JPS61157045A - デ−タ伝送装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本特許は、一本のパス上に構成された、リアルタイムを
要求する伝送装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

この種の伝送装置は、構成が簡単であり、−ステーショ
ンの故障が全体へ波及しないメリットがあるため、比較
的近距離の伝送装置として多針使用されてきた。一本の
パスを、複数の伝送装置が使用できる様に、パスの時分
割制御を行う伝送路制御方式の種類としては代表的な２
種類がある。

■　米国ＸＥＲＯＸ社のイーチーネット又は、ＩＦｉＥ
８０２．３に代表されるＣ　８　ＭＡ／ＣＤ方式■　米
国データポイント社のアークネットに代表されるトーク
ン−パッシング方式 イーチーネットは、各ステーションが自由にパスを使う
方法であるが、伝送データが少ないうちは、衝突がなく
、効率もよいが、伝送要求が重なると衝突がおこり、と
たんに待ち時間が多くなることが知られており、リアル
タイムを要求され・る用途では、確実にある一定時間内
に任意のステーションの伝送要求が処理されることが必
要である為、使用に適さない。

一方トークン自パス方式は、各ステーションに順次トー
クンと呼ぶ伝送路使用を許可するトークンパケットを受
は渡す方式である。各ステーションは、トークンパケッ
トを受信すると、伝送要求があれば、任意のステージョ
ンと伝送を行ない、シ 完了すれば、次のステーショントークンノ曵ケットｔを
渡す。この方式では、各ステーションでの最大伝送量を
規定しておけば、最大でも一定時間内（＝サービスをう
けられることになるのでリアルタイム性がある。

しかし、本方式はトークンパケットを次々と渡すため、
伝送の効率が良くないとともに、伝送要求がない時でも
、トークンパケットを受信し、更に送信するため、伝送
を制御するマイクロコンピュータは、常にこれらの処理
を行なう必要があり、いわゆるオーバーヘッドが多くな
る欠点があった。

具体的に図で説明する。

第８図は、パス１に各ステーション（＃１〜＃４）２、
３．４．５がつながっている状態を示す。ステーション
又は局はここでは伝送装置をも示すものとする。

第９図はトークン・パ゛ス方式の構成を示した図、、　
、＋″、、ツユ９１．ｉ／−／（ＴＲ６が７．オ□上。

シリアル信号をロジックレベルに変換したり、ロジック
レベルの信号を増幅してパス１上のシリアル信号に変換
する。エンコーダ自デコーダ６Ａはシリアル信号上にク
ロック成分をくみこむため：；マンチェスタコードに変
換したり、逆変換したりする。送受信回路７はＨＤＬＣ
用ＬＳＩであり、ＨＤＬＣにしたがったデータの送受信
を行なＩｔＮ、ＣＰＵ９への割込みの発生、メモリＭ８
へのＤＭＡ　（ダイレクトメモリアクセス）などを行な
う。その他必要（二よりｌ１０１１で構成され、７．８
．９．１１はマイコン制御信号パス１０により結合され
ている。

第１０図のタイムチャート；二従って説明する。

各ステーションは、伝送路使用権を委譲すると゛きバト
ンパス信号を送出する必要がある。ステーション＃１の
始めの信号は伝送するデータカｉなくバトンパス信号（
ＢＦ）１３のみをパス上に送出している。このＢＰ１３
はステーション＃２を指定しており、ステーション＃２
がこのＢＴ１３を受信するとＨＤＬＣ用ＬＳＩ＋７は割
込みを発生し、ＣＰＵ９がこれを受付けてバトンパス信
号であることを判断し自局の伝送路使用権を得る。そし
て送信すべきデータをＨＤＬＣ用＋ＩＪＩ　７を経由し
てデータノ（ケラト１８としてバス上に送出し、その後
にステーション＃３を指定したＢＰ１４を送出する。以
下、同様にしてステーション＃３．＃４へ順次伝送路使
用権を移しステーション＃１に送信権が戻される。同図
はステーション＃４でも送信するデータがないのでバト
ンパス信号１６のみを送出している。この様（：伝送す
べきデータがない時でもリアルタイム性を確保するため
に次のステーションを指定したバトンパス信号を送出す
る必要がある。この処理時間のため（ニバス上の信号は
データの無い無駄な時間が多く発生し、さらに、マイク
ロプロセッサもオーバーヘッドが大きくなるという問題
がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的はトークン・パス方式より伝送効率のよい
しかもリアルタイム性を持ち、さらにリモートにある各
伝送装置が自由にシステムに参加でき、システムへの参
加に伴い自動的に親局が伝送路の時分割使用を可能とす
る様、伝送路制御を行うデータ伝送装置を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

