JPS5822893B2 - デ−タハイウエイシステムの回線制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデータハイウェイシステムにおいて、特にポー
リング方式を用いて回線制御機能を各ステーションで持
回る方式において回線効率を向上させる回線制御方式に
関する。

データハイウェイシステムは第１図に示すように、鉄鋼
、化学プラントなど広域に渡る生産管理、計算制御の分
野で多数用いられているループ状の伝送システムである
。

回線の状態を監視するモニタステーション（ＭＳＴ）１
とデータ送受信用のステーション（ｓ’ｒ）２，３，４
，５および６とが回線７によりループ状に接続され、各
ステーションを介して計算機８，９、端末装置１０，１
１゜１２が接続されている。

このようなシステム構成において、ポーリング方式を用
いて回線制御機能を各ステーションで持回る方式、すな
わちデータ送信終了のステーションが次の送信ステーシ
ョンを選択するためのポーリング動作を行う従来の回線
制御方式を説明する。

第２図は伝送フレームの構成を示したもので、（１）デ
ータ送信を終了して回線制御機能を行うステーションか
ら各ＳＴに送信要求の問い合せを行うポーリング（ＰＯ
Ｌ）フレーム、（２）Ｐ ＯＬフレームに応答して申込
みを行う送信申込み（ＲＥＱ）フレーム、ＲＥＱフレー
ムに応じて１つのステーションに送信許可を行うセレク
テイング（ＳＥＬ）フレーム、ＳＥＬフレームに続いて
データ送信ヲ行うためのデータ（ＤＡＴＡ）フレーム、
ＤＡＴＡフレームを受信したステーションが応答送信を
行うための応答（ＲＥＳＰ）フレームがある。

（１）のＰＯＬフレームはＰＯＬフレーム開始のための
同期コードＧＡ、優先制御コードＰＣから構成されてい
る。

ＲＥＱ、ＳＥＬ、ＤＡＴＡ、ＲＥＳＰの各フレーム（２
）はバイレベルデータリンク制御手順に準拠したもので
（例えばＩｎｔｅｒｎａｔ １ｏｎａｌＳ ｔａｎｄａ
ｒｄ ３３０９ ”Ｄａｔａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ
ｉｏｎ −）（’ｉ ｇｈ−１ｅｖｅ ｌ Ｄａｔａ
Ｌｉｎｋ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ −Ｆ ｒａｍｅ ５
ｔｒｕｃｔｕｒｅ ）、フレームの開始、終結を示すフ
ラグＦ１受信ステーションアドレスＤＡ。

制御コードＣ１送信ステーションアドレスＳＡ、データ
１１ 、 Ｉ２ 、 Ｉｎ 、誤り制御コードＦＣ８で
構成されている。

ただしＲＥＱ、ＳＥＬ。ＲＥＳＰフレームにはデータ■
を設けなくとも十分にその目的を達することができる。

このようなフレーム構成による制御手順を第３図に示す
。

回線制御機能を行うステーションはまずＰＯＬフレーム
を送信することにより、１つの伝送サイクルが開始され
る。

（Ａ１）そうすると計算機８，９あるいは端末装置１０
，１１，１２のうち、データ送信要求のある機器に接続
されたステーションはＰＯＬフレームに応答して優先制
御コードＰＣ１および送信申込みフレームに自局のアド
レスＳＡを乗せて送信する。

（Ａ２）回線制御機能を行うステーションはＰＯＬフレ
ーム、それに引き続いたＲＥＱフレームが帰えってきた
時点で、ＰＯＬフレームに応答したステーションの有無
を判別しくＡ３）、応答が有れば次の処理に移り（Ａ４
）、無ければポーリング動作を再試行する（Ａ１）。

ＰＯＬフレームに対する応答があった場合、回線制御機
能を行うステーションはＳＥＬフレームを送信する。

（Ａ４）このＳＥＬフレーム中のアドレスＤＡにより選
択されたステーションは送信局となりＳＥＬフレームに
引き続いてＤＡＴＡフレームを送信する。

（Ａ５）このフレーム中の受信ステーションアドレスＤ
Ａにより指定されたステーションは受信動作に入り、Ｄ
ＡＴＡフレームを受信し、受信完了によりＲＥＳＰフレ
ームを送信する。

（Ａ６）送信ステーションはＲＥＳＰフレームを受信完
了すると、送信ステーション、受信ステーション間での
データ転送が完了するので、データ送信が終了したステ
ーションは次の新しい送信ステーションを決定するため
再び新らしいＰＯＬフレームを送信する。

