JPS6248831A - 通信制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ディジタル信号の通信に係り、特に競合制御
を行うネットワーク通信システムに好適な通信制御装置
に関する。

〔発明の背景〕

家庭内の電気機器等を相互に接続して操作管理を行うホ
ームバスシステムが各方面から提案されている。このホ
ームバスシステムは共通伝送路（バス）に幾つかの電気
機器等を接続し、バスを介してそれらを制御したりデー
タのやりとりを行うシステムである。各端末は信号をバ
ス上に伝送する場合、複数のビットから成るパケットと
呼ばれる単位で伝送を行い、このパケット単位で通信制
御を行う。この通信制御方法については、昭和５９年度
電子通信学会総合全国大会講演論文集、論文番号８１６
−２ｒ家庭内情報通信ネットワークコントローラの必要
性と具備機能」及び昭和６０年３月ホームバスシステム
１ｍ％調査委員会発行の「ホームバスシステムの開発調
査研究中間報告書」に記載されている。

才２図にホームバスシステムに使用されている代表的な
パケットフォーマットを示す。才２図において１は優先
ビット、２は自己アドレス。

３は相手アドレス、４は制御コード、５は電文長、６は
データ、７はフレームチェックコード。

８は受信端末からの応答、９は次のパケットである。

ホームバスシステムでは同期方式は調歩同期方式、競合
制御方式は基本的にＣ８ＭＡ／ＣＤ（Ｃａｒｒｉｅｒ　
５ｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｗｉｔ
ｈ　Ｃｏ１１ｉｓｉｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎ　）を用い
ている。つまりパケットを送信する場合各端末はまずバ
ス上の信号を監視し、（Ｃａｒｒｉｅｒ　５ｅｎｓｅ　
）一定時間以上信号がないことを確認した後送信を開始
する。一方受信側はこのパケットヲ受信した後、誤り検
出を行い、一定時間Ｔ、後に応答データ又は信号（正常
受信時はＡ　ＣＫ　（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　）　、
異常受信時はＮ　Ａ　Ｋ　（Ｎｅｇａｔｉｖｅ　Ａｃｋ
ｎｏｗｌｅｄｇｅ）　）を返送する。

その後受信側の内部処理用時間として一定のパケット間
隔１３時間経過した後に次のパケット９の送信が行なわ
れる。

この時もし同時に複数の端末がパケットの送信を行うと
才２図１０に示す点で衝突が発生する。

この衝突を検出するために各端末はパケットの送信と同
時に各ビットの中央でバス上の信号をサンプリングし送
信データとの比較ヲ行う。オ６図に信号衝突時の２つの
端末の送信データとバスからの受信データを示す。同図
において端末１の送信データと受信データは全て一致し
ているが、端末２ピツト５において（才３図１１）送信
データと受信データの不一致が生じ衝突を検出する（　
Ｃｏ１１ｉｓｉｏｎ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　）　。衝突
を検出した端末２は直ちに送信を中断し受信処理へ移り
、そのパケットが自分宛であればバンファにとりこみ、
一方端末１は衝突を検出することなく送信を続ける。こ
のようにホームバスシステムでは複数のパケットの衝突
が発生してもそのうち優先度の一番高いパケットは衝突
を検出することな（送信することが出来るので、衝突パ
ケットの再送信の際にもバンクオフ処理等の再送信スケ
ジユーリングを必要としない利点を有している。

この方法を「ビット照合勝ち残り方式」と呼んでいる。

なおこのビット照合は通常パケットのうち優先ビット部
（才２図１）及び自己アドンス（，１′Ｆ２図２）のみ
行う。

この「ビット照合勝ち残り方式」乞正確に行うためには
各端末が同時にパケットの送信暑開始する必要があるが
、従来は受信端からの応答（才２図８）のスタートビッ
トの立下り時点でタイマー乞セットし、このタイマーに
よりあらかじめ定められた規定時間Ｔｓ’ｌ測定し、パ
ケットの送信を開始していたため各端末のタイマー間で
誤差があるとパケットの送信開始時刻がズレテしまって
いた。ホームバスシステムテハＬ時間を受信端末の内部
処理時間にあてているため比較的長い時間間隔となって
おり、そのためタイマ誤差の影響が大きい。

