JPS59117351A - バス式通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数のステーションがバスに接続された通信シ
ステム、特に分散制御型通信システムに関する。

バスを用いた分散制御型通信システムとしてはＯ８ＭＡ
−ＣＤ（Ｃａｒｒｉｅｒ　　５ｅｎｓｅ　ＭｕｌｔｉＡ
ｃｃｅｓｓ−Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
）方式がある。この方式では、送信を希望するノードス
テーションはバスｌが無信号状態となったことを検出し
た時送信権を獲得しバスへの信号の送出を開始する。し
かし、たまたま２つ以上の７−ドステーシヨンが同時に
バスに信号を送出すると、バス上で衝突が生じる。信号
を送出したノードステーションはバス上での衝突を検出
すると直ちに送信を停止し乱数によって定められる時間
後に再び信号の送出を開始下る。かかる方式では、衝突
後の、バスへの送信権は確率によって与えられるため、
通信トラフィックが高くなった場合、長い時間送信を待
ってもバスへの送信権を獲得できないノードステーショ
ンが出現するという問題点がある。

本発明は、各ノードステーションが確実に送信権を獲得
できる分散制御型のバスを用いた通信システムを提供す
ることにある。

本発明のバス式辿信システムにおいては、複数のノード
ステーションがバスにより接続され、前記ノードステー
ションは、前記バス上の信号ブロックの終了を検出する
たびに起動され前記バスの無信号状態の時間を計数する
時間計数回路を有するさともに互いζこ異なる時間値が
割りあてられ、前記時間計数回路が起動される直前に受
信された前記（ｉ号ブロックの発信ステーションアドレ
スに対応した値と６ｉ前記時間計数回路の出力値との和
が前記時間値に対応した備になったとき前記バスへの送
信権を獲得する。

次に図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。第１
図に本発明によるバス式通信システムの第１の実施例の
構成を示す。第１図はバス１及びノードステーション２
．３．４．５．とから構成されている。第１図に示す各
ノードステーションにおけるバス・インタフェイス部の
構成を第２図に示し、第３図に信号ブロックの構成を示
す。第３図の信号ブロックは開始フラグＳＦ、あて先ス
テーションアドレスＤＡ、発信ステーションアドレス８
Ａ。

情報■及び終了フラグＢＦとから構成されている。

第２図のノードステーションにおいては、バス１に送信
された信号ブロックはレシーバ１２を経て、開始フラグ
検出回路１３、終了フラグ検出回路１４及び発信アドレ
ス検出回路１８に供給される。時間計数回路１５は、開
始フラグ検出回路１３の検出出力によりリセットされる
と共（こ、終了フラグ検出回路１４の検出出力ζこより
計数を開始する。

即ち、時間計数回路１５は、信号ブロック送出終了後の
バス１の無信号状態の時間を計数する。制御回路］６は
時間計数回路１５及び発信アドレス検出回路１８の出力
ζこもとすき、送信権の１得の有無を判定し、送信権を
獲得した時送出すべき１Ｂ号ブロックがあるならば、ド
ライバ１１を起動し端子１７に供給された信号ブロック
をバス１（こ送出する。

各ノードステーションに対してはバス１に対する送信権
を与える順序はあらかじめ定められている。各ノードス
テーションはバス１に送出されている信号ブロックの発
信ステージ、ンアドレスを知ることζこより送信権を獲
得しているノードステーションを知ることができる。従
って、信号ブロックを送出しているノードステーション
の次ｌこ送信権が与えられているノードステーションは
この信号ブロックの送出終了後直ちに送信権を獲得し送
出すべき信号ブロックがある場合これをバス１に送出す
る。この送信権が定められた順序で巡回するために、各
ノードステーションに対し互いに異なる値を、順序の遅
いほどこの値が大きくなるように割りあてる。この値を
以下、時間値と呼ぶ。