（Ａ１）以上説明した従来方式の動作を回線の使用効率
に着目して図示すると第４図に示すタイムチャートのよ
うになる。

たて軸は第１図のモニタステーション（ＭＳＴ）を基準
にして回線７を１直線上に展開したものであり、横軸は
時間を示している。

ここでは、データ送信を終了したステーションＳＴ１か
らのＰＯＬフレームに対してＳＴ２とＳＴ４が応答する
例を示している。

応答は、先に説明のとと＜ＰＯＬフレームに続＜ＲＥＱ
フレームに、優先制御コードＰＣおよび自局のアドレス
ＳＡを乗せて送信する。

各ステーションでは、送信申込みがＲＥＱフレーム中に
既にある場合は、このＲＥＱフレーム中の優先制御コー
ドと自ステーションの優先制御コードの優先順位の比較
を行い、自ステーションの優先順位が高い場合のみ、自
局の優先制御コードＰＣおよび自局のアドレスＳＡを乗
せる。

第４図の例では、ＳＴ４がＳＴ２より優先順位が高い場
合であり、ＲＥＱフレームには、ＳＴ２が先にＲＥＱ２
（ＳＴ２の優先制御コードおよびＳＴ２のアドレス）を
乗せたが、ＲＥＱフレームがＳＴ４を通過する際にＲＥ
Ｑ４（ＳＴ４の優先制御コードおよびＳＴ４のアドレス
）に書き換えられている。

ＳＴ１は、ＲＥＱフレームにＲＥＱ４があることにより
、次のＳＥＬフレームのアドレスＤＡでＳＴ４を指定し
、ＳＴ４は送信局となりＤＡＴＡフレームを送信してい
る。

ここでは、ＳＴ４はＳＴ２に対して送信を行っており、
ＳＴ２は受信完了によりＲＥＳＰフレームを送信してい
る。

ＳＴ４はＳＴ２からのＲＥ ＳＰフレームを受信完了す
ると、送信動作が終了したことを知り、ＰＯＬフレーム
を送信している。

ここで、１回の伝送サイクルとは、図示するごとく、送
信を終了したステーションがＰＯＬフレーム送信を開始
した時点から次のＰＯＬフレーム送信を開始する時点ま
でである。

この伝送サイクルで回線上に有効情報が存在している部
分は斜線で示されており、白抜き部分はステーション間
のビット同期を確保するためにデータ転送には無効なタ
イムフィルで埋められている。

伝送サイクル中のこの無１駄時間は図中に３回現われて
おり、この無駄時間はループを一巡するための遅延時間
に相当する。

ループ全長を１０ｋｒＩｌとすると遅延時間は約５５μ
ｓである。

したがって伝送速度を１０Ｍビット／秒とするとこの遅
延時間はビット数に換算すると５５０ビツト（キ７０バ
イト）に相当し、ＤＡＴＡフレームが最長２６０バイト
程度に比較して無視し得ない値である。

よって従来方式では伝送速度の高速化を行うと回線の使
用効率が大幅に低下して効率的なデータ転送ができなく
なるという欠点があった。

本発明の目的は、上記した従来方式の欠点をなくし、高
速な伝送速度のときにも回線の使用効率を高め、効率的
なデータ転送を可能とするような回線制御方式を提供す
ることにある。

本発明の特徴は、回線制御を行うステーションカラのセ
レクテイングフレームによって指定されたステーション
は、当該セレクテイングフレーム。

に続けて、まず先行的なポーリングフレームを送信し、
更に各ステーションが当該ポーリングフレームに応答す
るＲＥＱフレーム長の時間経過後、データ伝送のための
有効フレームの送信を行うようにしていることである。

本発明の他の特徴は、データ送信を終了した送信ステー
ションは、応答フレームを受信完了することなく、当該
伝送サイクルの先行ポーリングブレームによって予め決
定した次の送信ステーションに対しセレクテイングフレ
ームを送信するようにしていることである。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

第１図のシステム構成、第２図で説明したようなフレー
ム構成において本発明による回線制御のフローチャート
の一例を第５図に示す。

本発明によるデータハイウェイシステムの回線使用効率
を、従来例の第４図に対応させて、第６図に示す。

図示した伝送サイクルの例ではＳＥＬフレームで選択さ
れるステーションはＳｒ４で、これは前回の伝送サイク
ルのポーリング動作に応答したステーションである。

図示する伝送サイクルのＰＯＬフレームにはＳｒ１が応
答し、当該伝送サイクルの最後のＳＥＬフレームでＳｒ
１を選択する。

このように従来方式として比較して、（１）Ｐ ＯＬフ
レームとＳＥＬフレームの間に生じるＰＯＬ。

ＲＥＱフレームがループを一巡するための無駄時間、（
２）ＤＡＴＡフレームとＲＥＳＰフレームの間に生じる
ＤＡＴＡ、ＲＥＳＰフレームがループを一巡するための
無駄時間をなくすことができ、回線使用効率がそれだけ
向上している。

