JPWO2020059054A1 - 通信装置、通信システム、及びプログラム - Google Patents

Abstract

第１ＰＨＹ部（１２１）は、物理層における信号の送受信を担い、通信ケーブル（６０１）を介して通信装置（１０１）の第２ＰＨＹ部（１４２）と信号の送受信を行い、第２ＰＨＹ部（１４２）に対して、信号の送受信のタイミングを規定するクロック信号を送信するクロックマスタとして設定されている。機器制御部（１５１）は、設定されたイベントを検出すると、クロックスレーブとして設定された第２ＰＨＹ部（１４２）の初期化が完了した後に、クロックマスタとして設定された第１ＰＨＹ部（１２１）の初期化を完了する。

Description

本発明は、通信装置、通信システム、方法、及びプログラムに関する。

通信装置間では、通信方式を合わせなければ相互に通信を行うことができない。例えば、イーサネット（登録商標）に関する規格であるＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers institute）８０２．３では、ＯＳＩ（Open System Interconnection）参照モデルの物理層を担う物理層回路における、最適な通信方式を自動的に設定するオートネゴシエーションを規定する。オートネゴシエーションを使用することで、最適な伝送速度と、最適な通信モードとが自動的に設定される。ここで、通信モードの設定とは、全二重通信と半二重通信のうち最適なモードを設定することをいう。

オートネゴシエーションと併用されることが多い機能として、Ａｕｔｏ ＭＤＩ（Medium Dependent Interface）／ ＭＤＩ−Ｘ（Medium Dependent Interface Crossover）という通信ケーブルの自動識別機能がある。Ａｕｔｏ ＭＤＩ／ ＭＤＩ−Ｘ機能を有効にした通信装置においては、通信ケーブルの種類を自動的に識別することができる。

また、通信速度が高速である場合には、通信装置間で信号の送受信のタイミングを厳密に合わせる必要がある。これは、通信装置間のクロックの誤差により、フレームロスが発生するからである。

ＩＥＥＥ８０２．３では、１０００ＢＡＳＥ−Ｔのような規格のギガビットのイーサネット（登録商標）において、対向する通信装置の物理層回路間において同期を取るため、以下のようなことが規定されている。一方の通信装置の物理層回路を同期のためのクロック信号の供給元であるマスタ（クロックマスタ）に設定し、通信先である他方の通信装置の物理層回路をクロックマスタから供給されたクロック信号に合わせて動作するスレーブ（クロックスレーブ）に設定する。クロックマスタは、自身が有するクロックを示すクロック信号を含むデータをクロックスレーブに送信する。クロックスレーブはクロックマスタから受信したデータからクロックマスタのクロック信号を再生し、再生したクロック信号に合わせてクロックマスタにデータを送信する。このように、双方の通信装置は同期してデータを送受信する。

ここで、クロックマスタがクロック信号を含むデータをクロックスレーブに送信する前に、クロックスレーブとして設定された物理層回路の初期化が完了している必要がある。クロックスレーブとして設定された物理層回路の初期化が完了していなければ、クロックスレーブはクロックマスタからクロック信号を含むデータを受信できないからである。このため、クロックスレーブとして設定された物理層回路の初期化処理の完了のタイミングと、クロックマスタとして設定された物理層回路がクロック信号を含むデータをクロックスレーブとして設定された物理層回路に送信するタイミングとを調整しなければならない。

通信装置において上述のオートネゴシエーションが有効となっている場合、オートネゴシエーションにより、クロックマスタとクロックスレーブとが自動的に設定され、双方の通信装置の物理層回路の初期化処理が完了した後、クロックマスタとして設定された一方の通信装置の物理層回路が、クロックスレーブとして設定された他方の通信装置の物理層回路にクロックを示すクロック信号を含むデータを送信するよう制御されている。オートネゴシエーションを使用した場合には、クロックスレーブの初期化処理の完了のタイミングと、クロックマスタがデータを送信するタイミングとを意識的に調整する必要はない。

しかし、オートネゴシエーションでは、通信装置間において最適な通信方式を決定するために、通信装置が相互にＦＬＰバーストと呼ばれるパルスを送出する必要がある。このため、オートネゴシエーションの実行にはある程度の時間を要する。

リンクアップ後、リンクダウンがあまり発生しない環境においては、オートネゴシエーションを使用したとしても、通信の効率が極端に悪くなるとはいえない。しかし、ファクトリーオートメーションの分野において、例えば、産業用ロボットのアームに取り付けられている治具、溶接機等は、必要に応じて適宜交換される。このため、産業用ロボットと、産業用ロボットを制御するプログラマブルロジックコントローラとの通信がしばしば切断され、産業用ロボットのアームの治具、溶接機等が交換された後、産業用ロボットとプログラマブルロジックコントローラとの通信を再度リンクアップする必要がある。このような状況ではオートネゴシエーションを何度も実行することになるのでオートネゴシエーションのための時間がかかり、作業効率が下がってしまう。

特許文献１には、オートネゴシエーションに要する時間を短縮する方法として、あらかじめオートネゴシエーションとＡｕｔｏ ＭＤＩ／ＭＤＩ−Ｘとを有効にし、決定された通信速度と、クロックマスタ又はクロックスレーブの区別と、ＭＤＩ／ＭＤＩ−Ｘの区別とを含む通信設定情報を保存し、その後、オートネゴシエーションをオフにして、保存しておいた通信設定情報を使用してリンクアップすることが記載されている。

国際公開第２０１６／１２０９７６号

特許文献１には、クロックスレーブの初期化処理の完了のタイミングと、クロックマスタがデータを送信するタイミングとを調整することに関する開示はない。１０００ＢＡＳＥ−Ｔのような通信規格に則った高速な通信を行う通信装置に対して、オートネゴシエーションに要する時間を短縮するため、特許文献１に記載の構成を採用した場合、クロックスレーブの初期化処理の完了のタイミングと、クロックマスタがデータを送信するタイミングとを調整しないため、クロック誤差が発生し、リンクアップができない、あるいは、リンクアップしたとしてもフレームロスが発生することが想定される。さらに、フレームロスの影響が大きくなれば通信装置間の通信自体が成り立たなくなってしまう。このように、特許文献１に記載の構成を１０００ＢＡＳＥ−Ｔのような通信規格に則った高速な通信に適用することができない。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、対向する通信装置の物理層回路間のクロック同期が必要な通信を行う通信装置が、オートネゴシエーションと通信ケーブルの自動識別機能とを使わずに、リンクアップすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の通信装置の第１の物理層回路は、物理層における信号の送受信を担い、通信線を介して接続された第２の通信装置の第２の物理層回路と信号の送受信を行い、第２の物理層回路に対して、信号の送受信のタイミングを規定するクロック信号を送信するクロックマスタとして設定される。第１の制御部は、設定されたイベントを検出すると、第２の通信装置のクロックスレーブとして設定された第２の物理層回路の初期化が完了した後に、クロックマスタとして設定された第１の物理層回路の初期化を完了する。

本発明の通信装置は、対向する通信装置のクロックスレーブとして設定された物理層回路の初期化が完了した後に、クロックマスタとして設定された物理層回路の初期化を完了する。このように、クロックスレーブの初期化完了のタイミングと、クロックマスタの初期化完了のタイミングとを調整しているので、物理層回路間のクロック同期が必要な高速通信を行う通信装置が、オートネゴシエーションと通信ケーブルの自動識別機能とを使わずにリンクアップすることができる。

実施の形態１に係る通信装置のハードウェア構成を示すブロック図 実施の形態１に係る通信装置の機能ブロック図 実施の形態１に係るリセット制御処理のフローチャート 実施の形態１に係る通信装置のＰＨＹ部の初期化のタイミングを示す図 実施の形態２に係る通信装置の機能ブロック図 実施の形態に２に係る再開処理のフローチャート 変形例に係る通信装置のＰＨＹ部の初期化のタイミングを示す図