更に各ノードステーションのアドレスに対し次に送信権
を獲得するノードステーションに割すあてられている時
間値を対応づける。従って、送出された信号ブロックの
発信ステーションアドレスをみれは、次に送信権が与え
られるノードステーションが定められる。この時間値の
割りあて及びステーションアドレスの対応づけについて
は更に、後で例を用いて説明する。一方、送信権を獲得
したノードステーションに送出すべき信号ブロックが無
い場合はバスｌには何も送出されずバス１は無信号状態
となり、時間計数回路１５は計数を進める。この場合、
最後に送出したノードステーションのアドレス即ち送出
された信号ブロックの発信ステーションアドレス８Ａの
アドレス値に対応づけられた時間値と時間計数回路１５
の出方値との和が自分に割りあてられた時間値と一致し
たノードステーションが送信権を獲得する。従って、バ
ス１の無信号状態の時間の経過につれて送信権は定めら
れた順序で移行していく。

ノードステーション２．３．４．５に対しこの順序で大
きくなる時間値としてＴｏ、２Ｔｏ、３Ｔｏ、４Ｔｏを
割りあてる。更に、この順序で送信権が巡回するようノ
ードステーション２．３．４．５のアドレスＡＩ、Ａ２
、Ａ３、Ａ４に対応づける時間値を２Ｔｏ、３Ｔｏ、４
Ｔｏ、Ｔｏ　とする。例えば、ノードステーション２が
信号ブロックを送出するとこの発信ステーションアドレ
ス８Ａのアドレス値はＡ１でありこれに対応づけられる
時間値は２Ｔｏなので、時間値２Ｔｏ　　が割りあてら
れているノードステーション３がこの信号ブロックの送
出後直ちに送信権を獲得する。ノードステーション３１
こ送出すべき信号ブロックが無い場合はバス１は無信号
状態となりｉｌ、？量計数回路１５は計数を開始し、時
間計数回路１５の出力便がＴＯとなったとき、送信権は
ノードステーション４に移る。即ち、信号ブロックの送
出が終了すると次順のノードステーションが送信権を獲
得し、バス１が無信号状態になると、その状態が時間Ｔ
ｏ経過する毎に送信権は次順のノードステーションに移
っていく。

第４図に示すバス１の信号図を用いて本実施例における
送信権獲得のための手順について具体的に説明する。ノ
ードステーション２からの信号ブロックＢ１がバス１に
送出されるさ、各ノードステーションの開始フラグ検出
回路１３は、信号ブロックＢ１の開始フラグＳＦを検出
すると時間計数回路１５をリセットする。発信アドレス
検出回路１８は信号ブロックＢ１の発信ステーションア
ドレスＳＡのアドレス値Ａ１を制御回路１６４こ供給す
る。

終了フラグ検出回路１４は信号ブロックＢ１１の終了フ
ラグＥＦを検出すると、それを制御回路１．６に供給す
ると共に時間計数回路１５の計数を進めさせる。

各ノードステーションの制御回路１６は供給されたアド
レスＡ、　１　ｌこ対応づけられた時間値２Ｔｏ　　を
導出する。従って、信号ブロックＢ１の終了フラグＥＦ
を検出した時点で時間値２Ｔｏが割りあてられているノ
ードステーション３が送信権を獲得する。ノードステー
ション３に送出すべき信号ブロックＢ２があると第４図
に示すようζこ、信号ブロックＢ１の送出終了後バス１
に送出される。信号ブロックＢ２がバス１に送出される
と、各ノードステーションの開始フラグ検出回路１３は
信号ブロックＢ２の開始フラグＳＦを検出し時間計数回
路１５をリセットする。信号ブロックＢ２のバス１への
送出が終了すると、時間計数回路１５は、計数動作を開
始する。信号ブロックＢ２の発信ステーションアドレス
ＳＡはＡ２となっているのでそれに対応する時間値はＢ
Ｔｏがわりあてられているノードステーション４が送信
権を獲得する。ノードステーション４は送信権を獲得し
ても送出すべき信号ブロックがない場合は何もバス１に
送出しない。従って、時間計数回路１５は計数を進める
。信号ブロックＢ２の送出終了後時間Ｔｏが経過すると
、ノードステーション５は、直前に送出された信号ブロ
ックＢ２のアドレスＡ２に対応した時間ｉＭ　３　Ｔ　
ｏ　と、時間計数回路１５の出方値Ｔｏの和が４　Ｔ　
ｏ　となり自分に割りあてられた時間値と一致するので
送信権を獲得し、信号プロ、りＢ４をバスに送出する。

