JPH11298513A - データ伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＳＭＡ／ＣＤ型ＬＡＮにおいて優先度の高
いフレームを伝送路の空き待ちや衝突による再送待ちを
行わずに送信できるようにして伝送遅延時間の上限を保
証することができ、かつ、フレームをマージすることで
優先度の低いフレームの衝突発生頻度を低減することが
できるようにしたデータ伝送装システムを提供する。 【解決手段】 複数の端末をスイッチングハブに接続
し、該スイッチングハブを介して上記複数の端末間でフ
レームの送受信を行なうデータ伝送システムにおいて、
時間軸上に、端末とスイッチングハブとの同期をとる同
期フェーズ、高優先度フレームを送信する高優先度フレ
ーム送信フェーズ、高優先度フレームを受信する高優先
度フレーム受信フェーズ、低優先度フレームを送受信す
る低優先度フレーム送受信フェーズからなる通信サイク
ルを設け、高優先度フレームの伝送遅延時間の上限値を
保証する。

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、イーサネット等
のＣＳＭＡ／ＣＤ型ＬＡＮにおいて複数の端末をスイッ
チングハブに接続し、端末間でフレームを送受信するデ
ータ伝送システムに関し、詳しくは、優先度の高いフレ
ームを伝送路の空き待ちや衝突による再送待ちを行わず
に送信できるようにして、伝送遅延時間の上限を保証す
るとともに、フレームをマージすることで優先度の低い
フレームの衝突発生頻度を低減するようにしたデータ伝
送システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワ
ーク）としてＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple
Access with Collision Detection）型ＬＡＮであるイ
ーサネットが広く普及している。

【０００３】その中でも、ＬＡＮに接続する端末数の増
加、端末間で送受信されるデータ量の増加による帯域不
足を補うためにスイッチングハブを利用するネットワー
ク構成が主流である。

【０００４】図２３は、上記ＣＳＭＡ／ＣＤ型ＬＡＮの
ネットワーク構成の一例を示したブロック図である。

【０００５】図２３において、各端末（端末１）１０−
１、端末（端末２）１０−２、端末（端末３）１０−
３、端末（端末４）１０−４は、スイッチングハブ２０
のそれぞれのポートに接続され、このスイッチングハブ
２０を介してフレームの送受信が行なわれる。

【０００６】ここで、スイッチングハブ２０は、あるポ
ートで受信したフレームを、宛先端末が接続されている
ポートにのみ中継する。例えば、端末（端末１）１０−
１が端末（端末２）１０−２宛のフレームを送信すると
そのフレームは端末（端末２）１０−２が接続されてい
るポートにのみ中継される。

【０００７】このため、端末（端末１）１０−１と端末
（端末２）１０−２とが通信中に、端末（端末３）１０
−３と端末（端末４）１０−４との間で通信することが
でき、複数の端末が同時に送信することができるという
利点がある。

【０００８】これに対して、スイッチンダハブを用いな
い従来型のリピータハブを利用した場合は、あるポート
で受信したフレームは、すべてのポートに中継されるた
め、複数の端末が同時に送信することはできない。

【０００９】図２４は、図２３に示したスイッチングハ
ブの詳細構成を示すブロック図である。

【００１０】なお、図２４においては、ｎ個のポートを
有し、ｎ個の端末が接続可能なスイッチングハブ２０が
示されている。

【００１１】図２４おいて、このスイッチングハブ２０
は、各ポートに対応して、受信部２１−１〜２１−ｎ、
受信バッファ２２−１〜２２−ｎ、送信部２３−１〜３
−ｎ、送信バッファ２４−１〜２４−ｎを具備し、さら
に、アドレステーブル２５、メモリ２６、制御部２７を
具備して構成される。

【００１２】ここで、受信部２１−１〜２１−ｎは、端
末からフレームを受信し、この受信したフレームをそれ
ぞれ受信バッファ２２−１〜２２−ｎに書き込む処理を
行う。

【００１３】また、受信バッファ２２−１〜２２−ｎ
は、受信部２１−１〜２１−ｎにより端末から受信した
フレームを蓄積するもので、この受信バッファ２２−１
〜２２−ｎにおけるフレームの蓄積は、端末から受信し
た順に行われる。

【００１４】送信部２３−１〜２３−ｎは、送信バッフ
ァ２４−１〜２４−ｎに蓄積されたフレームを端末へ送
信する。

【００１５】送信バッファ２４−１〜２４−ｎは、端末
へ送信するフレームを蓄積するバッファで、送信バッフ
ァ２４−１〜２４−ｎにおけるフレームの蓄積は、端末
へ送信されるフレームの順に行われる。

【００１６】アドレステーブル２５は、各ポートに接続
された端末のアドレスを記憶する。

【００１７】図２５は、図２４に示したスイッチングハ
ブのアドレステーブルの構成例を示した図である。

【００１８】図２５においては、ポート「１」に端末ア
ドレス「１」が記憶され、ポート「２」に端末アドレス
「３」が記憶され、ポート「ｎ」に端末アドレス「２」
が記憶される場合を示している。

【００１９】メモリ２６は、制御部２７が実行するプロ
グラムや、一時的なデータを記憶するものである。

【００２０】また、制御部２７は、各ポートの受信バッ
ファ２１−１〜２１−ｎに蓄積されたフレームを取出
し、そのフレームの宛先アドレスの端末が接続されてい
るポートをアドレステーブル２５で検索し、そのポート
の送信バッファ２４−１〜２４−ｎにフレームを書き込
む。

【００２１】図２６は、上記データ伝送システムで送受
信されるフレームのフォーマット構造を示す図である。

【００２２】図２６において、このフレームフォーマッ
トは、宛先アドレスＤＡ、送信元アドレスＳＡ、データ
（ＤＡＴＡ）長Ｌ、データＤＡＴＡ、誤り検出符号ＦＣ
Ｓから構成される。

【００２３】図２７は、図２４に示したスイッチングハ
ブの受信部の処理を示すフローチャートである。

【００２４】スイッチングハブ２０の受信部２１−１〜
２１−ｎ（以下、受信部２１として説明する）は、フレ
ームを受信するとそのフレームに誤りがあるかどうか
を、フレームに含まれる誤り検出符号ＦＣＳフィールド
をもとに判定する。ここで、誤りがある場合はそのフレ
ームを廃棄し、誤りが無い場合はこのフレームを受信バ
ッファ２２−１〜２２−ｎ（以下、受信バッファ２２と
して説明する）の末尾に書き込む。

【００２５】すなわち、図２７において、受信部２１の
処理が開始されると（ステップ２１１）、まず、フレー
ム受信開始かを調べ（ステップ２１２）、ここで、フレ
ーム受信開始でないと（ステップ２１２でＮＯ）、ステ
ップ２１２に戻って、フレーム受信開始を待つが、ステ
ップ２１２でフレーム受信開始と判断されると（ステッ
プ２１２でＹＥＳ）、次に、全フレーム受信かを調べる
（ステップ２１３）。

【００２６】ここで、全フレーム受信でないと判断され
ると（ステップ２１３でＮＯ）、ステップ２１３に戻
り、全フレーム受信まで待ち、全フレーム受信と判断さ
れると（ステップ２１３でＹＥＳ）、次に、誤りなしか
を調べ（ステップ２１４）、誤りがある場合は（ステッ
プ２１４でＮＯ）、このフレームを破棄して（ステップ
２１６）、ステップ２１２に戻る。

【００２７】また、ステップ２４１で、誤りなしと判断
されると（ステップ２１４でＹＥＳ）、このフレームを
受信バッファ２２へ書き込み（ステップ２１５）、ステ
ップ２１２に戻る。

【００２８】図２８は、図２４に示したスイッチングハ
ブの送信部の処理を示すフローチャートである。

【００２９】スイッチングハブ２０の送信部２３−１〜
２３−ｎ（以下、送信部２３として説明する）は、その
処理が開始されると（ステップ２３１）、まず、送信バ
ッファ２４−１〜２４−ｎ（以下、送信バッファ２４と
して説明する）にフレームがあるかを調べる（ステップ
２３２）。ここで、送信バッファ２４にフレームがない
と（ステップ２３２でＮＯ）、ステップ２３２に戻り、
送信バッファ２４にフレームが蓄積されるのを待つが、
ステップ２３２で送信バッファ２４にフレームがあると
判断されると（ステップ２３２でＹＥＳ）、送信バッフ
ァ２４の先頭から１フレームを読み取り（ステップ２３
３）、スイッチングハブ２０と宛先端末との間の伝送路
が空きかを調べる（ステップ２３４）。

【００３０】ここで、スイッチングハブ２０と宛先端末
との間の伝送路が空きでないと（ステップ２３４でＮ
Ｏ）、ステップ２３４に戻り、スイッチングハブ２０と
宛先端末との間の伝送路が空くのを待つが、ステップ２
３４で、スイッチングハブ２０と宛先端末との間の伝送
路が空きであると判断されると（ステップ２３４でＹＥ
Ｓ）、当該フレームの送信を開始する（ステップ２３
５）。

【００３１】次に、このフレーム送信中に衝突が発生し
たか、すなわち、送信部２３と宛先端末が同時に送信し
てデータの送信が発生したかを調べる（ステップ２３
６）。ここで、衝突が発生した場合は（ステップ２３６
でＹＥＳ）、再送待ち（ステップ２３７）となった後、
ステップ２３４に戻るが、ステップ２３６で衝突が発生
していないと判断された場合は（ステップ２３６でＮ
Ｏ）、次に、フレーム送信完了かを調べる（ステップ２
３８）。

【００３２】ここで、フレーム送信完了でない場合は
（ステップ２３８でＮＯ）、ステップ２３６に戻り、フ
レーム送信完了と判断された場合は（ステップ２３８で
ＹＥＳ）、送信完了したフレームを送信バッファ２４か
ら削除し（ステップ２３９）、ステップ２３２に戻る。

【００３３】図２９は、図２４に示したスイッチングハ
ブの制御部の処理を示すフローチャートである。

【００３４】スイッチングハブ２０の制御部２７は、各
ポートに対して以下の処理を繰り返し行う。

【００３５】１）受信バッファ２２の先頭から１フレー
ム取り出す。

【００３６】２）受信バッファ２２から取り出したフレ
ームの宛先ポート、すなわち宛先アドレスの端末が接続
されているポートをアドレステーブル２５で検索する。

【００３７】３）フレームを宛先ポートの送信バッファ
２４の末尾に書き込む。

【００３８】すなわち、スイッチングハブ２０の制御部
２７は、その処理が開始されると（ステップ２７１）、
まず、ポート１の処理を実行し（ステップ２７２）、次
に、ポート２の処理を実行し（ステップ２７３）、以
下、同様にして各ポートの処理を実行して、ポートｎの
処理が終了すると（ステップ２７４）、ステップ２７２
の戻り、同様の処理を繰り返す。

【００３９】ここで、各ポートの処理は、ポート１の処
理（ステップ２７２）に関連して示されているように、
まず、受信バッファ２２−１にフレームがあるかを調べ
（ステップ２８１）、ここで、受信バッファ２２−１に
フレームがあると判断された場合は（ステップ２８１で
ＹＥＳ）、受信バッファ２２−１〜１フレームを取り出
し（ステップ２８２）、次に、アドレステーブル２５を
検索して宛先ポートを検索し（ステップ２８３）、この
検索した宛先ポートの送信バッファに当該フレームを書
き込み（ステップ２８４）、次の、ポート２の処理（ス
テップ２７３）に進む。なお、ステップ２８１で、送信
バッファ２２−１にフレームがないと判断されると（ス
テップ２８１でＮＯ）、そのまま次の、ポート２の処理
（ステップ２７３）に進む。

