JPS6364436A - デ−タ伝送方法および装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は環状伝送路を用いたデータ伝送方法及び装置に
係り、特に計算機システム間の高速な回報通信を行うの
に好適なデータ伝送方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のループ伝送システムは、特開昭５７−８１７４６
号に記載のように、送信メツセージがループ伝送路上で
衝突しないようにするために、データ送信用送信権を確
保するためのフレーム情報を伝送路上に周回させ、これ
を獲得したデータ伝送装置がデータを送信するというト
ークンパッシング方式が主流であった。この方式によれ
ば、ある特定のデータ伝送装置の送信頻度が高い場合、
他のデータ伝送装置の送信頻度が低くなったり、また一
定周期でデータを送信しようとする場合にはその周期が
乱れるという欠点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

」１記従来技術は、送信要求の頻度の差がデータの送信
周期の乱れになって現れるため、一定の周期でデータを
伝送しようとするサイクリック通信のような場合には不
適当であった。また短い転送周期を必要とする分野には
適さないという問題もあった。

本発明の目的は、転送周期が一定で、かつ：Ｌｍｓ程度
の短い時間で転送しうるサイクリック通信に好適なデー
タ伝送方法及び装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、各データ伝送装置を接続する環状の伝送
路にフレームと呼ぶ一定長のデータを巡回させ、このフ
レームの中の各データ伝送装置に専用に割当てたタイム
スロットというデータ送信領域を設け、このタイムスロ
ットを介して各データ伝送装置がデータの交換をするこ
とにより、周期性の確保された安定なサイクリック通信
が達成できる。

〔作用〕

本発明における伝送路上を巡回するフレームには、フレ
ームをユニークに区別するための識別子としてフレーム
番号を付し、タイムスロツ１〜を区別するための手段と
しては、フレームの先頭からの順番を計数する手段をと
ることにより、タイムスロットを各データ伝送装置に専
用に割付けることができ、タイムスロットの巡回周期に
合致したサイクリック通信が可能となる。

〔実施例〕

以ド、本発明の実施例について詳細に説明する。

第２図は、本発明のデータ伝送装置を適用したデータ伝
送システムの全体構成を示す図であり、データ伝送装置
５１が伝送路５０により環状に接続されている。伝送路
５０とデータ伝送装置５１は受信装置１３．送信装置１
４により接続される。

伝送路５０は、光ファイバ、ツイストペア線などの使用
が可能である。データ伝送装置５１には演算装置５２．
入出力装置５３が接続され、これらの取扱うデータがデ
ータ伝送システムを介して相互に交信される。

第１−図は、本発明に係るデータ伝送装置５］−の詳細
な構成図である。以Ｆ、本装置の構成について説明する
。第１図において伝送路５０からの入力信号３０は受信
装置］３を介してデータ伝送装置５１の内部に取込まれ
る。取込まれた入力信号３１はタイミング生成回路１２
とシフトレジスタ１］、に加えられる。タイミング生成
回路１２は入力信号３０のデータに同期したクロック信
号を生成する回路で、位相制御発振器（ヒｈａｓｅ　Ｌ
ｏｃｋｅｄＯｓｃＮ、］ａｔｏｒ　；　Ｐ　Ｔ、　０と
略す）と呼ぶ公知の技術にもとづき構成したものである
。タイミング生成回路１２の出力はシフトレジスタクロ
ック信号４４゜基本クロック信号２９となり、シフ１〜
レジスタ１１−や分周カウンタ５．メモリ制御回路６．
送信制御回路９に加えられる。シフトレジスタ１１の並
列出力信号２３は、比較回路２Ａ、２Ｂ、受信識別子レ
ジスタ４．記憶回路１に加えられる。また、シフトレジ
スタ１１の直列出力信号３２は送信装置１４を介して、
伝送路５０への出力信号３３となる。シフトレジスタ１
１への並列入力信号２４は、セレクタ１０の出力が、ま
たロードタイミング信号４０には、送信制御回路９の出
力がそれぞれ加えられる。同期信号設定回路７は、同期
信号のパターンデータ３４を並列信号の形で比較器２Ａ
に加える。この比較器２Ａは、同期パターン検出信号２
８を出力し、分周カウンタ５にプリセット信号として加
えられる。分周カウンタ５の出力信号３８は、受信識別
子レジスタ４の出力信号３９とともにワードアドレス信
号２０となって記憶装置１．メモリ制御回路６．比較回
路２Ｇ。