才４図に矛６図と同一の２つのパケットがｔｄ時間ズし
て送信された様子を示す。このとき同期ズレ時間ｔｄが
１／２ビット幅より大きいとビット照合勝ち残り方式が
正しく行なわれず、本来優先度の高い端末１のパケット
が矛４図１２の点で衝突′？：慣出慣用しまい送信を中
断し、優先度の低い端末２のパケットがバス上へ送信さ
れてしまう。

このように従来は受信端からの応答８が返送された後Ｔ
１時間（Ｔｍ＞　Ｔｔ　）経過して次のパケットの送信
を開始していたので、各端末のタイマー誤差の影響が大
きく、パケットの送信開始時刻がズしてしまい「ビット
照合勝ち洩り方式」が正確に行なわれない恐れがあった
。

またパケット送信の同期をとるためにはパケット間隔Ｔ
３が一定でなければならず、通常パケット長Ｔ、が最も
長い通信でも内部処理を行うのに十分な時間に設定しで
あるためパケット長Ｔ。

が短い通信や、内部処理のための時間がほとんど必要で
ない通信の場合はパケット間隔Ｔ、はほとんど無駄な待
ち時間になってしまい、システムの伝送効率が低下して
いた。

逆に、パケット間隔Ｔ、なさらに長くとる必要が生じた
場合でもパケット送信開始時刻を一致させるためにはさ
らに精度の高いタイマーが必要となり、そのためにシス
テムが高価なものになってしまうという欠点があった。

また、送信パケットの同期を正確にとる方法として矛５
図に示すように同期パルス発生装置によりバス上に一定
間隔Ｔ４で同期パルス１３を発生させ各端末はこの同期
パルス１５に同期してパケット１４をバス上へ送出する
方式が提案されているが、この方式においてもパケット
長Ｔ、が短いときでもパケット間隔Ｔ４は一定なので、
やはり無駄時間が多（なり、システムの伝送効率は低下
してしまう。また、パケット長ＴＩが同期パルスの間隔
Ｔ４により規定されてしまうという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は各端末のパケットの送信開始時刻を一致
させることにより「ビット照合勝ち残り方式」を正しく
動作させシステムの信櫃性を向上させると共に、パケッ
ト間の無用の待ち時間をなくし、システムの伝送効率を
高める通信制御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、自己宛のパケットを受１ｇシた受信端
末が内部処理の後に応答信号を返送し、次に送信を行う
端末はこの応答イｇ号に同期してバス上にパケットを送
信するようにしたことにある。さらに本発明においては
、送信を行う端末は応答を検出してからパケット信号の
送信を開始するまでの時間を、受信端末が自己宛のパケ
ットを受信し終ってから応答を送信するまでの時間より
、短か（設定する。

〔発明の実施例〕

以下、図面忙従い本発明の詳細な説明する。

矛６図和水−ムバスシステムの概念図を示ス。

矛６図において１３は共通バス線、１４〜１６ハ本発明
による通信制御装置、１７〜１９は端末である。

本発明の通信制御装置によるバス上の信号を矛７図に示
す。今端末１（オ６図１７）が端末２（オ６図１８）宛
のパケットを送信したとする。

端末２の通信制御装置１５はパケットＡ２２を受信した
後、受信エラーのチェックを行い、その後受信パケット
Ａ２２の内容に従った内部処理を行った１２時間後にバ
ス１３上へ応答信号２３を返送する。次に送信を行いた
い端末（例えば端末１と端末３）の通信制御装置１４．
１６はこの応答信号２５に同期して規定時間Ｔ１時間後
にパケットの送　　・信を開始する。

このとき応答信号２３とパケットＢ２４との間隔Ｔ、は
、バケツ）Ａ２２と応答信号２３との間隔Ｔ、よりも短
かくする。もちろん零でもかまわない。

このため端末間のタイマー誤差による影響が少なく、端
末１と端末３は同時に・くケクトの送信を開始すること
ができるのでビット照合勝ち残りが正しく行なわれ、も
し端末３の送信パケットが端末１のパケットより：優先
度が高ければ、端末３のパケツ）Ｂｌ’７図２４図示４
ス１３上に送り出される。

