JPWO2020188703A1 - Time sync device, communication system, time sync method and time sync program - Google Patents
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Abstract
第1の装置が、複数の第1の装置を接続可能な中継装置を介して第2の装置との間で伝搬遅延時間計測を実施する第1の装置である時刻同期装置であって、第2の装置に伝搬遅延時間計測の要求メッセージを送信するフレーム送信部(32)と、要求メッセージの応答である応答メッセージを受信するフレーム受信部(31)と、受信監視タイマ(340)を有し、フレーム送信部(32)が要求メッセージを送信したときに受信監視タイマ(340)を起動し、フレーム受信部(31)が応答メッセージを受信する前に受信監視タイマ(340)がタイムアウトした場合、フレーム送信部(32)に要求メッセージの再送を指示する受信監視部(34)と、を備え、受信監視タイマ(340)のタイムアウト設定値をtO、中継装置に接続される時刻同期装置の接続数をN、フレーム送信部(32)の要求メッセージの送信周期をTとし、tO≦T/Nである。The first device is a time synchronization device, which is a first device that measures propagation delay time with a second device via a relay device to which a plurality of first devices can be connected. It has a frame transmission unit (32) for transmitting a request message for propagation delay time measurement to the second device, a frame reception unit (31) for receiving a response message which is a response of the request message, and a reception monitoring timer (340). , When the reception monitoring timer (340) is activated when the frame transmitting unit (32) transmits the request message, and the reception monitoring timer (340) times out before the frame receiving unit (31) receives the response message. A reception monitoring unit (34) that instructs the frame transmission unit (32) to retransmit the request message is provided, the timeout setting value of the reception monitoring timer (340) is set to tO, and the number of connections of the time synchronization device connected to the relay device. Is N, the transmission cycle of the request message of the frame transmission unit (32) is T, and tO ≦ T / N.
Description
本発明は、時刻同期を行う時刻同期装置、通信システム、時刻同期方法および時刻同期プログラムに関する。 The present invention relates to a time synchronization device, a communication system, a time synchronization method, and a time synchronization program that perform time synchronization.
従来、ネットワークで接続された複数の機器が連携して動作するシステムでは、複数の機器の制御タイミングを合わせるため、各機器の時刻を同期させることが必要である。機器間の時刻を同期させる規格として、IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)1588のように、複数の機器から成るマスタスレーブシステムにおいて、ネットワーク上の複数の機器の時刻を同期させる時刻同期技術がある(非特許文献1)。 Conventionally, in a system in which a plurality of devices connected by a network operate in cooperation with each other, it is necessary to synchronize the time of each device in order to match the control timing of the plurality of devices. As a standard for synchronizing the time between devices, a time synchronization technology that synchronizes the time of multiple devices on the network in a master-slave system consisting of multiple devices, such as IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1588, is used. Yes (Non-Patent Document 1).
IEEE1588では、機器間の伝搬路の通信遅延時間を計測し、時刻の同期を実施することが規定されている。伝搬路の通信遅延時間計測は、各機器が一定周期で実施する。伝搬路の通信遅延計測は、遅延計測を要求する機器であるRequesterが、DelayReqメッセージを送信し、DelayReqメッセージを受信した機器であるResponderが、DelayRespメッセージにDelayReq受信時のタイムスタンプを格納してRequesterへ送信することなどによって実施される。 IEEE1588 stipulates that the communication delay time of the propagation path between devices is measured and the time is synchronized. The communication delay time of the propagation path is measured by each device at a fixed cycle. In the communication delay measurement of the propagation path, the Requester, which is a device requesting the delay measurement, sends a DelayReq message, and the Responder, which is a device that receives the DelayReq message, stores the time stamp at the time of receiving the DelayReq in the DelayResp message and the Requester. It is carried out by sending to.
