
   を発行し、この通信用トークンパケットを用いて複数の
   ノード間で上記伝送路を介してデータを伝送する非同期
   データ通信方法であって、 上記マスタノードが各ノードの通信要求を吸い上げる問
   い合わせトークンパケットを発行し、該問い合わせトー
   クンパケットに対して、各ノードが送信するデータが存
   在する場合に、割り当てられた通信要求パケット用のス
   ロットに通信要求パケットを出力し、上記マスタノード
   は以降のトークンパケット発行において、通信要求のあ
   ったノードを送信ノードに指定した上記通信用トークン
   パケットを発行することにより、通信要求を行ったノー
   ドのみデータ通信を行うことを特徴とする非同期データ
   通信方法。
2. 【請求項２】 伝送路と、該伝送路に接続されたそれぞ
   れ固有のノードＩＤを持つ１台のマスタノード及び１台
   以上のスレーブノードとを有するネットワークにおい
   て、上記マスタノードが、送信ノードと受信ノードを指
   定しデータ通信を行なうための通信用トークンパケット
   を発行し、この通信用トークンパケットを用いて複数の
   ノード間で上記伝送路を介してデータを伝送する非同期
   データ通信方法であって、 上記マスタノードが各ノードの通信要求を吸い上げる問
   い合わせトークンパケットを発行し、該問い合わせトー
   クンパケットに対して、各ノードが送信するデータが存
   在する場合には、割り当てられた通信要求パケット用の
   スロットに通信要求パケットを出力し、各ノードが送信
   するデータが存在しない場合には、上記割り当てられた
   通信要求パケット用のスロットに非通信要求パケットを
   出力し、上記マスタノードは以降のトークンパケット発
   行において、通信要求のあったノードを送信ノードに指
   定した上記通信用トークンパケットを発行することによ
   り、通信要求を行ったノードのみデータ通信を行うこと
   を特徴とする非同期データ通信方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の非同期
   データ通信方法において、 上記マスタノードは、ネットワーク上の全ノードに対し
   て共通の１つの上記問い合わせトークンパケットを発生
   することを特徴とする非同期データ通信方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の非同期データ通信方法に
   おいて、 上記マスタノードは、通信要求のあったノードを送信ノ
   ードに指定した通信用トークンパケットを全て発行した
   後、再び問い合わせトークンパケットを発行することを
   特徴とする非同期データ通信方法。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載の非同期
   データ通信方法において、 マスタノードとスレーブノードを複数のグループに分
   け、問い合わせトークンパケットに問い合わせ対象とな
   るノードのグループを示すグループＩＤが含まれ、上記
   グループＩＤと一致するグループに属するノードのみが
   割り当てられた通信要求パケット用のスロットに通信要
   求パケットを出力することを特徴とする非同期データ通
   信方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の非同期データ通信方法に
   おいて、 上記マスタノードは、通信要求のあったノードを送信ノ
   ードに指定した通信用トークンパケットを全て発行した
   後、グループＩＤを変更して問い合わせトークンパケッ
   トを発行することを特徴とする非同期データ通信方法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれかに記
   載の非同期データ通信方法において、 上記通信要求パケットに、非同期データを受信すべきノ
   ードの固有のノードＩＤが含まれたことを特徴とする非
   同期データ通信方法。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項７のいずれかに記
   載の非同期データ通信方法において、 上記通信要求パケットに、前記通信要求パケットを送出
   するノードの固有のノードＩＤが含まれたことを特徴と
   する非同期データ通信方法。
9. 【請求項９】 請求項１ないし請求項８のいずれかに記
   載の非同期データ通信方法において、 上記通信要求パケットに、送出するデータの量を示す情
   報が含まれたことを特徴とする非同期データ通信方法。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の非同期データ通信方法
    において、 上記マスタノードが、上記通信要求パケットに含められ
    た上記送出するデータの量を示す情報に基づいて、通信
    要求のあったノードを送信ノードに指定した上記通信用
    トークンパケットを発行する個数を制御することを特徴
    とする非同期データ通信方法。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし請求項８のいずれかに
    記載の非同期データ通信方法において、 上記通信要求パケットに、送出するデータの優先度を示
    す情報が含まれたことを特徴とする非同期データ通信方