送信制御回路９．識別子生成制御回路１６に加えられる
。書込アドレス設定回路３は、このデータ伝送装置が送
信することのできるフレームの識別子を設定する回路で
あり、設定値２１は比較回路２Ｃに加えられ、ワードア
ドレス信号２０と比較される。この比較回路２Ｃは、書
込制御信号２２を出力し、記憶装置１のリードライト制
御、メモリ制御回路６．セレクタ１０に加えられる。記
憶装置１の読出しデータ２６は、セレクタ１０の一方の
入力信号に、また識別子生成回路８の出力信号２５は、
他方の入力に加えられる。制御ステーション設定回路１
５は、当該データ伝送装置が制御ステーションであるか
どうかを設定する回路で、設定値４１は、送信制御回路
９に加えられる。記憶装置１に対して、第２図で示した
演算装置５２゜入出力装置５３がアクセスする経路は、
データ信号３５．アドレス信号３６である。

次に第１図の装置の動作を、第３図、第４図。

第５図を併用しながら説明する。先ず伝送路５０から本
装置に加えられる信号のフォーマットを第３図に示す。

伝送路を巡回する信号はフレームという集合体であり、
第３図（ａ）のようにフレームヘッダ（ＦＨと略す）と
データ部分より成る。

フレームへツクＦ　Ｉ−Ｔは、同図（ｂ）のように同期
信号（ＳＹＮと略す）、フレーム番号（ＦＮと略す）を
含んだビット列であり、本実施例では、ＳＹＮ、ＦＮと
も１６ビツトの信号である。Ｆ　ＨのＳＹＮ、ＦＮ以外
の部分は、必要に応じてデータを入れることが出来る領
域として確保しである。

ＳＹＮは、フレームの先頭を識別できるように同期パタ
ーンを形成するビット列で構成される。フレーム番号Ｆ
Ｎは、フレームを区別するための識別子であり、本実施
例ではＯから６５５３５までの１６ビツ１〜のバイナリ
信号で表示している。

第３図（ａ）のフレームのデータ部分は、演算装置や入
出力装置がやりとりするデータを入れる領域であり、本
実施例では、ＴＳＯからＴＳｉ４までの１５個のタイム
スロットから成り、各タイムスロットは同図（ｃ）のよ
うにＷＤＯからＷＤｉ５までの１６個のワードデータで
構成している。この構成によれば、１フレーム当り１６
ワード×１６タイムスロツトで、２５６ワードのデータ
が伝送できる。

次に第４図のタイムチャーｌ〜を併用しながら、本発明
のデータ伝送装置の受信動作、送信動作を説明する。

伝送路から受信したフレーム信号は、タイミング生成回
路］２の図示せぬ位相制御発振器によってビット列に同
期したシフ１−レジスタクロック信号４４．基本クロッ
ク信号２９を生成する１、シフ１〜レジスタ１１はその
タロツク信号４４によって、フレームのデータを１−ビ
ットずつ取込み記憶してゆく。このシフトレジスタ１１
は、第５図のような構成のもので、インバーター５０．
セットリセットフリップフロップ１５１．ナントゲート
１５２から構成されている。このシフ１〜レジスタでは
、直列に入力したフレーム信号３１は、並列出力信号２
３によって直列並列変換が行われる仕組になっている。

