JPS6248832A - 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υ、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。このとき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（財）を行う。この通信制（
財）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５１６−２「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開発調査委員会
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。

第２図にホームバスシステムに使用される代表的なパケ
ットフォーマットを示す。第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は受信側からの応答、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であυ
、競合制御方式は基本的にはＣ５ＭＡ／ＣＤ　（Ｃａｒ
ｒｉｅｒ　５ｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｙ　Ａｃｃｅｓ
ｓ　ｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
　）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く　Ｃａｒｒｉｅｒ　
Ｓｏｎ□）、バス上に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を
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ＡＣＫ　（Ａｃｋｎｏｗ　
−Ｌｅｃｔｇｇ　）　ｅ異常受信時はＮＡＫ　（Ｎｅｇ
ａｔｉｖｅ　Ａｃｋ　−ｎｏｕｒＬｇｄｇｇ　）　）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１８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
第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を行う。

第５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はビット
５において（第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　Ｄａｔｔｃｔ
ｉａｎ　）　６衝突を検出した端末２は直ちに送信を中
断し受信処理へ移シ、もしそのパケットが自分宛ならば
受信バッファに取シ込み、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知することなく送信する
ことが出来るので、衝突パケットの再送信の際にもバッ
クオフ処理等の再送信スケジュ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パケットのうち、優先ビット部（
第２図１）及び自己アドレス部（第２図２）のみ行う。

この「ビット照合勝ち残シ方式」を正確に行うためには
各端末が同時にパケットの送信を始める必要があるが。

従来は、受信端からの応答（第２図８）のスタートビッ
トの立下シ時点でタイマーを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Ｔ、を測定し、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してしまってい
た。

ホームバスシステムでは１５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太きい。

第４図に、第３図と同一の２つのパケットがｔ１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ｔ、
ｔが１／２ビット幅よシ大きいと。

ビット照合勝ち残９方式が正しく行なわれず。

本来優先度の高い端末１のパケットが第４図１２の点で
衝突を検出してしまい、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、
１８時間（Ｔ３＞Ｔり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
勝ち残９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、が一定でなければならず１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）（ケノト長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シ、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第５
図に示すように、同期）くバス発生装置によりバス上に
一定間隔Ｔ４で同期ノくバス１３を発生させ、各端末は
この同期ノくバス１３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、この方法におい
ても、ノくケラト長Ｔ、が短いときでもパケット間隔Ｔ
４は一定なので、やはり無駄時間が多くなり、システム
の伝送効率は低下してしまう。また、ノくケラト長Ｔ。

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開始時刻を一致さ
せることにより「ビット照合勝ち残υ方式」を正しく動
作させシステムの信頼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シ、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Ｋある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、自己宛のパケットを受信した受信端末
が内部処理の後にバス上に同期パルスを発生させ１次に
送信を行いたい端末はこの同期パルスに同期してパケッ
トを送信するようにしたことにある。

〔発明の実施例〕

以下１図面に従い本発明の詳細な説明する。

第６図にホームバスシステムの概念図を示す。

第６図において−１３は共通バス線、１４〜１６は本発
明による通信制御装置、　１７，１８．１９は端末であ
る。

本発明の通信制御装置によるバス１６上の信号を第７図
に示す。今端末１が端末２宛のパケットＡ２２をバス上
へ送信したとする。端末２の通信制御装置１５はバケツ
）、４２２を受信した後、受信エラーのチェックを行い
、その結果に従い１２時間後に応答２３　（ＡＣＫ　ｏ
ｒ　ＮＡＫ　）を返送する。

その後、端末２（第６図１８）において内部処理を行い
、処理が終った１５時間後に、パケットＡ２２を受信し
た通信制御装置１５自身がバス上に同期パルス２４を送
信し１次に送信を行いたい端末（例えば端末１（第６図
１７）と端末３（第６図１９））の通信制御装置１４．
１６は、この同期パルス２４に同期して１８時間後にパ
ケットの送信を開始する。