しかしながら、IEEE1588に非対応のスイッチングハブが存在し、IEEE1588に非対応のスイッチングハブに複数のRequesterが接続されているシステムでは、1台のResponderが、伝搬遅延時間計測を実施する複数のRequesterが送信するDelayReqメッセージを複数個受信する。Responderは、DelayReqメッセージ受信時のタイムスタンプを送信元ごとに複数個保持する必要があるが、タイムスタンプを保持する数には制限がある。Responderは、タイムスタンプを保持することができたRequesterにのみDelayRespメッセージを送信する。そのため、ある周期では、RequesterによってはDelayRespメッセージを受信できず、伝搬遅延時間計測を完了できない、という問題があった。また、各Requesterは、一定周期でDelayReqメッセージを送信する。そのため、あるRequesterは、DelayRespメッセージを受信できなかった次の周期でもDelayRespメッセージを受信できない可能性があり、伝搬遅延時間計測を完了することができず時刻同期できない、という問題があった。 However, in a system in which a switching hub that does not support IECEE1588 exists and a plurality of requesters are connected to the switching hub that does not support IECEE1588, one Responder transmits by a plurality of Requesters that perform propagation delay time measurement. Receives a plurality of DelayReq messages. The Responder needs to hold a plurality of time stamps at the time of receiving the DelayReq message for each source, but the number of time stamps held is limited. The Responder sends a DelayResp message only to the Requester who was able to retain the time stamp. Therefore, there is a problem that the DelayResp message cannot be received by the Requester in a certain cycle, and the propagation delay time measurement cannot be completed. In addition, each Requester transmits a DelayReq message at regular intervals. Therefore, a certain requester may not be able to receive the DelayResp message even in the next cycle in which the DelayResp message could not be received, and there is a problem that the propagation delay time measurement cannot be completed and the time cannot be synchronized.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の時刻同期装置が中継装置に接続された通信システムにおいても時刻同期可能な時刻同期装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a time synchronization device capable of time synchronization even in a communication system in which a plurality of time synchronization devices are connected to a relay device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第1の装置が、複数の第1の装置を接続可能な中継装置を介して第2の装置との間で伝搬遅延時間計測を実施する第1の装置である時刻同期装置である。時刻同期装置は、第2の装置に伝搬遅延時間計測の要求メッセージを送信する送信部と、要求メッセージの応答である第2の装置からの応答メッセージを受信する受信部と、受信監視タイマを有し、送信部が要求メッセージを送信したときに受信監視タイマを起動し、受信部が応答メッセージを受信する前に受信監視タイマがタイムアウトした場合、送信部に要求メッセージの再送を指示する受信監視部と、を備える。受信監視タイマのタイムアウト設定値をtO、中継装置に接続される時刻同期装置の接続数をN、送信部の要求メッセージの送信周期をTとし、tO≦T/Nであることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention has a propagation delay time between the first device and the second device via a relay device to which a plurality of first devices can be connected. It is a time synchronization device which is a first device for performing measurement. The time synchronization device has a transmission unit that transmits a request message for measuring the propagation delay time to the second device, a reception unit that receives a response message from the second device that is a response to the request message, and a reception monitoring timer. Then, when the transmitting unit sends the request message, the reception monitoring timer is activated, and if the reception monitoring timer times out before the receiving unit receives the response message, the receiving monitoring unit instructs the transmitting unit to retransmit the request message. And. The time-out setting value of the reception monitoring timer is tO, the number of connections of the time synchronization device connected to the relay device is N, the transmission cycle of the request message of the transmission unit is T, and tO ≦ T / N.
