JPWO2013164887A1 - 信号同期システム、マルチプロセッサ、及びノード同期システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、主従関係にある装置間でカウンタ(タイマ)同期を行う場合に、主装置側からの割り込み信号(カウンタリセット信号)に対し、従装置側のオーバーヘッド値を求める。また、本発明は、求めたオーバーヘッド値と従装置側のカウンタとに基づいて、同期・非同期の判定を行い、非同期である場合に、同期補正処理を行う。
<信号同期システム:概略構成例>
図1は、第1実施形態における信号同期システムの概略構成の一例を示す図である。図1に示す信号同期システム10は、一例として、複数のプロセッサ間(図1の例では、プロセッサ11−1〜11−3)の間で、カウンタ同期を行うためのマルチプロセッサの一例を示している。
次に、プロセッサ11のハードウェア構成例について、図を用いて説明する。図2は、プロセッサのハードウェア構成の一例を示す図である。図2に示すプロセッサ11は、入力部41と、出力部42と、CPU43と、メモリ44と、外部インタフェース45とを有し、これらは共通バスBにより接続されている。
図3〜図5は、第1実施形態におけるカウンタ同期例を説明するためのタイムチャート図(その1〜その3)である。図3〜図5に示す例では、メイン側(主装置側)CPU(プロセッサ)と、サブ側(従装置側)CPU(プロセッサ)との間におけるカウンタ値の同期例を示している。なお、第1実施形態における基準値(処理周期)は、1000μsとするが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば上述したプログラミング装置15により適宜設定を変更することができる。
図6は、カウンタ同期処理の概略的なシーケンス例を示す図である。図6の例では、説明の便宜上、主プロセッサ11−1と従プロセッサ11−2とを用いた同期について説明するが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、1つの主プロセッサに対して複数の従プロセッサに同期させることができる。
<ノード同期システム:概略構成例>
第2実施形態は、上述した第1実施形態における通信路12による遅延時間を含めて同期補正処理を実行することが特徴である。図7は、第2実施形態におけるノード同期システムの概略構成の一例を示す図である。図7に示すノード同期システム50は、ノード51−1〜51−3等の複数のノードの間で、カウンタ同期を行う一例である。
図8〜図10は、第2実施形態におけるカウンタ同期例を説明するためのタイムチャート図(その1〜その3)であり、マスタノード51−1とスレーブノード51−2間でのカウンタ値の同期例である。これら図は、往復伝送遅延時間(600μs、すなわち片道の伝送遅延時間は300μs)が既にマスタノード51−1によって算出され、スレーブノード51−2に通知された後の状態であり、この状態からカウンタ値の同期処理を説明するものである。なお、第2実施形態における基準値(処理周期)は、第1実施形態と同様1000μsとし、この基準値はプログラミング装置55により適宜変更することができる。
次に、上述した同期補正処理における伝送遅延時間の通知手順について説明する。図11は、第2実施形態における伝送遅延時間の通知手順の一例を説明するための図である。なお、図11の例では、上述したマスタノード51−1と、スレーブノード51−2,51−3とを有し、各ノードは、通信路52を介して信号の送受信が可能な状態で接続されているものとする。また、以下の説明では、マスタノード51−1が各ノード間の通信路52による信号の伝送遅延時間を取得する例を示す。
ここで、上述した第2実施形態では、例えば各ノード間をHUB(ハブ)等の中継装置を介して接続される場合がある。図12は、第2実施形態におけるマスタノード及びスレーブノードを用いたノード同期システムを含むネットワーク伝送システムの概略構成の一例を示す図である。図12に示すネットワーク伝送システム90は、一例として、上述した複数のノード51(図12の例では、ノード51−1〜51−3)と、1又は複数の中継装置としてのHUB91(図12の例では、HUB91−1〜91−5)とを有する。なお、ノードや中継装置の数や種類、接続方法についてはこれに限定されるものではない。