フレームの先頭が入力されてくると、シフトレジスター
１の並列出力信号２３と、同期パターンＳＹＮの設定値
３４を比較回路２Ａにより比較し一致しているかどうか
検査する。ＳＹＮのパターンと一致すると、第４図タイ
ムチャー１−の信号番号２８を示すように、同期パター
ン検出信号２８を出力し、これを分周カウンタ５に加え
、プリセットする。この分周カウンタ５は、基本りロッ
ク信号２９により計数され、フレームの構成に同期した
出力信号３８を生成する。一方フレームがさらに入力さ
れてくると、シフトレジスター１の並列出力信号２３に
フレーム番号ＦＮが現れる瞬間があり、このタイミング
に合わせて、分周カウンタ５は、信号３７を受信識別子
レジスタ４のクロックに加え、ＦＮを記憶する。記憶し
たＦＮは、レジスタ４の出力信号３９に得られ、分周カ
ウンタ５の出力信号３８と一緒になり、フレーム中のタ
イムチャートを区別しうるユニークなコードを与える信
号２０となる。この信号によれば、異ったフレーム間で
は、フレーム番号ＦＮが異ったフレーム間では、フレー
ム番号Ｆ　Ｎが異ること、フレーム内のタイムスロット
、ワードについては、分周カウンタ５の出力が異ること
、の２つの効果により、フレーム内のデータを区別でき
る。この信号を記憶装置１のアドレス信号として用いる
ことにより、フレーム内のワードデータと記憶装置１内
のワードデータとを１対１に固定的に対応付けることが
できる。今、受信識別子レジスタ４の出力信号３９を含
んだワードアドレス信号２０と、書込アドレス設定回路
３にて設定した値が比較回路２Ｃにより比較した結果一
致した場合には、第４図タイムチャートの信号番号２２
のように、この例ではＴＳＯの範囲で１となり、他の範
囲ではＯとなる。この信号が１となった時は、記憶装置
１の信号２０で指定されたアドレスのデ−タを読出し信
号２６から取出し、セレクタ１０を信号２２により、信
号２６が信号２４に出るように切替え、シフトレジスタ
１１の並列入力信号に加える。これと同時に、第４図タ
イムチャートの信号番号４０のＡという信号をシフトレ
ジスタ１１のロードタイミング信号４０として加え、記
憶装置１の出力信号２６をタイムスロット内のワードに
埋込む。次に信号２２が０の範囲では、記憶装置１は、
信号２２により書込モードに設定され、シフトレジスタ
並列出力信号２３から、ワードアドレス信号２０で指定
された領域に、記憶装置書込信号４３を第４図タイムチ
ャートの信号番号のＢのように加えられ、タイムスロッ
ト内のワードデータが書込まれる。このようにして、他
のデータ伝送装置が送出したタイムスロット内のデータ
を自局内の記憶装Ｍ１に取込むことができる。

このようにして、該データ伝送装置に接続されている演
算装置、入出力装置は、データ信号３５゜アドレスおよ
び制御信号３６により記憶装置１をアクセスし、他のデ
ータ伝送装置下の演算装置、入出力装置と交信ができる
。

次に制御ステーションが行う識別子の更新動作を説明す
る。

識別子は、１６ビツトのデータをＯから６５５３５まで
ひとつずつ更新した番号とする。したがって識別子生成
回路８は、一般に知られている１６ビツトのカウンタで
構成する。カウンタの出力２５は、セレクタ１０の切替
信号２２により、シフトレジスタ］−１の中にフレーム
番号ＦＮがそろったタイミングすなわち第４図タイムチ
ャー１〜の信号番号４０のＡに相当するタイミングで、
シフトレジスタロードタイミング４０により、ＦＮに書
込まれる。書込んだカウンタの値は、カウントアツプ信
号２７が来るまでは保持される。フレームが伝送路を一
巡して再び発信元ステーションに戻ってきた時には、シ
フトレジスタ１１の並列出力信号２３と、前回送出した
ＦＮのカウンタ値２５とを比較回路２で比較し、一致し
た場合には、カウントアツプ信号２７を、第４図タイム
チャー１−の信号番号２７のようなタイミングで識別子
生成回路８のカウンタに加え、値を１だけ更新し、その
値を新たなフレーム番号として送出する。このようにし
てフレーム番号の更新が行われる。フレーム番号は、最
大値６５５３５まで達すると再び０に戻りカウントアツ
プする。

この第１図の実施例によれば次の効果がある。

１、フレーム中のタイムスロット内のデータと記憶装置
のデータとをワード単位に一対一で固定的に対応させて
割当てることができるので、宛先アドレス、送信元アド
レスなどを付与して伝送する必要がなく、伝送効率が向
上する。本実施例の場合では、１フレーム中にデータの
占める割合は１５／１６＝０．９３８　すなわち９３．
８％であるが、トークンパッシングなどの方式で送信元
のアドレスを１タイムスロット当り１ワ一ド割当てたと
考えると、　（１５／１６）Ｘ（１５／１６）＝０．８
７９　８７．９％となり低下する。

２、タイムスロット方式のため、トークンパッシング方
式のように不確定な待時間が無くなるので、データの更
新周期が一定に保たれ、良好なサイクリック通信が可能
になる。

３、フレーム番号を、記憶装置をアクセスする場合のア
ドレス信号の一部として利用できるので、回路構成が簡
単になる。

４、記憶装置を中立ちにして第一の装置とデータ伝送装
置が独立のタイミングで動作できるので、相互干渉によ
る無駄時間が少なくなり、処理性が向上する。

５、フレーム内のコードデータ毎に各データ伝送装置に
割当ることができるので、たとえば本実施例によればフ
レーム長が１２５μｓの場合。

転送周期は、１２５μｓをデータ伝送装置の台数で割っ
た値程度まで短くすることができる。

したがって、４フレームすなわち１２５μｓ×４＝１０
００μｓすなわち１ｍＳを一周期とすることもでき、１
ｍＳから４ｍＳの短い周期を必要とする分野にも適用し
うる。