以下、本発明の実施の形態１に係る通信装置１００〜１０２について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る通信装置１００〜１０２は、プログラマブルロジックコントローラ１に含まれている通信装置である。プログラマブルロジックコントローラ１は、通信装置１００〜１０２と、ＣＰＵユニット２００とを含む。プログラマブルロジックコントローラ１は、例えば、生産システム、制御システム等において稼動する検出器、被制御機器を制御する。通信装置１００〜１０２は、オートネゴシエーションと通信ケーブルの自動識別機能とを使わずにリンクアップすることが可能である。ここで、リンクアップとは、通信装置１００〜１０２が、物理層のレベルで、他の通信装置と通信する準備が整った状態となったことをいう。別の言い方をすると、リンクアップとは、通信装置１００〜１０２の物理層回路が、他の通信装置の物理層回路と、電気信号の送受信を行うことができる状態をいう。

通信装置１００と通信装置１０１とは、フィールドバス６００を介して接続されており相互に通信可能である。通信装置１００と通信装置１０２とは、フィールドバス６００を介して接続されており、相互に通信可能である。実施の形態１において、通信装置１００の一例はネットワークユニットである。通信装置１０１の一例は産業用ロボットである。通信装置１０２の一例は情報処理装置である。通信装置１００〜１０２は、相互に同期して通信を行う。このため、通信装置１００〜１０２は、同期のために必要な構成を備えているものとする。

以下、通信装置１００を中心に説明するが、通信に関する機能については、通信装置１０１、１０２も通信装置１００と同様の構成を有するものとする。

図１に示すように、通信装置１００はハードウェア構成として、各種データを記憶する記憶装置１１０と、他の装置と通信を行う通信Ｉ／Ｆ（Interface）回路１２０と、入力電力から必要とされる出力電力を生成する電源回路１３０と、通信装置１００全体を制御する演算装置１５０と、を有する。記憶装置１１０と、通信Ｉ／Ｆ回路１２０と、電源回路１３０と、はいずれもバス１９０を介して演算装置１５０に接続されており、演算装置１５０と通信する。

記憶装置１１０は、揮発性メモリと不揮発性メモリを含み、プログラムと各種データとを記憶する。また、記憶装置１１０は、演算装置１５０のワークメモリとして用いられる。

通信Ｉ／Ｆ回路１２０は、演算装置１５０から供給されたデータを電気信号に変換し、変換した電気信号を他の通信装置に送信する。また、通信Ｉ／Ｆ回路１２０は、他の通信装置から受信した電気信号をデータに復元して演算装置１５０に出力する。演算装置１５０から通信Ｉ／Ｆ回路１２０に供給されるデータの一例は、通信装置１０１への制御信号である。

電源回路１３０は、通信装置１００に供給された電力を変換する。例えば、電源回路１３０は、電圧変換、周波数変換、交直変換等を行う。

演算装置１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む。演算装置１５０は、記憶装置１１０に記憶される各種プログラムを実行して、通信装置１００の各種機能を実現する。

ＣＰＵユニット２００は、プログラマブルロジックコントローラ１全体を制御する。ＣＰＵユニット２００と通信装置１００〜１０２とは、フィールドバス６００によって接続されており、相互に通信する。

図２に示すように、通信装置１００は、機能的には、プログラムと各種パラメータとを記憶する記憶部１１１と、物理層を担う第１ＰＨＹ（Physical）部１２１及び第２ＰＨＹ部１２２と、データリンク層を担うＭＡＣ（Media Access Control）部１２３と、通信装置１００を他の通信装置に接続するための第１通信ポート１２４及び第２通信ポート１２５と、各部への電源供給を制御する電源制御部１３２と、ハードウェアリセットを制御するハードウェアリセット制御部１３３と、第１ＰＨＹ部１２１と第２ＰＨＹ部１２２のソフトウェアリセットを制御する機器制御部１５１と、を含む。

以下の説明においては通信装置１００を中心に説明するが、通信装置１０１、１０２も通信装置１００と同様の構成を備える。図２においては、説明の便宜上、通信装置１０１については、第１ＰＨＹ部１４１と、第２ＰＨＹ部１４２と、第１通信ポート１４３と、第２通信ポート１４４とだけを図示し、その他の構成の図示を省略している。通信装置１０２については、第１ＰＨＹ部１４５と、第２ＰＨＹ部１４６と、第１通信ポート１４７と、第２通信ポート１４８とだけを図示し、その他の構成の図示を省略している。また、図２においては、ＣＰＵユニット２００の図示を省略している。

記憶部１１１は、後述の機器制御部１５１が実行するプログラム００１を記憶する。プログラム００１は、例えば、演算装置１５０が実行することで、ファームウェアを実現するためのプログラムである。また、記憶部１１１は、通信装置１００のリンクアップに必要なパラメータを記憶する。リンクアップに必要なパラメータには、第１ＰＨＹ部１２１がクロックマスタであるかクロックスレーブであるかを示す情報と、第２ＰＨＹ部１２２がクロックマスタであるかクロックスレーブであるかを示す情報と、通信ケーブルのタイプと、通信速度と、通信モードと、が含まれている。クロックマスタとは、クロック信号を供給する側のＰＨＹ部であり、クロックスレーブとは、クロックマスタから受信したクロック信号に同期して動作する側のＰＨＹ部である。

第１ＰＨＹ部１２１と、第１ＰＨＹ部１２１と通信する相手側のＰＨＹ部とは同期して通信する。このため、第１ＰＨＹ部１２１がクロックマスタであるかクロックスレーブであるかを示す情報は、第１ＰＨＹ部１２１が同期のためのクロック信号を供給する側であるか、クロック信号が供給される側であるかを示す。第２ＰＨＹ部１２２がクロックマスタであるかクロックスレーブであるかを示す情報についても同様である。記憶部１１１には、通信ケーブルのタイプとして、例えば、ストレートケーブルであるかクロスケーブルであるかを示す情報が格納されている。また、記憶部１１１には、通信モードとして、例えば、全二重通信であるか半二重通信であるかを示す情報が格納されている。記憶部１１１は、記憶装置１１０により実現される。

これらの通信装置１００のリンクアップに必要なパラメータは、例えば、あらかじめ、通信装置１００〜１０２のオートネゴシエーションと、Ａｕｔｏ ＭＤＩ／ ＭＤＩ−Ｘとをそれぞれ有効にして決定されたものである。なお、リンクアップに必要なパラメータが決定された後は、通信装置１００〜１０２のオートネゴシエーションと、Ａｕｔｏ ＭＤＩ／ ＭＤＩ−Ｘをそれぞれ無効にしておく。

第１ＰＨＹ部１２１は、ＯＳＩ参照モデルの第１層である物理層を担う物理層回路を含み、第１通信ポート１２４のコネクタに接続されている。第１通信ポート１２４は通信ケーブル６０１を介して通信装置１０１の第２通信ポート１４４に接続されている。第２通信ポート１４４には通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２が接続されている。このように、第１ＰＨＹ部１２１は通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２に物理的に接続されており、通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２と通信する。第１ＰＨＹ部１２１は、通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２との通信に先立って、通信の物理的な設定の内容を決定し、その内容をレジスタ１２１ａに書き込む。レジスタ１２１ａに書き込まれる情報は、通信速度と、通信装置１０１に対してクロックマスタとなるかクロックスレーブとなるかを示す情報と、通信装置１０１との接続に使用されているケーブルの種別とを含む。第１ＰＨＹ部１２１は、通信Ｉ／Ｆ回路１２０により実現される。

