JPS61169040A - 通信制御システム - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ブロードキャストメディア（！Ｉｒｏａｄ−
ｃａｓｔ　Ｍｅｄｉａ　　）を使用し、バトンパス（Ｂ
ｉｔｏｎ　Ｐａ５ｓ　）方式（又紘トークンパス方式と
も呼ぶ）を採用した通信制御システムに関する。更に詳
しく社、本発明は、メディア（通信ライン）］びこのメ
ディアに結合する各ステーションの物理層（カップラー
）がそれぞれ二重化構成され、データリンク層以上は二
重化構成されていない通信制御システムに関する。

（従来の技術） 通信ラインで結合されたステーション相互間で通信を行
なう通信システムにおいて、システムの信頼性を向上さ
せるために、従来よシ物理層以下の二重化方式（以下こ
れをツイン系の二重化と呼ぶ）が採用される。この場合
、（ａ）、二重化したうイン系を交互に使用する方式、
（ｂ）、二重化したライン系の両方を使用し、受信側で
正しく受信される方を選択する方式、（Ｃ）、一方のラ
イン系のみを使用し、他方のライン系、は一方のライン
系の故障にそなえて待機させる方式等がある。

前記（ｂ）の方式は、受信側で正しく受信出来る方を選
択するアルゴリズムが複雑であシ、また（ｃ）の方式は
待機側のツイン系の故障が検出できない等の欠点がある
のく対し、−の方式は故障検出が容易であるところから
、この方式がしばしば使用される。

ブロードキャスト形伝送路上で、ａ：ｎ通信を行う場合
のラインアクセス制御方式のひとつであるバトンパス方
式は、ラインの制御権（バトンという）を予じめ定めら
れた順序に従りて、コマンドフレーム（バトンパスコマ
ンｙ＞にｘｂ次々に伝達していく方式である。このバト
ンパス方式では、バトンをもったステーションだけが通
信ツインに信号を出力することができるように定められ
ている。そして、各ステーションは、バトンを受け取り
た時点で送信要求があれば、コマンド送信と必要に応じ
てレスポンス受信を行ない、次のステーションにバトン
を渡す。若し、送信要求がなければ、ステーションは速
やかにバトンを次に渡す。

（発明が解決しようとする問題点） このようなバトンパス方式において、バトンパスフレー
ムの伝達確認は、バトンパス宛先からの２イン上へのキ
ャリアの送出を確認することにより行なわれるが、ある
ステーションの片側の受信系でキャリア検出信号がアク
ティブにならないといりたよりな単一故障が発生した場
合、そのステーションが次のステージ、／にバトンを渡
し、次のステーションが故障発生側のライン系を使用し
て、コマンド送出を行なうと、故障発生側のステーショ
ンでバトンパスの送達の確認が出来ず、瞬間的に二つの
ステーションがバトンをもつ場合が発生する。このよう
な状態が発生すると、バンドパス制御が複雑ＫｆｋＪ）
、その回復に時間を要するうえに、送信フレームの７ポ
ートを引き起す。

本発明は、前記したように二重化されたライン系（物理
層以下を指す）を有し、バトンパス方式のラインアクセ
スを行なうシステムであって、その目的は、単一故障の
検出をリアルタイムに行ない、二つのステーションがバ
トンをもつといった状態の発生を避け、ライン系の使用
効率を向上させることのできる通信制御システムを実現
しようとするものである。

（問題点を堺決するための手段） 前記した問題点を憤決する本発明は、ブロードキャスト
メディア及びこのメディアに結合する各ステーションの
物理層がそれぞれ二重化構成され、各ステーションのラ
インのアクセス方法としてバトンパス方式を採用り、バ
トンパスフレーム内ニはプリアンプルパターンを含み、
バトンパスの伝達確認をバトンパスコマンド送出後一定
時間内に前記メディア上にキャリアが検出されるととＫ
よって行なうシステムであって、バトンを受け取ったス
テーションは前記二重化構成されたメディアにバトンを
含゛めてコマンドを交互に送信するとともに、待機側の
メディアに所定時間だけ遅れて前記プリアンプルパター
ンを送信するように構成され、受信備ステーションは前
記二重化構成されたメディア上のキャリアが早く検出さ
れた側のメディアから信号を取り込むとともに、当該メ
ディア側にレスポンスフレームを他方のメディアに所定
時間だけ遅れてプリアンプルパターンをそれぞれ送信す
るように構成されたことを特徴とするものである。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例を示す全体システムの構成
概念図である０図において、５ＴＮ１．５ＴＮ２・・・
５ＴＮｎ　　はそれぞれステーションで、例えば分散制
御システムにおけるフィールドコントロールステーショ
ンに相当している。　１１　、　Ｂ２は二重化構成の通
信ライン（外部パス）で、各ステーション８ＴＮ１〜８
ＴＮｎはそれぞれ二重化されたカップラＣＰＩ。