【００４０】なお、上記説明においてはステップ１の処
理（ステップ２７２）について説明したが、他のステッ
プの処理、すなわちステップ２の処理（ステップ２７
３）からポートｎの処理（ステップ２７４）もステップ
１の処理と同様に行われる。

【００４１】図３０は、端末のフレーム受信処理を示す
フローチャートである。

【００４２】端末では、フレームの全ビットを受信後、
そのフレームが自端末宛てで、かつ誤りがないかを当該
フレームのＦＣＳフィールドをもとにチェックし、その
フレームが自端末宛てで、かつ誤りがない場合のみ当該
フレームを取込んで上位のアプリケーションプログラム
等に渡し、それ以外の場合は当該フレームを廃棄する。

【００４３】すなわち、端末においてフレーム受信が開
始されると（ステップ１０１）、全フレーム受信かを調
べ（ステップ１０２）、全フレーム受信でないと（ステ
ップ１０２でＮＯ）、ステップ１０２に戻り全フレーム
受信まで待つが、ステップ１０２で全フレーム受信と判
断されると（ステップ１０２でＹＥＳ）、次に、当該フ
レームが自端末宛てかを調べる（ステップ１０３）。

【００４４】ここで、自端末宛てであると判断されると
（ステップ１０３でＹＥＳ）、次に、当該フレームに誤
りがないかを調べ（ステップ１０４）、ここで誤まりが
ないと判断されると（ステップ１０４でＹＥＳ）、当該
フレームを受信し（ステップ１０５）、この受信処理を
終了する（ステップ１０６）。

【００４５】しかし、ステップ１０３で、当該フレーム
が自端末宛てでないと判断された場合（ステップ１０３
でＮＯ）、若しくは、ステップ１０４で当該フレームに
誤りがあると判断された場合（ステップ１０４でＮＯ）
は、当該フレームを破棄して（ステップ１０７）、この
受信処理を終了する（ステップ１０６）。

【００４６】図３１は、端末のフレーム送信処理を示す
フローチャートである。

【００４７】端末のフレーム送信処理においては、以下
の処理を行う。

【００４８】１）自端末−スイッチングハブ間の伝送路
が空くのを待つ。

【００４９】２）フレーム送信を開始する。

【００５０】３）フレーム送信中に衝突が発生した場
合、（同一のポートで端末とスイッチングハブが同時に
送信を開始した場合）、そのフレームの送信を一旦中止
し、ランダムな時間待った後、再送を行なう。

【００５１】すなわち、端末のフレーム送信処理が開始
されると（ステップ１１１）、まず、伝送路が空きかを
調べ（ステップ１１２）、伝送路が空きでないと（ステ
ップ１１２でＮＯ）、ステップ１１２に戻り、伝送路が
空くのを待つが、ステップ１１２で、伝送路が空きであ
ると判断されると（ステップ１１２でＹＥＳ）、フレー
ム送信を開始し（ステップ１１３）、次に、衝突が発生
したかを調べる（ステップ１１４）。

【００５２】ここで、衝突が発生したと判断された場合
は（ステップ１１４でＹＥＳ）、再送待ちを行い（ステ
ップ１１５）、ステップ１１２に戻る。

【００５３】また、ステップ１１４で、衝突が発生して
いないと判断されると（ステップ１１４でＮＯ）、次
に、フレーム送信完了かを調べ（ステップ１１６）、こ
こで、フレーム送信完了でないと判断されると（ステッ
プ１１６でＮＯ）、ステップ１１４に戻り、フレーム送
信完了を待ち、ステップ１１６で、フレーム送信完了と
判断されると（ステップ１１６でＹＥＳ）、この送信処
理を終了する（ステップ１１７）。

【００５４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記イーサ
ネットは０ＡでのＬＡＮのデファクトスタンダードであ
り、 １）工場のＬＡＮをイーサネットで構築できればＦＡ機
器とＯＡ機器との接続が容易になる ２）ＬＡＮ関連のハードウェア／ソフトウェアを安価に
入手できる という利点があるが、イーサネット等のＣＳＭＡ／ＣＤ
型ＬＡＮではフレーム送信時、図２８のステップ２３４
および図３１のステップ１１２で伝送路が空いていない
場合や、図２８のステップ２３６および図３１のステッ
プ１１４で衝突が発生した場合にに伝送遅延が生じ、こ
の伝送遅延時間はＬＡＮの使用状況に応して変動し、か
つ事前に予測することができないため、伝送遅延時間の
上限を保証することができない。

【００５５】これに対して、一般に、工場のＬＡＮでは
リアルタイム性が要求され、生産ラインの制御に直接関
係するデータを含むフレームは、伝送遅延時間の上限が
保証されなければならないため、従来は、工場のＬＡＮ
にイーサネット等のＣＳＭＡ／ＣＤ型ＬＡＮを利用する
ことができず、上記イーサネットの利点を生かすことが
できなかった。

【００５６】そこで、この発明は、ＣＳＭＡ／ＣＤ型Ｌ
ＡＮにおいて優先度の高いフレームを伝送路の空き待ち
や衝突による再送待ちを行わずに送信できるようにして
伝送遅延時間の上限を保証することができ、かつ、フレ
ームをマージすることで優先度の低いフレームの衝突発
生頻度を低減することができるようにしたデータ伝送シ
ステムを提供することを目的とする。

【００５７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、複数の端末をスイッチング
ハブに接続し、該スイッチングハブを介して上記複数の
端末間でフレームの送受信を行なうデータ伝送システム
において、時間軸上に、上記端末と上記スイッチングハ
ブとの同期をとる同期フェーズ、高優先度フレームを送
信する高優先度フレーム送信フェーズ、高優先度フレー
ムを受信する高優先度フレーム受信フェーズ、低優先度
フレームを送受信する低優先度フレーム送受信フェーズ
からなる通信サイクルを設け、高優先度フレームの伝送
遅延時間の上限値を保証するようにしたことを特徴とす
る。

【００５８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、上記データ伝送システムは、ＣＳＭ
Ａ／ＣＤ型ＬＡＮを構成するイーサネットであることを
特徴とする。

【００５９】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の発明において、上記同期フェーズは、上記スイッチ
ングハブから上記複数の端末に少なくとも１つの同期フ
レームを同報送信することを特徴とする。

【００６０】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の発明において、上記同期フェーズは、上記スイッチ
ングハブから上記複数の端末に２つの同期フレームを連
続して同報送信することを特徴とする。

【００６１】また、請求項５記載の発明は、請求項３ま
たは４記載の発明において、上記同期フレームは、６４
バイト未満の任意のパターンのフレームであることを特
徴とする。

【００６２】また、請求項６記載の発明は、請求項１記
載の発明において、上記スイッチングハブは、低優先度
フレームを一定時間蓄積した後、それらの低優先度フレ
ームをマージして上記低優先度フレーム送受信フェーズ
において送信することを特徴とする。

【００６３】また、請求項７記載の発明は、複数の端末
をスイッチングハブに接続し、該スイッチングハブを介
して上記複数の端末間でフレームの送受信を行なうデー
タ伝送システムにおいて、フレームを一定時間蓄積した
後、それらのフレームをマージして送信することを特徴
とする。

【００６４】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係るデータ通信
方式の一実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明す
る。

【００６５】図１は、この発明に係るデータ伝送システ
ムで採用される通信サイクルの一実施の形態を示す図で
ある。

【００６６】図１において、この発明に係るデータ伝送
システムにおいては、 １）同期フェーズ ２）高優先度フレーム送信フェーズ ３）高優先度フレーム受信フェーズ ４）低優先度フレーム送受信フェーズ からなる通信サイクルが設定され、この通信サイクルは
周期的に繰り返される。なお、このデータ伝送システム
は、後に詳述するように、イーサネット等のＣＳＭＡ／
ＣＤ型ＬＡＮにおいて複数の端末をスイッチングハブに
接続し、端末間でフレームを送受信するデータ伝送シス
テムを前提としてる。

【００６７】ここで、同期フェーズは、スイッチングハ
ブが全ポートに同期フレームを送信するフェーズであ
る。この同期フレームは周期的に送信され、この同期フ
レーム送信により、新しい通信サイクルが開始される。
なお、同期フレームは通常のフレームと区別できるもの
ならどのようなものでもよい。

【００６８】また、高優先度フレーム送信フェーズは、
同期フレームを受信した各端末が、高優先度フレームを
１フレーム送信するフェーズである。

【００６９】また、高優先度フレーム受信フェーズは、
各端末が高優先度フレームを受信するフェーズで、この
高優先度フレーム受信フェーズにおいて、各端末は高優
先度フレーム受信待ちとなり送信を控える。また、スイ
ッチングハブは高優先度フレーム送信フェーズで受信し
た高優先度フレームを、宛先ポートから送信する。

【００７０】また、低優先度フレーム送受信フェーズ
は、低優先度フレームの送受信を行うフェーズで、各端
末は高優先度フレーム受信フェーズでフレームを受信し
ない時間が一定時間以上継続すると、高優先度フレーム
受信フェーズが終了したと判断し、通信サイクルの残り
時間で低優先度フレームの送信を行なう。また、スイッ
チングハブは端末から受信した低優先度フレームを宛先
ポートから送信する。

【００７１】このような通信サイクルを設けることで、
各端末は高優先度フレーム受信フェーズで必ず高優先度
フレームを送信することができ、かつそのフレームは高
優先度フレーム受信フェーズで必ず宛先端末に到達する
ので、高優先度フレームの伝送遅延時間の上限を保証で
きる。

【００７２】図２は、図１に示した通信サイクルの詳細
を示す図である。

【００７３】図２において、「高Ｘ→Ｙ」は、ポートＸ
に接続する端末からポートＹに接続する端末へ送信され
る高優先度フレームを示し、「低Ｘ→Ｙ」は、ポートＸ
に接続する端末からポートＹに接続する端末へ送信され
る低優先度フレームを示す。

【００７４】図２においては、高優先度フレーム送信フ
ェーズにおいて、ポート１に接続される端末からポート
ｎに接続される端末へ高優先度フレーム「高１→ｎ」が
送信され、かつ、ポート２に接続される端末からポート
ｎに接続される端末へ高優先度フレーム「高２→ｎ」が
送信され、かつ、ポートｎに接続される端末からポート
２に接続される端末へ高優先度フレーム「高ｎ→２」が
送信され、低優先度フレーム送受信フェーズにおいて、
ポート１に接続される端末からポート２に接続される端
末へ低優先度フレーム「低１→２」が送信され、かつ、
ポート２に接続される端末からポートｎに接続される端
末へ低優先度フレーム「低２→ｎ」が送信され、かつ、
ポートｎに接続される端末からポート１に接続される端
末へ低優先度フレーム「低ｎ→１」が送信された場合を
示している。

【００７５】この場合、高優先度フレーム送信フェーズ
において、ポート１に接続される端末からポートｎに接
続される端末へ送信された高優先度フレーム「高１→
ｎ」は、高優先度フレーム受信フェーズにおいて、ポー
トｎに接続される端末で受信される。

【００７６】また、高優先度フレーム送信フェーズにお
いて、ポート２に接続される端末からポートｎに接続さ
れる端末へ送信された高優先度フレーム「高２→ｎ」
は、高優先度フレーム受信フェーズにおいて、ポートｎ
に接続される端末で受信される。

【００７７】また、高優先度フレーム送信フェーズにお
いて、ポートｎに接続される端末からポート２に接続さ
れる端末へ送信された高優先度フレーム「高ｎ→２」
は、高優先度フレーム受信フェーズにおいて、ポート２
に接続される端末で受信される。