本発明は、マイクロプロセッサ、メモリ又は必要；二よ
りＩｌｏで構成された制御装置において、他の制御装置
との間でデータ伝送を行う目的のためＣＳＭＡ／ＣＤ方
式の伝送Ｌ８Ｉをマイクロプロセラｆ４：つなぎ、伝送
ＬＩ９Ｉと伝送路の間に、伝送路制御用付加回路とりリ
アル信号のトランスミッタ、しＶ−バを設けて構成され
る。ＣＳＭＡ／ＣＤ方式では、データパケットは決めら
れたフォーマントのブリアングルを先頭に有しており、
このビットパケットのビットパターンフォーマット条件
以外の条件を持ったパケットにより、伝送路制御用のパ
ケットを作る。このパケットは、ＣＯＭＡ／ＣＤ用ＬＳ
Ｉが受信しても無意味なデータとする。従つ１て、ＣＯ
ＭＡ／ＣＤ　　Ｌ８Ｉは、相互に一対一で伝送するのと
同じように送受信できるとともに、伝送路制御用付加回
路が特別なパケットにより効率的に伝送路の制御を行な
う。伝送路制御用パケットとしては、３種あり■フレー
ムヘッダ■代理パケット■ダミーパケットであり、例え
ばそれぞれ第５図に示すような６４ビツトで構成され、
それぞれは１が連続７ケ以上の別種のコードである。

各ステーションは、親局の発するフレームヘッダのあと
に、いもする式にデータパケットをステーション番号の
順にパス上に送出する。送出すべきデータがない時は、
ダミーパケットを送出し、該当するステーション番号の
スデーＶヨンが、故障又は不在の時は、親局が一定時間
パケットが送出されないことを監視して、代理パケット
を送出する。最大ステーション数分のパケットが送出さ
れると親局は、再びフレームヘッダを発する。

伝送路制御用付加回路は、これら伝送路制御用パケット
の送信、受信判別、データパケットの送信停止制御、リ
モートにある伝送装置のシステムへの自由参加制御、リ
モートにある伝送装置のシステムへの自由参加に伴なう
親局自動決定制御その他を行なう。

〔発明の実施例〕

第３図は、本発明によるタイムチャートを示す。

第４図、第５図は各パケットについて示し、第２図は本
発明による構成例を示し、第１図は伝送路制御付加回路
について示し、第６図は、リモート局がパスに接続して
いる場合を示し、第７図はリモート局がシステムに参加
する場合のタイムチャートを示す。

以下実施例について示す。まず第３図について説明する
。今、ステーションは＃１〜＃４までの４局とし＃１が
親局とすると前述したように、＃１局はフレームへラダ
２１を送出する。以下各ステーションが、番号順にデー
タパケットを送出する。

＃１局は送出すべきデータがないのでダミーバケツ）Ｄ
Ｐ２２を送出する。＃２局は次に、データバケツ）ＤＰ
２３を送出し、＃３局はデータパケットＤＴ冴を送出し
、＃４局はダミーバケツ）ＤＰ２２を送出し、これによ
り＃１は元に戻りフレームへラダ２１を送出し、今度は
送信するデータがあるのでデータパケットＤ″￥′２！
ｂを送出する。

データパケットは前述したようにプリアンプル（ＰＲ）
７０がついている。（第４図、第５区）。プリアンプル
７０の次には、ＣＳＭＡ／ＣＤのフォーマットに従がい
、相手先アドレスＤＡ７◆、フレームデエックツシーケ
ンスＦＣ８７５を送出し、１ケのパルケントを形成する
。これは、完全にＣＯＭＡ／ＣＤそのもののデータであ
る。フレームヘッダ、ダミーパケット、代理パケットは
、伝送路制御付加回路３８で送受信される。