第２ＰＨＹ部１２２は、ＯＳＩ参照モデルの第１層である物理層を担う物理層回路を含み、第２通信ポート１２５のコネクタに接続されている。第２通信ポート１２５は、通信ケーブル６０２を介して通信装置１０２の第１通信ポート１４７に接続されている。第１通信ポート１４７には第１ＰＨＹ部１４５が接続されている。このように、第２ＰＨＹ部１２２は通信装置１０２の第１ＰＨＹ部１４５に物理的に接続されており、通信装置１０２の第１ＰＨＹ部１４５と通信する。第２ＰＨＹ部１２２は、通信装置１０２の第１ＰＨＹ部１４５との通信に先立って、通信の物理的な設定の内容を決定し、その内容をレジスタ１２２ａに書き込む。レジスタ１２２ａに書き込まれる情報は、通信速度、通信装置１０２に対してクロックマスタとなるかクロックスレーブとなるかを示す情報、通信装置１０２との接続に使用されているケーブルの種別を含む。第２ＰＨＹ部１２２は、通信Ｉ／Ｆ回路１２０により実現される。

第１ＰＨＹ部１２１と、対向する第２ＰＨＹ部１４２とは、データの送受信のタイミングを揃えるため同期する必要がある。このため、第１ＰＨＹ部１２１と第２ＰＨＹ部１４２の一方が、同期のために通信のタイミングを規定するクロック信号を他方に送出する。第２通信ポート１２５は通信ケーブル６０２を介して通信装置１０２の第１通信ポート１４７に接続されており、第２ＰＨＹ部１２２は通信装置１０２の第１ＰＨＹ部１４５に物理的に接続されている。

以下の説明においては、理解を容易にするため、通信装置１００の第１ＰＨＹ部１２１をクロックマスタに設定し、対向する通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２をクロックスレーブに設定したと仮定する。通信装置１０２の第１ＰＨＹ部１４５をクロックマスタに設定し、対向する通信装置１００の第２ＰＨＹ部１２２をクロックスレーブに設定したと仮定とする。クロックマスタとして機能する第１ＰＨＹ部１２１は、クロックスレーブとして機能する通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２に、クロック信号を供給する。クロック信号は、データを送信又は受信するタイミングを規定する信号である。

ＭＡＣ部１２３は、ＯＳＩ参照モデルの第２層であるデータリンク層を担うデータリンク層回路である。ＭＡＣ部１２３は、通信Ｉ／Ｆ回路１２０により実現される。ＭＡＣ部１２３は、第１ＰＨＹ部１２１及び第２ＰＨＹ部１２２に接続されており、通信装置１０１の不図示のＭＡＣ部のデータリンク層回路と通信する。

第１通信ポート１２４は、通信ケーブル６０１を接続可能なコネクタを有し、通信ケーブル６０１を介して、通信装置１０１の第２通信ポート１４４に接続されている。第１通信ポート１２４は、第１ＰＨＹ部１２１に接続されている。第１ＰＨＹ部１２１が出力した信号は、第１通信ポート１２４から通信装置１０１に向けて送り出される。

第２通信ポート１２５は、通信ケーブル６０２を接続可能なコネクタを有し、通信ケーブル６０２を介して、通信装置１０２の第１通信ポート１４７に接続されている。第２通信ポート１２５は、第２ＰＨＹ部１２２に接続されている。第２ＰＨＹ部１２２が出力した信号は、第２通信ポート１２５から通信装置１０２に向けて送り出される。

前述のように通信装置１００の第１ＰＨＹ部１２１をクロックマスタに設定し、対向する通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２をクロックスレーブに設定する。第１通信ポート１２４に接続された第１ＰＨＹ部１２１は第１の物理層回路の一例である。通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２は他の物理層回路の一例である。通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２は第２の物理層回路の一例である。通信装置１００は通信装置の一例である。通信装置１０１は第２の通信装置の一例である。通信ケーブル６０１は通信線の一例である。

電源コネクタ１３１には、電源ケーブル８０１が接続される。電源ケーブル８０１を介して、電源装置８００から、通信装置１００に電力が供給される。

電源制御部１３２は、電源装置８００から供給された電力を、通信装置１００に適した電力に変換し、通信装置１００の各部に供給する。電源制御部１３２は、電源回路１３０により実現される。

ハードウェアリセット制御部１３３は、通信装置１００の各部に対するハードウェアリセットと、ハードウェアリセット解除とを制御する。具体的には、ハードウェアリセット制御部１３３は、電力供給が開始されると、ハードウェアリセット信号を第１ＰＨＹ部１２１及び第２ＰＨＹ部１２２と、ＭＡＣ部１２３と、機器制御部１５１とを含む通信装置１００の各部に出力する。ハードウェアリセット制御部１３３は、電力供給が開始されてから設定された時間が経過すると、ハードウェアリセット信号を解除する、即ち、通信装置１００の各部に対するハードウェアリセット信号の出力を停止する。ハードウェアリセット制御部１３３が、電力供給が開始されてから設定された時間が経過してから、ハードウェアリセット信号を解除するのは、通信装置１００の各部に十分な電源が供給され、通信装置１００の各部が安定して動作することができるようになるまで待つ必要があるからである。演算装置１５０が、記憶装置１１０に格納されたブートローダを実行することにより、ハードウェアリセット制御部１３３を実現する。

ハードウェアリセットによって、第１ＰＨＹ部１２１及び第２ＰＨＹ部１２２と、ＭＡＣ部１２３と、機器制御部１５１とがリセットされる。また、記憶部１１１の揮発性メモリが初期化される。ハードウェアリセット制御部１３３は、通信装置１００に供給される電源電圧を監視し、電源電圧が決められた条件を満たすまで、各部にリセット信号を出力し続ける。

なお、前述のように、第１ＰＨＹ部１２１及び第２ＰＨＹ部１２２に十分な電源が供給されるようになってから、ハードウェアリセットが解除される。また、ソフトウェアリセットにより、レジスタ１２１ａ及びレジスタ１２２ａを初期化する必要がある。このため、第１ＰＨＹ部１２１及び第２ＰＨＹ部１２２は、ハードウェアリセットと後述のソフトウェアリセットが解除された後でなければ、通信を開始するための初期化を開始することができない。

機器制御部１５１は、ＯＳＩ参照モデルの、第３層から第７層のうちの少なくとも１つの層の機能を実現する。また、機器制御部１５１は、第１ＰＨＹ部１２１及び第２ＰＨＹ部１２２を制御する。機器制御部１５１は、演算装置１５０により実現される。機器制御部１５１は第１の制御部の一例である。

機器制御部１５１は、決められたタイミングで、第１ＰＨＹ部１２１及び第２ＰＨＹ部１２２に対して、ソフトウェアリセットを実行する。ソフトウェアリセットにより、例えば、レジスタ１２１ａ及びレジスタ１２２ａが初期化される。なお、機器制御部１５１は、第１ＰＨＹ部１２１と第２ＰＨＹ部１２２に対して、個別にソフトウェアリセット信号の出力／出力停止を行うことができる。機器制御部１５１は、演算装置１５０により実現される。

接続／切断装置７００は、通信装置１００と通信装置１０１との間において電源ケーブル８０１及び通信ケーブル６０１を接続または切断する。接続／切断装置７００が、電源ケーブル８０１及び通信ケーブル６０１を切断すると、通信装置１００と通信装置１０１とは通信することができない。接続／切断装置７００は、電源ケーブルの接続／切断を切り換える切換手段の一例である。

実施の形態１においては、接続／切断装置７００は、例えば、産業用ロボットのアームと、治具との間に設けられたツールチェンジャである。アームから治具が取り外されるとき、接続／切断装置７００であるツールチェンジャにより、電源ケーブル８０１と、通信ケーブル６０１とがそれぞれ切断される。また、新たな治具がアームに取り付けられるとき、ツールチェンジャにより、電源ケーブル８０１と、通信ケーブル６０１とがそれぞれ再度接続される。アームの治具が交換される度に、通信装置１００と通信装置１０１との間、通信装置１００と通信装置１０２との間で通信の切断と再接続が発生することになる。