    法。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の非同期データ通信方
    法において、 上記マスタノードが、上記通信要求パケットに含められ
    た上記送出するデータの優先度を示す情報に基づいて、
    通信要求のあったノードを送信ノードに指定した上記通
    信用トークンパケットを発行する順序を制御することを
    特徴とする非同期データ通信方法。
13. 【請求項１３】 請求項３または請求項５記載の非同期
    データ通信方法において、 上記マスタノードは、上記問い合わせトークンパケット
    に続き、各ノードに割り当てた通信要求パケット用のス
    ロットを識別するための識別信号を出力し、各ノードで
    上記識別信号を検出することにより、通信要求パケット
    用のスロットを識別することを特徴とする非同期データ
    通信方法。
14. 【請求項１４】 請求項１または請求項２に記載の非同
    期データ通信方法において上記各ノードを構成する非同
    期データ通信装置であって、 伝送路の接続／切断を行う伝送路スイッチと、受信した
    パケットと通信要求パケット用のスロットを検出するパ
    ケット検出部と、送信すべき非同期データを格納しデー
    タパケットとして出力を行う送信バッファと、通信要求
    パケットと非通信要求パケットの出力を行う通信要求パ
    ケット出力部と、上記送信すべき非同期データの宛先と
    なるノードの固有のノードＩＤを格納する送信先レジス
    タと、上記伝送路スイッチの接続／切断を指示し、上記
    パケット検出部と上記送信バッファと上記通信要求パケ
    ット出力部を制御してパケットの送受信を行う送受信制
    御部とを具備し、 上記送信バッファに上記送信すべき非同期データが格納
    され、上記送信先レジスタに上記送信すべき非同期デー
    タの宛先となるノードの固有のノードＩＤを格納された
    後、マスタノードの出力した問い合わせトークンパケッ
    トに対して、上記通信要求パケットを上記通信要求パケ
    ット出力部より出力することを特徴とする非同期データ
    通信装置。
15. 【請求項１５】 請求項１または請求項２に記載の非同
    期データ通信方法において上記各ノードを構成する非同
    期データ通信装置であって、 伝送路の接続／切断を行う伝送路スイッチと、受信した
    パケットを検出するパケット検出部と、受信した非同期
    データを格納する受信バッファと、上記受信した非同期
    データの送信を行ったノードの固有のノードＩＤを格納
    する送信元レジスタと、上記伝送路スイッチの接続／切
    断を指示し、上記パケット検出部と上記受信バッファを
    制御してパケットの受信を行う送受信制御部とを具備
    し、 １パケット分の上記受信した非同期データが全て揃った
    後、上記受信した非同期データと、上記送信元レジスタ
    に格納された上記非同期データの送信を行ったノードの
    固有のノードＩＤを読み出し可能としたことを特徴とす
    る非同期データ通信装置。
16. 【請求項１６】 伝送路と、該伝送路に接続されたそれ
    ぞれ固有のノードＩＤを持つ１台のマスタノード及び１
    台以上のスレーブノードとを有する非同期データ通信シ
    ステムにおいて、 上記マスタノードは、送信ノードと受信ノードを指定
    し、データ通信を行うための通信用トークンパケット、
    もしくは各ノードの通信要求を吸い上げる問い合わせト
    ークンパケットのいずれかを一定時間毎に発行するもの
    であり、 上記マスタノードとスレーブノードは、上記マスタノー
    ドの発行した上記問い合わせトークンパケットに対し
    て、各ノードが送信するデータが存在する場合に、割り
    当てられた通信要求パケット用のスロットに通信要求パ
    ケットを出力するものであり、 上記マスタノードは、以降のトークンパケット発行にお
    いて、通信要求のあったノードを送信ノードに指定した
    上記通信用トークンパケットを発行するものであること
    を特徴とする非同期データ通信システム。
17. 【請求項１７】 伝送路と、該伝送路に接続されたそれ
    ぞれ固有のノードＩＤを持つ１台のマスタノード及び１
    台以上のスレーブノードとを有する非同期データ通信シ
    ステムにおいて、 上記マスタノードは、送信ノードと受信ノードを指定
    し、データ通信を行うための通信用トークンパケット、
    もしくは各ノードの通信要求を吸い上げる問い合わせト
    ークンパケットのいずれかを一定時間毎に発行するもの
    であり、 上記マスタノードとスレーブノードは、上記マスタノー
    ドの発行した上記問い合わせトークンパケットに対し
    て、各ノードが送信するデータが存在する場合には、割
    り当てられた通信要求パケット用のスロットに通信要求
    パケットを出力し、各ノードが送信するデータが存在し
    ない場合には、上記割り当てられた通信要求パケット用
    のスロットに非通信要求パケットを出力するものであ
    り、 上記マスタノードは、以降のトークンパケット発行にお
    いて、通信要求のあったノードを送信ノードに指定した
    上記通信用トークンパケットを発行するものであること
    を特徴とする非同期データ通信システム。