図13は、ノード同期処理の概略的なシーケンス例を示す図である。図13の例では、説明の便宜上、マスタノード51−1とスレーブノード51−2とを用いた同期について説明するが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、1つのマスタノードに対して複数のスレーブノードを同期させることができる。
11 プロセッサ
12 伝送バス
13,53 I/O(入出力)モジュール
14,54 外部機器
15,55 プログラミング装置
21,61 第1演算部
21−1,61−1 第1基準信号生成部
22,33,62,73 記憶部
31,71 第2演算部
31−1,71−1 第2基準信号生成部
32−1,72−1 オーバーヘッド計測部
32−2,72−2 計数値取得部
32−3,72−3 同期判定部
32−4,72−4 同期補正部
41 入力部
42 出力部
43 CPU
44 メモリ
45 外部インタフェース
50 ノード同期システム
51 ノード
52 通信路
63 同期化フレーム通知部
64 伝送遅延時間通知部
74 受信完了通知部
75 フレーム通知部
81 伝送遅延時間リクエストフレーム
82 受信完了フレーム
83 伝送遅延時間通知フレーム
84 応答フレーム
90 ネットワーク伝送システム
91 HUB(中継装置)
Claims (16)
- 基準値が設定され、該基準値に計数値が達することで第1基準信号を生成する第1基準信号生成部と、
前記基準値が設定され、該基準値に計数値が達することで第2基準信号を生成する第2基準信号生成部と、
前記第1基準信号生成部によって生成された前記第1基準信号を受信して所定の処理を実行する演算部と、
前記第1基準信号を受信してリスタートし、該リスタート時点を起点に前記所定の処理が実行されるまでのオーバーヘッドを計測するオーバーヘッド計測部と、
前記オーバーヘッドの経過後に前記所定の処理が実行される時点での前記第2基準信号生成部の計数値を取得する計数値取得部と、
前記計数値取得部によって取得された計数値と前記オーバーヘッドの値が異なるとき前記第1基準信号と前記第2基準信号とが非同期であると判定する同期判定部と、
前記同期判定部が前記第1基準信号と前記第2基準信号との非同期を判定すると、前記オーバーヘッドの値から前記計数値取得部によって取得された計数値を差し引いて同期補正値を求め、求めた同期補正値を前記基準値から差し引いた値を前記第2基準信号生成部に臨時の基準値として設定する同期補正部と、を備えることを特徴とする信号同期システム。 - 前記第2基準信号生成部は、前記演算部のみがアクセスできるカウンタであることを特徴とする請求項1に記載の信号同期システム。
- 前記同期判定部は、
前記計数値取得部によって取得された計数値及び前記オーバーヘッド計測部によって計測された前記オーバーヘッドの値を時間換算し、両者の時間が異なるとき非同期であると判定することを特徴とする請求項1に記載の信号同期システム。 - 基準値が設定され、該基準値に計数値が達することで第1基準信号を生成する第1基準信号生成部と、前記第1基準信号生成部によって生成された前記第1基準信号に同期してプログラムを実行する第1演算部と、を含む主プロセッサと、
前記基準値が設定され、該基準値に計数値が達することで第2基準信号を生成する第2基準信号生成部と、前記第1基準信号が接続され、前記第2基準信号生成部によって生成された前記第2基準信号に同期してプログラムを実行し、前記第1基準信号を受信すると所定の処理を実行する第2演算部と、前記第1基準信号を受信してリスタートし、該リスタートを起点に前記所定の処理が実行されるまでのオーバーヘッドを計測するオーバーヘッド計測部と、前記オーバーヘッドの経過後に前記所定の処理が実行される時点での前記第2基準信号生成部の計数値を取得する計数値取得部と、前記計数値取得部によって取得された計数値と前記オーバーヘッドの値とが異なるとき前記第1基準信号と前記第2基準信号とが非同期であると判定する同期判定部と、前記同期判定部が前記第1基準信号と前記第2基準信号との非同期を判定すると、前記オーバーヘッドの値から前記計数値取得部によって取得された計数値を差し引いて同期補正値を求め、求めた同期補正値を前記基準値から差し引いた値を前記第2基準信号生成部に臨時の基準値として設定する同期補正部と、を含む従プロセッサと、を備えることを特徴とするマルチプロセッサ。 - 前記第2基準信号生成部は、前記第2演算部のみがアクセスできるカウンタであることを特徴とする請求項4に記載のマルチプロセッサ。