電源装置８００は、通信装置１００〜１０２に電力を供給する。図示するように、接続／切断装置７００から通信装置１０１、１０２側に延びた電源ケーブル８０１は、分岐する。分岐した一方の電源ケーブル８０１は、通信装置１００の電源コネクタ１３１に接続され、分岐した他方の電源ケーブル８０１は、通信装置１０２の不図示の電源コネクタに接続されている。前述のように、接続／切断装置７００が通信装置１００と通信装置１０１との間において電源ケーブル８０１を接続または切断するため、接続／切断装置７００が通信装置１００と通信装置１０１との間において電源ケーブル８０１を接続している間は、通信装置１００及び通信装置１０２に電力が供給される。一方、接続／切断装置７００により、通信装置１００と通信装置１０１との間において電源ケーブル８０１が切断されると、通信装置１００及び通信装置１０２への電力の供給が停止する。この場合、電力の供給が停止するため、通信装置１００及び通信装置１０２は動作することができない。

なお、図示するように、電源装置８００から供給される電力は、産業用ロボットである通信装置１０１に直接供給される。このため、電源装置８００が動作している状態においては、接続／切断装置７００が電源ケーブル８０１を切断した場合でも、通信装置１０１への電源供給は停止しない。

上述のように、通信の切断と再接続が度々発生するため、実施の形態１においては、あらかじめ、通信装置１００〜１０２のオートネゴシエーションを無効にし、オートネゴシエーションを行うことなく、クロックスレーブとして設定されたＰＨＹ部の初期化処理が完了した後に、クロックマスタとして設定されたＰＨＹ部の初期化処理を開始するよう制御する。

図３を参照しながら、通信装置１００が、第１ＰＨＹ部１２１、第２ＰＨＹ部１２２の初期化処理の開始タイミングを制御する方法を説明する。以下、通信装置１００に電力が供給されておらず、通信装置１００において通信が不可能な状態であるときに、通信装置１００に電源装置８００から電力が供給されると、通信装置１００の各部が行う処理を説明する。以下のフローにおいては、第１ＰＨＹ部１２１がクロックマスタ、第２ＰＨＹ部１２２がクロックスレーブであるとのパラメータが記憶部１１１にあらかじめ格納されているものとする。

接続／切断装置７００により、電源装置８００と通信装置１００との電源ケーブル８０１が接続され、通信装置１００への電源投入というイベントが発生することにより、図３の処理が開始される。

電源制御部１３２は、電源コネクタ１３１を介して供給される電力から、通信装置１００の動作に適した電力の生成を開始する（ステップＳ１１）。ハードウェアリセット制御部１３３は、電力供給が開始されると、ハードウェアリセット信号を発生する（ステップＳ１２）。ハードウェアリセット制御部１３３は、ハードウェアリセットの解除が可能になる条件を満たすまで、ハードウェアリセット信号を、第１ＰＨＹ部１２１及び第２ＰＨＹ部１２２と、ＭＡＣ部１２３と、機器制御部１５１とを含む通信装置１００の各部にハードウェアリセット信号の出力を継続する。

また、機器制御部１５１は、通信装置１００に電源が投入されると、ソフトウェアリセット信号を発生し（ステップＳ１３）、第１ＰＨＹ部１２１及び第２ＰＨＹ部１２２に対して、ソフトウェアリセット信号を出力する。

ハードウェアリセット制御部１３３は、ハードウェアリセットが解除可能になるまで待つ（ステップＳ１４）。実施の形態１において、ハードウェアリセット制御部１３３は、通信装置１００に電源が投入されてから予め決められた時間が経過すると、ハードウェアリセットが解除可能であると判別する。例えば、ハードウェアリセット制御部１３３は、電源制御部１３２の出力電圧が、通信装置１００全体が動作可能なレベルになり、且つ、クロック同期のために必要なＰＬＬの発信が安定するまでに必要な時間が経過するまで待つ。予め決められた時間が経過して、ハードウェアリセットの解除が可能になると（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、ハードウェアリセット制御部１３３は、ハードウェアリセットを解除し（ステップＳ１５）、即ち、ハードウェアリセット信号の出力を停止する。

機器制御部１５１は、第２ＰＨＹ部１２２のソフトウェアリセットの解除が可能であるか否かを判別する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６において、機器制御部１５１は第２ＰＨＹ部１２２の初期化処理を実行するためのプログラム００１を記憶装置１１０から読み出す。機器制御部１５１は、プログラム００１を読み出し、予め決められた時間が経過してプログラム００１を実行できるようになると、第２ＰＨＹ部１２２のソフトウェアリセットの解除が可能であると判別する（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）。機器制御部１５１は、プログラム００１を実行することにより、後述の処理を行う。

機器制御部１５１は、記憶部１１１に格納されている通信の設定に関するパラメータを読み出す（ステップＳ１７）。機器制御部１５１は、第２ＰＨＹ部１２２のソフトウェアリセットを解除する（ステップＳ１８）。具体的には、機器制御部１５１は、記憶部１１１から読み出したパラメータを、第２ＰＨＹ部１２２のレジスタ１２２ａに書き込む。これによって、第２ＰＨＹ部１２２が初期化の処理を開始する。

機器制御部１５１は、第２ＰＨＹ部１２２の初期化完了までに要する時間が経過するまで待つ（ステップＳ１９）。第２ＰＨＹ部１２２の初期化完了までに要する時間には、第２ＰＨＹ部１２２のリンクアップに必要な処理が完了し、第２ＰＨＹ部１２２に含まれるＰＬＬの発振が安定するまでの時間が含まれている。

第２ＰＨＹ部１２２の初期化が完了するのに必要な時間と、決められた待機時間が経過すると（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、機器制御部１５１は、第１ＰＨＹ部１２１のソフトウェアリセットを解除し（ステップＳ２０）、記憶部１１１から読み出したパラメータを、第１ＰＨＹ部１２１のレジスタ１２１ａに書き込む。これによって、第１ＰＨＹ部１２１が初期化の処理を開始する。第１ＰＨＹ部１２１の初期化の処理が完了すると、通信装置１００はリンクアップ可能な状態になる。

通信装置１００の対向装置である通信装置１０１、１０２においても上記のフローと同様の処理が行われている。対向装置も上記と同様の処理をすべて行うと、リンクアップが完了する。したがって、通信装置１００と１０１、１００と１０２との間で通信が可能となる。

通信装置１００と１０１、１００と１０２との間で通信が可能となると、クロックマスタと設定されたＰＨＹ部を有する通信装置は、クロック同期のため、クロックスレーブと設定されたＰＨＹ部を有する装置に対してクロック信号を送信する。

図３のフローにおいて、ステップＳ１４においては、ハードウェアリセット制御部１３３は、通信装置１００に電源が投入されてから予め決められた時間が経過すると、ハードウェアリセットの解除が可能であると判別した。また、ステップＳ１６においては、機器制御部１５１は、ハードウェアリセットの解除から予め決められた時間が経過すると、クロックスレーブとして設定された第２ＰＨＹ部１２２のソフトウェアリセットとの解除が可能であると判別した。ステップＳ１９においては、機器制御部１５１は、第２ＰＨＹ部１２２が初期化の処理を開始してから決められた時間が経過したかを判別した。それぞれのステップにおいて待つべき時間は以下のように決められる。