本発明にかかる時刻同期装置は、複数の時刻同期装置が中継装置に接続された通信システムにおいても時刻同期できる、という効果を奏する。 The time synchronization device according to the present invention has an effect that time synchronization can be performed even in a communication system in which a plurality of time synchronization devices are connected to a relay device.
以下に、本発明の実施の形態に係る時刻同期装置、通信システム、時刻同期方法および時刻同期プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the time synchronization device, the communication system, the time synchronization method, and the time synchronization program according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る通信システム4の構成例を示す図である。通信システム4は、基準となる時刻を持つ同期マスタ1と、IEEE1588に非対応のスイッチングハブ2と、同期マスタ1に同期する同期スレーブ3a,3bと、を備える。図1に示す通信システム4では、同期スレーブ3a,3bが同期マスタ1との間の伝搬路の伝搬遅延時間を計測するRequesterとなり、同期マスタ1がResponderとなる。同期マスタ1は、IEEE1588の規格と同一の動作を実施する。同期マスタ1は、同期スレーブ3a,3bから送信された伝搬遅延時間計測のDelayReqメッセージを受信した場合、DelayReqメッセージの応答であるDelayRespメッセージを送信する。IEEE1588非対応のスイッチングハブ2は、受信するフレームの宛先アドレスに従い、フレーム転送を実施する中継装置である。スイッチングハブ2は、3つ以上の同期スレーブと接続することも可能である。同期スレーブ3a,3bは、スイッチングハブ2を介して同期マスタ1との間で伝搬遅延時間計測を実施する。以降の説明において、Requesterを第1の装置と称し、Responderを第2の装置と称することがある。また、Requesterである第1の装置を時刻同期装置と称することがある。Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a communication system 4 according to a first embodiment of the present invention. The communication system 4 includes a synchronization master 1 having a reference time, a
なお、通信システムの構成によっては、同期スレーブがResponderになることもある。図2は、実施の形態1に係る通信システム4aの構成例を示す図である。通信システム4aは、同期マスタ1と、スイッチングハブ2と、同期スレーブ3cと、同期スレーブ3cに同期する同期スレーブ3a,3bと、を備える。図2に示す通信システム4aでは、同期スレーブ3a,3bが同期スレーブ3cとの間の伝搬路の伝搬遅延時間を計測するRequesterとなり、同期スレーブ3cがResponderとなる。図2に示す通信システム4aにおいて、同期スレーブ3cは、IEEE1588の手順に従って、同期マスタ1との間の伝搬路の伝搬遅延時間を計測することができる。本実施の形態では、図1に示す通信システム4を例にして説明する。
Depending on the configuration of the communication system, the synchronous slave may be the Responder. FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the
同期スレーブ3a,3bの構成について説明する。図3は、実施の形態1に係る同期スレーブ3aの構成例を示す図である。同期スレーブ3a,3bは同様の構成のため、同期スレーブ3aを例にして説明する。同期スレーブ3aは、フレーム受信部31と、フレーム送信部32と、時刻同期部33と、受信監視部34と、を備える。
The configuration of the
フレーム受信部31は、フレーム解析部310を有する受信部である。フレーム解析部310は、スイッチングハブ2から受信したフレームを解析する。フレーム解析部310は、受信したフレームが時刻同期に関連するメッセージの場合、受信フレームに含まれていた受信データを時刻同期部33に出力する。同期スレーブ3aがRequesterの場合、フレーム解析部310は、時刻同期に関連するメッセージのうち同期スレーブ3a宛のDelayRespメッセージを受信すると、受信監視部34にDelayRespメッセージを受信した旨を通知する。DelayRespメッセージは、Responderである同期マスタ1が、Requesterである同期スレーブ3aから受信したDelayReqメッセージへの応答のメッセージである。以降の説明において、DelayRespメッセージを応答メッセージと称することがある。また、DelayReqメッセージは、Requesterである同期スレーブ3aが、Responderである同期マスタ1に伝搬遅延時間計測を要求するメッセージである。以降の説明において、DelayReqメッセージを要求メッセージと称することがある。
The frame receiving unit 31 is a receiving unit having a frame analysis unit 310. The frame analysis unit 310 analyzes the frame received from the
同期スレーブ3aがResponderの場合、フレーム解析部310は、時刻同期に関連するメッセージのうちDelayReqメッセージを受信すると、受信時点のタイムスタンプ値を保持する。フレーム解析部310は、保持したタイムスタンプ値、DelayReqメッセージに含まれる情報であって送信元であるRequesterを示すDelayReqメッセージの送信元情報、およびDelayReqメッセージを受信した旨を、フレーム送信部32に通知する。
When the
フレーム送信部32は、送信周期タイマ320を有する送信部である。送信周期タイマ320は、フレーム送信部32がDelayReqメッセージを送信する周期である送信周期Tでタイムアウトするタイマである。同期スレーブ3aがRequesterの場合、フレーム送信部32は、送信周期タイマ320が送信周期Tでタイムアウトすると、タイムアウト時、スイッチングハブ2にDelayReqメッセージを送信する。フレーム送信部32は、DelayReqメッセージを送信すると、DelayReqメッセージを送信した旨を時刻同期部33および受信監視部34に通知する。また、フレーム送信部32は、受信監視部34からDelayReqメッセージの再送指示を受けると、DelayReqメッセージを送信し、送信周期タイマ320を再起動する。
The
同期スレーブ3aがResponderの場合、フレーム送信部32は、フレーム受信部31から、タイムスタンプ値、DelayReqメッセージの送信元情報、およびDelayReqメッセージを受信した旨が通知されると、タイムスタンプ値、およびDelayReqメッセージの送信元情報をDelayRespメッセージに格納して送信する。
When the
時刻同期部33は、時刻カウンタ330を有する。時刻同期部33は、フレーム受信部31から受信データを取得した場合、取得した時点の時刻カウンタ330の時刻カウンタ値を記録する。時刻同期部33は、フレーム送信部32からDelayReqメッセージが送信された旨が通知された場合、通知された時点の時刻カウンタ330の時刻カウンタ値を記録する。時刻同期部33は、記録した時刻カウンタ値とフレーム受信部31から取得した受信データとを用いて同期マスタ1の時刻を算出し、時刻カウンタ330を同期マスタ1に同期させる。
The