また端末２がパケットＡ２２の受信にひき続きパケット
の送信ン行う場合通信制御装置１５は自ら返送した応答
信号２３の１８時間後にパケットを送信する。

このように本発明によれば、各端末のパケット送信開始
タイミングをパケット間隔１８時間の長短に依らず応答
信号２３により一致させることができるので「ビット照
合勝ち残り方式」を正確に行うことができる。

また従来固定であったパケット間隔Ｔ、がパケット長Ｔ
１や内部処理時間に応じて可変できるので、バス上の無
駄な空き時間をなくすことができる。

また、Ｔｓ＞　Ｔｓとなっているので各通信制御装置は
バスの空き時間を監視することにより応答信号を検出す
ることができる。つまりバス上てＴ１時間より長い空き
時間の後に、来る一番新しい信号が応答信号である。

本発明において、もし受信端末の故障やパケットの受信
先がない等の理由で応答信号が返送されない場合、パケ
ットの送信が停止してしまう恐れがある。そこで端末１
の通信制御装置は矛８図に示すように、パケットＡ２２
を送信後バス１３上の信号を監視し、規定時間１５時間
以上受信端からの応答がなければ、何らかの異常があっ
たものと判定し、バス上へ応答信号を送信して次のパケ
ットＢ２４の同期をとる。

また才９図に示すように、応答信号２１に対して送信を
行いたい端末がなく、バス上に規定時間Ｔ６以上信号が
ないときに、新たに端末１（矛６図１７）が送信を行う
場合通信制御装置１４は、バケツ）Ａ２２の先頭に応答
信号２６を付けて送信を行う。これによりパケットの先
頭には常に応答信号が存在することになる。

次に本発明の一実施例を才１図により説明する。才１図
において、５０はバスに接続するためのトランシーバ−
回路、３１はバス上の応答信号を検出する応答信号検出
回路、５２はバス上忙応答信号を返送する応答信号送信
回路、５３はパケットの送信を司どる送信制御回路、３
４はパケットの受信を司どる受信制御回路、３５は「ビ
ット照合時ち残り方式」を行う競合制御回路、３６は送
受信の伝送速度やタイミングを決定するためのクロック
を供給−「るための発根器である。

矛１０図のフローチャートを用いて夛１図の実施例の動
作を説明する。

パケットの受信の場合、受信制御回路３４は応答信号検
出回路３２ヲ用いてバス上の信号を監視しく才１０図４
０）、応答信号が検出されるとそれに読くパケツ）Ｙ受
信する（矛１０図４１）。

そして受信パケットの相手アドレスをチェックしく矛１
０図４２）、自己宛のパケットでなければこの受信パケ
ット乞無視し、次の応答信号検出待ちとなる。もし自己
宛であるならばこのパケットをとり込み同時にエラーチ
ェックを行う（才１０図４３）。その後受信制御回路は
受信パケットの内容を解析し、その内容に応じた内部処
理を行い（矛１０図４４）、その処理が終った１２時間
後に応答信号送信回路３２を用いてバス１３上へ応答信
号を返送する。（才１０図４５）。

次〈送信動作について説明する。送信を行う場合送信制
御回路３３は応答信号検出回路３１を用いて応答信号の
検出を行い（矛１０図４６）、応答１を号が検出される
とＴｓ時間後にトランシーバ回路３０を介してバス１５
上へパケットを送信する。

（矛１０図５０）。

もしバス１３上に規定時間Ｔ６以上応答信号が無い場合
は、応答信号送信回路３２により応答信号を送信しく矛
１０図４８）この応答信号に同期してにｌ’１０図４９
　）　Ｔ、時間後圧パケットを送信する（矛１０図５０
）。

パケットの送信のうち、優先ビット部と自己アドレス部
は競合制御回路３５によりビット照合を行い、もしバス
上での信号の衝突を検出すると（才１０図５１）直ちに
送信を中断し、受信動作に移り、自分宛のパケットであ
ればそのデータをとり込む。

衝突を演出しなければ、送信制御回路３３はそのままパ
ケットの送信を続け（矛１０図５２）、送信が終った時
点で受信端末からの応答信号待ちとなり、応答信号を受
信した時点で送信動作を終了する（　’ｉ　１０図５３
）。もし規定時間１．以上たっても受信端末からの応答
信号が検出されない場合（才１０図５４）、送信制御回
路３３は異常処理として応答信号送信回路３２によりパ
ス１３上へ応答信号を送信する（才１０図５５）。

