KR100940423B1

KR100940423B1 - 통신 장치 및 스위치 처리 장치

Info

Publication number: KR100940423B1
Application number: KR20077025748A
Authority: KR
Inventors: 마사토 나카무라
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2006-05-08
Publication date: 2010-02-02
Also published as: TWI323106B; WO2006121014A1; KR20080006584A; JP4308297B2; DE112006001165T5; CN101180838A; JPWO2006121014A1; CN101180838B; US7738461B2; US20090103441A1

Abstract

CRC 계산부(21)가 수신 프레임의 DA 필드로부터 DATA 필드까지의 DCS 코드 및 DA 필드로부터 DCS 필드까지의 FCS 코드를 계산하고, DCS 체크부(22)가 계산한 DCS 코드와 DCS 필드의 DCS 코드의 DCS 체크 결과를 단말 기능부(11)에 출력하고, FCS 체크부(23)가 계산한 FCS 코드와 FCS 필드의 FCS 코드의 FCS 체크 결과를 FCS 변환부(27)에 출력하고, FCS 체크부(23)는 FCS 체크 결과에 기초하여 프레임을 그대로 전송할지 FCS 필드에 계산한 FCS 코드를 격납하여 전송할지를 결정하고, 단말 기능부(11)는 DCS 코드에 기초하여 통상 처리를 행할지 이상 처리를 행할지를 결정한다.

Description

통신 장치 및 스위치 처리 장치{COMMUNICATION APPARATUS AND SWITCHING APPARATUS}

본 발명은 레이어 2 프레임을 이용한 네트워크 시스템에 적용되는 통신 장치에 관한 것으로, 특히 컷 쓰루(cut through) 방식의 네트워크 시스템에 적용되는 통신 장치 및 스위치 처리 장치에 관한 것이다.

종래부터, 통신에 있어서 프레임의 에러 검출에 순회 부호(CRC : Cyclic Redundancy Check)를 이용한 여러 가지의 기술이 고안되고 있다. 예를 들어, 1 대의 마스터 노드 장치와, 복수 대의 슬레이브 노드 장치로 링형 네트워크의 IEEE Standard 802.5 Token Ring 을 구성한다. 슬레이브 노드 장치는 수신 프레임이 정상적인 경우에는 데이터 및 BCC에 정규의 스크램블(scramble) 처리를 실행한 프레임을 송신하고, 수신한 프레임이 이상인 경우(에러를 검출한 경우)에는 데이터 및 BCC에 정규의 스크램블 처리와는 다른 스크램블 처리를 실행한 프레임을 송신한다. 즉, 한 번 에러가 검출된 프레임은 슬레이브 노드 장치가 정규의 디스크램블(descramble) 처리를 실행한 경우 반드시 에러가 되는 프레임을 순회시켜서, 후속하는 슬레이브 노드 장치에 에러를 발생시키는 동시에, 마스터 노드 장치에도 에러가 발생하였음을 인식시키도록 하고 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1 : 일본 특개평 8-37541호 공보

그런데, 최근에는 산업용 네트워크 시스템에 있어서도, 리얼타임성이나 메인테넌스성이 중시되어, 이더넷(ethernet)(등록 상표) 기술의 도입이 적극적으로 진행되고 있다.

이더넷(등록 상표)을 이용한 네트워크(이하, 레이어 2 네트워크로 함)에 있어서도, 이더넷(등록 상표) 프레임(이하, 레이어 2 프레임으로 함)의 이상 검출(데이터 에러의 검출)은 IEEE 802.3에 정의되어 있는 바와 같이, CRC를 채용하고 있다.

구체적으로, 레이어 2 프레임을 목적지 어드레스 필드, 소스 어드레스 필드, 타입 필드, 데이터 필드, 및 프레임 체크 시퀀스(FCS : Frame Check Sequence) 필드로 구성하고, 네트워크에 배치되는 노드 장치(통신 장치)는 레이어 2 프레임을 생성할 때에 행선지 어드레스(목적지 어드레스), 송신원 어드레스(소스 어드레스), 타입, 및 데이터의 CRC 계산을 실시하고, 계산 결과를 FCS 필드에 격납하여 송신한다. 레이어 2 프레임을 수신한 통신 장치는 수신한 레이어 2 프레임의 목적지 어드레스, 소스 어드레스, 타입, 및 데이터의 CRC 계산을 실시하고, 계산 결과와 수신한 레이어 2 프레임의 FCS 필드에 격납되어 있는 CRC, 즉 송신시의 CRC 계산 결과를 비교하여 데이터 에러를 검출한다.