を介して相互に接続されている。ＴＭは各通信ラインの
終端部に設けたターミネータである。

第２図は、各ステーション５ＴＮＩ　〜５ＴＮｎ　Ｋ設
けられている通信制御装置の構成ブロック図である。

第２図において、１１は第１の通信ラインＢＩＫ結合す
る第１のカップラインタフェース、１２は第２の通信ラ
インＢ２に結合する第２のカップフィンタフエースで、
後述するような先着優先回路を含んでいる。１３はＨＤ
ＬＣ（Ｈｉｇｈ　Ｌｅｖｅｌ　Ｄａｔａ　Ｌｉｎｋ　Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　）チップで、第１
．第２のカップラインタフェース１１　、１２に結合し
、直並列変換、アドレスデコード。

フラッグの生成とフレーム同期、　Ｆｅ２　（フレー％
ニックシーケンス）のチェック等を行なう。１４は二重
化制御信号処理回路で、第１．第２のカップラインタフ
ェース１１．　ｉｚ及びＨＤＬＣチップ１３に結合して
いる。１５唸各種の演算制御を行なうマイクロプロセッ
サ（以下ＩＪＰと略す）、１６はＤＭＡ　（ダイレクト
メモリアクセス）コントローラ、１７ｔｉ各１１のプロ
グラムを格納したＲＯＭ、１８′は各種データを格納す
るＲＡＭ、１９はホストコンピュータ２ｏのインタフェ
ースである。）ＩＤＬＣチップ１３．二重化制御信号処
理回路Ｕ、　ｐｐ　Ｉｓ　、　ＲｏＭ　１６．　ＲＡＭ
１７．　ＲＡＭ１８゜インタフェース１９は、いずれも
内部データバスＤＢＫよって相互に接続されている。

第３図は、各カップラインタフェース１１．１２に含ま
れている先着優先回路の一例を示すブロック図である。

この回路は、第１．第２の通信ラインＢｌ、　８２に結
合するカップラＣＰＬからのキャリア検出（ＣＤ　）信
号ＣＤＩ　、　ＣＤ２をそれぞれひとつの入力とするす
／ドゲートＮＧＩ　、　ＮＧ２及びＣＤＩ　、　ＣＤ２
を入力するオアゲー）ＯＧとで構成されており、受信時
において、先に到着した側の通信ライン上のフレームを
選択し、当該フレームをＨＤＬＣチップ１３に送シ込む
ためのイネーブル信号用又はｉ及びＣＤ信号を出力する
ようになっている。

第４図は、二重化制御信号処理回路１４の一例を示すブ
ロック図である。ここでは送信側についてのみ示す。こ
の回路は、ＩＪＰ１５によってセットされる送信要求フ
ラグ１４１　、　）ＩＰ　１５　Ｋよってセットされる
パス選択フラグ１４２　ｅ　２０１Ｊｓの遅延回路１４
３、及び各送信要求ラック１４１、パス選択フラグ１４
２からの信号とＨＤＬＣチップ１４からの送信データを
入力するロジック回路１４４で構成されている。

この二重化制御信号処理回路は、送信時において、ＩＩ
ＤＬＣチップ１３からの送信データ（送信フレーム）を
、選択された通信ライン側に出力し、非選択の通信ライ
ン側に紘％ある遅れ時間（通信ラインにおける遅延時間
＋ガードマージンに相当し、ここでは２０１Ｊｓとしで
ある）の後に、送信フレームのなかのプリアンプルパタ
ーン（Ｐｒｅａｍｂｌｅ　Ｐａｔｔｅｒｎ　：１１１の
連続）のみを送出するように、カップラインタフェース
１１．１２に制御信号を出力□するものである。