例えば、フレーム送信部32がDelayReqメッセージを送信した時刻をt1、同期マスタ1がDelayReqメッセージを受信した時刻をt2、同期マスタ1がDelayRespメッセージを送信した時刻をt3、フレーム受信部31がDelayRespメッセージを受信した時刻をt4とする。同期スレーブ3aは、同期マスタ1がt2およびt3の情報をDelayRespメッセージに含めることで、t2およびt3の情報を取得することができる。時刻同期部33は、((t4−t3)+(t2−t1))/2から片道の通信遅延時間を算出し、算出した片道の通信遅延時間を用いて同期マスタ1の時刻を算出し、時刻カウンタ330を同期マスタ1に同期させる。
For example, the time when the
受信監視部34は、受信監視タイマ340を有する。受信監視タイマ340は、DelayRespメッセージの受信を監視するためのタイマである。受信監視部34は、フレーム送信部32がDelayReqメッセージを送信したときに受信監視タイマ340を起動する。受信監視部34は、フレーム受信部31がDelayRespメッセージを受信する前に受信監視タイマ340がタイムアウトした場合、フレーム送信部32にDelayReqメッセージの再送を指示する。受信監視タイマ340のタイムアウト設定値をtO、スイッチングハブ2に接続されるRequesterである同期スレーブ3a,3bの接続数をN、フレーム送信部32がDelayReqメッセージを送信する送信周期をTとすると、タイムアウト設定値tOは、tO≦T/Nとなる値である。タイムアウト設定値tOについては、例えば、通信システム4を管理するユーザが、あらかじめtO≦T/Nとなる値を演算した結果を受信監視部34に設定しておく。
The reception monitoring unit 34 has a
つづいて、同期スレーブ3a,3bの動作について説明する。図4は、実施の形態1に係る同期スレーブ3aの受信監視部34の監視動作を示すフローチャートである。同期スレーブ3a,3bは同様の動作を行うため、同期スレーブ3aを例にして説明する。
Next, the operations of the
受信監視部34は、フレーム送信部32からのDelayReqメッセージを送信した旨の通知の有無を確認する(ステップS11)。受信監視部34は、フレーム送信部32からDelayReqメッセージを送信した旨の通知が無い場合(ステップS11:No)、フレーム送信部32からDelayReqメッセージを送信した旨の通知が有るまで待機する。受信監視部34は、フレーム送信部32からDelayReqメッセージを送信した旨の通知が有った場合(ステップS11:Yes)、受信監視タイマ340を起動する(ステップS12)。
The reception monitoring unit 34 confirms whether or not there is a notification from the
受信監視部34は、受信監視タイマ340を起動すると、受信監視タイマ340のタイムアウトを確認する(ステップS13)。受信監視部34は、受信監視タイマ340がタイムアウトした場合(ステップS13:Yes)、フレーム送信部32にDelayReqメッセージの再送を指示する(ステップS14)。
When the reception monitoring unit 34 activates the
受信監視部34は、受信監視タイマ340がタイムアウトしていない場合(ステップS13:No)、フレーム受信部31からのDelayRespメッセージを受信した旨の通知の有無を確認する(ステップS15)。受信監視部34は、フレーム受信部31からDelayRespメッセージを受信した旨の通知が有った場合(ステップS15:Yes)、受信監視タイマ340を停止し、リセットする(ステップS16)。受信監視部34は、フレーム受信部31からDelayRespメッセージを受信した旨の通知が無い場合(ステップS15:No)、ステップS13の動作に戻り、受信監視タイマ340のタイムアウトを確認する(ステップS13)。
When the
同期スレーブ3a,3bが伝搬遅延時間計測を行うときの、各装置のメッセージの送受信のタイミングについて説明する。図5は、実施の形態1に係る通信システム4において、同期スレーブ3a,3bが伝搬遅延時間計測を行うときの、各装置のメッセージの送受信のタイミングを示すシーケンス図である。ここでは、Responderである同期マスタ1は、DelayReqメッセージを受信したとき、タイムスタンプ値を1つのみ保持できるものとする。
The timing of sending and receiving messages of each device when the
Requesterである同期スレーブ3a,3bは、伝搬遅延時間計測を実施するため、DelayReqメッセージを送信する。同期スレーブ3a,3bは、DelayReqメッセージを送信すると、送信周期タイマ320および受信監視タイマ340を起動する(ステップS21)。
The
図5に示すシーケンス図の以降の説明において、同期スレーブ3aが送信するDelayReqメッセージをDelayReqメッセージ3aとし、同期スレーブ3bが送信するDelayReqメッセージをDelayReqメッセージ3bとし、同期マスタ1が同期スレーブ3aに送信するDelayRespメッセージをDelayRespメッセージ3aとし、同期マスタ1が同期スレーブ3bに送信するDelayRespメッセージをDelayRespメッセージ3bとする。
In the following description of the sequence diagram shown in FIG. 5, the DelayReq message transmitted by the
Responderである同期マスタ1は、同期スレーブ3bからのDelayReqメッセージ3bを先に受信し、受信時のタイムスタンプを保持する。同期マスタ1は、直後に受信した同期スレーブ3aからのDelayReqメッセージ3aを無視する。同期マスタ1は、同期スレーブ3bにDelayRespメッセージ3bを送信する(ステップS22)。同期スレーブ3bは、DelayRespメッセージ3bを受信すると、受信監視タイマ340を停止し、リセットする(ステップS23)。
The synchronization master 1 which is a receiver receives the
同期スレーブ3aは、受信監視タイマ340のタイムアウトにより、DelayReqメッセージ3aを再送し、送信周期タイマ320を再起動する(ステップS24)。同期マスタ1は、同期スレーブ3aからのDelayReqメッセージ3aを受信し、受信時のタイムスタンプを保持する。同期マスタ1は、同期スレーブ3aにDelayRespメッセージ3aを送信する(ステップS25)。同期スレーブ3aは、DelayRespメッセージ3aを受信すると、受信監視タイマ340を停止し、リセットする(ステップS26)。
The
同期スレーブ3bは、送信周期タイマ320がタイムアウトすると、DelayReqメッセージ3bを送信する。同期スレーブ3bは、DelayReqメッセージ3bを送信すると、送信周期タイマ320および受信監視タイマ340を起動する(ステップS27)。同期マスタ1は、同期スレーブ3bからのDelayReqメッセージ3bを受信し、受信時のタイムスタンプを保持する。同期マスタ1は、同期スレーブ3bにDelayRespメッセージ3bを送信する(ステップS28)。同期スレーブ3bは、DelayRespメッセージ3bを受信すると、受信監視タイマ340を停止し、リセットする(ステップS29)。
When the
同期スレーブ3aは、送信周期タイマ320がタイムアウトすると、DelayReqメッセージ3aを送信する。同期スレーブ3aは、DelayReqメッセージ3aを送信すると、送信周期タイマ320および受信監視タイマ340を起動する(ステップS30)。同期マスタ1は、同期スレーブ3aからのDelayReqメッセージ3aを受信し、受信時のタイムスタンプを保持する。同期マスタ1は、同期スレーブ3aにDelayRespメッセージ3aを送信する(ステップS31)。同期スレーブ3aは、DelayRespメッセージ3aを受信すると、受信監視タイマ340を停止し、リセットする(ステップS32)。