한편, 레이어 2 프레임의 스위칭 방식에는 컷 쓰루형과 스토어 앤드 포워드(store and forward)형이 있다. 스토어 앤드 포워드형은 레이어 2 프레임을 수신한 후에, 수신한 레이어 2 프레임의 전송처를 판단하여 레이어 2 프레임을 전송한 다. 이것에 대해서, 컷 쓰루형은 레이어 2 프레임의 프레임 개시 딜리미터(delimiter)의 후에 레이어 2 프레임의 송신처의 어드레스가 격납되는 목적지 어드레스의 필드가 위치하는 것을 이용하여, 목적지 어드레스의 필드를 수신한 시점에서 전송처를 판단하고, 판단 결과에 기초하여 레이어 2 프레임의 송신을 개시한다.

따라서, 레이어 2 프레임의 목적지 어드레스의 필드를 수신한 시점에서 전송을 개시하는 컷 쓰루형이, 레이어 2 프레임의 최종 필드(FCS 필드)까지 수신한 후에 전송을 개시하는 스토어 앤드 포워드형 스위칭 방식보다도, 레이어 2 프레임의 수신을 개시하고 나서 수신한 레이어 2 프레임의 송신을 개시할 때까지의 전송 지연 시간이 짧다. 그 때문에, 리얼타임성의 보증이 요구되는 산업용 네트워크 시스템에서는 컷 쓰루형 스위칭 방식을 이용한 통신 장치를 채용하는 일이 많다.

그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 종래 기술에서는 에러의 유무를 판정하여 데이터로부터 BCC(레이어 2 프레임의 FCS에 상당)에 실행하는 스크램블 처리를 결정하므로, 레이어 2 프레임의 행선지 어드레스 필드를 수신하면 전송을 개시하는 컷 쓰루형 스위칭 방식을 이용할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

또, 스토어 앤드 포워드형 스위칭 방식을 이용하였다고 해도, 상기 특허 문헌 1에 기재된 종래 기술에서는 한 번 에러를 검출한 레이어 2 프레임은 후속하는 통신 장치에 있어서도 반드시 에러가 발생하도록 하는 동시에, 확실하게 마스터 통신 장치에 에러가 발생하였음을 인식시킬 수 있으나, 에러가 발생한 전송로를 특정할 수 없다고 하는 문제도 있었다.

즉, 상기 특허 문헌 1에 기재된 종래 기술에서는 한 번 에러가 발생하면 에러가 발생하는 프레임이 네트워크상로부터 폐기될 때까지 계속 전송되므로, 통신 장치가 에러 정보를 홀딩하도록 해도, 전송로에 의해서 발생한 에러인지, 에러가 발생하는 레이어 2 프레임을 수신했기 때문에 발생한 에러인지를 판정할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

또, 레이어 2 프레임의 에러를 검출했을 때에는, 레이어 2 프레임의 대부분을 전송하고 있는 컷 쓰루형 스위칭 방식을 이용한 통신 장치에 의해서 네트워크를 구성한 경우도, 네트워크로부터 폐기될 때까지 에러가 발생하는 레이어 2 프레임이 전송되므로, 상기 특허 문헌 1에 기재된 종래 기술과 동양(同樣)으로, 에러가 발생한 전송로를 특정할 수 없다.

특히, 토큰 패싱 방식으로 알 수 있는 바와 같이, 네트워크에 접속되어 있는 통신 장치가 레이어 2 프레임을 전송하고, 또 전송로의 이상 위치가 수 개 있는 경우에는 전송로의 이상 위치의 판단은 불가능하였다.