第５図は、通信ライン１１．　Ｂ２上に出力される送信
フレームの構成例を示す図である。図において、プリア
ンプルは頭出し領域、Ｆはフラグシーケンス領域、ＤＡ
は宛先を示すアドレスが格納されているディスチネーシ
、ンアドレス（ＤＥＳＴＩＮＡＴＩＯＮＡＤＤＲＥＳＳ
　）領域、ＳＡは発信元を示すアドレスが格納されてい
るソースアドレス（８０ＵＲＣＥ　ＡＤＤＲＥＳＳ　）
領域、Ｃはパケット伝達制御のための制御領域。

Ｆｅ２はフレームチェックシーケンスが格納された領域
、ポストアンブル（ＰＯ８Ｔ　ＡＭＢＩＪ　）はフレー
ムの終了を示す領域ぞある。各領域の下に示した数字は
ビット数の一例である。ここに示す送信７レーム（デー
タを載せる場合、そのデータはＣ領域とＰＣＢ領域の間
に挿入される。

第１図に示すシステムにおいて、各ステージ、ン５ＴＮ
Ｉ〜８ＴＮｎは、ステーション番号順に順次バトンｔ−
受けとシ１次のステーションにバトンヲ回スようＫして
ラインのアクセス制御を行なっている。

マタ、バトンパスの確ｇａ、バトンパスコマン□ド送出
後、一定時間以内に信号ライン上にキャリア信号が検出
されることＫよってなされている。ま　　　゛た、二重
化構成された信号２イン系のどちら側から、フレームデ
ータを受信したかを、ｐｐ　ｉｓが調べることができる
ようＫなっている。

このように構成されたシステムの動作を、次に二重化構
成された信号ライン系のいずれもが正常である場合（定
常状態）と、いずれかが異常状態に々り九場合とに分け
て説明する。

（定常状態での動作） あるステーションにおいて、バトンパスコマンドを受信
すると、ホスト２０側からの通信要求の有無を調べ、通
信要求が無い場合には、前回コマンド送信に使用しなか
った側の通信ライン系（Ｂｌ又はＢ２）を選択し、その
通信ライン系を介して次のステーションにバトンパスコ
マンドを送る。通信要求がある場合には、要求フレーム
を前回使用しなかった側の通信ライン系に対して送信し
、レスポンスフレームを受信すると、次のステーション
にコマンド送出で使用してない側の通信ライン系を使用
して、バトンパスコマンドを送出する。

いずれの場合も、バトンを含めてコマンドを。

二重化構成の信号ライン系に対して交互に選択して送信
するようＫしている。この時、もう一方（非選択）の信
号ライン系に対しては、ある遅れ時間の後に、プリアン
プルパターンを送信する。

受信する側のステーションにおいて、信号ライン上のＣ
Ｄ信号が早く検出された側の信号ライン側から、信号を
取込み、レスポンスフレームはコマンド受信を行なり九
通信ライン側に送信し、かつ、もう一方の信号ライン系
に所定の時間だけ遅れてプリアンプルパターンを送出す
る。

（異常状態での動作） あるステーションにおいて、コマンド送出に対して無応
答が発生した場合、そのコマンド送出に使用したのと同
じ信号ライン系を使用して、例えば３回の再試行（合計
で４回の試行）を行ない、それでも無応答の場合は、他
方の信号ライン系に切換え、同様に４回までの試行を行
なう。信号ライン系を切換えて通信に成功した場合、最
初の信号ライン系が異常であると判断し、その旨をブロ
ードキャスト（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ　）する。その後は
、全てのステーションは、正常側の信号ライン系のみを
使用して通信を行なう、第１．第２の両方の信号ツイン
系で通信に失敗した場合は、相手ステージ冒ンが異常と
判断する。

第６図は、使用しない一方の信号ライン系にもある一定
時間遅れて、プリアンプルパター７を送出する意味を説
明するための説明図である。

第１図に示すシステムは、二重化構成された信号ライン
系の交互使用に関して、ステーション間で同期制御され
ているものではなく、各ステージ嘗ンが独自に行なって
いる。また、パト／の送達確認は、バトン送達後一定時
間以内に、キャリアが検出されることＫよって行なわれ
ている。

いま、使用しない信号ライン系にキャリアを発生させな
い場合、第６図において、例えばステーション８ＴＮｉ
ＯＸ印の個所が異常になったと仮定すると、ステーショ
ン８ＴＮ１は第２の信号ラインＢ２によってステーショ
ン８ＴＮｉ＋ｌＫバトンパスを行ない。