信号ブロックＢ４の送出終了後、無信号状１ルが時間２
Ｔｏ継続すると同様の手順によりノードステーション４
が送信権を獲得しバス１に信号ブロックＢ３を送出する
。信号ブロックＢ３の送出終了後、ノードステーション
５は送信権を獲得し直ち（こ信号ブロックＢ４を送出す
る。

信号ブロックＢ４の送出終了後すべてのノードステーシ
ョンに送信すべき信号ブロックが無いと送信権は各ノー
ドステーションを一巡するもののバス１の無信号状態は
継続する。ノードステーション３は一度送信権が通過し
た後送信要求が発生した場合、信号ブロックＢ４の発信
ステーションアドレス８ＡはＡ４なのでそれに対応する
時間ＹＭ　’］、’　。

と時間計数回路１５の出力値の和をノードステーション
に割りあてられた時間値の最大値４Ｔｏで除した余りが
自分に割りあてられている時間（ｉｉＩ　２　Ｔ　。

になった時、即ぢ時間計数回路１５の出方値が５Ｔ。

になった時送信権を獲得し信号ブロックＢ２をバス１に
送出する。

このようにしで、送信権は信号ブロックの送出終了及び
無信号状態が時間Ｔｏ経過する毎にシードステーション
２．３．４．５そしてノードステーション２へと定めら
れた順序で巡回する。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

第５図に第２の実施例の構成を示す。第５図の通信シス
テムはバス１、ツートスデージョン２．３．４゜５及び
クロックステーション６とから構成されている。ノート
ステーション２．３．４．５及びクロックステーション
６のバスインタフェイス部は第２図に示す構成を有する
。第５図の通信システムは第１図の通信システム（こク
ロックステーション６が加わったものである。不英施例
においては、ノードステーション２．３．４．５及びタ
ロツクステーション６に割りあてる時間値をそれぞれ’
ｆ’ｏ、２Ｔｏ、３Ｔｏ、４Ｔｏ及び５Ｔｏとし、ノー
ドステーション２．３．４．５及びクロックステーショ
ン６のステーションアドレスに対応づける時間値を２Ｔ
ｏ、３Ｔｏ、４Ｔｏ、５Ｔｏ及びＴｏ　＆こすることに
より、第１の実施例と同じ方法により送信権はノードス
テーション２．３．４．５　、クロックステーション６
へと足められた順序で巡回する。

クロックステーション６は送信権を獲得すると端子１７
に供給されたあて先アドレスを自分とする通信開始を示
す信号８Ｔをドライバ１１を介しノ〈ス１に送出する。

各ノードステーションはこの信号ＳＴをクロ、クステー
ション６からの信号ブロックとみなして送信権を獲得す
るための制御を行なう０ 第６図（こ本実施例におけるバス１の信号図を示す。ク
ロックステーション６は送信権を獲得すると信号ＳＴを
送出する。信号ＳＴの送出終了すると、ノードステーシ
ョン２及び３が順に送信権を獲得し信号ブロック０１及
びＢ２が送出される。

信号ブロックＢ２の送出終了後時間ＴＯ無信号状態が続
くとノードステーション５が送信権を獲得し信号ブロッ
クＢ４を送出する。信号ブしシックＢ４の送出終了後送
信権はクロックステージ、ン６に戻り、信号ＳＴが送出
される。本実施例においては、すべてのノードステーシ
ョンに送出すべき信号ブロックが無い場合でも、時間４
Ｔｏの無信号状匹をはさんで信号ＳＴがくり返し送出さ
れる。