【００７８】また、低優先度フレーム送受信フェーズに
おいて、ポート１に接続される端末からポート２に接続
される端末へ送信された低優先度フレーム「低１→２」
は、低優先度フレーム送受信フェーズにおいて、ポート
２に接続される端末で受信される。

【００７９】また、低優先度フレーム送受信フェーズに
おいて、ポート２に接続される端末からポートｎに接続
される端末へ送信された低優先度フレーム「低２→ｎ」
は、低優先度フレーム送受信フェーズにおいて、ポート
ｎに接続される端末で受信される。

【００８０】また、低優先度フレーム送受信フェーズに
おいて、ポートｎに接続される端末からポート１に接続
される端末へ送信された低優先度フレーム「低ｎ→１」
は、低優先度フレーム送受信フェーズにおいて、ポート
１に接続される端末で受信される。

【００８１】図３は、この発明に係わるデータ伝送シス
テムで採用されるスイッチングハブの詳細構成を示すブ
ロック図である。

【００８２】なお、図３においては、ｎ個のポートを有
し、ｎ個の端末が接続可能なスイッチングハブ３０が示
されている。

【００８３】図３において、このスイッチングハブ３０
は、各ポートに対応して、受信部３１−１〜３１−ｎ、
受信バッファ３２−１〜３２−ｎ、送信部３３−１〜３
３−ｎ、低優先度フレーム送信バッファ３４−１〜３４
−ｎ、同期／高優先度フレーム送信バッファ３５−１〜
３５−ｎを具備し、さらに、アドレステーブル３６、メ
モリ３７、制御部３８を具備して構成される。

【００８４】ここで、低優先度フレーム送信バッファ３
４−１〜３４−ｎは、端末へ送信する低優先度フレーム
を蓄積するバッファで、各フレームは端末へ送信する順
に蓄積される。

【００８５】また、同期／高優先度フレーム送信バッフ
ァ３５−１〜３５−ｎは、端末へ送信する同期フレー
ム、高優先度フレームを蓄積するバッファで、各フレー
ムは端末へ送信する順に蓄積される。

【００８６】また、送信部３３−１〜３３−ｎは、制御
部３８によるリセット要求を受けた直後は同期／高優先
度フレーム送信バッファ３５−１〜３５−ｎに蓄積され
たフレームを端末へ送信し、同期／高優先度フレーム送
信バッファ３５−１〜３５−ｎが空になった後は低優先
度フレーム送信バッファ３４−１〜３４−ｎに蓄積され
たフレームを端末へ送信する。

【００８７】なお、受信部３１−１〜３１−ｎ、受信バ
ッファ３２−１〜３２−ｎ、アドレステーブル３６、メ
モリ３７、制御部３８は、図２４に示したスイッチング
ハブ２０の受信部２１−１〜２１−ｎ、受信バッファ２
２−１〜２２−ｎ、アドレステーブル２６、メモリ２
７、制御部２８と同様の機能を有する。

【００８８】さて、この発明においては、複数の端末を
スイッチングハブに接続し、該スイッチングハブを介し
て上記複数の端末間でフレームの送受信を行なうデータ
伝送システムにおいて、時間軸上に、端末とスイッチン
グハブとの同期をとる同期フェーズ、高優先度フレーム
を送信する高優先度フレーム送信フェーズ、高優先度フ
レームを受信する高優先度フレーム受信フェーズ、低優
先度フレームを送受信する低優先度フレーム送受信フェ
ーズからなる通信サイクルを設け、高優先度フレームの
伝送遅延時間の上限値を保証するように構成される。

【００８９】以下、この発明の詳細動作について図４乃
至図２２を参照して詳細に説明する。

【００９０】図３に示したスイッチングハブ３０の受信
部３１−１〜３１−ｎの処理は図２７に示したフローチ
ャートの処理と同じである。

【００９１】図４は、図３に示したスイッチングハブの
制御部からリセット要求を受けたときの送信部の処理を
示すフローチャートである。

【００９２】スイッチングハブ３０の制御部３８からの
リセットは同期フェーズ開始時に行われる。スイッチン
グハブ３０の対応する送信部３３−１〜３３−ｎ（以
下、送信部３３として説明する）は、制御部３８により
リセットが要求されると直ちに図４の処理を開始する。
図４の処理の開始後、低優先度フレーム送信バッファ３
４−１〜３４−ｎに送信済みのフレームが残っていれ
ば、すなわち、次に説明する図５のフローチャートで送
信済みの低優先度フレームを低優先度フレーム送信バッ
ファ３４−１〜３４−ｎから削除する直前にリセット要
求を受けた場合、それを削除し、送信部３３−１〜３３
−ｎをリセットして図５のフローチャートの処理を先頭
から開始する。

【００９３】すなわち、図４において、制御部３８によ
りリセットが要求されると（ステップ３３１）、対応す
る低優先度フレーム送信バッファ３４−１〜３４−ｎ
（以下、低優先度フレーム送信バッファ３４として説明
する）に未削除の送信済みフレームがあるかを調べる
（ステップ３３２）。

【００９４】ここで、低優先度フレーム送信バッファ３
４に未削除の送信済みフレームがある場合は（ステップ
３３２でＹＥＳ）、低優先度フレーム送信バッファ３４
から未削除の送信済みフレームを削除し（ステップ３３
３）、その後、送信部リセット処理を実行し（ステップ
３３４）、この処理を終了する（ステップ３３５）。

【００９５】また、ステップ３３２で、低優先度フレー
ム送信バッファ３４に未削除の送信済みフレームがない
と判断された場合は（ステップ３３２でＮ）、ステップ
３３４に進み、送信部リセット処理を実行し、この処理
を終了する（ステップ３３５）。

【００９６】図５は、図３に示したスイッチングハブの
送信部のリセット後の処理を示すフローチャートであ
る。

【００９７】スイッチングハブ３０の送信部３３のリセ
ット後の処理は、以下のようになる。

【００９８】１）同期フェーズ 同期／高優先度フレーム送信バッファ３５−１〜３５−
ｎ（以下、同期／高優先度フレーム送信バッファ３５と
して説明する）の先頭から１フレーム取出し、それを端
末へ送信する。制御部３８は、送信部３３をリセットす
る直前に必ず同期フレームを同期／高優先度フレーム送
信バッファ３５に書き込んでおくので、ここで送信され
るフレームは同期フレームである。

【００９９】２）高優先度フレーム送信フェーズおよび
高優先度フレーム受信フェーズ 同期フレーム送信後、端末が送信した高優先度フレーム
が宛先ポートの同期／高優先度フレーム送信バッファ３
５に書き込まれるので、それを宛先端末に送信する。

【０１００】高優先度フレーム受信フェーズでは、端末
は送信を控えているため、スイッチングハブ３０が高優
先度フレームを送信する時に伝送路の空き待ちや衝突が
発生することはない。同期／高優先度フレーム送信バッ
ファ３５が空の状態が一定時間継続すると、すべての高
優先度フレームの送信が完了したと判定し、次の動作へ
移る。

【０１０１】３）低優先度フレーム送受信フェーズ 低優先度フレーム送信バッファ３４−１〜３４−ｎ（以
下、低優先度フレーム送信バッファ３４として説明す
る）に蓄積されているフレームを図２８のフローチャー
トで説明した従来と同じ手順で端末へ送信する。

【０１０２】すなわち、図５において、この処理が開始
されると（ステップ３４１）、同期／高優先度フレーム
送信バッファ３５の先頭から１フレーム取り出し（ステ
ップ３４２）、この取り出したフレーム、すなわち、同
期フレームを端末に送信する（ステップ３４３）。

【０１０３】次に、同期／高優先度フレーム送信バッフ
ァ３５にフレームがあるかを調べる（ステップ３４
４）。ここで、同期／高優先度フレーム送信バッファ３
５にフレームがあると（ステップ３４４でＹＥＳ）、同
期／高優先度フレーム送信バッファ３５の先頭から１フ
レーム取り出し（ステップ３４５）、この取り出した高
優先度フレームを宛先端末に送信し（ステップ３４
６）、ステップ３４４に戻る。

【０１０４】また、ステップ３４４で、同期／高優先度
フレーム送信バッファ３５にフレームがないと判断され
ると（ステップ３４４でＮＯ）、次に、同期／高優先度
フレーム送信バッファ３５にフレームがない状態が一定
時間以上継続したかを調べ（ステップ３４７）、一定時
間以上継続してない場合は（ステップ３４７でＮＯ）、
ステップ３４４に戻るが、一定時間以上継続したと判断
されると（ステップ３４７でＹＥＳ）、ステップ３４８
に進む。

【０１０５】ステップ３４８では、低優先度フレーム送
信バッファ３４にフレームがあるかを調べる。ここで、
低優先度フレーム送信バッファ３４にフレームがないと
（ステップ３４８でＮＯ）、ステップ３４８に戻り、低
優先度フレーム送信バッファ３４にフレームが蓄積され
るのを待つが、ステップ３４８で低優先度フレーム送信
バッファ３４にフレームがあると判断されると（ステッ
プ３４８でＹＥＳ）、低優先度フレーム送信バッファ３
４の先頭から１フレームを読み取り（ステップ３４
９）、スイッチングハブ３０と宛先端末との間の伝送路
が空きかを調べる（ステップ３５０）。

【０１０６】ここで、スイッチングハブ３０と宛先端末
との間の伝送路が空きでないと（ステップ３５０でＮ
Ｏ）、ステップ３５０に戻り、スイッチングハブ３０と
宛先端末との間の伝送路が空くのを待つが、ステップ３
５０で、スイッチングハブ３０と宛先端末との間の伝送
路が空きであると判断されると（ステップ３５０でＹＥ
Ｓ）、当該低優先度フレームの送信を開始する（ステッ
プ３５１）。

【０１０７】次に、このフレーム送信中に衝突が発生し
たか、すなわち、送信部３３と宛先端末が同時に送信し
てデータの送信が発生したかを調べる（ステップ３５
２）。ここで、衝突が発生した場合は（ステップ３５２
でＹＥＳ）、再送待ち（ステップ３５３）となった後、
ステップ３５０に戻るが、ステップ３５２で衝突が発生
していないと判断された場合は（ステップ３５２でＮ
Ｏ）、次に、フレーム送信完了かを調べる（ステップ３
５４）。

【０１０８】ここで、フレーム送信完了でない場合は
（ステップ３５４でＮＯ）、ステップ３５２に戻り、フ
レーム送信完了と判断された場合は（ステップ３５４で
ＹＥＳ）、送信完了したフレームを低優先度フレーム送
信バッファ３４から削除し（ステップ３５５）、ステッ
プ３４８に戻る。

【０１０９】図６は、図３に示したスイッチングハブの
制御部の処理を示すフローチャートである。

【０１１０】スイッチングハブ３０の制御部３８の処理
は、以下のようになる。

【０１１１】１）同期フェーズ 各ポートの同期／高優先度フレーム送信バッファ３５に
同期フレームを書き込み、送信部３３をリセットする。
これにより、同期フレームが各ポートから送信される。
このとき送信部３３が送信中の低優先度フレームがあれ
ば、その送信は低優先度フレーム送信フェーズまで延期
される。

【０１１２】送信部３３のリセット後、各ポートの受信
バッファ３２−１〜３２−ｎ（以下、受信バッファ３２
として説明する）中のフレーム数を記憶しておく。これ
は高優先度フレーム受信フェーズで、各ポートに端末か
ら高優先度フレームが送信されたか否かを判定するのに
利用するためである。