第３図に示すように、本発明ではトークンパケットはな
く、送受信しないステーションは完全に無関係となり、
マイクロプロセッサへの割込みもない。第２図の構成例
で説明する。本構成は、第９図の送受信回路７．エンコ
ード・デコーダ（ＥＤ）６Ａの部分が、ＣＳＭＡ／ＣＤ
用ＬＳＩ７６（例えばインテル社製１８２５８６）と伝
送路制御用付加回路あに変っている。ＣＰＵ９は、こイ
ンテル社製１８０１８６とすると、送信したい時には、
送信用パケットをメモリＭ８上につ（ＪＪ、７８２８５
６へマイコン制御信号パス１０を介して、図示しない、
１８２５８６のＣＡ倍信号セットして知らせる。

１８２５８６は、これによりメモリＭ上の送信用パケッ
トを知りパケットのデータをとりこみ、送信要求償号信
］３５をアクティブにして、送信データができたことを
伝送路制御用付加回路あに知らせる。前述した。フレー
ムヘッダを受けとり、このステーションが送信する順番
にきた時、あはＣＴ８３４信号をアクティブとして、送
信データの送出をＬ８Ｉ７６へ許可する。あは、送信用
クロックＴＸＣを１直列データに１クロツクずつＬＳＩ
７６へ印加し、このクロックに同期してＬ８Ｉ７６のＴ
ＸＤ羽ヨリデータが送出され、羽でマンチェスタコード
に変換してＴＲＭ３７を介しＴＲ６にて増幅されパス１
へ送出され全ステーションへ伝わる。

一方、受信データはＴＲ６にてロジックレベルに変換さ
れＲＣ、Ｙｌ　３６を経由して羽に入り、マンチェスタ
コードをデコードして、ＮＲＺ信号に直すとともに受信
クロック信号の抽出を行なう。

これら、ＲＸＤ３１とＲＸＧ３０としてＬＳＩ７６へそ
のまま伝わる。また、この受信信号は伝送路制御用とし
て、フレームヘッダでないかを判別するとともに現在ど
のステージョンが送信を許可されているかを判定するの
に使われる。

以上によりＣＳＭＡ／ＣＤ　ＬＳＩ７６は、通常の一対
一又は一対Ｎの伝送と同様に、伝送路制御を気にせず、
データパケットの送受信時のみＣＰＵ９へ割込みをかけ
ることとなり、伝送時のみＣＰＵ９を使うことになる。

第１図により、本発明の伝送路制御用付加回路あなさら
に詳しく説明する。

受信シリアルデータは、ＲＣＶ３６を経由してマンチェ
スタコードのデコード（ＤＥＣ）４０にて、ＲＸＤ３１
とＲＸＣ３０を作る。

シリアルデータＲＸＤ３１は、フレームヘッダであるか
をフレームヘッダ検出回路（ＦＨＤ）４３で判定する。

ＦＨＤではＲＸＤをシフトレジスタにだくわえ、決めら
れた０１の組合せであるかを判定することにより検出す
る。判定結果は、信号５８へ出力され、スロットカウン
タ（ｓｒ、、ｏ）４５をリセットする。

受信データの有無をＲＣＶ３６よりＤＦｔＣ４０に有す
るキャリア検知回路Ｃ８４１で検出し、信号５７として
出力される。タイムディレィ（ＴＤ・）川にて、データ
がなくなっても一定時間遅延させ信号５９として出力さ
れ、信号５９がアクティブからノンアクティブになる時
、前記５ＬＣｄ５がインクリメントされる。

つまり５ＬＣ４５はフレームヘッダを検出してＯ″（ニ
リセットされ、フレームヘッダがなくなる時“１′にな
り、その概容パケットの受信完了毎にインクリメントさ
れる。