このとき、Ｔ、＞Ｔ、かつＴｓ　＞　Ｔｓ　　とすれば
。

各通信装置は、バス上の信号の空き時間を監視すること
により同期パルスを検出することができる。たとえばあ
る規定時間Ｔ。をｒ５＞ｒｏ。

Ｔｏ　＞Ｔｓ　＋　Ｔｏ　＞Ｔ２　　のように選ぶと、
バス上に規定時間１０以上の空き時間ののちに最初に来
た信号が同期パルスである。また同期パルスを。

他の信号と識別できるようにすれば必ずしも応答２３と
同期パルス２４の間隔Ｔ、をパケット２２と応答２３の
間隔Ｔ、や、同期パルス２４とパケット２５の間隔Ｔ、
よシ長くとる必要はない。

いずれにしても同期パルス２４とバケッ１４２５との間
隔Ｔ、は短くすることができ、もちろん零でもかまわな
い。そ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は同時にパケットの送信を開始するこ
とができるので「ビット照合勝ち残シ」が正確に行なわ
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のパケットＢ（第７図２５）
がバス１３上に送シ出される。また端末２がパケットＡ
２２の受信にひき続きパケットの送信を行う場合１通信
制御装置１５は自ら送信した同期パルス２４にひき続き
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
タイミングはパケット間隔１６時間の長短に依らず同期
パルスにより同期がとれるので「ビット照合勝ち残シ方
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Ｔｓが、パケット長Ｔ、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。

本発明において、もし受信端末の故障やパケットの受信
先が無い等の理由で、次の同期パルスが送信されないと
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１４は、第８図に示すようにバケツ
）、４２２を送信後、バス１３上の信号を監視し、規定
時間１６時間（７’ｅ＞７’ｓ）以上受信端からの応答
が無ければ、何らかの異常がありたものと判定し同期パ
ルス２６を送信し１次のパケットＢ２５の同期をとる。

また第９図に示すように、同期パルス２１に対して送信
を行いたい端末が無く、バス上に規定時間Ｔ？　（７”
？　＞　Ｔ６　）時間以上信号が無いときに新たに端末
１（第６図１７）が送信を行う場合通信制御装置１４は
、パケットＡ２２の先頭に同期パルス２７を付けて送信
を行う。このことにょシパケットの先頭には常に同期パ
ルスが存在することになる。

次に本発明の通信制御装置の一実施例を第１図により説
明する。第１図において、　３０は共通ハス線、３１は
バスに接続するためのトランシーバ回路、３２はバス上
の同期パルスを検出する同期パルス検出回路、３３はバ
ス上の応答を受信する応答受信回路、３４はバス上に同
期パルスを送出する同期パルス送信回路、３５はバス上
に応答を返送する応答送信回路、３６はパケットの送信
を司る送信制御回路、３７はパケットの受信を司る受信
制御回路、３８は「ビット照合勝ち残９方式」を行う競
合制御回路、３９は送受信のボーレートやタイミングを
決定するためのクロックを供給する発振器である。

第１０図のフローチャートを用いて第１図の実施例の動
作を説明する。通信制御装置は電源ＯＮ時にまず初期化
動作としてバス上の信号の監視を行い（第１０図４０）
、バス上にある規定時間以上信号が無い事を確認して（
第１０図４１）から通常の送受信動作へ移行する。受信
の場合受信制御回路Ｓ７は同期パルス検出回路５２を用
いてバス上の信号を監視しく第１０図４５）、同期パル
スが検出されるとそれに続くパケットを受信する（第１
０図４４）。そして受信パケットの相手アドレスをチェ
ックしく第１０図４５）、自分宛のパケットでなければ
この受信パケットを無視し１次の同期パルスの検出待ち
となる。もし自分宛であるならば、このパケットをとり
込み同時にエラーチェックを行い（第１０図４６）。

エラーが無ければＴ１時間後にＡＣＫ　コードを（第１
０図４８）、エラーがあればＮＡＫコードを（第１０図
４７）応答送信回路３５を用いて返送する。

その後、受信制御回路３７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（第１０図４９　
）　、　ｒ、時間後に同期パルス送信回路５４を用いて
、バス３０上に同期パルスを送信する（第１０図５０）
。