【０１１３】２）高優先度フレーム送信フェーズ 端末が高優先度フレームを送信するのに十分な時間待
つ。この間に、端末からの高優先度フレームは各ポート
の受信バッファ３２に蓄積される。

【０１１４】３）高優先度フレーム受信フェーズ 各ポートの受信バッファ３２に蓄積された高優先度フレ
ームを宛先ポートから送信する。具体的には、各ポート
の受信バッファ３２に高優先度フレームが蓄積されてい
れば、すなわち、受信バッファ３２中のフレーム数が同
期フェーズで記憶した値より増加していれば高優先度フ
レームが蓄積されているので、この受信バッファ３２の
末尾から高優先度フレームを取出し、アドレステーブル
３６で宛先ポートを検索し、宛先ポートの同期／高優先
度フレーム送信バッファ３５に書き込む。

【０１１５】これにより、高優先度フレーム送信フェー
ズで受信した高優先度フレームが送信部３３により宛先
ポートから送信される。すべてのポートの処理が終了す
ると、端末からの低優先度フレームの受信待ちとなる。

【０１１６】４）低優先度フレーム送信フェーズ 通信サイクルの残り時間で、端末から受信した低優先度
フレームを宛先ポートから送信する。通信サイクルが終
了すると同期フェーズの処理に戻る。

【０１１７】すなわち、図６において、この処理が開始
されると（ステップ３８１）、低優先度フレーム送受信
フェーズで次に処理するポートの番号であるＰを１に設
定し（ステップ３８２）、各ポートの同期／高優先度フ
レーム送信バッファ３５に同期フレームを書き込む（ス
テップ３８３）。そして、各ポートの送信部３３をリセ
ットし（ステップ３８４）、各ポートの受信バッファ３
２中のフレーム数を記憶し（ステップ３８５）、高優先
度フレーム待ちになる（ステップ３８６）。

【０１１８】そして、ポート１高優先度フレーム処理を
実行する。このポート１高優先度フレーム処理は、ま
ず、受信バッファ３２のフレーム数増加かを調べ（ステ
ップ５０１）、受信バッファ３２のフレーム数が増加し
た場合は（ステップ５０１でＹＥＳ）、受信バッファ３
２の末尾から高優先度フレームを取り出し（ステップ５
０２）、次に、アドレステーブル３６を検索して（ステ
ップ５０３）、宛先ポートの同期／高優先度フレーム送
信バッファ３５にフレームを書き込み、次のポートの高
優先度フレーム処理に進む。なお、ステップ５０１で、
受信バッファ３２のフレーム数増加でないと判断された
場合は（ステップ５０１でＮＯ）、そのまま次のポート
の高優先度フレーム処理に進む。

【０１１９】上記処理は、各ポート毎に行われ、ポート
ｎ高優先度フレーム処理（ステップ３８８）が終了する
と、次に、通信サイクル終了かを調べ（ステップ３８
９）、通信サイクル終了であると判断されると（ステッ
プ３８９でＹＥＳ）、ステップ３８３に戻るが、通信サ
イクル終了でないと判断された場合は（ステップ３８９
でＮＯ）、ポートＰ低優先度フレーム処理を実行する
（ステップ３９０）。

【０１２０】このポートＰ低優先度フレーム処理は、ま
ず、受信バッファ３２にフレームありかを調べ（ステッ
プ５１１）、受信バッファ３２にフレームがある場合は
（ステップ５１１でＹＥＳ）、受信バッファ３２から１
フレーム取り出し（ステップ５１２）、アドレステーブ
ル３６を検索して（ステップ５１３）、宛先ポートの低
優先度フレーム送信バッファ３４にフレームを書き込
み、ステップ３９１に進む。なお、ステップ５１１で、
受信バッファ３２にフレームがないと判断された場合は
（ステップ５１１でＮＯ）、そのままステップ３９１に
進む。

【０１２１】ステップ３９１では、Ｐ＜ｎのときはＰ＝
Ｐ＋１とし、Ｐ＝ｎのときはＰ＝１としてステップ３８
９に戻る。

【０１２２】図７は、端末での受信および高優先度フレ
ーム送信の処理を示すフローチャートである。

【０１２３】端末でのフレーム受信時、それが同期フレ
ームでなければ、図３０に示したフローチャートのよう
に、従来と同様の手順で受信の処理を行なう。

【０１２４】また、端末で受信したフレームが同期フレ
ームの場合は、低優先度フレームの送信を禁止した後、
高優先度フレームを送信する。この時スイッチングハブ
３０は高優先度フレーム受信待ちとなっているため、伝
送路の空き待ちや衝突が発生することはない。

【０１２５】次に、高優先度フレームの受信を行ない、
スイッチングハブ３０からすべての高優先度フレームを
受信すると低優先度フレームの送信を許可して終了す
る。すべての高優先度フレームを受信したかどうかは、
フレームを受信しない状態が一定時間以上継続したかど
うかにより判定する。

【０１２６】すなわち、図７において、受信が開始され
ると（ステップ６０１）、全フレーム受信かを調べ（ス
テップ６０２）、全フレーム受信でないと（ステップ６
０２でＮＯ）、ステップ６０２に戻り全フレーム受信ま
で待つが、ステップ６０２で全フレーム受信と判断され
ると（ステップ６０２でＹＥＳ）、次に、同期フレーム
受信かを調べる（ステップ６０３）。

【０１２７】ここで、同期フレーム受信であると（ステ
ップ６０３でＹＥＳ）、低優先度フレーム送信禁止にし
（ステップ６０９）、次に、送信する高優先度フレーム
があるかを調べる（ステップ６１０）。ここで、送信す
る高優先度フレームがあると判断された場合は（ステッ
プ６１０でＹＥＳ）、高優先度フレームを送信し（ステ
ップ６１１）、ステップ６１２に進む。

【０１２８】また、ステップ６１０で、送信する高優先
度フレームがないと判断された場合は（ステップ６１０
でＮＯ）、そのままステップ６１２に進む。

【０１２９】ステップ６１２では、高優先度フレームを
受信し、次に、フレームを受信しない状態が一定時間以
上継続したかを調べる（ステップ６１３）。ここで、フ
レームを受信しない状態が一定時間以上継続していない
場合は（ステップ６１３でＮＯ）、ステップ６１２に戻
るが、ステップ６１３で、フレームを受信しない状態が
一定時間以上継続したと判断された場合は（ステップ６
１３でＹＥＳ）、低優先度フレーム送信許可とし（ステ
ップ６１４）、この受信処理を終了する（ステップ６０
７）。

【０１３０】また、ステップ６０３で、同期フレーム受
信でないと判断された場合は（ステップ６０３でＮ
Ｏ）、当該フレームが自端末宛てかを調べ（ステップ６
０４）、自端末当てであると判断されると（ステップ６
０４でＹＥＳ）、次に、当該フレームに誤りがないかを
調べ（ステップ６０５）、ここで誤まりがないと判断さ
れると（ステップ６０５でＹＥＳ）、当該フレームを受
信し（ステップ６０６）、この受信処理を終了する（ス
テップ６０７）。

【０１３１】しかし、ステップ６０４で、当該フレーム
が自端末宛てでないと判断された場合（ステップ６０４
でＮＯ）、若しくは、ステップ６０５で当該フレームに
誤りがあると判断された場合（ステップ６０５でＮＯ）
は、当該フレームを破棄して（ステップ６０８）、この
受信処理を終了する（ステップ６０７）。

【０１３２】図８は、端末での低優先度フレーム送信の
処理を示すフローチャートである。

【０１３３】端末における低優先度フレーム送信時に
は、低優先度フレームの送信が許可されていれば、図３
１のフローチャートに示したように、従来と同様の手順
で送信の処理を行なう。しかし、端末において低優先度
フレームの送信が許可されていなければ、許可されるま
で送信を延期する。

【０１３４】すなわち、図８において、低優先度フレー
ム送信が開始されると（ステップ６２１）、まず、低優
先度フレーム送信許可かを調べる（ステップ６２２）。
ここで低優先度フレーム許可でない場合は（ステップ６
２２でＮＯ）、ステップ６２２に戻り、低優先度フレー
ム許可となるまで待つ。

【０１３５】ステップ６２２で、低優先度フレーム許可
と判断されると（ステップ６２２でＹＥＳ）、次に、伝
送路が空きかを調べ（ステップ６２３）、伝送路が空き
でないと（ステップ６２３でＮＯ）、ステップ６２２に
戻り、伝送路が空くのを待つが、ステップ６２３で、伝
送路が空きであると判断されると（ステップ６２３でＹ
ＥＳ）、フレーム送信を開始し（ステップ６２４）、次
に、衝突が発生したかを調べる（ステップ６２５）。

【０１３６】ここで、衝突が発生したと判断された場合
は（ステップ６２５でＹＥＳ）、再送待ちを行い（ステ
ップ６２４）、ステップ６２２に戻る。

【０１３７】また、ステップ６２５で、衝突が発生して
いないと判断されると（ステップ６２５でＮＯ）、次
に、フレーム送信完了かを調べ（ステップ６２７）、こ
こで、フレーム送信完了でないと判断されると（ステッ
プ６２７でＮＯ）、ステップ６２５に戻り、フレーム送
信完了を待ち、ステップ６２５で、フレーム送信完了と
判断されると（ステップ６２５でＹＥＳ）、この低優先
度フレーム送信処理を終了する（ステップ６２８）。

【０１３８】上記実施の形態において、同期フェーズが
開始する直前に端末が低優先度フレームを送信すると、
低優先度フレームと同期フレームが衝突してしまい、端
末が同期フェーズの開始を認識できない場合がある。

【０１３９】図９は、低優先度フレームと同期フレーム
が衝突してしまって端末が同期フェーズの開始を認識で
きない場合を示す図である。

【０１４０】図９においては、ポート１に接続された端
末から同期フェーズが開始する直前に宛先端末がポート
ｎに接続された端末である低優先度フレーム「低１→
ｎ」を送信し、この低優先度フレームと同期フレームが
同期フェーズで衝突してしまい、この結果ポート１に接
続された端末が同期フェーズの開始を認識できない場合
を示している。なお、図９において、「高Ｘ→Ｙ」は、
ポートＸに接続する端末からポートＹに接続する端末へ
送信される高優先度フレームを示し、「低Ｘ→Ｙ」は、
ポートＸに接続する端末からポートＹに接続する端末へ
送信される低優先度フレームを示している。

【０１４１】この場合、ポート１に接続された端末は同
期フェーズの開始を認識できないので、高優先度フレー
ム送信フェーズにおいて、送信しようとしていたポート
ｎに接続された端末を宛先とする高優先度フレーム「高
１→ｎ」は送信されない。

【０１４２】図１０は、図９に示した問題を解決するた
めになされたこの発明に係るデータ伝送システムで採用
される通信サイクルの他の実施の形態を示す図である。

【０１４３】すなわち、図１０の構成においては、図９
に示した問題を解決するために同期フェーズにおいて同
期フレームを２つ連続して送信する。

【０１４４】ここで、同期フレームを２つ連続して送信
することで、１つ目の同期フレームが衝突により失われ
ても２つ目の同期フレームが必ず端末で受信されるた
め、端末は同期フェーズの開始を確実に認識できる。す
なわち、１つ目の同期フレームが衝突すると端末は送信
を中止して再送待ちとなるため、２つ目の同期フレーム
が衝突することはない。