When the
通信システム4では、以降、ステップS27からステップS32の動作が繰り返される。これにより、同期スレーブ3aは、受信監視タイマ340のタイムアウトによるDelayReqメッセージの送信時、送信周期タイマ320のタイムアウト待ち状態にある同期スレーブ3bとは送信タイミングが重なることなく、DelayReqメッセージを送信することができる。同期スレーブ3aは、DelayReqメッセージの送信タイミングが同期スレーブ3bと重なることがないため、伝搬遅延時間計測を完了することが可能となり、時刻同期を実施することができる。
In the communication system 4, the operations of steps S27 to S32 are repeated thereafter. As a result, when the
通信システム4では、スイッチングハブ2に接続されるRequesterである同期スレーブの接続数Nが3以上の場合においても、tO≦T/Nとすることで、伝搬遅延時間計測を完了した同期スレーブと未完了の同期スレーブとでDelayReqメッセージの送信タイミングが重なることがなくなる。この結果、通信システム4では、全ての同期スレーブが伝搬遅延時間計測を完了することが可能となり、時刻同期を実施することができる。
In the communication system 4, even when the number of connections N of the synchronous slaves, which are the requesters connected to the
つづいて、同期スレーブ3aのハードウェア構成について説明する。同期スレーブ3a,3bは同様の構成のため、同期スレーブ3aを用いて説明する。図6は、実施の形態1に係る同期スレーブ3aを実現するハードウェアの一例を示す図である。同期スレーブ3aは、図6に示したプロセッサ101、記憶装置102、および通信インタフェース103により実現することができる。
Next, the hardware configuration of the
プロセッサ101は、CPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、DSP(Digital Signal Processor)ともいう)、システムLSI(Large Scale Integration)などである。記憶装置102は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、ハードディスクドライブなどである。通信インタフェース103は、同期スレーブ3aにおいて、フレーム受信部31が通信フレームを受信し、フレーム送信部32が通信フレームを送信するための処理回路であり、例えば、ネットワークインタフェースカードである。
The processor 101 is a CPU (Central Processing Unit, central processing unit, processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microprocessor, DSP (Digital Signal Processor)), system LSI (Large Scale Integration), and the like. The storage device 102 includes a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), an EEPROM (registered trademark) (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), a hard disk drive, and the like. The communication interface 103 is a processing circuit for the frame receiving unit 31 to receive the communication frame and the
同期スレーブ3aにおいて、時刻同期部33、受信監視部34、フレーム受信部31およびフレーム送信部32において通信インタフェース103で実現される機能以外の部分は、これらの各部として動作するためのプログラムをプロセッサ101が実行することにより実現される。このようなプログラムは記憶装置102に予め格納されている。プロセッサ101は、上記プログラムを記憶装置102から読み出して実行することにより、時刻同期部33、受信監視部34、フレーム受信部31およびフレーム送信部32において通信インタフェース103で実現される機能以外の部分を実現する。
In the
上記プログラムは、記憶装置102に予め格納された状態でユーザに提供される形態であってもよいし、コンピュータなどで読み取り可能な記録媒体、例えば、CD(Compact Disc)−ROM、DVD(Digital Versatile Disc)−ROMなどに書き込まれた状態でユーザに供給され、ユーザが記憶装置102にインストールする形態であってもよい。 The program may be provided to the user in a state of being stored in the storage device 102 in advance, or may be a recording medium readable by a computer or the like, for example, a CD (Compact Disc) -ROM, a DVD (Digital Versatile). Disc) -It may be supplied to the user in a state of being written in a ROM or the like, and may be installed by the user in the storage device 102.
以上説明したように、本実施の形態によれば、IEEE1588非対応のスイッチングハブ2が接続された通信システム4において、時刻同期を行う同期スレーブ3a,3bは、DelayReqメッセージを送信するときに受信監視タイマ340を起動する。受信監視タイマ340のタイムアウト設定値をtO、スイッチングハブ2に接続される同期スレーブ3a,3bの接続数をN、同期スレーブ3a,3bのDelayReqメッセージの送信周期をTとし、tO≦T/Nとする。同期スレーブ3a,3bは、タイムアウト設定値tO内に同期マスタ1からDelayRespメッセージを受信しない場合、DelayReqメッセージを再送する。同期スレーブ3a,3bは、再送したDelayReqメッセージで伝搬遅延時間計測ができた場合、DelayReqメッセージを再送した時刻から送信周期Tの間隔でDelayReqメッセージを送信することとした。これにより、同期スレーブ3a,3bは、複数のRequesterである同期スレーブ3a,3bがIEEE1588非対応のスイッチングハブ2が接続された通信システム4においても、伝搬遅延時間の計測をすることができ、時刻同期が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, in the communication system 4 to which the
実施の形態2.
実施の形態2では、Requesterである同期スレーブが、接続数Nをカウントし、タイムアウト設定値tOを自動で算出する。実施の形態1と異なる部分について説明する。
In the second embodiment, the synchronous slave, which is the requester, counts the number of connections N and automatically calculates the timeout set value tO. A part different from the first embodiment will be described.