次に第３の実施ｆ、Ｉについて説明する。本実施例の通
信システムの構成を第５図に示し、本実施例に用いるノ
ートステーション及びクロックステーションのバスイン
タフェイス部の構成を第７図及び第２図に示す。第２図
のクロックステーションにおいて制御回路１６は一定周
期Ｔｐで、信号ＳＴをバス１ζこ送出する。信号ＳＴの
あて先アドレスＤＡはクロックステーションのアドレス
Ａ５にする。発信ステーションアドレスＳＡは以下の様
にして与える。送出しようとする周期の直前の周期にお
いて、最後に送１Ｈ権を獲得したノードステーションの
アドレスを発信ステーションアドレスにする。第７図の
ノードステージ、ンは第２の実施例と同様の方法で送信
権を獲得する。ただし、第７図のノードステーションは
、あて先アドレスＤＡカクロックステーションのアドレ
スＡ５であること【こより信号８Ｔを検出する開始信号
検出回路１９及び開始信号検出回路１９の検出出力に同
期して計数するカウンタ回路２０を有している。第７図
の制御回路１６はカウンタ回路２０の出力に基づき、次
の信号ＳＴがバス１に供給される直前ｌこ信号ブロック
をバス１に送出している途中である場合、直ちζこ１言
号ブロックの送出を停止しこの信号ブロックを廃棄する
と共に、次に送信権を獲得した時再送を行なう。

第２図のクロックステーション６の制御回路１６は発信
アドレス検出回路１８により周期Ｔｐ内で最後にバス１
に送出された信号ブロックの発信ステーションアドレス
を知ることができる。最後に送出された信号ブロックが
途中で廃業された場合は、定められた順序においてこの
信号ブロックの発信ノードステーションの１つ前のノー
ドステーションのアドレスを信号ＳＴの発信ステーショ
ンアドレスＳＡにする。従って、信号ＳＴの送出終了後
信号ブロックを廃棄したノードステーションが送は権を
獲得する。最後に送出された信号ブロックの送出が終了
し、１菩号ＳＴが送出されるまで無信号状態が続いてい
る場合は、第２図のクロックステーション６の制＃仲１
路１６はこの最後の信号ブロックの発信ステーションア
ドレスと、信号ＳＴの送出終了後計数を行なう時間計数
回路１５の出力より周期Ｔｐ内で最後に送信権を獲得し
たノードステーションのステーションアドレスを知るこ
とができる。このノードステーションのステーションア
ドレスを次の信号８Ｔの発信ステーションアドレス８Ａ
とすることにより、次の周期Ｔｐでは、前の周期で送信
権を獲得した最後のノードステーションの次のアドレス
を有するノードステーションが最初に送信権を獲得する
。

本実施例においては、クロックステーション６は周期Ｔ
ｐで信号ＳＴを送出するので、送信権を獲得のための時
間値を割りあてる必要はない。周期Ｔｐの中で、送信権
がノードステーション２，３゜４．５の間を巡回するた
めに、第１の実施例と同様にノードステーション２．３
．４．５に割りあてる時間値をＴＯ１２Ｔｏ、３Ｔｏ、
４Ｔｏとし、それぞれのステーションアドレスＡＩ、　
Ａ２、Ａ３、Ａ４１こ対応づける値を２Ｔｏ、３Ｔｏ、
４Ｔｏ、Ｔｏとする。