８ＬＣ４５の出力信号６０は、送信許可のステーション
番号が保持され、ステーション番号設定（８ＴＮＯ）絽
からの信号６１と一致検出回路（ＣＯＩＮ）４６で比較
され一致しているか判定される。８ＬＣ４５は第３図の
ように変化する。８ＬＣ４５がリセットされフレームヘ
ッダＰＨ２１が終り時限後′″１”となり、＃１ステー
ションが伝送路の使用を行なう。今ＩＴＮＯ侶がｌ１ｘ
ｌｌであると、Ｃ０ＩＮ・４６の出力６３は、この時ア
クティブとなる。もし１８２５８６から送信要求信号Ｒ
Ｔ８がアクティブであれば、送信制御回路５６では、送
信許可信号酉１をアクティブとして１８２５８６に対し
て、送信を要求する。送信データ制御回路５５では、図
示していないクロック信号より分周して、送信クロック
倍α３２を作り１８２５８６に供給すると、２帽ユ同期
Ｌ−Ｃ；５信ｙ−Ｖｙ　ＴＸＤ　ｓｓ　カ１８２５８６
より送出され、これを信号６７へ出力してエンコーダ（
ＥＮＣ）４２にてマンチェスタコードに変換し、その信
号なＴＲＭ信号３７としてトランスミツタロへ送出する
。

もし、几Ｔ８３５がアクティブでないと、代りに信号６
Ｂを発し、ダミーパケット送出回路（ＤＭ８）５４をア
クティブとしてダミーパケットを信号６７へ送出する。

ステーション数最大値設定（ＭＡＸ　　Ｎｏ）４９は（
ステーション数＋１）に設定されているので第４図の例
では１５＃にセットされ、　８ＬＣ４５からの出力６０
と４９からの出力６２が一致回路（ＣＯＩ’ｆｆ）　４
７で比較される。８ＬＣ４５が＠５″になると、一致出
力が信号６４より出て、親局がフレームヘッダ送出回路
ＦＨ８５２を起動させフレームヘッダを信号６７へ出力
する。

そして８ＬＣ４５は、フレームヘッダを受信することで
ｌＯ”にリセットされる。例えば＃２．ステーションが
故障で送受信ができない場合５Ｌ０４５力げ２”の時、
送信データがパス１上にのらないので、ｃｓ４１からの
信号５７を代理パケット送出タイマ（ＲＰＴ）５１で監
視し、一定時間パケットが送出されないことをチェック
し、出力信号６６が代理パケット送出回路５３を起動し
、信号６７へ代理パケットを出力する。

また、親局が故障した時、自動的に若い番号のステーシ
ョンが代替するようにフレームへラダ送出回路（ＦＨＬ
Ｔ）　５Ｑが、フレームヘッダが一定時間内に受信され
るかをチェックする。この時限は、１＋ｂ−ｍ（但しｎ
はステーション番号。ａ、ｂは一定値）となっているの
で若い番号のステーションが、親局の故障時フレームヘ
ッダを送出するよう信号６５をＰＨ８５２へ発する。以
上の様に、本方式ではイーサネットのＣＳ　ＭＡ／ＣＤ
用Ｌｆ９Ｉ（１８２８５６）を使用し、伝送を行う場合
、イーサネット本来使用では、伝送衝突が発生するが、
本方式では衝突の発生は起らず、各伝送装置が順番にデ
ータ伝送する。

今、第６図に示すように、リモートからの参加ステーシ
ョン＋　５　（８４）がシステムに参加する場合は、第
７図のタイムチャートに示すように、リモートからの参
加ステーション＃５（８４）は、１８２５８６のＴｒａ
ｎｓｍｉｔ　Ｏｎ　Ｎｏ　Ｃａｒｒｉｅｅｎ　５ｅｎｓ
ｅモードで、伝送路上のキャリアの有無にかかわらずデ
ータＲＤＴ２６を送信する。この図の例ではＲＤＴ２６
が送信された時点で、＃３ステーションのデータＤＴ２
３も送信中である。よって＃３と＃５で衝突が発生する
。衝突が発生した場合全てのステージョン＃１〜＃５は
衝突検出を行い第１図に示す、親局許可回路８０をリセ
ットする。第７図の場合、親局として動作している＃１
局の親局許可回路８０がリセットされる。

又、現在送信中であった＄３　、　＃５は衝突発生を検
出すると１８２５８６に備えたステム再構成を示す回路
をセットしたのちジャミングＪＡＭ２８を発生し、送信
を終了する。