【０１４５】なお、図１０においては、高優先度フレー
ム送信フェーズにおいて、ポート１に接続される端末か
らポートｎに接続される端末へ高優先度フレーム「高１
→ｎ」が送信され、かつ、ポート２に接続される端末か
らポートｎに接続される端末へ高優先度フレーム「高２
→ｎ」が送信され、かつ、ポートｎに接続される端末か
らポート２に接続される端末へ高優先度フレーム「高ｎ
→２」が送信され、低優先度フレーム送受信フェーズに
おいて、ポート１に接続される端末からポート２に接続
される端末へ低優先度フレーム「低１→２」が送信さ
れ、かつ、ポート２に接続される端末からポートｎに接
続される端末へ低優先度フレーム「低２→ｎ」が送信さ
れ、かつ、ポートｎに接続される端末からポート１に接
続される端末へ低優先度フレーム「低ｎ→１」が送信さ
れた場合を示している。

【０１４６】この場合、高優先度フレーム送信フェーズ
において、ポート１に接続される端末からポートｎに接
続される端末へ送信された高優先度フレーム「高１→
ｎ」は、高優先度フレーム受信フェーズにおいて、ポー
トｎに接続される端末で受信される。

【０１４７】また、高優先度フレーム送信フェーズにお
いて、ポート２に接続される端末からポートｎに接続さ
れる端末へ送信された高優先度フレーム「高２→ｎ」
は、高優先度フレーム受信フェーズにおいて、ポートｎ
に接続される端末で受信される。

【０１４８】また、高優先度フレーム送信フェーズにお
いて、ポートｎに接続される端末からポート２に接続さ
れる端末へ送信された高優先度フレーム「高ｎ→２」
は、高優先度フレーム受信フェーズにおいて、ポート２
に接続される端末で受信される。

【０１４９】また、低優先度フレーム送受信フェーズに
おいて、ポート１に接続される端末からポート２に接続
される端末へ送信された低優先度フレーム「低１→２」
は、低優先度フレーム送受信フェーズにおいて、ポート
２に接続される端末で受信される。

【０１５０】また、低優先度フレーム送受信フェーズに
おいて、ポート２に接続される端末からポートｎに接続
される端末へ送信された低優先度フレーム「低２→ｎ」
は、低優先度フレーム送受信フェーズにおいて、ポート
ｎに接続される端末で受信される。

【０１５１】また、低優先度フレーム送受信フェーズに
おいて、ポートｎに接続される端末からポート１に接続
される端末へ送信された低優先度フレーム「低ｎ→１」
は、低優先度フレーム送受信フェーズにおいて、ポート
１に接続される端末で受信される。

【０１５２】上記実施の形態をとる場合、前述した実施
の形態の図５乃至図７の処理が図１１乃至図１３のよう
に変更される。なお、図１１乃至図１３においては、図
５乃至図７の変更個所のみ示している。

【０１５３】図１１は、図１０の通信サイクルを採用し
た場合の図５に示したスイッチングハブの送信部のリセ
ット後の処理を示すフローチャートである。

【０１５４】図１１において、この処理が開始されると
（ステップ７０１）、同期／高優先度フレーム送信バッ
ファ３５の先頭から２フレーム取り出し（ステップ７０
２）、この取り出した１つのフレーム、すなわち、第１
の同期フレームを端末に送信し（ステップ７０３）、次
に、この取り出した他のフレーム、すなわち、第２の同
期フレームを端末に送信する（ステップ７０４）。以下
の処理は、図５に示したフローチャートのステップ３４
４以降の処理と同様である。

【０１５５】図１２は、図１０の通信サイクルを採用し
た場合の図６に示したスイッチングハブの制御部の処理
を示すフローチャートである。

【０１５６】図１２において、この処理が開始されると
（ステップ７１１）、低優先度フレーム送受信フェーズ
で次に処理するポートの番号であるＰを１に設定し（ス
テップ７１２）、各ポートの同期／高優先度フレーム送
信バッファ３５に同期フレームを２フレーム書き込む
（ステップ７１３）。そして、各ポートの送信部３３を
リセットし（ステップ７１４）、各ポートの受信バッフ
ァ３２中のフレーム数を記憶する（ステップ７１５）。
以下の処理は、図６に示したフローチャートのステップ
３８６以降の処理と同様である。

【０１５７】図１３は、図１０の通信サイクルを採用し
た場合の端末での受信および高優先度フレーム送信の処
理を示すフローチャートである。

【０１５８】図１３において、受信が開始されると（ス
テップ７２１）、全フレーム受信かを調べ（ステップ７
２２）、全フレーム受信でないと（ステップ７２２でＮ
Ｏ）、ステップ７２２に戻り全フレーム受信まで待つ
が、ステップ７２２で全フレーム受信と判断されると
（ステップ７２２でＹＥＳ）、次に、同期フレーム受信
かを調べる（ステップ７２３）。

【０１５９】ここで、同期フレーム受信であると（ステ
ップ７２３でＹＥＳ）、低優先度フレーム送信禁止にし
（ステップ７２４）、次に、さらにもう１フレーム同期
フレーム受信かを調べる（ステップ７２５）。ここで、
さらにもう１フレーム同期フレーム受信したと判断され
ると（ステップ７２６でＹＥＳ）、この同期フレームを
破棄して（ステップ７２６）、ステップ７２７に進む。

【０１６０】なお、ステップ７２５で、さらにもう１フ
レーム同期フレーム受信していないと判断されると（ス
テップ７２５でＮＯ）、そのままステップ７２７に進
む。以下の処理は、図７に示したフローチャートのステ
ップ６０４およびステップ６１１以降の処理と同様であ
る。

【０１６１】ところで、上記実施の形態に示した同期フ
レームは、通常のフレームと区別できるものならどのよ
うなものでもよい。たとえば、イーサネットにおいては
６４バイト未満の任意パターンのフレームを同期フレー
ムとして利用できる。

【０１６２】図１４は、イーサネットでの通常のフレー
ムのフォーマットと同期フレームのフォーマットとを示
す図である。

【０１６３】図１４において、図１４（ａ）は、イーサ
ネットでの通常のフレームフォーマットを示し、図１４
（ｂ）は、イーサネットでの同期フレームフォーマット
を示す。

【０１６４】イーサネットでは、通常のフレームは最小
フレーム長が６４バイトとなっている。そこで６４バイ
ト未満のフレームを同期フレームとして使用すると、通
常のフレームのフォーマットを変更することなく、同期
フレームを導入することが可能となる。ここで、同期フ
レームのパターンは、任意で良い。

【０１６５】すなわち、図１４（ａ）に示すイーサネッ
トでの通常のフレームフォーマットは、８バイトの宛先
アドレスＤＡ、８バイトの送信元アドレスＳＡ、８バイ
トのデータ（ＤＡＴＡ）長Ｌ、４６〜１５００バイトの
データＤＡＴＡ、４バイトの誤り検出符号ＦＣＳから構
成される。

【０１６６】また、図１４（ｂ）に示すイーサネットで
の同期フレームフォーマットは、６４バイト未満の任意
のパターンから構成される。

【０１６７】ところで、上記実施の形態において、高優
先度フレーム送信時に衝突が発生することはないが、低
優先度フレームについては衝突が発生する可能性があ
る。

【０１６８】ＦＡのＬＡＮにおいては、スイッチのオ
ン、オフ情報等、ＯＡ環境と比較して短いフレームが多
数送受信される。一般に、衝突発生頻度は、単位時間あ
たりに送信されるフレーム数が多いほど高くなる。

【０１６９】そこで、次に示す実施の形態では、スイッ
チングハブで複数の短いフレームを１つの長いフレーム
にマージしてから送信することで、衝突発生頻度を低減
するように構成される。なお、このフレームマージは上
記実施の形態だけでなく従来のスイッチングハブに適用
しても、衝突頻度低減の効果が得られる。

【０１７０】図１５は、この発明で採用されるフレーム
マージの手順を示す図である。

【０１７１】図１５において、この発明で採用されるフ
レームマージの手順は、複数のフレームを１フレームで
許される最大ＤＡＴＡフィールド長を越えない範囲で連
結する。そして、この連結したものを１つのＤＡＴＡフ
ィールドとみなして、宛先アドレスＤＡ、送信元アドレ
スＳＡ、データ長Ｌ、誤り検出符号ＦＣＳフィールドを
付加し新たなフレームを作成する。ここで、送信元アド
レスＳＡフィールドにはスイッチングハブのアドレスを
記述する。このため、スイッチングハブにも端末と同様
のアドレスを与えておく。端末は受信フレームの送信元
アドレスＳＡフィールドが、スイッチングハブのアドレ
スかどうかで、受信フレームがマージされたものかどう
かを判定する。

【０１７２】図１６は、この発明で採用されるフレーム
マージ手順によりフレームをマージした場合とマージし
ない場合とを比較して示した図である。

【０１７３】図１６において、図１６（ａ）は、フレー
ムをマージしない場合を示し、図１６（ｂ）は、この発
明で採用されるフレームマージ手順によりフレームをマ
ージした場合を示す。なお、図１６において上向きの矢
印は、衝突が発生する恐れのある場所を示す。

【０１７４】図１６から明らかなように、フレームをマ
ージすることにより衝突が発生する確率が低減され、ま
た、フレーム間隔を詰めて送信できるので伝送効率が向
上する。

【０１７５】図１７は、図２４に示したスイッチングハ
ブを用いてこの発明のフレームマージを行った場合のス
イッチングハブの送信部の処理を示すフローチャートで
ある。

【０１７６】この図１７に示すフローチャートは、図２
８に示したフローチャートに対応するもので、図２８に
示したフローチャートと比較すると、図１７のフローチ
ャートのステップ８０４からステップ８０８の部分が図
２８に示したフローチャートと異なる。

【０１７７】図１７に示すフローチャートにおいては、
スイッチングハブ２０の送信部２３によるフレーム送信
時、送信バッファ２４から１フレームの最大ＤＡＴＡフ
ィールド長を越えない範囲で複数のフレームを取出し、
それらを連結する。そして、この連結したフレームを１
つのＤＡＴＡフィールドとみなして宛先アドレスＤＡ、
送信元アドレスＳＡ、データ長Ｌ、誤り検出符号ＦＣＳ
フィールドを付加する。このとき、送信元アドレスＳＡ
フィールドにはスイッチングハブ２０のアドレスを記述
する。その後、連結されたフレームを図２８に示したフ
ローチャートと同じ手順で送信する。

【０１７８】すなわち、図１７において、この処理が開
始されると（ステップ８０１）、まず、送信バッファ２
４にフレームがあるかを調べる（ステップ８０２）。こ
こで、送信バッファ２４にフレームがないと（ステップ
８０２でＮＯ）、ステップ８０２に戻り、送信バッファ
２４にフレームが蓄積されるのを待つが、ステップ８０
２で送信バッファ２４にフレームがあると判断されると
（ステップ８０２でＹＥＳ）、送信バッファ２４の先頭
から１フレームを読み取る（ステップ８０３）。

【０１７９】そして、読取り済みフレームの総フレーム
長と最大データ長とを比較し、（読取り済みフレームの
総フレーム長）＜（最大データ長）かを調べる（ステッ
プ８０４）。ここで、（読取り済みフレームの総フレー
ム長）＜（最大データ長）が成立すると（ステップ８０
４でＹＥＳ）、前回までに読取ったフレームの末尾に今
回読取ったフレームを付加することでフレームの連結を
行い（ステップ８０５）、送信バッファ２４にフレーム
があるかを調べる（ステップ８０６）。ここで、送信バ
ッファ２４にフレームがあると判断されると（ステップ
８０６でＹＥＳ）、ステップ８０３に戻るが、ステップ
８０６で、送信バッファ２４にフレームがないと判断さ
れると（ステップ８０６でＮＯ）、ステップ８０７に進
む。