図7は、実施の形態2に係る通信システム4Aの構成例を示す図である。通信システム4Aは、同期マスタ1と、スイッチングハブ2と、同期マスタ1に同期する同期スレーブ3Aa,3Abと、を備える。図7に示す通信システム4Aでは、同期スレーブ3Aa,3Abが同期マスタ1との間の伝搬路の伝搬遅延時間を計測するRequesterとなり、同期マスタ1がResponderとなる。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of the
なお、通信システムの構成によっては、同期スレーブがResponderになることもある。図8は、実施の形態2に係る通信システム4Aaの構成例を示す図である。通信システム4Aaは、同期マスタ1と、スイッチングハブ2と、同期スレーブ3Acと、同期スレーブ3Acに同期する同期スレーブ3Aa,3Abと、を備える。図8に示す通信システム4Aaでは、同期スレーブ3Aa,3Abが同期スレーブ3Acとの間の伝搬路の伝搬遅延時間を計測するRequesterとなり、同期スレーブ3AcがResponderとなる。図8に示す通信システム4Aaにおいて、同期スレーブ3Acは、IEEE1588の手順に従って、同期マスタ1との間の伝搬路の伝搬遅延時間を計測することができる。本実施の形態では、図7に示す通信システム4Aを例にして説明する。
Depending on the configuration of the communication system, the synchronous slave may be the Responder. FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the communication system 4Aa according to the second embodiment. The communication system 4Aa includes a synchronization master 1, a
同期スレーブ3Aa,3Abの構成について説明する。図9は、実施の形態2に係る同期スレーブ3Aaの構成例を示す図である。同期スレーブ3Aa,3Abは同様の構成のため、同期スレーブ3Aaを例にして説明する。同期スレーブ3Aaは、フレーム受信部31Aと、フレーム送信部32と、時刻同期部33と、受信監視部34Aと、を備える。
The configuration of the synchronous slaves 3Aa and 3Ab will be described. FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the synchronous slave 3Aa according to the second embodiment. Since the synchronous slaves 3Aa and 3Ab have the same configuration, the synchronous slave 3Aa will be described as an example. The synchronization slave 3Aa includes a
フレーム受信部31Aは、フレーム解析部310Aと、テーブル管理部311Aと、カウンタ312Aと、を有する受信部である。
The
フレーム解析部310Aは、スイッチングハブ2から受信したフレームを解析する。フレーム解析部310Aは、受信したフレームが時刻同期に関連するメッセージの場合、受信フレームに含まれていた受信データを時刻同期部33に出力する。同期スレーブ3AaがRequesterの場合、フレーム解析部310Aは、時刻同期に関連するメッセージのうち同期スレーブ3Aa宛のDelayRespメッセージを受信すると、受信監視部34AにDelayRespメッセージを受信した旨を通知する。フレーム解析部310Aは、時刻同期に関連するメッセージのうち他のRequesterである同期スレーブから送信されたDelayReqメッセージを受信すると、DelayReqメッセージに含まれる情報であって送信元である同期スレーブを示すRequester識別情報をテーブル管理部311Aに通知する。Requester識別情報は、例えば、MAC(Media Access Control)アドレスなどである。
The frame analysis unit 310A analyzes the frame received from the switching
同期スレーブ3AaがResponderの場合、フレーム解析部310Aは、時刻同期に関連するメッセージのうちDelayReqメッセージを受信すると、受信時点のタイムスタンプ値を保持する。フレーム解析部310Aは、保持したタイムスタンプ値、DelayReqメッセージに含まれる情報であって送信元であるRequesterを示すDelayReqメッセージの送信元情報、およびDelayReqメッセージを受信した旨を、フレーム送信部32に通知する。
When the synchronization slave 3Aa is a Reader, the frame analysis unit 310A holds the time stamp value at the time of reception when it receives the DelayReq message among the messages related to time synchronization. The frame analysis unit 310A notifies the
テーブル管理部311Aは、フレーム解析部310Aから通知されたRequester識別情報を、テーブル管理部311Aが有するRequesterテーブルに登録する。テーブル管理部311Aは、Requester識別情報がRequesterテーブルに新規に登録される場合、カウンタ312Aを1カウントアップする。カウンタ312Aのカウンタ値の初期値は1とする。テーブル管理部311Aは、Requesterテーブルに登録されたRequester識別情報について、規定された時間内にフレーム解析部310Aから同一のRequester識別情報が通知されなかった場合、Requesterテーブルから該当するRequester識別情報を削除し、カウンタ312Aを1カウントダウンする。 The table management unit 311A registers the requester identification information notified from the frame analysis unit 310A in the requester table of the table management unit 311A. The table management unit 311A counts up the counter 312A by 1 when the requester identification information is newly registered in the requester table. The initial value of the counter value of the counter 312A is 1. When the same Requester identification information is not notified from the frame analysis unit 310A within the specified time for the Requester identification information registered in the Requester table, the table management unit 311A deletes the corresponding Requester identification information from the Requester table. Then, the counter 312A is counted down by one.