ジャミングの送信を終了するとランダムな、パラフォラ
（ＢＡＣＫ　０ＦＦ）２９を行い。バックオフ後最初の
データＢＫＦＤＴ２７を送信したステージョン、第７図
の例では＃２ステーションが親局許可回路８０をセット
して親局としてフレームΦヘッダ２１を送信する。この
とき、ステージ：１ン数最大値設定回路（ＲＭＡＸＮＯ
）８２をシステムの可能な最大値にセットする。＃２ス
テーションがＰＨ２１を送信後、＃１〜＃５のステーシ
ョンが各々データパケット 送信する。＃５ステーションが送信完了すると＃６ステ
ーシヨンが存在しないので、親局動作をしている＃２ス
テーションが代理バケツ）ＲＰ２４を送信する。＃２ス
テーションは、送信した代理パケッ）ＲＰ２４をＴＲ６
でループバックして代理パケット検出回路（ＲＩ”ＤＴ
）８１でステーション数最大値再設定回路（ＨＭＡＸＮ
Ｏ）　８２を適切な値にセットして、パス１上の全ステ
ーション数の設定を行う。以後は、前述の動作と同じ。

本発明では、電気信号によるデータの伝送を考えたが、
これを光信号とし、パスを光スターカプラによるスター
型トポロジーとすることもできる。

また、電気信号においてもスター型トリー型トポ　　　
　１０ジーとすることができる。

〔発明の効果〕

本発明は市販されている伝送用ＬＳＩを使用し。

診断機能、ＤＭＡ機能、送受信フレームの自動送受信チ
ェイン機能を有効に活かす伝送路制御用付加回路を設け
、リモートから、伝送用の市販ＬＳＩ（鳳８２５８６）
のＴｒａｎｓｍｉｔ　Ｏｎ　Ｎｏ　Ｃａｒｒｌｅｅｔ　
８ｅｎｓｅモードで、新しく参加しようとするステージ
ョンがシステム全体に再起動をかけて、容易にシステム
に参加できるようにしたデータ伝送装置である・

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴部である伝送路制御用付加回路羽
の詳細構成図、第２図は本発明のデータ伝送装置の全体
の構成図、第３図は本発明のデータ伝送装置の基本動作
を説明するためのタイムチャート、第４図はデータパケ
ットの構成図、第５図はプリアンプルと伝送路制御用の
特殊パケットのデータ構成図、第６図と第７図は本発明
の詳細な説明するための伝送システムの構成図とタイム
チャート、第８図、第９図、第１０図はいずれも従来の
データ伝送システムの動作を説明するためのもので、伝
送システムの構成図、パス方式のデータ伝送装置の構成
図、及びバトンパス方式のタイムチャートである。 １・・・伝送路　　　　　６・・・送受信回路９・・・
ＣＰＵ 羽・・・伝送路制御用付加回路 ７６・・・伝送制卸用Ｌ８Ｉ　８０・・・親局許可回路
８１・・・代理パケット検出回路 ８２・・・ステーション数最大値再設定回路（７３１７
）代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名） 第３図 テ゛−７バグ、ト（ρＴ） 第５図 ７１す７ン７１しＩＰＲノ ｌδ／ｌｌ／ａ１０／ａ／Ｉ／ａ／６／ＩＩ／Ｉ／ＩＩ
／ａ／ａ／ａ／ａ／ｅ／ａ／ｅ／６＃／νａ　／６０／
ａ／Ｉ＃＃＃＃／ＩＩ／二ロ上〕 一二」 Ｏθ１ｔｔｒｔｉｔｔｔｔｏａｏ。 イ大゛埋ハ′′７．ト　（ＲＰ）へ２４第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 伝送路を介して複数のデータ伝送装置が結合され周期的
   にデータの交換を行なうデータ伝送システムにおいて、
   ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の伝送制御用ＬＳＩと、伝送路上の
   衝突が検出されバックオフ後の最初のデータ送信に成功
   したときそのデータ伝送装置を親局として設定する親局
   許可手段を備えた伝送路制御用付加回路を設けたことを
   特徴としたデータ伝送装置。