しかも上記のような従来方式の無駄時間はシステム規模
や伝送速度が犬なるほど大きな比重を占めるようになる
ものであり、したがって本発明によればこのような無駄
時間を省くことができて大規模、高速システムにおいて
回線使用効率が向上し、高速なデータ転送が可能となる
。

次に本発明を実現するためのコントロールステーション
、データ送受信用ステーションの構成を第７図に示す。

第７図において、回線Ｉから受信器２０、復調器２１を
介して情報を受信し、その受信情報からクロック発生器
によりクロックを抽出する。

ＧＡ検出器２５はＧＡコードの検出を行い、ポーリング
の開始を知るためのものである。

ＨＤＬＣ受信器２６は第２図に示したＨＤＬＣ手順のフ
レームフォーマットを分解する機能を有し、開始フラグ
Ｆを検出し、８ビツト毎に並列データに変換すると共に
、ＩＩ Ｏ＋１削除、誤り検出を行う。

並列データに変換された情報はＤＡ検出器２７、ＳＡ検
出器２８、受信用メモリ３０に加えられ、記憶される。

ＤＡ検出器２７は自ステーション宛てのフレームである
ことを判断するもので、またＳＡ検出器２８はフレーム
を送信した送信局アドレスＳＡを検出するものである。

カウンタ２９はＳＴ制御回路３７からの指令によりビッ
ト数をカウントするもので、設定ビット数をカウントす
るとＳＴ制御回路３７に連絡される。

３０は受信用メモリで、３０１には受信したＤＡＴＡフ
レームを、３０２にはＲＥＱフレームを格納する。

ＰＯＬ発生器３２はＰＯＬフレームを発生する回路であ
る。

ＰＣ比較器３３はＰＣレジスタ３４の内容と復調器２１
出力と１ビツト毎に比較し、ＰＣレジスタ３４の内容が
大きい場合にＳＴ制御回路３７に連絡する。

ＰＣレジスタ３４はステーションに送信要求が発生した
ときに優先レベルがセットされる。

ＨＤＬＣ送信器３５は第２図に示したＨＤＬＣフレーム
フォーマットを発生する回路で、開始・終了フラグの付
加、１１０ ？＋挿入、誤り制御のためのＦＣＳビット
付加を行い、並列データを直列データに変換する。

ゲート３１０〜３１３はワイアードオアのできる制御ゲ
ートで、ＳＴ制御回路３７が制御し、復調器２１出力、
ＰＯＬフレーム発生器３２出力、ＰＣＣレジスフ３出力
、ＨＤＬＣ送信器３５出力のいずれかを選択し変調器２
３に印加する。

３６は送信用メモリで、３６０はＳ Ｅ Ｉ、フレーム
、３６１はＲＥＱフレーム、３６２はＲＥＳＰフレーム
、３６３はＤＡＴＡフレームをそれぞれ格納するもので
ある。

３８はステーションに接続される計算機、あるいは端末
装置とのインターフェイス制御回路である３以上のよう
なステーションの構成において、ステーションは第６図
に示す伝送サイクルに従って、フレームの開始フラグＦ
検出により第８図に示した動作フローを開始する。

受信ＤＡが自ステーシヨンアドレスと一例するかを調べ
（Ｓｌ ０）、−到する場合にはフレームの種別を判断
する（８１１ ）。

ＳＥＬフレームの場合にはフレームを受信しく８１２）
、ＳＥＬフレーム受信完了で（ＰＯＬ＋ＲＥＱ）フレー
ム・ビット数をカウンタ２９にセットしく８１３）、Ｐ
ＯＬフレーム発生器３２に起動をかけ、ゲート３１１を
オープンにしてＰＯＬフレームを送信する（Ｓ１４）。

カウンタ２９が零になるとＳＴ制御回路３７はＨＤＬＣ
送信器３５に送信メモリ３６３ （ＤＡＴＡフレーム）を送信するよう起動して、ゲート
３１３をオープンにしく８１６）、応答待ち状態にセッ
トする（８１７）。

ＤＡＴＡフレームの送信が完了すると、ＲＥＳＰフレー
ム・ビット数をカウンタ２９にセットしく８１８）、カ
ウンタ２９が零になったことにより次のステップに進む
（Ｓｌ ９）。