본 발명은 상기에 감안하여 이루어진 것으로, 컷 쓰루형 스위칭 방식을 이용한 경우에도, 에러가 발생한 전송로를 특정할 수 있는 통신 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 프레임의 수신 처리를 실행하는 단말 기능부와, 수신한 프레임을 상기 단말 기능부에 출력하는 동시에, 상기 수신한 프레임을 컷 쓰루 방식에 의해서 전송하는 스위치 처리부를 구비하는 통신 장치에 있어서, 상기 프레임은 송신처의 어드레스가 격납되는 목적지 어드레스(DA) 필드와; 송신원의 어드레스가 격납되는 소스 어드레스(SA) 필드와; 프레임 길이가 격납되는 타입 필드와; 송신해야 할 임의의 데이터가 격납되는 이용자 데이터 필드와; 상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 및 상기 이용자 데이터 필드에 격납된 데이터의 오류 검출에 이용되는 체크 코드인 FCS 코드가 격납되는 프레임 체크 시퀀스(FCS) 필드로 구성되는 프레임으로서, 상기 이용자 데이터 필드는 상기 이용자 데이터가 격납되는 데이터 필드와, 상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 및 상기 데이터 필드에 격납된 데이터의 오류 검출에 이용되는 체크 코드인 DCS 코드가 격납되는 데이터 체크 시퀀스(DCS) 필드로 구성되고, 상기 스위치 처리부는 상기 수신한 프레임의 선두로부터 소정의 연산을 행하여, 상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 및 상기 데이터 필드에 격납된 데이터로부터 DCS 코드와, 상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 상기 데이터 필드, 및 상기 DCS 필드에 격납된 데이터로부터 FCS 코드를 계산하는 코드 계산부와; 상기 코드 계산부에 의해서 계산된 DCS 코드와, 상기 수신한 프레임의 상기 DCS 필드에 격납되어 있는 DCS 코드를 비교한 DCS 체크 결과를 상기 단말 기능부에 출력하는 DCS 체크부와; 상기 코드 계산부에 의해서 계산된 FCS 코드와, 상기 수신한 프레임의 FCS 필드에 격납되어 있는 FCS 코드를 비교한 FCS 체크 결과를 출력하는 FCS 체크부와; 상기 FCS 체크 결과가 일치하고 있는 경우에만, 상기 수신한 프레임의 FCS 필드에, 상기 계산한 FCS 코드를 격납하여 전송하는 FCS 변환부와; 상기 FCS 체크 결과가 불일치하는 경우, 인크리먼트(increment) 하는 에러 프레임 수신 카운터를 구비하고, 상기 단말 기능부는 상기 DCS 체크 결과가 일치하는 경우에는 상기 스위치 처리부로부터 입력되는 프레임에 기초한 통상 처리를 실행하고, 상기 DCS 체크 결과가 불일치하는 경우에는 이상 처리를 실행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 통신 장치에 의하면, 송신처의 어드레스가 격납되는 DA 필드와, 송신원의 어드레스가 격납되는 SA 필드와, 프레임 길이가 격납되는 타입 필드와, 송신해야 할 이용자 데이터가 격납되는 데이터 필드와, DA 필드, SA 필드, 타입 필드, 및 데이터 필드에 격납된 데이터의 오류 검출에 이용되는 체크 코드인 DCS 코드가 격납되는 DCS 필드와, DA 필드, SA 필드, 타입 필드, 데이터 필드, 및 DCS 필드에 격납된 데이터의 오류 검출에 이용되는 체크 코드인 FCS 코드가 격납되는 FCS 필드로 구성되는 프레임의 수신시에, DCS 코드 및 FCS 코드를 계산하고, 계산한 DCS 코드와 수신한 프레임의 DCS 필드에 격납되어 있는 DCS 코드를 비교한 DCS 체크 결과에 기초하여, 수신한 프레임의 DA 필드, SA 필드, 타입 필드, 또는 데이터 필드에 오류가 있는지의 여부를 판정하고, 계산한 FCS 코드와 수신한 프레임의 FCS 필드에 격납되어 있는 FCS 코드를 비교한 FCS 체크 결과가 일치하고 있는 경우에는 수신한 프레임을 그대로 전송하고, FCS 체크 결과가 불일치하는 경우에는 수신한 프레임의 FCS 필드에 계산한 FCS 코드를 격납하여 전송하는 것에 의해, DCS 체크 결과는 프레임의 전송중에 한 번이라도 데이터 에러가 발생한 경우에는 불일치가 되고, FCS 체크 결과는 자(自)장치와 인접하는 통신 장치 사이의 전송로에 이상이 발생한 경우만 불일치가 되도록 하는 동시에, FCS 체크 결과가 불일치의 프레임을 카운트하도록 하고 있으므로, 프레임내의 데이터의 정당성과 전송로에 이상이 발생하였음을 인식하는 것이 가능하게 되고, 컷 쓰루형 스위칭 방식을 이용한 경우에도, 네트워크상에 에러 프레임이 순회하는 일 없이 전송로의 이상 위치를 특정할 수 있다고 하는 효과를 달성한다.