本発明の応用例としては、伝送されるデータの信頼性を
向上させるために、タイムスロット内のデータに対して
誤り検定用の冗長データを含めて伝送する方法がある。

誤り検定の方式としては、パリティチェック、反転２転
送チエツク、ＣＲＣ方式など公知の方法が適用できる。

この応用例によれば、伝送データの信頼性が向上すると
いう効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、タイムスロットと記憶装置との対応関
係を、フレームの識別子を用いて一対一に割当てできる
ので、アドレス情報の伝送が不要となり、高効率なデー
タ伝送が可能になるという、効果がある。

′龜、＊、□。より、ｆ、ッ、−４カ、−えよア巡回す
るタイムスロット方式を用いているため、一定周期でデ
ータを更新するサイクリック通信に適する。

また本発明によれば、ひとつのフレームの中を複数のデ
ータ伝送装置に割当るので、転送周期を短くとることが
できるという効果もある。

【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、デー
タ伝送システムの構成図、第３図は、一実施例のフレー
ム構成図、第４図は、一実施例のタイムチャート、第５
図は、シフトレジスタの構成図である。 １・・・記憶装置、２・・・比較回路、４・・・受信識
別子レジスタ、５・・・分周カウンタ、６・・・メモリ
制御回路、８・・・識別子生成回路、１１・・・シフト
レジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、データ伝送装置に、演算装置、入出力装置などの第
   一の装置が接続され、複数のデータ伝送装置が伝送路に
   より環状に接続され、複数のデータ伝送装置のうちどれ
   かひとつのデータ伝送装置が伝送システム全体の管理を
   する制御ステーションとなり、制御ステーションが隣接
   するひとつのデータ伝送装置の方向にフレームと呼ぶデ
   ータを伝送する領域（以下タイムスロットと呼ぶ）の集
   合体を送出し、下流の各データ伝送装置は受信したフレ
   ームのタイムスロットからデータを読出し、または、タ
   イムスロットへのデータの書込みを行い下流のデータ伝
   送装置にフレームを送出するデータ伝送装置において、
   制御ステーションはフレームを区別するための識別子を
   フレーム内の定められた領域に付して送出する手段、こ
   の識別子はフレームが環状伝送路を一巡して再び制御ス
   テーションを通過する時、新しい識別子に更新する手段
   、フレーム内のタイムスロットを前記の識別子を用いて
   識別する手段、データ伝送装置に接続した第一の装置が
   他のデータ伝送装置に接続された第一の装置と交信する
   データを記憶しておく記憶装置、データ伝送装置に接続
   された第一の装置から、他データ伝送装置下の第一の装
   置に伝送するデータは、送信元の第一の装置が、記憶装
   置内の定められた領域にデータを書込み、この領域とフ
   レーム内のタイムスロットとを識別子により対応付ける
   手段、データ伝送装置が、この装置に属する第一の装置
   がデータを書込む記憶装置内の領域に対応した識別子を
   もつフレームのタイムスロットを受信すると、記憶装置
   内にあるデータ書込領域のデータを、そのタイムスロッ
   トに埋込む手段、他のデータ伝送装置下の第一の装置が
   書込んだデータに対応するタイムスロットを受信したデ
   ータ伝送装置は、タイムスロット内のデータを記憶装置
   内にある他データ伝送装置に割当てた領域に書込む手段
   を有することを特徴とするデータ伝送装置。 ２、複数のデータ伝送装置が環状伝送路に接続されデー
   タ伝送装置間で信号の交信を行うデータ伝送システムに
   おけるデータ伝送方法において、同期信号部とフレーム
   番号部とを有するフレームヘッダ部と、前記のデータ伝
   送装置に対応して設けられた複数のタイムスロット部を
   有するデータ部とから構成されるフレーム信号を前記の
   環状伝送路に巡回せしめ、 各データ伝送装置ではフレームヘッダ部を検出してデー
   タ部の情報であることを判断してデータを入力し、かつ
   自己に約束されたタイムスロット部に自己の情報を書き
   込み、 さらに所定のデータ伝送装置ではフレーム信号の受信の
   度に前記フレーム信号のフレーム番号部の情報を書き換
   える ことを特徴とするデータ伝送方法。