まず、ステップＳ１４においては、（ａ１）電源が通信装置１００に供給されてから、電圧の立ち上がりに要する時間と、（ａ２）電圧が立ち上がってから通信装置１００内部向けの電圧が安定するまでに要する時間と、（ａ３）クロック同期のために必要なＰＬＬの発振が安定するまでの時間と、を待つ必要がある。以下、（ａ１）〜（ａ３）の時間の合計時間を期間Ｐ１とする。期間Ｐ１が経過したときに、ハードウェアリセットの解除が可能となる。

なお、通信装置１０１においては、接続／切断装置７００を介さず、電源装置８００から直接電源が供給されているため、安定した電力が供給されていると考えられる。このため、通信装置１０１については期間Ｐ１に上記（ａ１）の時間を含める必要はない。

上記（ａ１）〜（ａ３）の時間は、それぞれ通信装置１００の仕様と、電源装置８００の仕様等から求めることが可能である。求められた（ａ１）〜（ａ３）の時間を合計した期間Ｐ１は、例えば、あらかじめ電源回路１３０に含まれているメモリに記憶されている。ハードウェアリセット制御部１３３は、電源回路１３０に含まれているタイマによって、電源が通信装置１００に供給されてからの経過時間を計測し、電源回路１３０に含まれているメモリに記憶されている期間Ｐ１が経過したかを判別する。ハードウェアリセット制御部１３３は、経過時間の条件とともに、さらに、電圧の条件、例えば、電源制御部１３２の出力が決められたレベルに到達したか、を満たすかを判別してもよい。

次に、ステップＳ１６においては、ハードウェアリセットの解除から、ソフトウェアリセットの解除が可能になるまでの期間（以下、期間Ｐ２）を待つ必要がある。機器制御部１５１が、プログラム００１を実行して、第２ＰＨＹ部１２２のレジスタ１２２ａに通信の設定に関するパラメータを書き込むと、第２ＰＨＹ部１２２が初期化の処理を開始する。このため、実施の形態１においては、ステップＳ１６において、ハードウェアリセットの解除から、プログラム００１を記憶装置１１０から読み出す時間が経過したか否かを判別する。期間Ｐ２が経過したときに、ソフトウェアリセットの解除が可能になる。

プログラムの読み出し期間はプログラム００１のサイズにより異なる。このため、期間Ｐ２として、最大限認められる読み出し時間が定義されている。定義された時間内にプログラム００１を読み出すことができない場合、例えば、機器制御部１５１は以下のように動作する。機器制御部１５１は、期間Ｐ２においてプログラム００１のリンクアップまでの処理の部分を読み出し、通信装置１００のリンクアップが完了した後に、残りの部分のプログラム００１を読み出すようにしてもよい。

ステップＳ１９において、第２ＰＨＹ部１２２の初期化の開始から初期化完了までに要する期間（以下、期間Ｐ３とする）と、他の通信装置においてクロックスレーブとして設定された第２ＰＨＹ部の初期化完了まで待機するよう設定された待機時間（以下、期間Ｐ４とする）と、が経過することを待つ。期間Ｐ３は、通信装置１００の仕様から求めることができる。

通信装置１００〜１０２において、クロックスレーブとして設定されたすべての第２ＰＨＹ部の初期化が完了してから、クロックマスタとして設定された第１ＰＨＹ部の初期化を行う。このため、期間Ｐ４については、通信装置１００、１０１、１０２それぞれにおける期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の時間から求めることができる。

図４に、ステップＳ１４、Ｓ１６、Ｓ１９における、通信装置１００〜１０２のそれぞれの処理のタイミングの一例を示す。

期間１００−Ｐ１は、通信装置１００においてハードウェアリセットの解除が可能になるまでの期間Ｐ１に相当する。期間１０１−Ｐ１、１０２−Ｐ１は、それぞれ、通信装置１０１、１０２において、ハードウェアリセットの解除が可能になるまでの期間Ｐ１に相当する。期間１００−Ｐ２は、通信装置１００において、ソフトウェアリセットの解除が可能になるまでの期間Ｐ２に相当する。期間１０１−Ｐ２、１０２−Ｐ２はそれぞれ通信装置１０１、１０２における期間Ｐ２に相当する。期間１００−Ｐ３は、通信装置１００の第２ＰＨＹ部１２２の初期化完了までの期間Ｐ３に相当する。期間１０１−Ｐ３、１０２−Ｐ３はそれぞれ通信装置１０１、１０２における期間Ｐ３に相当する。

図示する例では、通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２の初期化完了の時点ｔ３は、通信装置１００の第２ＰＨＹ部１２２の初期化完了の時点ｔ１より遅い。通信装置１００が、第２ＰＨＹ部１２２の初期化完了の後、続けて、第１ＰＨＹ部１２１の初期化を開始した場合、通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２の初期化が完了する前に、通信装置１００の第１ＰＨＹ部１２１の初期化が完了してしまう恐れがある。この結果、通信装置１００と通信装置１０１とのクロックの誤差が発生してしまい、リンクアップができない、あるいは、フレームロスが発生する、ことにより、通信装置１００と通信装置１０１とは通信することができない。

このため、通信装置１００は、第２ＰＨＹ部１２２の初期化が完了した時点ｔ１から待機期間として設定された期間１００−Ｐ４待機する。通信装置１００は、待機した後、時点ｔ４からクロックマスタとして設定された第１ＰＨＹ部１２１の初期化を開始する。通信装置１００が待機している間に、通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２の初期化が完了する。よって、通信装置１００と通信装置１０１との間でクロックの誤差は生じない。

また、通信装置１００と通信装置１０２との関係では、通信装置の第２ＰＨＹ部１２２の初期化完了の時点ｔ１は、通信装置１０２の第２ＰＨＹ部１４６の初期化完了の時点ｔ２より早いため、通信装置１０２については待機期間待つことなく、第１ＰＨＹ部１４５の初期化を開始してもよいように思える。しかし、複数の通信装置間において、それぞれのタイミングを調整することは煩雑である。

このため、実施の形態１においては、すべての通信装置において、第２ＰＨＹ部の初期化が完了した後に、例えば、第２ＰＨＹ部の初期化が一番最初に完了した通信装置の第１ＰＨＹ部の初期化を開始するような制御を行う。従って、他の通信装置１００、１０２は、通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２の初期化が完了した時点ｔ３以降に、それぞれの第１ＰＨＹ部の初期化を開始する。

以上を踏まえて、待機期間は、例えば次のように設定する。待機期間は、複数の通信装置の間で、クロックスレーブと設定されたＰＨＹ部の初期化完了までにかかる最小期間と最大期間との差以上となるよう設定する。最小期間と最大期間とは、各通信装置について、上記のように期間Ｐ１〜Ｐ３の合計を求め、合計の期間が最小であるものを最小期間とし、合計の期間が最大であるものを最大期間として求めることができる。さらに、実施の形態１においては、最大期間と最小期間との差分の期間に、ある程度の余裕期間を加えた期間を待機期間として設定している。このように構成することで、仮に、いずれかの通信装置において第２ＰＨＹ部の初期化完了までに係る時間が予測される時間より長くなったとしても、クロックの同期に影響を与えない。

図４に示す例では、クロックスレーブとして設定されたＰＨＹ部の初期化完了にかかる期間のうち、通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２の初期化完了までの期間が最大であり、通信装置１００の第２ＰＨＹ部１２２の初期化完了までの期間が最小である。よって、通信装置１０１についての期間１０１−Ｐ１〜期間１０１−Ｐ３の合計期間と、通信装置１００についての期間１００−Ｐ１〜期間１００−Ｐ３の合計期間との差分に、ある程度の余裕期間を加えた期間を、通信装置１００の待機期間である期間１００−Ｐ４として設定している。また、通信装置１００、１０１についても、期間１０２−Ｐ４とほぼ同じ長さの期間である期間１００−Ｐ４、１０１−Ｐ４がそれぞれ待機期間として設定している。