フレーム解析部310Aまたはテーブル管理部311Aは、カウンタ312Aのカウンタ値を受信監視部34Aに通知する。このように、同期スレーブ3Aaにおいて、フレーム受信部31Aは、他のRequesterである同期スレーブが送信するDelayReqメッセージを受信した数によって、スイッチングハブ2に接続されるRequesterである同期スレーブの接続数Nをカウントする。
The frame analysis unit 310A or the table management unit 311A notifies the reception monitoring unit 34A of the counter value of the counter 312A. In this way, in the synchronous slave 3Aa, the
受信監視部34Aは、受信監視タイマ340Aと、タイムアウト値設定部341Aと、を有する。
The reception monitoring unit 34A includes a
タイムアウト値設定部341Aは、フレーム受信部31Aから通知されたカウンタ312Aのカウンタ値を用いて、受信監視タイマ340Aのタイムアウト設定値tOを算出する。具体的には、タイムアウト値設定部341Aは、カウンタ312Aのカウンタ値を接続数Nとして、tO≦T/Nとなるように、受信監視タイマ340Aのタイムアウト設定値tOを算出する。タイムアウト値設定部341Aは、算出した受信監視タイマ340Aのタイムアウト設定値tOを受信監視タイマ340Aに通知する。
The timeout
受信監視タイマ340Aは、DelayRespメッセージの受信を監視するためのタイマである。受信監視タイマ340Aのタイムアウト設定値tOは、タイムアウト値設定部341Aから通知された値となる。
The
このように、受信監視部34Aは、フレーム受信部31Aでカウントされた接続数N、および送信周期Tを用いて、タイムアウト設定値tOを算出する。
In this way, the reception monitoring unit 34A calculates the timeout set value tO using the number of connections N counted by the
つづいて、同期スレーブ3Aa,3Abの動作について説明する。図10は、実施の形態2に係る同期スレーブ3Aaの受信監視部34Aがタイムアウト設定値tOを算出する動作を示すフローチャートである。同期スレーブ3Aa,3Abは同様の動作を行うため、同期スレーブ3Aaを例にして説明する。 Next, the operation of the synchronous slaves 3Aa and 3Ab will be described. FIG. 10 is a flowchart showing an operation in which the reception monitoring unit 34A of the synchronous slave 3Aa according to the second embodiment calculates the timeout set value tO. Since the synchronous slaves 3Aa and 3Ab perform the same operation, the synchronous slave 3Aa will be described as an example.
受信監視部34Aにおいて、タイムアウト値設定部341Aは、フレーム受信部31Aからカウンタ312Aのカウンタ値を取得する(ステップS41)。タイムアウト値設定部341Aは、カウンタ312Aのカウンタ値を接続数Nとして、接続数N、およびフレーム送信部32の送信周期タイマ320が送信周期Tを用いて、tO≦T/Nとなるタイムアウト設定値tOを算出する(ステップS42)。タイムアウト値設定部341Aは、算出したタイムアウト設定値tOを受信監視タイマ340Aに通知する(ステップS43)。タイムアウト設定値tOを用いた受信監視部34Aの監視動作は、図4に示す実施の形態1の受信監視部34の監視動作と同様のため、詳細説明については省略する。
In the reception monitoring unit 34A, the timeout
同期スレーブ3Aaについては、実施の形態1の同期スレーブ3aと同様、図6に示すハードウェア構成により実現される。
The synchronous slave 3Aa is realized by the hardware configuration shown in FIG. 6, similarly to the
以上説明したように、本実施の形態によれば、同期スレーブ3Aa,3Abは、受信した他の同期スレーブからのDelayReqメッセージの数からスイッチングハブ2に接続されるRequesterの接続数Nを求め、接続数Nを用いて受信監視タイマ340Aのタイムアウト設定値tOを算出することとした。これにより、同期スレーブ3Aa,3Abは、受信監視タイマ340Aのタイムアウト設定値tOを自動で算出できる。この結果、ユーザが通信システム4Aの構成の違いによりタイムアウト設定値を算出して変更することなく、容易に通信システム4Aを運用することができる。
As described above, according to the present embodiment, the synchronous slaves 3Aa and 3Ab obtain the connection number N of the requesters connected to the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 同期マスタ、2 スイッチングハブ、3a,3b,3c,3Aa,3Ab,3Ac 同期スレーブ、4,4a,4A,4Aa 通信システム、31,31A フレーム受信部、32 フレーム送信部、33 時刻同期部、34,34A 受信監視部、310,310A フレーム解析部、311A テーブル管理部、312A カウンタ、320 送信周期タイマ、330 時刻カウンタ、340,340A 受信監視タイマ、341A タイムアウト値設定部。 1 Synchronous master, 2 Switching hub, 3a, 3b, 3c, 3Aa, 3Ab, 3Ac Synchronous slave, 4,4a, 4A, 4Aa communication system, 31, 31A frame receiver, 32 frame transmitter, 33 Time synchronization, 34 , 34A reception monitoring unit, 310, 310A frame analysis unit, 311A table management unit, 312A counter, 320 transmission cycle timer, 330 time counter, 340, 340A reception monitoring timer, 341A timeout value setting unit.