- 前記同期判定部は、
前記計数値取得部によって取得された計数値及び前記オーバーヘッド計測部によって計測された前記オーバーヘッドの値を時間換算し、両者の時間が異なるとき非同期であると判定することを特徴とする請求項4に記載のマルチプロセッサ。 - 前記第1基準信号は、周期毎に出力され、
前記第1演算部は、前記周期毎に前記プログラムを実行することで外部に接続される機器を制御することを特徴とする請求項4に記載のマルチプロセッサ。 - 前記基準値は、外部接続される設定装置から設定できることを特徴とする請求項4に記載のマルチプロセッサ。
- 前記オーバーヘッドは、前記オーバーヘッド計測部がリスタートされた起点から前記所定の処理の開始時点までの時間であることを特徴とする請求項4に記載のマルチプロセッサ。
- 基準値が設定され、該基準値に計数値が達することで第1基準信号を生成する第1基準信号生成部と、前記第1基準信号生成部によって生成された前記第1基準信号に同期してプログラムを実行する第1演算部と、通信路を介して前記第1基準信号に同期した同期化フレームをスレーブノードに送信する同期化フレーム通知部と、前記同期化フレームが前記マスタノードから送信され前記スレーブノードに受信されるまでの伝送遅延時間を算出して前記スレーブノードに通知する伝送遅延時間通知部と、を含むマスタノードと、
前記基準値が設定され、該基準値に計数値が達することで第2基準信号を生成する第2基準信号生成部と、前記第1基準信号が接続され、前記第2基準信号生成部によって生成された前記第2基準信号に同期してプログラムを実行し、前記第1基準信号を受信すると所定の処理を実行する第2演算部と、前記第1基準信号を受信してリスタートし、該リスタートを起点に前記所定の処理が実行されるまでのオーバーヘッドを計測するオーバーヘッド計測部と、前記オーバーヘッドの経過後に前記所定の処理が実行される時点での前記第2基準信号生成部の計数値を取得する計数値取得部と、前記マスタノードによって通知された前記伝送遅延時間の値と前記オーバーヘッドの値とを加算して総合遅延時間値を求め、求めた総合遅延時間値と前記計数値取得部によって取得された前記第2基準信号生成部の計数値とを比較し、両者が相違するとき第1基準信号と第2基準信号とが非同期であると判定する同期判定部と、前記同期判定部が前記第1基準信号と前記第2基準信号との非同期を判定すると前記総合遅延時間値から前記計数値取得部によって取得された計数値を差し引いて同期補正値を求め、求めた同期補正値を前記基準値から差し引いた値を前記第2基準信号生成部に臨時の基準値として設定する同期補正部と、を含むスレーブノードとを有するノード同期システム。 - 前記伝送遅延時間通知部は、
伝送遅延時間リクエストフレームを前記スレーブノードに送信し、前記伝送遅延時間リクエストフレームに対する前記スレーブノードからの受信完了フレームを受信し、該受信時の時刻と前記伝送遅延時間リクエストフレームを送信したときの時刻との差分から、前記伝送遅延時間を算出することを特徴とする請求項10に記載のノード同期システム。 - 前記通信路は、前記マスタノードと前記スレーブノードとの間に中継装置を有するスター型であることを特徴とする請求項10に記載のノード同期システム。
- 前記第2基準信号生成部は、前記第2演算部のみがアクセスできるカウンタであることを特徴とする請求項10に記載のノード同期システム。
- 前記同期判定部は、
前記計数値取得部によって取得された計数値及び前記総合遅延時間値を時間換算し、両者の時間が異なるとき非同期であると判定することを特徴とする請求項10に記載のノード同期システム。 - 前記基準値は、前記マスタノード又は前記スレーブノードに接続される設定装置から設定できることを特徴とする請求項10に記載のノード同期システム。
- 前記オーバーヘッドは、前記オーバーヘッド計測部がリスタートされた起点から前記所定の処理の開始時点までであることを特徴とする請求項10に記載のノード同期システム。
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