도 1은 본 발명에 있어서 실시 형태 1의 컨트롤러가 적용되는 통신 시스템 구성의 일례를 나타내는 도면이다.

도 2는 이더넷(등록 상표) 프레임의 구성을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명에 있어서 실시 형태 1의 컨트롤러가 이용하는 프레임의 구성을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명에 있어서 실시 형태 1의 컨트롤러 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 5는 본 발명에 있어서 실시 형태 1의 컨트롤러에 의한 프레임 전송의 지연 시간을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 DCS 체크 결과 및 FCS 체크 결과에 대한 FCS 변환부, 에러 프레임 수신 카운터, 및 단말 기능부의 처리 동작을 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명에 있어서 실시 형태 1의 컨트롤러 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 8은 본 발명에 있어서 실시 형태 1의 통신 시스템 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 본 발명에 있어서 실시 형태 1의 통신 시스템 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 본 발명에 있어서 실시 형태 1의 통신 시스템 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 11은 본 발명에 있어서 실시 형태 1의 통신 시스템 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 12는 본 발명에 있어서 실시 형태 1의 컨트롤러가 적용되는 통신 시스템 구성의 일례를 나타내는 도면이다.

도 13은 본 발명에 있어서 실시 형태 2의 컨트롤러 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 14는 본 발명에 있어서 실시 형태 2의 컨트롤러 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.

<부호의 설명>

1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1a-1, 1a-2, 1a-3, 1a-4 컨트롤러

2-1, 2-2, 2-3, 2-4 전송로

3 메인테넌스 장치

4 케이블

11 단말 기능부

12 스위치 처리부

21 CRC 계산부

22 DCS 체크부

23 FCS 체크부

24 어드레스 격납부

25 프레임 스위칭부

26 버퍼

27 FCS 변환부

29 에러 프레임 수신 카운터

30 얼라인먼트(alignment) 에러 검출부

31 더미(dummy) 데이터 생성부

32 DCSㆍFCS 변환부

33 얼라인먼트 에러 카운터

50, 60 DA 필드

51, 61 SA 필드

52, 62 타입 필드

53, 63 DATA 필드

54, 65 FCS 필드

64 DCS 필드

이하에, 본 발명에 따른 통신 장치 및 스위치 처리 장치의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시 형태 1.

도 1 ~ 도 12를 참조하여 본 발명의 실시 형태 1을 설명한다. 도 1은 본 발명에 있어서 실시 형태 1의 컨트롤러(특허 청구의 범위에서 말하는 통신 장치)가 적용되는 통신 시스템 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 있어서, 통신 시 스템은 복수(이 경우는 4 대)의 컨트롤러(1-1 ~ 1-4)를 구비하고, 컨트롤러(1-1)는 전송로(2-1)를 통하여 컨트롤러(1-2)에 프레임을 송신하고, 컨트롤러(1-2)는 전송로(2-2)를 통하여 컨트롤러(1-3)에 프레임을 송신하고, 컨트롤러(1-3)는 전송로(2-3)를 통하여 컨트롤러(1-4)에 프레임을 송신하고, 컨트롤러(1-4)는 전송로(2-4)를 통하여 컨트롤러(1-1)에 프레임을 송신하는 링형 네트워크를 구성하고 있다.