このようにして、待機期間である期間Ｐ４を決定する。通信装置１００の期間１００−Ｐ１〜１００−Ｐ３の合計の期間は、第１の期間の一例である。通信装置１０１の期間１０１−Ｐ１〜１０１−Ｐ３の合計の期間は、第２の期間の一例である。

図４に示すように待機期間を設定することで、図２に示す、通信装置１００と通信装置１０１との間においては、通信装置１０１のクロックスレーブとして設定された第２ＰＨＹ部１４２の初期化が完了した後に、通信装置１００のクロックマスタとして設定された第２ＰＨＹ部１２２の初期化が開始される。

また、通信装置１００と通信装置１０２との間においては、通信装置１００のクロックスレーブとして設定された第２ＰＨＹ部１２２の初期化が完了した後に、通信装置１０２のクロックマスタとして設定された第１ＰＨＹ部１４５の初期化が開始される。

このように、実施の形態１では、通信装置１００〜１０２それぞれについて期間Ｐ１〜Ｐ４の期間を適切に設定することで、クロックスレーブとして設定されたＰＨＹ部の初期化が完了した後に、クロックマスタとして設定されたＰＨＹ部の初期化を完了するよう制御される。よって、クロックマスタがクロック信号を送信したときに、相手のクロックスレーブがクロック信号を受信して、受信したクロック信号からクロックを再生することができる。よって、通信装置１００〜１０２は相互に通信することが可能になる。

なお、通信装置１０２の第２通信ポート１４８は、使用されていない。しかし、上記のように、すべての通信装置においてクロックスレーブとして設定された第２ＰＨＹ部の初期化完了まで待機する必要があるため、このような場合でも、通信装置１０２は、図３に示すステップＳ１９において待機する必要がある。

実施の形態１においては、通信装置１００への電源投入というイベントの検出により、通信装置１００〜１０２の間でのリンクアップに係る処理が実行された。これは、図１に示すように、電源装置から通信装置１００への電源供給の遮断と投入が、接続／切断装置７００により行われていたためである。イベントは、例えば、クロックマスタとして設定されたＰＨＹ部の初期化、クロックスレーブとして設定されたＰＨＹ部の初期化が必要となる状態を引き起こす事象であり、電源投入に限られない。

（実施の形態２）
以下、電源投入以外のイベントを検出する構成として、実施の形態２を説明する。図５に示すように、実施の形態２に係る通信システムにおいては、通信装置１００及び１０２へは、電源装置８００ではなく、電源装置８１０からの電源供給が行われる。図示するように、電源装置８１０と通信装置１００との間の電源ケーブル上には、接続／切断装置７００が設けられていない。電源装置８１０と通信装置１０２との間の電源ケーブル上においても、接続／切断装置７００が設けられていない。このような構成により、実施の形態１とは異なり、電源装置８１０が正常に動作している間は、通信装置１００、１０２への電源供給が遮断されることがない。

しかしながら、電源供給が継続されている場合であっても、通信装置１００と通信装置１０１との間でリンクダウンが発生することがある。例えば、接続／切断装置７００により通信が切断された場合である。実施の形態２においては、接続／切断装置７００により通信の切断の発生が度々起こると仮定して、通信装置１００〜１０２それぞれは、通信の切断を監視し、リンクダウンというイベントを検出したときに、リンクアップの処理を再度行う。

通信装置１００に係るハードウェア構成は、図１に示した実施の形態１に係る構成と同様である。図５に示すように、通信装置１００自体に係る機能構成は、電源に関する構成以外は、図２に示した実施の形態１に係る構成と基本的には同じである。また、実施の形態２においても、電源が遮断された状態から電源が投入された場合に、通信装置１００が行う処理は、図３に示す実施の形態１に係る処理と同様である。

実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、通信装置１００の第１ＰＨＹ部１２１をクロックマスタに、通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２をクロックスレーブに、通信装置１０２の第１ＰＨＹ部１４５をクロックマスタに、通信装置１００の第２ＰＨＹ部１２２をクロックスレーブに設定するものとする。

以下、通信装置１００〜１０２は、電源が投入されてから、図３のフローを実行することにより、それぞれ通信可能な状態であるとする。この状態から、通信装置１００の第１通信ポート１２４と通信装置１０１の第２通信ポート１４４との間でリンクダウンが発生したことを検出した場合の、クロックマスタに設定された第１ＰＨＹ部１２１を有する通信装置１００における通信の再開処理を説明する。通信の再開処理は、機器制御部１５１が、記憶部１１１に格納されているプログラム００１を実行することにより実現される。

通信装置１０１においても、リンクダウンを検出した場合に、ある程度の時間を待って、通信ケーブル６０１が再接続されたかを判別し、通信ケーブル６０１が接続されたことを判別すると、クロックスレーブに設定された第２ＰＨＹ部１４２を初期化する。ただし、クロックスレーブである第２ＰＨＹ部１４２の初期化のタイミングについては、クロックマスタである通信装置１００の第１ＰＨＹ部１２１の初期化のタイミングを意識する必要はない。ここでは、クロックスレーブに設定された第２ＰＨＹ部１４２を有する通信装置１０１における通信の再開処理は省略する。以下、通信装置１００の通信の再開処理を説明する。

図６に示すように、通信装置１００の機器制御部１５１は、決められたタイミングで通信ケーブルが切断されたかを判別する（ステップＳ３１）。ここで、機器制御部１５１は、例えば、通信フレームが一定期間届かない場合に、通信ケーブルが切断されたと判別してもよい。あるいは、機器制御部１５１は、第１通信ポート１２４に接続されている第１ＰＨＹ部１２１が検出した情報に基づいて、通信ケーブルが切断されたかどうかを判別してもよい。

通信ケーブルが切断されたと判別すると（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、機器制御部１５１は、設定された時間が経過するまで待つ（ステップＳ３２；Ｎｏ）。待つべき時間は、記憶部１１１に格納されているものとする。

設定された時間が経過したと判別すると（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、機器制御部１５１は、通信ケーブルが接続されたか判別する（ステップＳ３３）。例えば、機器制御部１５１は、第１通信ポート１２４に接続されている第１ＰＨＹ部１２１が検出した情報に基づいて、通信ケーブルが切断されたかどうかを判別すればよい。

通信ケーブルが接続されたと判別すると（ステップＳ３３；Ｙｅｓ）、機器制御部１５１は、設定された時間が経過するまで待つ（ステップＳ３４；Ｎｏ）。ここで、機器制御部１５１が設定された時間待機するのは、クロックスレーブである通信装置１０１の第２通信ポート１４４に接続された第２ＰＨＹ部１４２の初期化が完了した後に、クロックマスタである第１ＰＨＹ部１２１の初期化を開始するべきだからである。

機器制御部１５１は、設定された時間が経過したと判別すると（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）、第１ＰＨＹ部１２１の初期化を行う（ステップＳ３５）。ここで、機器制御部１５１は、レジスタ１２１ａにセットされたパラメータを再利用して、初期化を行ってもよい。あるいは、第１ＰＨＹ部１２１に対して再度ソフトウェアリセットを実行し、その後、第１ＰＨＹ部１２１のレジスタ１２１ａに、記憶部１１１に格納されている第１ＰＨＹ部１２１用のパラメータをセットしてもよい。これにより第１ＰＨＹ部１２１は動作を開始する。

機器制御部１５１は、通信が再開したかを判別する（ステップＳ３６）。例えば、機器制御部１５１は第１ＰＨＹ部１２１の初期化を行ってから、初期化完了までに要する時間が経過し、その後、一定時間が経過するまでに通信フレームを受信したかどうかにより、通信が再開したかを判別してもよい。あるいは、機器制御部１５１は、第１ＰＨＹ部１２１が検知する情報に基づいて、通信が再開したかを判別してもよい。機器制御部１５１は、通信が再開したと判別すると（ステップＳ３６；Ｙｅｓ）、再開処理を終了する。一方、機器制御部１５１は、通信が再開していないと判別すると（ステップＳ３６；Ｎｏ）、再びステップＳ３２の処理を実行する。以上が、再開処理である。