ステーション８ＴＮｉ４１は第１の信号２インＢｌを使
用してステーショア　８ＴＮ１＋２にバトンパスを行な
う。

この場合、ステーション８ＴＮｉ＋１からステーション
１９ＴＮｌ＋２へのバトンパスのキャリアは、ステージ
。

ン８ＴＮｉでは検出されないため、このステーションＳ
Ｔ町はバトンパスＯ伝達確認が出来なくなる。この為Ｋ
、瞬間的に、各ステーションＢＴＮＩ　ｅ　ＢＴＮＨ＋
１＊８７Ｎ１４２０間で複数個のバトンが発生すること
となシ、この状態からの回復は通常よシも長い時間を必
要とする。また、もし、ステーション５ＴＮＩ＋１が発
したバトンが通常のコマンドの場合は、そのコマンドは
回復過程で消失する。

零発ＩＪＩＫ係るシステムでは、使用しない一方の信号
ライン系にもキャリアを発生させるととＫよりて、前記
したような不具合を解消し、バトンの伝達確認が異常時
にも確実に行なえるようＫしている。

また、使用しない一方の信号ライン系に送出されるキャ
リア（プリアンプルパターン）は、ある一定時間遅らせ
てあシ、これによシ他方の信号ライン系を経て送信され
た正常フレームは、相手方ステーションに一定時間だけ
早く到着し、当該ステーションは、先着側の信号ライン
系のデータを確実に取シ込めることができるようＫして
いる。

また、前記したように、使用しない一方の信号ライン系
に送出されるキャリアは、プリアンプルパター７であり
て、正常なフレームではない。これＫよって、相手方ス
テーションで、もしこのプリアンプルパターンが受信さ
れてもそれを無視することができるようＫしている。因
みに％第１゜第２の信号ライン系の両方Ｋ、正常なフレ
ームを送信するものとすれば、どちらか一方の信号ライ
ン系の受信回路がキャリア検出不能になっても、４う一
方の信号ライン系で受信が可能となシ、故障検出が出来
なくなるという不具合が生ずる。

本発明のシステムにおいては、このような異常検出を、
マスター側（バトンを保持し、コマンドを送信できるス
テーション）で行なうことができるもので、システムの
制御動作が簡略化される。

なお、上記の説明では、複数個のフィールドコントロー
ルステーションによってシステムカ構成されている例を
示したが、ステーションとしては他の機能を有するステ
ーションであってもよい。

（発明の効果） 以上説明したように１本発明のシステムは、二重化構成
された信号ライン系に、バトンを含めてコマンドを交互
に送信するとともに、待機側の信号ライン系に所、定時
間だけ遅れてプリアンプルパターンを送信するように構
成したもので、本発明によれば、単一故障の検出をリア
ルタイムに行なうことができ、従って、ライン系の使用
効率を向上させることのできる通信制御システムが実現
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体システムの構成概
念図、第２図は各ステーションにおける通信制御装置の
構成ブロック図、第３図は先着優先回路のブロック図、
第４図は二重化制御信号処理回路の一例を示すブロック
図、第５図は送信フレームの構成例を示す図、第６図は
動作の一例を説明するための図である。 Ｂｌ、Ｂ２・・・通信ライン、　ＣＰＬ・・・カップラ
、　　５ＴＮＩ〜８ＴＮｎ・・・ステーション、１１．
１２・・・カップラインタフェース、１３・・・ＨＤＩ
、Ｃチップ、　　１４・・・二重化制御信号処理回路％
１５・・・１’　Ｐ　ｅ 、／＋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ブロードキャストメディア及びこのメディアに結合する
   各ステーションの物理層がそれぞれ二重化構成され、各
   ステーションのラインのアクセス方法としてバトンパス
   方式を採用し、バトンパスフレーム内にはプリアンプル
   パターンを含み、バトンパスの伝達確認をバトンパスコ
   マンド送出後一定時間内に前記メディア上にキャリアが
   検出されることによって行なうシステムであって、バト
   ンを受け取ったステーションは前記二重化構成されたメ
   ディアにバトンを含めてコマンドを交互に送信するとと
   もに、待機側のメディアに所定時間だけ遅れて前記プリ
   アンプルパターンを送信するように構成され、受信備ス
   テーションは前記二重化構成されたメディア上のキャリ
   アが早く検出された側のメディアから信号を取り込むと
   ともに当該メディア側にレスポンスフレームを、他方の
   メディアに所定時間だけ遅れてプリアンプルパターンを
   それぞれ送信するように構成されたことを特徴とする通
   信制御システム。