도 2는 일반적인, 이더넷(등록 상표) 프레임(이하, 레이어 2 프레임으로 함)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에 있어서, 레이어 2 프레임은 송신처의 어드레스가 격납되는 6 바이트의 목적지 어드레스(이하, DA 로 함) 필드(50)와, 송신원의 어드레스가 격납되는 6 바이트의 소스 어드레스(이하, SA 로 함) 필드(51)와, 프레임의 타입이 격납되는 2 바이트의 타입(도면에서는 Type) 필드(52)와, 이용자 데이터가 격납되는 46 ~ 1500 바이트의 DATA 필드(53)와, 오류 검출을 위한 코드(CRC 계산값)가 격납되는 4 바이트의 프레임 체크 시퀀스(이하, FCS 로 함) 필드(54)를 가지고 있다.

도 3은 본 발명에 있어서 실시 형태 1의 컨트롤러(1-1 ~ 1-4)가 이용하는 프레임의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3에 있어서, 프레임은 송신처의 어드레스가 격납되는 6 바이트의 목적지 어드레스(이하, DA 로 함) 필드(60)와, 송신원의 어드레스가 격납되는 6 바이트의 소스 어드레스(이하, SA 로 함) 필드(61)와, 프레임의 타입이 격납되는 2 바이트의 타입(도면에서는 Type) 필드(62)와, 이용자 데이터가 격납되는 46 ~ 1496 바이트의 DATA 필드(63)와, 에러 검출을 위한 코드(CRC 계산값)가 격납되는 4 바이트의 데이터 체크 시퀀스(이하, DCS 로 함) 필드(64)와, 에 러 검출을 위한 코드(CRC 계산값)가 격납되는 4 바이트의 프레임 체크 시퀀스(이하, FCS 로 함) 필드(65)를 가지고 있다.

또한, 여기서 필드는 프레임에 격납되는 데이터의 격납 위치이고, 코드는 프레임이 나타난 필드에 대해서 특정의 비트열(생성 다항식)로 배타적 논리합에 의한 제산(除算)을 행한 값이다.

도 2 및 도 3으로부터 알수 있는 바와 같이, 본 발명에 있어서 실시 형태 1의 통신 장치가 이용하는 프레임은 레이어 2 프레임에 있어서 이용자 데이터를 격납하는 DATA 필드(53)의 일부(4 바이트)에 DCS 필드(64)를 마련하고 있다. DCS 필드(64)에는 DA 필드(60)로부터 DATA 필드(63)까지의 CRC 계산값이 격납되고, FCS 필드(65)에는 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)(레이어 2 프레임의 DA 필드(50)로부터 DATA 필드(53)에 상당)까지의 CRC 계산값이 격납된다.

상술한 도 1에 나타낸 컨트롤러(1-1 ~ 1-4)는 모두 동일한 기능을 구비하고 있다. 컨트롤러(1-1)의 구성을 나타내는 도 4를 이용하여 컨트롤러의 기능을 설명한다. 도 4에 있어서, 컨트롤러(1-1)는 CRC 계산부(21), DCS 체크부(22), FCS 체크부(23), 어드레스 격납부(24), 프레임 스위칭부(25), 버퍼(26), FCS 변환부(27), 및 에러 프레임 수신 카운터(29)를 가지는 스위치 처리부(12)와, 단말 기능부(11)를 구비하고 있다.

또한, 스위치 처리부(12)에 대해서는 전송로(2-4)를 통하여 컨트롤러(1-4)로부터 수신한 프레임을 전송로(2-1)를 통하여 컨트롤러(1-2)에 전송하는 전송 처리에 관한 부분만을 기재하고 있다.

CRC 계산부(21)는 전송로(2-4)로부터 수신하는 프레임의 CRC 계산값을 계산한다. DCS 체크부(22)는 CRC 계산부(21)에 의해서 계산된 DA 필드(60)로부터 DATA 필드(63)까지의 CRC 계산 결과와 DCS 필드(64)에 격납되어 있는 CRC 계산값을 비교 하고, DA 필드(60)로부터 DATA 필드(63)까지의 에러 유무를 체크한다.