なお、実施の形態２においては、通信装置１００及び１０２へは、電源装置８００ではなく、電源装置８１０からの電源供給が行われている。このため、通信装置１００の第１通信ポート１２４と、通信装置１０１の第２通信ポート１４４との間にリンクダウンが発生した場合であっても、通信装置１００の第２通信ポート１２５と通信装置１０２の第１通信ポート１４７との間にリンクダウンが発生していないことが予想される。よって、通信装置１００の第２ＰＨＹ部１２２と、通信装置１０２の第１ＰＨＹ部１４５については、通信の再開処理を行う必要がない。

以上、説明したように、実施の形態２では、電源が供給された状態において、リンクダウンが発生したことを検出したときに、クロックマスタに設定されたＰＨＹ部を有する通信装置は、対向する通信装置のクロックスレーブに設定されたＰＨＹ部の初期化完了に必要な時間を待ってから、クロックマスタに設定されたＰＨＹ部の初期化の処理を開始する。このように、実施の形態２においても、クロックスレーブとして設定されたＰＨＹ部の初期化が完了した後に、クロックマスタとして設定されたＰＨＹ部の初期化を完了するよう制御される。よって、クロックマスタが、クロックスレーブにクロック信号を送信するタイミングにおいてクロックスレーブの初期化が完了しており、クロック同期を問題なく行うことができる。よって、対向する通信装置が相互に通信することが可能になる。

（変形例）
実施の形態１、２では、クロックスレーブとして設定されたＰＨＹ部の初期化完了を待ってから、クロックマスタとして設定されたＰＨＹ部の初期化を開始する例を説明したが、これに限られない。クロックスレーブとして設定されたＰＨＹ部の初期化が完了する前に、クロックマスタとして設定されたＰＨＹ部の初期化が完了していればよいため、例えば、次のようなタイミングで通信装置１００のクロックマスタとして設定された第１ＰＨＹ部１２１の初期化を開始してもよい。

図７に示す例では、通信装置１００についての待機期間である期間１００−Ｐ４を、図４に示す例より短く設定している。このため、通信装置１００のクロックマスタとして設定された第１ＰＨＹ部１２１の初期化が開示される時点ｔ１３は、対向する通信装置１０１のクロックスレーブとして設定された第２ＰＨＹ部１４２の初期化が完了する時点ｔ１４より前である。即ち、クロックスレーブの初期化完了より前に、クロックマスタの初期化が開始される。

ただし、クロックマスタがクロック信号を送信するタイミングでクロックスレーブの初期化が完了していなければならないので、クロックマスタとして設定された第１ＰＨＹ部１２１の初期化が完了する時点ｔ１５は、クロックスレーブである第２ＰＨＹ部１４２の初期化が完了する時点ｔ１４より後となるように期間１００−Ｐ４が設定されている。変形例に係る構成においても、クロックマスタとクロックスレーブ間において同期を問題無く行うことができる。

変形例では、クロックマスタである第１ＰＨＹ部１２１の初期化の開始のタイミングを早めるものの、クロックマスタの初期化完了はクロックスレーブの初期化完了より後になるよう調整する必要がある。このため、期間１００−Ｐ１〜期間１００−Ｐ３と、待機期間である期間１００−Ｐ４と、期間１００−Ｐ５との合計の期間が、クロックスレーブである第２ＰＨＹ部１４２の初期化の完了までにかかる期間である期間１０１−Ｐ１〜期間１０１−Ｐ３の合計期間より長くなるように、待機期間である期間１００−Ｐ４を設定する。変形例に係る構成の場合、全ての通信装置のクロックマスタとして設定されたＰＨＹ部の初期化完了までに要する時間が、実施の形態１、２よりも短縮されるという利点がある。

以上説明したように、実施の形態１、２、変形例に係る通信装置は、対向する通信装置のクロックスレーブとして設定されたＰＨＹ部の初期化が完了した後に、クロックマスタとして設定されたＰＨＹ部の初期化を完了する。その後、クロックマスタがクロックスレーブにクロック信号を送信する。スレーブの初期化処理の完了のタイミングと、クロックマスタがクロック信号を送信するタイミングとを調整するので、クロックマスタとクロックスレーブ間において同期を問題無く行うことができる。また、オートネゴシエーションを行わないので、リンクアップまでにかかる時間を短縮することができる。

実施の形態１においては、通信装置１００〜１０２の待機時間である期間Ｐ４を全て同じ期間とする例を説明したが、期間Ｐ４については、通信装置毎に異ならせてもよい。例えば、図４に示すように、第２ＰＨＹ部の初期化完了のタイミングが、他の通信装置に比べて遅い通信装置１０１については、待機時間である期間１０１−Ｐ４を図示する期間より短く設定してもよい。このように構成することで、クロックマスタとして設定された第１ＰＨＹ部の初期化完了までにかかる時間を短縮することができる。

また、図４の例において、通信装置１０２の待機時間である期間１０２−Ｐ４を図示する期間より短く設定してもよい。例えば、時点ｔ４において、通信装置１０２の第１ＰＨＹ部１４５の初期化を開始するようにしてもよい。

通信装置毎に待機期間を異ならせた場合であっても、クロックスレーブの初期化の完了の後に、クロックマスタの初期化が完了するように、待機期間を設定する。よって、図２に示す通信装置１００と通信装置１０１との間においては、通信装置１０１のクロックスレーブとして設定された第２ＰＨＹ部１４２の初期化が完了した後に、通信装置１００のクロックマスタとして設定された第１ＰＨＹ部１２１の初期化が開始される。

また、通信装置１００と通信装置１０２との間においては、通信装置１００のクロックスレーブとして設定された第２ＰＨＹ部１２２の初期化が完了した後に、通信装置１０２のクロックマスタとして設定された第１ＰＨＹ部１４５の初期化が開始される。

このように、通信装置１００〜１０２それぞれについて期間Ｐ１〜Ｐ４の期間を適切に設定することで、通信装置１００〜１０２のすべてのクロックマスタとして設定されたＰＨＹ部の初期化が完了する前に、すべてのクロックスレーブとして設定されたＰＨＹ部の初期化が完了するように制御する。よって、クロックマスタがクロック信号を送信したときに、相手のクロックスレーブが受信したクロック信号からクロックを再生することができる。

実施の形態１、２、変形例においては、３つの通信装置１００〜１０２を含む例を説明したが、通信装置の台数は４台以上であってもよいし、２台以下であってもよい。また、１つの通信装置が３つ以上のＰＨＹ部を有していてもよい。また、上記の説明においては、イベントの例として、電源投入、リンクダウンを挙げたが、イベントは、ＰＨＹ部の初期化が必要となる状態を引き起こす事象であり、これらに限られない。

また、実施の形態１、２においては、第１ＰＨＹ部１２１、１４１、１４５をクロックマスタと設定し、第２ＰＨＹ部１２２、１４２、１４６をクロックスレーブと設定する例を説明したが、これに限られない。１つの通信装置が有する２つのＰＨＹ部をいずれもクロックマスタに設定してもよい。例えば、通信装置１０１の第１ＰＨＹ部１２１、第２ＰＨＹ部１２２をクロックマスタに設定してもよい。この場合、第１ＰＨＹ部１２１の通信先である通信装置１０１の第２ＰＨＹ部１４２をクロックスレーブに設定し、第２ＰＨＹ部１２２の通信先である通信装置１０２の第１ＰＨＹ部１４５をクロックスレーブに設定する。通信装置１００は、クロックスレーブの初期化完了の後に、クロックマスタとして設定された第１ＰＨＹ部１２１と第２ＰＨＹ部１２２との初期化を完了すればよい