８１４のＰＯＬフレームに応答したＲＥＱフレームが受
信メモリ３０１に格納されており、このＲＥＱフレーム
中の送信申込みステーションアドレスＳＡを送信メモリ
３６０（ＳＥＬフレーム）に転送しく８２０）、この送
信メモリ３６０の内容を送信するようＨＤＬＣ送信器３
５に起動をゲート３１３をオープンにする（８２１）。

ＤＡＴＡ、ＲＥＳＰフレームを受信する場合は開始フラ
グ検出により８１０，８１１を通り、応答待ち状態かを
判断しく５２２）、応答待ち状態の場合には受信中のフ
レームとみなし、受信用メモリ３０２にフレームを受信
する（８２３）。

応答待ち状態でない場合にはＤＡＴＡフレームとみなし
、受信用メモリ３０２にフレームを受信しく５２４）、
ＤＡＴＡフレーム受信完了でＨＤＬＣ送信器３５に送信
用メモリ３６２（ＲＥＳＰフレーム）を送信するよう起
動し、ゲート３１３をオープンにする（８２５）。

第９図は送信要求が発生したステーションの動作フロー
を示す。

ステーションに接続すれてイル計算機、あるいは端末装
置に送信要求が発生するとインターフェイス制御回路３
８を介して、ＰＣコードがＰＣレジスタ３４、ＲＥＱフ
レームが送信用メモ’Ｊ ３６１、ＤＡＴＡフレームが
送信メモリ３６３にそれぞれセットされる（Ｓｌ）。

ＰＯＰＯＬフレームのＧＡコードが検出されると（Ｓ２
）、受信ＰＣコードとＰＣＣレジスフ３のＰＣコードが
ビット毎にＰＣ比較器３３により比較され（Ｓ３）、Ｐ
Ｃレジスタ３４のＰＣコードの方が大きい場合には（Ｓ
４）、ゲート３１２をオープンにしてＰＣレジスタ３４
の内容が送信される（Ｓ５）。

ＰＣレジスタ３４の内容の送信が完了すると、ＳＴ制御
回路３７はＨＤＬＣ送信器３５に送信用メモリ（ＲＥＱ
フレーム）３６１を送信するよう起動をかけ、ゲート３
１３をオープンにする（Ｓ６）。

ＲＥＱフレームを送出したステーションは第８図のフロ
ーに入り、ＳＥＬフレーム受信を待つことになる。

以上の説明から明らかなように、本発明になる回線制御
方式によれば回線の使用効率を高めデータ転送速度を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はデータハイウェイシステムの構成例を示す図、
第２図はポーリング方式による伝送フレームの構成図、
第３図は従来方式による回線制御手順のフローチャート
、第４図は従来方式による回線上の有効情報の占有時間
を示す図、第５図は本発明の方式による回線制御手順の
一例を示すフローチャート、第６図は本発明の制御方式
による回線上の有効情報の占有時間を示す図、第７図は
本発明に用いるステーションの構成例を示す図、第８，
９図は第７図のステーションの動作を説明するためのフ
ローチャートである。 １・・・・・・モニタステーション、２〜６・・・・・
・ステーション、７・・・・・・回線、８，９・・・・
・・計算機、１０〜１２・・・・・・端末装置、２６・
・・・・・ＨＤＬＣ受信器、２７・・・・・・ＤＡ検出
器、２８・・・・・・ＳＡ検出器、３２・・・・・・Ｐ
ＯＬフレーム発生器、３５・・・・・−ＨＤＬＣ送信器
、３７・・・・・・ＳＴ！ＩＪ餌回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の計算機および各種端末装置間のデータ伝送を
   行うためにループ状の回線に接続された複数個のステー
   ションを有し、各ステーションの各各にはデータ伝送を
   行うための送受信機能と、ポーリング方式により特定ス
   テーション間でデータ伝送を許可するための回線制御機
   能をもたせて、データ伝送を終了したステーションが前
   記回線制御を実行する回線制御機能持廻りのデータハイ
   ウェイシステムにおいて、回線制御を行うステーション
   からのセレクテイングフレームによって指定されたステ
   ーションは前記セレクテイングフレームに続けてまずポ
   ーリングフレームを送信し、更に各ステーションが当該
   ポーリングフレームに応答するＲＥＱフレーム長の時間
   経過後にデータ伝送のための有効フレームの送信を行う
   ようにしたことを特徴とするデータハイウェイシステム
   の回線制御方式。 ２ セレクテイングフレームによって選択されたステー
   ションは、データ送信後、相手ステーションからの応答
   フレームが返送されてくる時間より短かい一定時間経過
   時に、前記セレクテイングフレームに引き続いて行った
   先行的なポーリング動１作で選択したステーションに対
   してセレクテイングフレームを送信するようにした特許
   請求の範囲第１項記載のデータハイウェイシステムの回
   線制御方式。