Claims (5)
前記第2の装置に前記伝搬遅延時間計測の要求メッセージを送信する送信部と、
前記要求メッセージの応答である前記第2の装置からの応答メッセージを受信する受信部と、
受信監視タイマを有し、前記送信部が前記要求メッセージを送信したときに前記受信監視タイマを起動し、前記受信部が前記応答メッセージを受信する前に前記受信監視タイマがタイムアウトした場合、前記送信部に前記要求メッセージの再送を指示する受信監視部と、
を備え、
前記受信監視タイマのタイムアウト設定値をtO、前記中継装置に接続される時刻同期装置の接続数をN、前記送信部の前記要求メッセージの送信周期をTとし、tO≦T/Nであることを特徴とする時刻同期装置。The first device is a time synchronization device, which is the first device that measures propagation delay time with a second device via a relay device to which a plurality of the first devices can be connected. ,
A transmission unit that transmits the request message for measuring the propagation delay time to the second device, and
A receiver that receives a response message from the second device, which is a response to the request message, and a receiver.
When the reception monitoring timer has a reception monitoring timer, the reception monitoring timer is activated when the transmission unit transmits the request message, and the reception monitoring timer times out before the reception unit receives the response message, the transmission is performed. A reception monitoring unit that instructs the unit to resend the request message,
With
The timeout setting value of the reception monitoring timer is tO, the number of connections of the time synchronization device connected to the relay device is N, the transmission cycle of the request message of the transmission unit is T, and tO ≦ T / N. A featured time synchronizer.
前記受信監視部は、前記受信部でカウントされた前記接続数、および前記送信周期を用いて、前記タイムアウト設定値を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の時刻同期装置。The transmitter counts the number of connections of the time synchronization device connected to the relay device based on the number of request messages transmitted by the other time synchronization device.
The reception monitoring unit calculates the timeout set value using the number of connections counted by the reception unit and the transmission cycle.
The time synchronization device according to claim 1.
複数の前記第1の装置を接続可能な中継装置と、
前記第1の装置から送信された伝搬遅延時間計測の要求メッセージを受信した場合、前記要求メッセージの応答である応答メッセージを送信する第2の装置と、
を備えることを特徴とする通信システム。The first device, which is the time synchronization device according to claim 1 or 2,
A relay device capable of connecting a plurality of the first devices, and
When the request message for measuring the propagation delay time transmitted from the first device is received, the second device that transmits the response message that is the response of the request message and the second device.
A communication system characterized by comprising.
送信部が、前記第2の装置に前記伝搬遅延時間計測の要求メッセージを送信する送信ステップと、
受信部が、前記要求メッセージの応答である前記第2の装置からの応答メッセージを受信する受信ステップと、
受信監視部が、受信監視タイマを有し、前記送信部が前記要求メッセージを送信したときに前記受信監視タイマを起動し、前記受信部が前記応答メッセージを受信する前に前記受信監視タイマがタイムアウトした場合、前記送信部に前記要求メッセージの再送を指示する監視ステップと、
を含み、
前記受信監視タイマのタイムアウト設定値をtO、前記中継装置に接続される時刻同期装置の接続数をN、前記送信部の前記要求メッセージの送信周期をTとし、tO≦T/Nであることを特徴とする時刻同期方法。The time synchronization of the time synchronization device, which is the first device, in which the first device measures the propagation delay time with the second device via a relay device to which a plurality of the first devices can be connected. It ’s a method,
A transmission step in which the transmission unit transmits the request message for measuring the propagation delay time to the second device, and
A receiving step in which the receiving unit receives the response message from the second device, which is the response of the request message,
The reception monitoring unit has a reception monitoring timer, and when the transmitting unit transmits the request message, the reception monitoring timer is activated, and the reception monitoring timer times out before the receiving unit receives the response message. If so, a monitoring step instructing the transmitter to resend the request message, and
Including
The timeout setting value of the reception monitoring timer is tO, the number of connections of the time synchronization device connected to the relay device is N, the transmission cycle of the request message of the transmission unit is T, and tO ≦ T / N. A featured time synchronization method.
送信部が、前記第2の装置に前記伝搬遅延時間計測の要求メッセージを送信する送信ステップと、
受信部が、前記要求メッセージの応答である前記第2の装置からの応答メッセージを受信する受信ステップと、
受信監視部が、受信監視タイマを有し、前記送信部が前記要求メッセージを送信したときに前記受信監視タイマを起動し、前記受信部が前記応答メッセージを受信する前に前記受信監視タイマがタイムアウトした場合、前記送信部に前記要求メッセージの再送を指示する監視ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記受信監視タイマのタイムアウト設定値をtO、前記中継装置に接続される時刻同期装置の接続数をN、前記送信部の前記要求メッセージの送信周期をTとし、tO≦T/Nであることを特徴とする時刻同期プログラム。Time synchronization of the time synchronization device, which is the first device, in which the first device measures the propagation delay time with the second device via a relay device to which a plurality of the first devices can be connected. It ’s a program
A transmission step in which the transmission unit transmits the request message for measuring the propagation delay time to the second device, and
A receiving step in which the receiving unit receives the response message from the second device, which is the response of the request message,
The reception monitoring unit has a reception monitoring timer, and when the transmitting unit transmits the request message, the reception monitoring timer is activated, and the reception monitoring timer times out before the receiving unit receives the response message. If so, a monitoring step instructing the transmitter to resend the request message, and
Let the computer run
The timeout setting value of the reception monitoring timer is tO, the number of connections of the time synchronization device connected to the relay device is N, the transmission cycle of the request message of the transmission unit is T, and tO ≦ T / N. A featured time synchronization program.
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