本実施例における送信権の獲得手順について第８図に示
すバス１の信号図を用いて具体的に示す。

クロックステーション６は、前の周期Ｔｐで送信権を獲
得した最後のノードステーションアドレス例えばノード
ステーション５のステーションアドレスＡ４を発信ステ
ーションアドレスとする信号ＳＴｆ？バス１に送出する
。この信号ＳＴの送出終了後にちにノードステーション
５の次に送信権を獲得できるノードステーション２が信
号ブロックＢ１を送出する。これ以降第１の実施例と同
様にして送信権はノードステーション２．３．４．５の
間を巡回する。ノードステーション５において、信号ブ
ロックＢ４を送出中に第７図のカウンタ回路２０が周期
Ｔｐの終了を制御回路１６に通知する。制御回路１６は
この連句にもとすき信号ブロックＢ４の送出を停止する
。この停止により廃棄された信号ブロックを第８図の斜
線ブロックで示す。第２図のクロックステーション６に
おいては、発信アドレス検出回路１８の出力と、終了フ
ラグ検出回路１４の出力により、制御回路１６は信号Ｓ
Ｔを送出しようとする直前に送出を終了した信号ブロッ
クの発信ステーションアドレスＳＡを知ることができる
。

本例の場合、送出を終了した直前の信号ブロックは信号
ブロックＢ３なので、その発信ステーションアドレスＳ
Ａのアドレス［Ａ３を認識する。一方、時間計数回路１
５は信号ブロックＢ３の送出終了後バス１に送出された
斜線プロ、りによりリセットされ計数を停止している。

従って時間計数回路１５の出力値は０である。従って、
制御回路１６はアドレス値Ａ３を発信ステーションアド
レスＳＡとする信号８Ｔを前の信号ＳＴ送出後時間Ｔｐ
経過してからバス１に送出する。この信号ＳＴの発信ス
テーションアドレスＳＡのアドレス値はＡ３なので、信
号ＳＴの送出終了後時間値４Ｔｏが割りあてられている
ノードステーション５が送信権を獲得し、信号ブロック
Ｂ４を再送出する。以降、ノードステーション２．３．
４．５は順に送信権を獲得する４、ノードステーション
２からの信号ブロック送出後時間２Ｔｏ十αの間無信号
状態が継続しこの周期が終了したとする。ただしＯ≦α
＜Ｔｏである。クロックステーション６の制御回路１６
はこの周期内で最後に送出を終了した信号ブロックＢ１
の発信ステーションアドレスＳＡのアドレス値Ａ１に対
応づけられた時間１１α２Ｔｏ　と時間計数回路１５の
出力値２　’ｌ’　ｏ十αを時間Ｔｏで量子化した２Ｔ
。

との＋１］４Ｔｏ　に対応づけられているアドレスＡｓ
を発信ステーションアドレスＳＡとする信号ＳＴを送出
する。従って、次の周期においては、時間［４Ｔｏが割
りあてられているノードステーション５が最初に送信権
を獲得する。これ以降、周期Ｔｐ内で各ノードステーシ
ョン間を巡回する。

次に第４の実施例について説明する。第３の実施例にお
いては、周期間にわたって、各ノードステーションは定
められた順序によって送信権を獲得するのに対し本実施
例では、周期Ｔｐの最初に送信権を獲得するノードステ
ーションを周期毎に循歩させる。即ち、クロックステー
ション６は、信号８Ｔの発信ステーションアドレスＳＡ
として周期Ｔｐ毎にノードステーション２．３．４．５
のアドレス値Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の順に循環して与
える。

本実施例１こおけるバス１の信号図を第９図に示す。

第９図において、信号ＳＴの送出後最初に送信権を獲得
するのは周期毎にノードステーション２，３゜４と順に
移行している。第９図の斜線ブロックはノードステーシ
ョン５が廃棄した信号ブロックを示す。この場合、ノー
ドステーション５は次の周期以バ斧で送信権を獲得した
とき信号ブロックＢ４を再送出する。本実施例に用いる
クロックステーション６のバスインタフェイス部の構成
例を第１０図に示す。＠１０図のクロックステーション
６はドライバ１１、制御回路１６及びカウンタ回路２１
とから構成されており、制御回路１６は、周期Ｔｐ毎に
計数を進めるカウンタ回路２１の出力を発信ステーショ
ンアドレス８Ａとする信号８Ｔをバス１に送出する。

第３及び第４の実施例１こおいては、各ノードステーシ
ョンの制御回路１６は周期Ｔｐの終了をカウンタ回路２
０の出力により認識し信号ブロックの送出途中ならばこ
の送出停止しているが、衝突検出による送出停止を行な
うようにすることもできる。