【０１８０】また、ステップ８０４で、（読取り済みフ
レームの総フレーム長）＜（最大データ長）が成立しな
いと判断されると（ステップ８０４でＮＯ）、そのまま
ステップ８０７に進む。

【０１８１】ステップ８０７では、連結したフレーム数
が複数か、すなわち、連結したフレーム数＞１かを調
べ、ここで、連結したフレーム数＞１であると、連結後
のフレームにヘッダを付加し、すなわち、連結後のフレ
ームに、宛先アドレスＤＡ、送信元アドレスＳＡ、デー
タ長Ｌ、誤り検出符号ＦＣＳフィールドを付加し（ステ
ップ８０８）、ステップ８０９に進む。

【０１８２】また、ステップ８０７で、連結したフレー
ム数＞１でないと判断されると（ステップ８０７でＮ
Ｏ）、そのままステップ８０９に進む。

【０１８３】ステップ８０９では、スイッチングハブ２
０と宛先端末との間の伝送路が空きかを調べる。

【０１８４】ここで、スイッチングハブ２０と宛先端末
との間の伝送路が空きでないと（ステップ８０９でＮ
Ｏ）、ステップ８０９に戻り、スイッチングハブ２０と
宛先端末との間の伝送路が空くのを待つが、ステップ８
０９で、スイッチングハブ２０と宛先端末との間の伝送
路が空きであると判断されると（ステップ８０９でＹＥ
Ｓ）、当該フレームの送信を開始する（ステップ８１
０）。

【０１８５】次に、このフレーム送信中に衝突が発生し
たか、すなわち、送信部２３と宛先端末が同時に送信し
てデータの送信が発生したかを調べる（ステップ８１
１）。ここで、衝突が発生した場合は（ステップ８１１
でＹＥＳ）、再送待ち（ステップ８１２）となった後、
ステップ８０９に戻るが、ステップ８１１で衝突が発生
していないと判断された場合は（ステップ８１１でＮ
Ｏ）、次に、フレーム送信完了かを調べる（ステップ８
１３）。

【０１８６】ここで、フレーム送信完了でない場合は
（ステップ８１３でＮＯ）、ステップ８１１に戻り、フ
レーム送信完了と判断された場合は（ステップ８１３で
ＹＥＳ）、送信完了したフレームを送信バッファ２４か
ら削除し（ステップ８１４）、ステップ８０２に戻る。

【０１８７】図１８は、図２４に示したスイッチングハ
ブを用いてこの発明のフレームマージを行った場合の端
末の受信処理を示すフローチャートである。

【０１８８】この図１８に示すフローチャートは、図３
０に示したフローチャートに対応するもので、図３０に
示したフローチャートと比較すると、図１８のフローチ
ャートのステップ８２７、８２８の部分が図３１に示し
たフローチャートと異なる。

【０１８９】図１８に示すフローチャートにおいては、
受信したフレームの送信元アドレスがスイッチングハブ
２０のアドレスと等しければ、そのフレームには複数の
フレームがマージされていると判定してもとのフレーム
に分解する。

【０１９０】すなわち、図１８において、端末において
フレーム受信が開始されると（ステップ８２１）、ま
ず、全フレーム受信かを調べ（ステップ８２２）、全フ
レーム受信でないと（ステップ８２２でＮＯ）、ステッ
プ８２２に戻り全フレーム受信まで待つが、ステップ８
２２で全フレーム受信と判断されると（ステップ８２２
でＹＥＳ）、次に、当該フレームが自端末宛てかを調べ
る（ステップ８２３）。

【０１９１】ここで、自端末宛てであると判断されると
（ステップ８２３でＹＥＳ）、次に、当該フレームに誤
りがないかを調べ（ステップ８２４）、ここで誤りがな
いと判断されると（ステップ８２４でＹＥＳ）、当該フ
レームを受信し（ステップ８２５）、送信元アドレスが
スイッチグハブ２０のアドレスか、すなわち、送信元ア
ドレス＝スイッチグハブのアドレスであるかを調べ（ス
テップ８２７）、送信元アドレス＝スイッチグハブのア
ドレスであると（ステップ８２７でＹＥＳ）、マージさ
れたフレームを元のフレームに分解し（ステップ８２
８）、この受信処理を終了する（ステップ８２９）。

【０１９２】また、ステップ８２３で、当該フレームが
自端末宛てでないと判断された場合（ステップ８２３で
ＮＯ）、若しくは、ステップ８２４で当該フレームに誤
りがあると判断された場合（ステップ８２４でＮＯ）
は、当該フレームを破棄して（ステップ８２６）、ステ
ップ８２７に進む。

【０１９３】また、ステップ８２７で、送信元アドレス
＝スイッチグハブのアドレスでないと判断された場合は
（ステップ８２７でＮＯ）、そのまま、この受信処理を
終了する（ステップ８２９）。

【０１９４】図１９は、図３に示したスイッチングハブ
を用いてこの発明のフレームマージを行った場合のスイ
ッチングハブの送信部の処理を示すフローチャートであ
る。

【０１９５】この図１９に示すフローチャートは、図５
に示したフローチャートに対応するもので、図５に示し
たフローチャートと比較すると、図１９のフローチャー
トのステップ８４０からステップ８４４の部分が図５に
示したフローチャートと異なる。

【０１９６】図１９に示すフローチャートにおいては、
スイッチングハブ３０の送信部３３による低優先度フレ
ーム送信時、低優先度送信バッファ３４から１フレーム
の最大ＤＡＴＡフィールド長を越えない範囲で複数のフ
レームを取出し、それらを連結する。そして、この連結
したフレームを１つのＤＡＴＡフィールドとみなして宛
先アドレスＤＡ、送信元アドレスＳＡ、データ長Ｌ、誤
り検出符号ＦＣＳフィールドを付加する。このとき、送
信元アドレスＳＡフィールドにはスイッチングハブ２０
のアドレスを記述する。その後、連結されたフレームを
図５に示したフローチャートと同じ手順で送信する。

【０１９７】すなわち、図１９において、この処理が開
始されると（ステップ８３１）、同期／高優先度フレー
ム送信バッファ３５の先頭から１フレーム取り出し（ス
テップ８３２）、この取り出したフレーム、すなわち、
同期フレームを端末に送信する（ステップ８３３）。

【０１９８】次に、同期／高優先度フレーム送信バッフ
ァ３５にフレームがあるかを調べる（ステップ８３
４）。ここで、同期／高優先度フレーム送信バッファ３
５にフレームがあると（ステップ８３４でＹＥＳ）、同
期／高優先度フレーム送信バッファ３５の先頭から１フ
レーム取り出し（ステップ８３５）、この取り出した高
優先度フレームを宛先端末に送信し（ステップ８３
６）、ステップ８３４に戻る。

【０１９９】また、ステップ８３４で、同期／高優先度
フレーム送信バッファ３５にフレームがないと判断され
ると（ステップ８３４でＮＯ）、次に、同期／高優先度
フレーム送信バッファ３５にフレームがない状態が一定
時間以上継続したかを調べ（ステップ８３７）、一定時
間以上継続していない場合は（ステップ８３７でＮ
Ｏ）、ステップ８３４に戻るが、一定時間以上継続した
と判断されると（ステップ８３７でＹＥＳ）、ステップ
８３８に進む。

【０２００】ステップ８３８では、低優先度フレーム送
信バッファ３４にフレームがあるかを調べる。ここで、
低優先度フレーム送信バッファ３４にフレームがないと
（ステップ８３７でＮＯ）、ステップ８３８に戻り、低
優先度フレーム送信バッファ３４にフレームが蓄積され
るのを待つが、ステップ８３８で低優先度フレーム送信
バッファ３４にフレームがあると判断されると（ステッ
プ８３８でＹＥＳ）、低優先度フレーム送信バッファ３
４の先頭から１フレームを読み取る。（ステップ８３
９）。

【０２０１】そして、読取り済みフレームの総フレーム
長と最大データ長とを比較し、（読取り済みフレームの
総フレーム長）＜（最大データ長）かを調べる（ステッ
プ８４０）。ここで、（読取り済みフレームの総フレー
ム長）＜（最大データ長）が成立すると（ステップ８４
０でＹＥＳ）、前回までに読取ったフレームの末尾に今
回読取ったフレームを付加することでフレームの連結を
行い（ステップ８４１）、低優先度送信バッファ３４に
フレームがあるかを調べる（ステップ８４２）。ここ
で、低優先度送信バッファ３４にフレームがあると判断
されると（ステップ８４２でＹＥＳ）、ステップ８３９
に戻るが、ステップ８４２で、低優先度送信バッファ３
４にフレームがないと判断されると（ステップ８４２で
ＮＯ）、ステップ８４３に進む。

【０２０２】また、ステップ８４０で、（読取り済みフ
レームの総フレーム長）＜（最大データ長）が成立しな
いと判断されると（ステップ８４０でＮＯ）、そのまま
ステップ８４３に進む。

【０２０３】ステップ８４３では、連結したフレーム数
が複数か、すなわち、連結したフレーム数＞１かを調
べ、ここで、連結したフレーム数＞１であると（ステッ
プ８４３でＹＥＳ）、連結後のフレームにヘッダを付加
し、すなわち、連結後のフレームに、宛先アドレスＤ
Ａ、送信元アドレスＳＡ、データ長Ｌ、誤り検出符号Ｆ
ＣＳフィールドを付加し（ステップ８４４）、ステップ
８４５に進む。

【０２０４】また、ステップ８４３で、連結したフレー
ム数＞１でないと判断されると（ステップ８４３でＮ
Ｏ）、そのままステップ８４５に進む。

【０２０５】ステップ８４５では、スイッチングハブ３
０と宛先端末との間の伝送路が空きかを調べる。

【０２０６】ここで、スイッチングハブ３０と宛先端末
との間の伝送路が空きでないと（ステップ８４５でＮ
Ｏ）、ステップ８４５に戻り、スイッチングハブ３０と
宛先端末との間の伝送路が空くのを待つが、ステップ８
４５で、スイッチングハブ３０と宛先端末との間の伝送
路が空きであると判断されると（ステップ８４５でＹＥ
Ｓ）、当該低優先度フレームの送信を開始する（ステッ
プ８４６）。

【０２０７】次に、このフレーム送信中に衝突が発生し
たか、すなわち、送信部３３と宛先端末が同時に送信し
てデータの衝突が発生したかを調べる（ステップ８４
７）。ここで、衝突が発生した場合は（ステップ８４７
でＹＥＳ）、再送待ち（ステップ８４８）となった後、
ステップ８４５に戻るが、ステップ８４７で衝突が発生
していないと判断された場合は（ステップ８４７でＮ
Ｏ）、次に、フレーム送信完了かを調べる（ステップ８
４９）。

【０２０８】ここで、フレーム送信完了でない場合は
（ステップ８４９でＮＯ）、ステップ８４７に戻り、フ
レーム送信完了と判断された場合は（ステップ８４９で
ＹＥＳ）、送信完了したフレームを低優先度フレーム送
信バッファ３４から削除し（ステップ８５０）、ステッ
プ８３８に戻る。

【０２０９】図２０は、図３に示したスイッチングハブ
を用いてこの発明のフレームマージを行った場合の端末
の受信／高優先度フレーム送信処理を示すフローチャー
トである。