FCS 체크부(23)는 CRC 계산부(21)에 의해서 계산된 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)까지의 CRC 계산 결과와 FCS 필드(65)에 격납되어 있는 CRC 계산값을 비교 하고, DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)까지의 에러 유무, 즉 프레임 전체의 에러 유무를 체크한다.

어드레스 격납부(24)는 미리 부여되고 있는 자장치의 어드레스를 기억한다. 프레임 스위칭부(25)는 SA 필드(61)에 격납되어 있는 어드레스와 어드레스 격납부(24)에 격납되어 있는 자장치의 어드레스가 일치한 경우에는 프레임을 단말 기능부(11)에 출력하고, SA 필드(61)에 격납되어 있는 어드레스와 어드레스 격납부(24)에 격납되어 있는 자장치의 어드레스가 불일치하는 경우에는 프레임을 카피하여 단말 기능부(11)와 버퍼(26)에 출력한다.

버퍼(26)는 FIFO(First-In First-Out)로 구성되고, 프레임 스위칭부(25)로부터 입력되는 프레임을 소정의 시간을 지연시켜 FCS 변환부(27)에 출력한다. 소정의 시간은, 전송로(2-4)로부터의 프레임 수신을 완료한 타이밍으로부터 FCS 변환부(27)가 FCS 체크부(23)에 의해서 판정된 FCS 체크 결과, 및 CRC 계산부(21)에 의해 계산된 CRC 계산값을 취득할 때까지의 시간이다. 따라서, 컨트롤러(1-1)가 전송로(2-4)로부터의 프레임 수신을 개시하고 나서 프레임을 전송로(2-1)에 출력할 때 까지의 프레임 전송에 필요로 하는 시간은 수 바이트분의 지연 시간으로 된다(스토어 앤드 포워드 방식과는 다른 컷 쓰루 방식을 의미함).

도 5는 전송로(2-4)로부터 입력된 프레임이 컨트롤러(1-1)에 의해서 리피트(repeat)되어 전송로(2-1)에 출력되는 상태를 나타내고 있다. 버퍼(26)는 프레임 스위칭부(25)로부터 입력되는 프레임을 소정의 시간인 시간 T만큼 지연시켜 FCS 변환부(27)에 출력한다. 이 시간 T는 전송로(2-4)로부터의 프레임 수신이 완료한 시각 t0으로부터, FCS 변환부(27)가 FCS 체크부(23)의 체크 결과(FCS 체크 결과) 및 CRC 계산부(21)의 CRC 계산 결과를 취득하고, 필요에 따라서 수신한 프레임의 FCS 필드(65)에 격납되어 있는 CRC 계산값을 변경하여 전송로(2-1)에 프레임의 송신이 가능하게 되는 처리가 완료하는 시각 t1까지의 시간이다.

FCS 변환부(27)는 FCS 체크부(23)의 FCS 체크 결과에 기초하여 버퍼(26)로부터 입력되는 프레임의 FCS 필드(65)에 격납되어 있는 CRC 계산값을 변경하는지의 여부를 판정한다. 판정의 결과, CRC 계산값을 변경하는 경우에는 CRC 계산부(21)에 의해서 계산된 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)까지의 CRC 계산 결과를 FCS 필드(65)에 격납하고, CRC 계산값 변경 후의 프레임을 전송로(2-1)에 송신한다. 판정의 결과, CRC 계산값을 변경하지 않는 경우에는 버퍼(26)로부터 입력된 프레임을 그대로 전송로(2-1)에 출력한다.

에러 프레임 수신 카운터(29)는 FCS 체크부(23)의 FCS 체크 결과에 기초하여에러로 판정된 프레임의 수신 수를 카운트 한다.

단말 기능부(11)는 DCS 체크부(22)의 체크 결과(DCS 체크 결과)에 기초하여 프레임 스위칭부(25)로부터 입력된 프레임의 수신 처리를 행하는 동시에, 자장치가 송신원으로 되는 프레임을 생성하고 도시하지 않는 송신 처리부를 통하여 전송로(2-1)에 송신한다.