なお応答信号としてはＡＣＫ、ＮＡＫの２種類の信号だ
けを用いてもよいし、応答信号２５と２６だけＡＣＫ、
ＮＡＫとは異なる応答信号にしてもよい。

以上述べたように本実施例によればパケット長を何ら規
定することなく、複数パケットの送信開始時刻を正しく
一致させることができるという効果がある。

また、パケット間隔が処理時間に合せて可変できるので
、パケット間の無駄な待ち時間をなくすことができると
いう効果もある。

また、本実施例では通信制御装置をハードウェアにより
構成したが、マイクロコンピュータを用いてソフトフェ
アにより処理を行うことも可能である。

本実施例では通信制御製置を全てハードウェアにより構
成したが、矛１１図に示すようにトランシーバ−回路３
１のみハードウェアで構成し、他の機能は１チツプマイ
コン７ｏを用いてソフトウェアにより行うことも可能で
ある。その際のフローチャートは、？１ｏ図のものとな
ることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

不発明によれば、パケット間隔に依らずパケットの送信
開始時刻を一致できるので「ビット照合勝ち残り方式」
が正確に行なわれ、システムの信頼性が向上するという
効果がある。

またパケット間の無用の待ち時間乞な（すことができる
ので、システムの伝送効率が向上するという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

矛１図は本発明の一実施例の構成図、才２図はホームバ
スシステムのパケットフォーマット図、矛３図はビット
照合勝ち残り方式を表わした図、才４図は同期ズレをお
こした場合のビット照合勝ち残り方式を表わした図２才
５図は一定間隔の同期パルスを用いた場合のバス上の信
号を表わした図１オ６図はホームバスシステムの概念図
、１７〜９図は本発明の一実施例によるバス上の信号を
表わした図２才１０図は不発明の一実施例のシステムフ
ローチャート、矛１１図は本発明の他の実施タリヲ示す
図である。 １３・・・共通パス線、３０・・・トランシーバ回路、
３１・・・応答信号検出回路、３２・・・応答信号法１
ｇ回路、３３・・・送信制御回路、５４・・・受信制御
回路、３５・・・競合制御回路、３６・・・発振器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、伝送媒体上に複数ビットから構成されたパケット信
   号を送出する送信制御手段と、前記伝送媒体上のパケッ
   ト信号のうち自己宛のパケット信号を受信する受信制御
   手段と、パケット信号の送信時に送信信号と伝送媒体上
   の信号を１ビット毎に比較して両者が不一致の場合に次
   のビット以降の送信を中断する競合制御手段と、前記受
   信制御回路が自己宛のパケット信号を受信した場合に前
   記伝送媒体上へ応答信号を返送する応答信号返送手段と
   、前記伝送媒体上の応答信号を検出する応答信号検出手
   段より成り、前記受信制御手段は自己宛のパケットを受
   信すると前記応答信号返送手段により前記伝送媒体上へ
   応答信号を送信し、前記送信制御手段は、前記応答信号
   検出手段により前記伝送媒体上の応答信号を検出した後
   に、前記応答信号に同期してパケット信号の送信を行い
   同時に前記競合制御手段により競合制御を行う通信制御
   装置において、前記受信制御手段が自己宛のパケットを
   受信し終ってから前記応答信号を送信するまでの時間を
   、送信制御手段が前記応答信号を検出してからパケット
   信号の送信を開始するまでの時間より長くしたことを特
   徴とする通信制御装置。 ２、前記送信制御手段はパケット信号の送信を行う場合
   、前記応答信号検出手段により前記伝送媒体上にあらか
   じめ定められた規定時間以上応答信号が無いことを検出
   すると、前記応答信号返送手段により前記伝送媒体上へ
   応答信号を送信し、その後にパケット信号の送信を開始
   することを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の通信
   制御装置。 ３、前記送信制御手段は、前記伝送媒体上へパケット信
   号を送信した後、前記応答信号検出手段により前記伝送
   媒体上の信号を監視し、あらかじめ定められた規定時間
   以上応答信号が検出されない場合、前記応答信号返送手
   段により前記伝送媒体上へ応答信号を送信することを特
   徴とする特許請求の範囲第一項記載の通信制御装置。