【０２１０】この図２０に示すフローチャートは、図７
に示したフローチャートに対応するもので、図７に示し
たフローチャートと比較すると、図２０のフローチャー
トのステップ８５８、８５９の部分が図７に示したフロ
ーチャートと異なる。すなわち、図２０に示すフローチ
ャートにおいては、受信したフレームの送信元アドレス
がスイッチングハブ３０のアドレスと等しければ、その
フレームには複数のフレームがマージされていると判定
してもとのフレームに分解する。

【０２１１】すなわち、図２０において、受信が開始さ
れると（ステップ８５１）、全フレーム受信かを調べ
（ステップ８５２）、全フレーム受信でないと（ステッ
プ８５２でＮＯ）、ステップ８５２に戻り全フレーム受
信まで待つが、ステップ８５２で全フレーム受信と判断
されると（ステップ８５２でＹＥＳ）、次に、同期フレ
ーム受信かを調べる（ステップ８５３）。

【０２１２】ここで、同期フレーム受信であると（ステ
ップ８５３でＹＥＳ）、低優先度フレーム送信禁止にし
（ステップ８６１）、次に、送信する高優先度フレーム
があるかを調べる（ステップ８６２）。ここで、送信す
る高優先度フレームがあると判断された場合は（ステッ
プ８６２でＹＥＳ）、高優先度フレームを送信し（ステ
ップ８６３）、ステップ８６４に進む。

【０２１３】また、ステップ８６３で、送信する高優先
度フレームがないと判断された場合は（ステップ８６３
でＮＯ）、そのままステップ８６４に進む。

【０２１４】ステップ８６４では、高優先度フレームを
受信し、次に、フレームを受信しない状態が一定時間以
上継続したかを調べる（ステップ８６５）。ここで、フ
レームを受信しない状態が一定時間以上継続していない
場合は（ステップ８６５でＮＯ）、ステップ８６４に戻
るが、ステップ８６５で、フレームを受信しない状態が
一定時間以上継続したと判断された場合は（ステップ８
６５でＹＥＳ）、低優先度フレーム送信許可とし（ステ
ップ８６６）、この受信処理を終了する（ステップ８６
０）。

【０２１５】また、ステップ８５３で、同期フレーム受
信でないと判断された場合は（ステップ８５３でＮ
Ｏ）、当該フレームが自端末宛てかを調べ（ステップ８
５４）、自端末宛てであると判断されると（ステップ８
５４でＹＥＳ）、次に、当該フレームに誤りがないかを
調べ（ステップ８５５）、ここで誤りがないと判断され
ると（ステップ８５５でＹＥＳ）、当該フレームを受信
する（ステップ８５６）。

【０２１６】そして、送信元アドレスがスイッチグハブ
３０のアドレスか、すなわち、送信元アドレス＝スイッ
チグハブのアドレスであるかを調べ（ステップ８５
８）、送信元アドレス＝スイッチグハブのアドレスであ
ると（ステップ８５８でＹＥＳ）、マージされたフレー
ムを元のフレームに分解し（ステップ８５９）、この受
信処理を終了する（ステップ８６０）。

【０２１７】また、ステップ８５４で、当該フレームが
自端末宛てでないと判断された場合（ステップ８５４で
ＮＯ）、若しくは、ステップ８５５で当該フレームに誤
りがあると判断された場合（ステップ８５５でＮＯ）
は、当該フレームを破棄して（ステップ８５７）、ステ
ップ８５８に進む。

【０２１８】また、ステップ８５８で、送信元アドレス
＝スイッチグハブのアドレスでないと判断された場合は
（ステップ８５８でＮＯ）、そのまま、この受信処理を
終了する（ステップ８６０）。

【０２１９】なお、上記実施の形態では、送信バッファ
に複数のフレームが蓄積されていないとフレームマージ
が行われない。

【０２２０】そこで、以下に示す実施の形態において
は、送信バッファに蓄積されたフレームをすぐに送信す
るのではなく、一定時間バッファにフレームを蓄積して
から送信するように構成する。これによりフレームがマ
ージされる確率を高くし、衝突頻度をさらに低減させる
ことができる。

【０２２１】図２１は、図２４に示したスイッチングハ
ブを用いてこの発明のフレームマージを行った場合の端
末の受信処理の他の例を示すフローチャートである。

【０２２２】この図２１に示すフローチャートは、図１
７に示したフローチャートに対応するもので、図１７に
示したフローチャートと比較すると、図２１のフローチ
ャートのステップ８７２〜８７４の部分が図１７に示し
たフローチャートと異なる。

【０２２３】図１７に示すフローチャートにおいては、
タイマを使用して、一定時間毎に送信バッファ２４中の
フレームを送信する。

【０２２４】すなわち、図２１において、この処理が開
始されると（ステップ８７１）、まず、タイマをスター
トさせ（ステップ８７２）、次に、このタイマがタイム
アウトかを調べる（ステップ８７３）。ここで、タイマ
がタイムアウトでないと判断されると（ステップ８７３
でＮＯ）、ステップ８７３に戻り、タイマがタイムアウ
トするのを待つが、ステップ８７３で、タイマがタイム
アウトであると判断されると（ステップ８７３でＹＥ
Ｓ）、次に、タイマを再スタートさせる（ステップ８７
４）。

【０２２５】そして、送信バッファ２４にフレームがあ
るかを調べる（ステップ８７５）。ここで、送信バッフ
ァ２４にフレームがないと（ステップ８７５でＮＯ）、
ステップ８７３に戻り、送信バッファ２４にフレームが
蓄積されるのを待つが、ステップ８７５で送信バッファ
２４にフレームがあると判断されると（ステップ８７５
でＹＥＳ）、送信バッファ２４の先頭から１フレームを
読み取る（ステップ８７６）。

【０２２６】そして、読取り済みフレームの総フレーム
長と最大データ長とを比較し、（読取り済みフレームの
総フレーム長）＜（最大データ長）かを調べる（ステッ
プ８７７）。ここで、（読取り済みフレームの総フレー
ム長）＜（最大データ長）が成立すると（ステップ８７
７４でＹＥＳ）、前回までに読取ったフレームの末尾に
今回読取ったフレームを付加することでフレームの連結
を行い（ステップ８７８）、送信バッファ２４にフレー
ムがあるかを調べる（ステップ８７９）。ここで、送信
バッファ２４にフレームがあると判断されると（ステッ
プ８７９でＹＥＳ）、ステップ８７６に戻るが、ステッ
プ８７９で、送信バッファ２４にフレームがないと判断
されると（ステップ８７９でＮＯ）、ステップ８８０に
進む。

【０２２７】また、ステップ８７７で、（読取り済みフ
レームの総フレーム長）＜（最大データ長）が成立しな
いと判断されると（ステップ８７７でＮＯ）、そのまま
ステップ８８０に進む。

【０２２８】ステップ８８０では、連結したフレーム数
が複数か、すなわち、連結したフレーム数＞１かを調
べ、ここで、連結したフレーム数＞１であると、連結後
のフレームにヘッダを付加し、すなわち、連結後のフレ
ームに、宛先アドレスＤＡ、送信元アドレスＳＡ、デー
タ長Ｌ、誤り検出符号ＦＣＳフィールドを付加し（ステ
ップ８８１）、ステップ８８２に進む。

【０２２９】また、ステップ８８０で、連結したフレー
ム数＞１でないと判断されると（ステップ８８０でＮ
Ｏ）、そのままステップ８８２に進む。

【０２３０】ステップ８８２では、スイッチングハブ２
０と宛先端末との間の伝送路が空きかを調べる。

【０２３１】ここで、スイッチングハブ２０と宛先端末
との間の伝送路が空きでないと（ステップ８８２でＮ
Ｏ）、ステップ８８２に戻り、スイッチングハブ２０と
宛先端末との間の伝送路が空くのを待つが、ステップ８
８２で、スイッチングハブ２０と宛先端末との間の伝送
路が空きであると判断されると（ステップ８８２でＹＥ
Ｓ）、当該フレームの送信を開始する（ステップ８８
３）。

【０２３２】次に、このフレーム送信中に衝突が発生し
たか、すなわち、送信部２３と宛先端末が同時に送信し
てデータの衝突が発生したかを調べる（ステップ８８
４）。ここで、衝突が発生した場合は（ステップ８８４
でＹＥＳ）、再送待ち（ステップ８８５）となった後、
ステップ８８２に戻るが、ステップ８８４で衝突が発生
していないと判断された場合は（ステップ８８４でＮ
Ｏ）、次に、フレーム送信完了かを調べる（ステップ８
８６）。

【０２３３】ここで、フレーム送信完了でない場合は
（ステップ８８６でＮＯ）、ステップ８８４に戻り、フ
レーム送信完了と判断された場合は（ステップ８８６で
ＹＥＳ）、送信完了したフレームを送信バッファ２４か
ら削除し（ステップ８８７）、ステップ８７５に戻る。

【０２３４】図２２は、図３に示したスイッチングハブ
を用いてこの発明のフレームマージを行った場合のスイ
ッチングハブの送信部の処理の他の例を示すフローチャ
ートである。

【０２３５】この図２２に示すフローチャートは、図１
９に示したフローチャートに対応するもので、図１９に
示したフローチャートと比較すると、図２２のフローチ
ャートのステップ８９８〜９００の部分が図１９に示し
たフローチャートと異なる。

【０２３６】図２２に示すフローチャートにおいては、
タイマを使用して、一定時間毎に低優先度送信バッファ
３４中の低優先度フレームを送信する。

【０２３７】すなわち、図２２において、この処理が開
始されると（ステップ８９１）、同期／高優先度フレー
ム送信バッファ３５の先頭から１フレーム取り出し（ス
テップ８９２）、この取り出したフレーム、すなわち、
同期フレームを端末に送信する（ステップ８９３）。

【０２３８】次に、同期／高優先度フレーム送信バッフ
ァ３５にフレームがあるかを調べる（ステップ８９
４）。ここで、同期／高優先度フレーム送信バッファ３
５にフレームがあると（ステップ８９４でＹＥＳ）、同
期／高優先度フレーム送信バッファ３５の先頭から１フ
レーム取り出し（ステップ８９５）、この取り出した高
優先度フレームを宛先端末に送信し（ステップ８９
６）、ステップ８９４に戻る。

【０２３９】また、ステップ８９４で、同期／高優先度
フレーム送信バッファ３５にフレームがないと判断され
ると（ステップ８９４でＮＯ）、次に、同期／高優先度
フレーム送信バッファ３５にフレームがない状態が一定
時間以上継続したかを調べ（ステップ８９７）、一定時
間以上継続していない場合は（ステップ８９７でＮ
Ｏ）、ステップ８９４に戻るが、一定時間以上継続した
と判断されると（ステップ８９７でＹＥＳ）、ステップ
８９８に進む。

【０２４０】ステップ８９８では、タイマをスタートさ
せ、次に、このタイマがタイムアウトかを調べる（ステ
ップ８９９）。ここで、タイマがタイムアウトでないと
判断されると（ステップ８９９でＮＯ）、ステップ８９
９に戻り、タイマがタイムアウトするのを待つが、ステ
ップ８９９で、タイマがタイムアウトであると判断され
ると（ステップ８９９でＹＥＳ）、次に、タイマを再ス
タートさせる（ステップ９００）。

【０２４１】次に、低優先度フレーム送信バッファ３４
にフレームがあるかを調べる（ステップ９０１）。ここ
で、低優先度フレーム送信バッファ３４にフレームがな
いと（ステップ９０１でＮＯ）、ステップ８９９に戻
り、低優先度フレーム送信バッファ３４にフレームが蓄
積されるのを待つが、ステップ９０１で低優先度フレー
ム送信バッファ３４にフレームがあると判断されると
（ステップ９０１でＹＥＳ）、低優先度フレーム送信バ
ッファ３４の先頭から１フレームを読み取る。（ステッ
プ９０２）。