上記の通信装置１００〜１０２の機能は、専用のハードウェアによっても、また、通常のコンピュータによっても実現することができる。

上記のプログラムを記録する記録媒体としては、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ、半導体メモリ、磁気テープを含むコンピュータ読取可能な記録媒体を使用することができる。

本発明は、広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

１ プログラマブルロジックコントローラ、００１，００２ プログラム、１００，１０１，１０２ 通信装置、１２１ａ，１２２ａ レジスタ、１１０ 記憶装置、１１１ 記憶部、１２０ 通信Ｉ／Ｆ回路、１２１，１４１，１４５ 第１ＰＨＹ部、１２２，１４２，１４６ 第２ＰＨＹ部、１２３ ＭＡＣ部、１２４，１４３，１４７ 第１通信ポート、１２５，１４４，１４８ 第２通信ポート、１３０ 電源回路、１３１ 電源コネクタ、１３２ 電源制御部、１３３ ハードウェアリセット制御部、１５０ 演算装置、１５１ 機器制御部、１９０ バス、２００ ＣＰＵユニット、６００ フィールドバス、６０１，６０２ 通信ケーブル、７００ 接続／切断装置、８００，８１０ 電源装置、８０１ 電源ケーブル

本発明は、通信装置、通信システム、及びプログラムに関する。

上記目的を達成するため、本発明の通信装置は、通信線を介して第２の通信装置に接続されている。通信装置が備える第１の物理層回路は、物理層における信号の送受信を担い、第２の通信装置の第２の物理層回路と信号の送受信を行い、第２の物理層回路に対して、信号の送受信のタイミングを規定するクロック信号を送信するクロックマスタとして設定される。通信装置が備える第１の制御部は、設定されたイベントを検出すると、第２の通信装置のクロックスレーブとして設定された第２の物理層回路の初期化完了のため、設定された期間を待って、第２の物理層回路の初期化が完了した後に、第１の物理層回路の初期化を完了する。設定された期間は、（ｉ）通信装置のハードウェアリセットの解除が可能になるまでの期間と、（ｉｉ）通信装置のハードウェアリセットの解除が可能になってから、通信装置のソフトウェアリセットの解除が可能になるまでの期間と、（ｉｉｉ）通信装置のソフトウェアリセットの解除が可能になってから、通信装置が有する第１の物理層回路以外の物理層回路であって、クロックスレーブとして設定された他の物理層回路の初期化が完了するまでの期間とを含む第１の期間と、予め設定された待機期間と、を合わせた期間である。

Claims (13)

1. 物理層における信号の送受信を担い、通信線を介して接続された第２の通信装置の第２の物理層回路と信号の送受信を行い、前記第２の物理層回路に対して、信号の送受信のタイミングを規定するクロック信号を送信するクロックマスタとして設定された第１の物理層回路と、
   設定されたイベントを検出すると、前記第２の通信装置のクロックスレーブとして設定された前記第２の物理層回路の初期化が完了した後に、前記クロックマスタとして設定された前記第１の物理層回路の初期化を完了する第１の制御部と、
   を備える通信装置。
2. 前記第１の制御部は、前記設定されたイベントを検出すると、前記第２の通信装置の前記クロックスレーブとして設定された前記第２の物理層回路の初期化完了のため、設定された期間を待って、前記クロックマスタとして設定された前記第１の物理層回路の初期化を完了する、
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記設定された期間は、（ｉ）前記通信装置のハードウェアリセットの解除が可能になるまでの期間と、（ｉｉ）前記通信装置のハードウェアリセットの解除が可能になってから、前記通信装置のソフトウェアリセットの解除が可能になるまでの期間と、（ｉｉｉ）前記通信装置のソフトウェアリセットの解除が可能になってから、前記通信装置が有する前記第１の物理層回路以外の物理層回路であって、前記クロックスレーブとして設定された他の物理層回路の初期化が完了するまでの期間とを含む第１の期間と、予め設定された待機期間と、を合わせた期間である、
   請求項２に記載の通信装置。
4. （ｉｖ）前記第２の通信装置のハードウェアリセットの解除が可能になるまでの期間と、（ｖ）前記第２の通信装置のハードウェアリセットの解除が可能になってから、前記第２の通信装置のソフトウェアリセットの解除が可能になるまでの期間と、（ｖｉ）前記第２の通信装置のソフトウェアリセットの解除が可能になってから、前記第２の通信装置の前記第２の物理層回路の初期化が完了するまでの期間とを含む第２の期間が、前記第１の期間より長い場合は、前記待機期間は、前記第１の期間と前記第２の期間との差分の期間以上に設定されている、
   請求項３に記載の通信装置。
5. 前記設定されたイベントは、この通信装置への電源の投入である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 電源ケーブルを介して、電源を供給する電源装置に接続されており、
   前記電源装置と前記通信装置との間に設けられた前記電源ケーブルの経路上には、前記電源ケーブルの接続／切断を切り換える切換手段が設けられており、
   前記切換手段が、前記電源ケーブルを接続することにより、前記通信装置への電源投入が行われる、
   請求項５に記載の通信装置。
7. 前記設定されたイベントは、前記通信装置と前記第２の通信装置との間のリンクダウンの発生である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
8. 前記クロックマスタとして設定された前記第１の物理層回路は、前記第１の物理層回路の初期化が完了すると、前記クロックスレーブとして設定された前記第２の物理層回路に前記クロック信号を送信する、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の通信装置。
9. 第１の通信装置と、
   第２の通信装置と、
   を含み、
   前記第１の通信装置は、
   物理層における信号の送受信を担い、通信線を介して接続された第２の通信装置の第２の物理層回路と信号の送受信を行い、前記第２の物理層回路に対して信号の送受信のタイミングを規定するクロック信号の供給元であるクロックマスタとして設定された第１の物理層回路と、
   設定されたイベントを検出すると、クロックスレーブとして設定された前記第２の物理層回路の初期化が完了した後に、前記第１の物理層回路の初期化を完了し、前記第１の物理層回路が前記クロック信号を前記第２の物理層回路に送信するよう制御する第１の制御部と、
   を備え、
   前記第２の通信装置は、
   物理層における信号の送受信を担い、前記クロック信号が示すタイミングで前記第１の物理層回路と信号の送受信を行う第２の物理層回路、
   を備える、
   通信システム。
10. 前記設定されたイベントは、前記第１の通信装置への電源の投入である、
    請求項９に記載の通信システム。
11. 前記設定されたイベントは、前記第１の通信装置と前記第２の通信装置との間のリンクダウンの発生である、
    請求項９に記載の通信システム。
12. 物理層における信号の送受信のタイミングを規定するクロック信号をクロックスレーブに送信するクロックマスタとして設定された第１の物理層回路を有する通信装置が、
    設定されたイベントを検出すると、前記第１の物理層回路に通信線を介して接続された第２の通信装置の物理層回路であって、前記クロックスレーブとして設定された第２の物理層回路の初期化が完了した後に、前記第１の物理層回路の初期化を完了するステップ、
    を含む方法。
13. 物理層における信号の送受信のタイミングを規定するクロック信号をクロックスレーブに送信するクロックマスタとして設定された第１の物理層回路を有する第１のコンピュータに、
    設定されたイベントを検出させ、
    前記設定されたイベントを検出した場合に、前記第１の物理層回路に通信線を介して接続された第２のコンピュータの物理層回路であって、前記クロックスレーブとして設定された第２の物理層回路の初期化が完了した後に、前記第１の物理層回路の初期化を完了させる、
    プログラム。

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