次に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５６は、同期パルス検出回路３２を用いて、同期
パルスの検出を行い（第１０図５１）同期パルスが検出
されると、同期パルスに同期して（第１０図５４　）　
Ｔ、時間後にトランシー−く回路間を介して、バス３０
上へパケットを送信する（第１０図５５）。もし、バス
３０上に規定時間１７時間以上同期パルスが無い場合（
第１０図５２）は、同期パルス送信回路３４により同期
パルスを送信しく第１０図５３）、この同期パルス自身
に同期して１８時間後にパケットを送信する（第１０図
５５）。

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３８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（第１０図５６）、直に
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シ込む。

衝突を検出しなければ、送信制御回路３６はそのままパ
ケットの送出を続け、送信が終った時点から受信端から
の応答（Ａｃｘ７ｙＡｘ　）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（第１０図５８）。もし
規定時間１０以上たっても受信端からの応答（Ａｃｘ／
ｙＡｘ　）が検出されない場合は（第１０図５９）、異
常処理として送信制御回路５６は、同期パルス送信回路
３４により、バス３０上へ同期パルスを送信する（第１
０図６０）。

同期パルスは、第７図において−Ｔｓ＞Ｔｔかつ、ｒｓ
＞ｒ、　　として、バス上の空き時間を監視することに
より同期パルスを検出する場合には第１１図（α）に示
すように複数ビットにより構成してもよいし、第１１図
（Ａ）に示すように、他の信号形式と同様にスタートビ
ットとストップビットを付けた１バイト形式で応答信号
とは別のコー＆ ド（例えば＃Ｈ５５）にしてもよい。

また同期パルスを他の信号には存在しない信号パターン
にして、検出する方法の場合は１例えば第１１図（１）
に示すように１通常の信号形式の１バイトデータにスタ
ートビット（’Ｏ’　）とストップビット（”１”）を
付けるという規則を破った。１０ビット以上”０”が連
続する信号パターンなどが考えられる。

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確
に同期させることができる　４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出来るので
、パケット間の無駄な待ち時間をなくすことが出来ると
いう効果もある。

本実施例では通信制御装置を全てノ・−ドウエアにより
構成したが、第１２図に示すようにトランシーバ−回路
３１のみノ・−ドウエアで構成し。

他の機能は１チツプマイクロコンピユータ７０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
フローチャートは第１０図となることは言うまでもない
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、パケットの送出タイミングの同期が正
確にとれるので、「ビット照合勝ち残シ方式」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をなくす事ができるの
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】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図はホームバ
スシステムのパケットフォーマット。 第３図はビット照合勝ち残シ方式を表わした図。 第４図は同期ズレをおこした場合のビット照合勝ち残シ
方式を表わした図、第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、第６図はホーム
バスシステムの概念図、第７〜９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、第１０図は本発明の
一実施例のシステムフローチャート、第１１図は同期パ
ルスの一例を示した図、第１２図は本発明の他の実施例
の構成図である。

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４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
   信制御手段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
   段より成る通信制御装置において、前記伝送媒体上へ同
   期パルスを送出する同期パルス送信手段と、前記伝送媒
   体上の同期パルスを検出する同期パルス検出手段を設け
   、前記受信制御手段が自己宛のパケット信号を受信した
   場合、前記応答信号返送手段により前記伝送媒体上へ応
   答信号を返送し、その後前記同期パルス送信手段により
   前記伝送媒体上へ同期パルスを送信し、前記送信制御手
   段は、前記同期パルス検出手段により前記伝送媒体上の
   同期パルスを検出した後、前記同期パルスに同期してパ
   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
   合に前記同期パルス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前記同期パルスが検出
   されない場合前記同期パルス送信手段により前記伝送媒
   体上へ同期パルスを発生させ、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あらかじ
   め定められた規定時間以上前記伝送媒体上に応答信号が
   検出されない場合、前記同期パルス送信手段により前記
   伝送媒体上へ同期パルス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。