第１１図は、信号ＳＴの構成を示す図であり、第３図の
構１ｚｌこプリアンプル信号ＰＲが付与されている。各
ノードステーションのバスインクフェイス部の構成を第
１２図に示す。第１２図のノードステーションは、端子
１７に供給される送出すべき信号ブロックと、レシーバ
１２を介し入力さね、るバス１上の信号を比較し衝突を
検出する衝突検出回路２２を有している。各ノードステ
ーションは送信権を獲得しイ言号ブロックの送出中に、
クロックステーション６が第１１図ζこ示す信号８Ｔを
送出すると、衝突検出回路２２はこの衝突を検出する。

制御回路１６はこの衝突検出が通知されると直ちに送出
を停止する。なお、クロックステーション６はバスｌに
信号ブロックが送出されているか否かに無関係に信号Ｓ
Ｔをバス１に送出されているのに対し、各ノードステー
ションは送信権を獲得した時のみ信号ブロックをバス１
に送出するためノードステーションからの信号ブロック
相互の衝突は生じないので、ノードステーションが送出
する信号ブロックに対しプリアンプル信号ＰＲを付加す
るのは必ずしも必要でない。

説明を簡単にするために各ステーションに割りあてる時
間値及びステーションアドレスに対応する時間値をＴｏ
の整数倍にしているが、これは必すしも必要ではなく、
各ステーションに割りあてる時間値を互いに異なる値Ｏ
こし、アドレスに対応する時間値もこれに応じて決めれ
ば本発明は実施できる。

このよう（こ本発明によれば、バスの送信権はすべての
ノードステーションを必ず巡回するので、通信トラフィ
ックが高くなっても各ノードステーションは確実ζこ通
信することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例（こおける通信システム
の構成を示すブロック図であり、第２図は第１の実施例
に用いるノードステーションのブロック図であり、第３
図は第１の実施例に用いる信号ブロックの構成図であり
、第４図は第１の実施例におけるバスの信号を説明する
図であり、第５図は本発明の第２の実施例ζこおける通
信システムの構成を示すブロック図′であり、第６図は
第２の実施例ζこおけるバスの信号を説明する図であり
、第７図は本発明の第３の実施例に用いるノードステー
ションのブロック図であり、第８図及び第９図は、第３
及び第４の実施例におけるバスの信号を説明する図であ
り、第１０図は第４の実施例に用いるクロックステーシ
ョンのプロ、り図であり、第１１図は信号ブロックの別
の構成例を示す図、第１２図は７−ドステーンヨンの別
のブロック図を示すＯ 図において、１はバス２．３．４．５はノードステーシ
ョン、６はクロックステーション、１１はドライバ、１
２はレシーバ、１３は開始フラグ検出回路、１４は終了
フラグ検出回路、１５は時間計数回路、１６は制御回路
、１８は発信アドレス検出回路、１９は開始信号検出回
路、２０，２１はカウンタ回路、２２は衝突検出回路を
示す。 オ　　１　ロ オ　　２　　ロ ア　３　胆 才　　４　図 、ｔ５　　図 才　　る　胆 一′−ｒｔｔＨ＠２Ｔａヒーー＠ＬヒヒｎγＨ矛　７　
図 才　　　８　　　ロ オ　　ヲ　　ロ 才　　１０　　胆 オ　／／　回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のノードステーションかバスにより接続され、前記
   ノードステーションは、前記バス上の信号ブロックの終
   了を検出するたびに起動され前記バスの無信号状態の時
   間を計数する時間計数回路を有するとともに互いに異な
   る時間値が割りあてられ、前記時間計数回路が起動され
   る直前に受信された前記信号ブロックの発信ステーショ
   ンアドレスに対応した値と前記時間計数回路の出力値と
   の和が前記時間値に対応した値になったとき前記バスへ
   の送信権を獲得することを特徴とするバス式通信システ
   ム。