【０２４２】そして、読取り済みフレームの総フレーム
長と最大データ長とを比較し、（読取り済みフレームの
総フレーム長）＜（最大データ長）かを調べる（ステッ
プ９０３）。ここで、（読取り済みフレームの総フレー
ム長）＜（最大データ長）が成立すると（ステップ９０
３でＹＥＳ）、前回までに読取ったフレームの末尾に今
回読取ったフレームを付加することでフレームの連結を
行い（ステップ９０４）、低優先度送信バッファ３４に
フレームがあるかを調べる（ステップ９０５）。ここ
で、低優先度送信バッファ３４にフレームがあると判断
されると（ステップ９０５でＹＥＳ）、ステップ９０２
に戻るが、ステップ９０５で、低優先度送信バッファ３
４にフレームがないと判断されると（ステップ９０５で
ＮＯ）、ステップ９０６に進む。

【０２４３】また、ステップ９０３で、（読取り済みフ
レームの総フレーム長）＜（最大データ長）が成立しな
いと判断されると（ステップ９０３でＮＯ）、そのまま
ステップ９０６に進む。

【０２４４】ステップ９０６では、連結したフレーム数
が複数か、すなわち、連結したフレーム数＞１かを調
べ、ここで、連結したフレーム数＞１であると（ステッ
プ９０６でＹＥＳ）、連結後のフレームにヘッダを付加
し、すなわち、連結後のフレームに、宛先アドレスＤ
Ａ、送信元アドレスＳＡ、データ長Ｌ、誤り検出符号Ｆ
ＣＳフィールドを付加し（ステップ９０７）、ステップ
９０８に進む。

【０２４５】また、ステップ９０６で、連結したフレー
ム数＞１でないと判断されると（ステップ９０６でＮ
Ｏ）、そのままステップ９０８に進む。

【０２４６】ステップ９０８では、スイッチングハブ３
０と宛先端末との間の伝送路が空きかを調べる。

【０２４７】ここで、スイッチングハブ３０と宛先端末
との間の伝送路が空きでないと（ステップ９０８でＮ
Ｏ）、ステップ９０８に戻り、スイッチングハブ３０と
宛先端末との間の伝送路が空くのを待つが、ステップ８
４５で、スイッチングハブ３０と宛先端末との間の伝送
路が空きであると判断されると（ステップ９０８でＹＥ
Ｓ）、当該低優先度フレームの送信を開始する（ステッ
プ９０９）。

【０２４８】次に、このフレーム送信中に衝突が発生し
たか、すなわち、送信部３３と宛先端末が同時に送信し
てデータの衝突が発生したかを調べる（ステップ９１
０）。ここで、衝突が発生した場合は（ステップ９１０
でＹＥＳ）、再送待ち（ステップ９１１）となった後、
ステップ９０８に戻るが、ステップ９１０で衝突が発生
していないと判断された場合は（ステップ９１０でＮ
Ｏ）、次に、フレーム送信完了かを調べる（ステップ９
１２）。

【０２４９】ここで、フレーム送信完了でない場合は
（ステップ９１２でＮＯ）、ステップ９１０に戻り、フ
レーム送信完了と判断された場合は（ステップ９１２で
ＹＥＳ）、送信完了したフレームを低優先度フレーム送
信バッファ３４から削除し（ステップ９１３）、ステッ
プ９０１に戻る。

【０２５０】このように、この発明では、複数の端末を
スイッチングハブに接続し、該スイッチングハブを介し
て上記複数の端末間でフレームの送受信を行なうデータ
伝送システムにおいて、時間軸上に、上記端末と上記ス
イッチングハブとの同期をとる同期フェーズ、高優先度
フレームを送信する高優先度フレーム送信フェーズ、高
優先度フレームを受信する高優先度フレーム受信フェー
ズ、低優先度フレームを送受信する低優先度フレーム送
受信フェーズからなる通信サイクルを設けて各フレーム
の伝送を行うように構成したので、高優先度フレームの
伝送遅延時間の上限を保証することができる。

【０２５１】また、低優先度フレームを一定時間蓄積し
た後、それらの低優先度フレームをマージして上記低優
先度フレーム送受信フェーズにおいて送信するように構
成したので、優先度の低いフレームの衝突発生頻度を低
減することができる。

【０２５２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、複数の端末をスイッチングハブに接続し、該スイッ
チングハブを介して上記複数の端末間でフレームの送受
信を行なうデータ伝送システムにおいて、時間軸上に、
上記端末と上記スイッチングハブとの同期をとる同期フ
ェーズ、高優先度フレームを送信する高優先度フレーム
送信フェーズ、高優先度フレームを受信する高優先度フ
レーム受信フェーズ、低優先度フレームを送受信する低
優先度フレーム送受信フェーズからなる通信サイクルを
設けて各フレームの伝送を行うように構成したので、高
優先度フレームの伝送遅延時間の上限を保証することが
でき、また、低優先度フレームを一定時間蓄積した後、
それらの低優先度フレームをマージして上記低優先度フ
レーム送受信フェーズにおいて送信するように構成した
ので、優先度の低いフレームの衝突発生頻度を低減する
ことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るデータ伝送システムで採用され
る通信サイクルの一実施の形態を示す図。

【図２】図１に示した通信サイクルの詳細を示す図。

【図３】この発明に係わるデータ伝送システムで採用さ
れるスイッチングハブの詳細構成を示すブロック図。

【図４】図３に示したスイッチングハブの制御部からリ
セット要求を受けたときの送信部の処理を示すフローチ
ャート。

【図５】図３に示したスイッチングハブの送信部のリセ
ット後の処理を示すフローチャート。

【図６】図３に示したスイッチングハブの制御部の処理
を示すフローチャート。

【図７】端末での受信および高優先度フレーム送信の処
理を示すフローチャート。

【図８】端末での低優先度フレーム送信の処理を示すフ
ローチャート。

【図９】低優先度フレームと同期フレームが衝突してし
まって端末が同期フェーズの開始を認識できない場合を
示す図。

【図１０】図９に示した問題を解決するためになされた
この発明に係るデータ伝送システムで採用される通信サ
イクルの他の実施の形態を示す図。

【図１１】図１０の通信サイクルを採用した場合の図３
に示したスイッチングハブの送信部のリセット後の処理
を示すフローチャート。

【図１２】図１０の通信サイクルを採用した場合の図３
に示したスイッチングハブの制御部の処理を示すフロー
チャート。

【図１３】図１０の通信サイクルを採用した場合の端末
での受信および高優先度フレーム送信の処理を示すフロ
ーチャート。

【図１４】イーサネットでの通常のフレームのフォーマ
ットと同期フレームのフォーマットとを示す図。

【図１５】この発明で採用されるフレームマージの手順
を示す図。

【図１６】この発明で採用されるフレームマージ手順に
よりフレームをマージした場合とマージしない場合とを
比較して示した図。

【図１７】図２４に示したスイッチングハブを用いてこ
の発明のフレームマージを行った場合のスイッチングハ
ブの送信部の処理を示すフローチャート。

【図１８】図２４に示したスイッチングハブを用いてこ
の発明のフレームマージを行った場合の端末の受信処理
を示すフローチャート。

【図１９】図３に示したスイッチングハブを用いてこの
発明のフレームマージを行った場合のスイッチングハブ
の送信部の処理を示すフローチャート。

【図２０】図３に示したスイッチングハブを用いてこの
発明のフレームマージを行った場合の端末の受信／高優
先度フレーム送信処理を示すフローチャート。

【図２１】図２４に示したスイッチングハブを用いてこ
の発明のフレームマージを行った場合の端末の受信処理
の他の例を示すフローチャート。

【図２２】図３に示したスイッチングハブを用いてこの
発明のフレームマージを行った場合のスイッチングハブ
の送信部の処理の他の例を示すフローチャート。

【図２３】ＣＳＭＡ／ＣＤ型ＬＡＮのネットワーク構成
の一例を示したブロック図。

【図２４】図２３に示したスイッチングハブの詳細構成
を示すブロック図。

【図２５】図２４に示したスイッチングハブのアドレス
テーブルの構成例を示した図。

【図２６】データ伝送システムで送受信されるフレーム
のフォーマット構造を示す図。

【図２７】図２４に示したスイッチングハブの受信部の
処理を示すフローチャート。

【図２８】図２４に示したスイッチングハブの送信部の
処理を示すフローチャート。

【図２９】図２４に示したスイッチングハブの制御部の
処理を示すフローチャート。

【図３０】端末のフレーム受信処理を示すフローチャー
ト。

【図３１】端末のフレーム送信処理を示すフローチャー
ト。

【符号の説明】

１０−１ 端末（端末１） １０−２ 端末（端末２） １０−２ 端末（端末３） １０−４ 端末（端末４） ２０ スイッチングハブ ２１−１〜２１−ｎ 受信部 ２２−１〜２２−ｎ 受信バッファ ２３−１〜２３−ｎ 送信部 ２４−１〜２４−ｎ 送信バッファ ２５ アドレステーブル ２６ メモリ ２７ 制御部 ３０ スイッチングハブ ３１−１〜３１−ｎ 受信部 ３２−１〜３２−ｎ 受信バッファ ３３−１〜３３−ｎ 送信部 ３４−１〜３４−ｎ 低優先度フレーム送信バッファ ３５−１〜３５−ｎ 同期／高優先度フレーム送信バ
ッファ ３６ アドレステーブル ３７ メモリ ３８ 制御部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の端末をスイッチングハブに接続
   し、該スイッチングハブを介して上記複数の端末間でフ
   レームの送受信を行なうデータ伝送システムにおいて、 時間軸上に、上記端末と上記スイッチングハブとの同期
   をとる同期フェーズ、高優先度フレームを送信する高優
   先度フレーム送信フェーズ、高優先度フレームを受信す
   る高優先度フレーム受信フェーズ、低優先度フレームを
   送受信する低優先度フレーム送受信フェーズからなる通
   信サイクルを設け、 高優先度フレームの伝送遅延時間の上限値を保証するよ
   うにしたことを特徴とするデータ伝送システム。
2. 【請求項２】 上記データ伝送システムは、 ＣＳＭＡ／ＣＤ型ＬＡＮを構成するイーサネットである
   ことを特徴とする請求項１記載のデータ伝送システム。
3. 【請求項３】 上記同期フェーズは、 上記スイッチングハブから上記複数の端末に少なくとも
   １つの同期フレームを同報送信することを特徴とする請
   求項１記載のデータ伝送システム。
4. 【請求項４】 上記同期フェーズは、 上記スイッチングハブから上記複数の端末に２つの同期
   フレームを連続して同報送信することを特徴とする請求
   項３記載のデータ伝送システム。
5. 【請求項５】 上記同期フレームは、 ６４バイト未満の任意のパターンのフレームであること
   を特徴とする請求項３または４記載のデータ伝送システ
   ム。
6. 【請求項６】 上記スイッチングハブは、 低優先度フレームを一定時間蓄積した後、それらの低優
   先度フレームをマージして上記低優先度フレーム送受信
   フェーズにおいて送信することを特徴とする請求項１記
   載のデータ伝送システム。
7. 【請求項７】 複数の端末をスイッチングハブに接続
   し、該スイッチングハブを介して上記複数の端末間でフ
   レームの送受信を行なうデータ伝送システムにおいて、 フレームを一定時間蓄積した後、それらのフレームをマ
   ージして送信することを特徴とするデータ伝送システ
   ム。