도 6은 DCS 체크 결과 및 FCS 체크 결과에 대한 FCS 변환부(27), 에러 프레임 수신 카운터(29), 및 단말 기능부(11)의 처리를 나타내는 도면이다. 도 6에 있어서, DCS 체크 결과가 「OK(에러 없음)」이고, 또 FCS 체크 결과가 「OK」(패턴 1)인 경우, FCS 변환부(27)는 FCS 필드(65)에 격납되어 있는 CRC 계산값을 변경하지 않는다. 에러 프레임 수신 카운터(29)는 카운트 업 하지 않는다. 또, 단말 기능부(11)는 통상 처리를 실행한다.

DCS 체크 결과가 「NG(에러 있음)」이고, 또 FCS 체크 결과가 「OK」(패턴 2)인 경우, FCS 변환부(27)는 FCS 필드(65)에 격납되어 있는 CRC 계산값을 변경하지 않는다. 에러 프레임 수신 카운터(29)는 카운트 업 하지 않는다. 또, 단말 기능부(11)는 이상 처리를 실행한다.

DCS 체크 결과가 「OK」이고, 또 FCS 체크 결과가 「NG」(패턴 3)인 경우, FCS 변환부(27)는 FCS 필드(65)에 격납되어 있는 CRC 계산값을 CRC 계산부(21)에 의해서 계산된 CRC 계산값으로 변경한다. 에러 프레임 수신 카운터(29)는 카운트 업 한다. 또, 단말 기능부(11)는 통상 처리를 실행한다.

DCS 체크 결과가 「NG」이고, 또 FCS 체크 결과가 「NG」(패턴 4)인 경우, FCS 변환부(27)는 FCS 필드(65)에 격납되어 있는 CRC 계산값을 CRC 계산부(21)에 의해서 계산된 CRC 계산값으로 변경한다. 에러 프레임 수신 카운터(29)는 카운트 업 한다. 또, 단말 기능부(11)는 이상 처리를 실행한다.

즉, FCS 변환부(27)는 FCS 체크 결과가 에러인 경우만, 송신하는 프레임의 FCS 필드(65)에, 현재 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)에 격납되어 있는 데이터에 의한 CRC 계산값을 격납하고, 전송로(2-1)에 이상이 없는 경우에는 다음에 프레임을 수신하는 컨트롤러(1-2)가 프레임의 에러를 검출하지 않도록 한다. 또, 에러 프레임 수신 카운터(29)는 FCS 체크 결과가 에러인 경우에, 카운트값을 카운트 업(인크리먼트) 한다. 그리고, 단말 기능부(11)는 DCS 체크 결과가 에러인 경우만, 이상 처리를 실행한다.

다음에, 도 7의 플로우차트를 참조하여, 이 실시 형태 1의 컨트롤러 동작을, 컨트롤러(1-1)를 예로 들어 설명한다. 전송로(2-4)를 통하여 프레임을 수신하면, CRC 계산부(21)는 수신한 프레임의 CRC 계산을 개시한다(단계 S100).

프레임 스위칭부(25)는 수신하고 있는 프레임이 자장치가 송신한 프레임인지의 여부를 판정한다(단계 S101). 구체적으로, 어드레스 격납부(24)에 기억되어 있는 자장치의 어드레스와, 프레임의 SA 필드(61)에 격납되어 있는 어드레스를 비교한다. 어드레스 격납부(24)에 기억되어 있는 자장치의 어드레스와, 프레임의 SA 필드(61)에 격납되어 있는 어드레스가 불일치하는 경우, 즉 수신하고 있는 프레임이 자장치의 송신한 프레임이 아닌 경우, 프레임 스위칭부(25)는 컨트롤러(1-2 ~ 1-4)가 송신한 프레임이므로, 수신하고 있는 프레임을 카피하여 단말 기능부(11)에 출력하는 동시에, 버퍼(26)를 통하여 FCS 변환부(27)에 출력한다(단계 S102). FCS 변환부(27)는 버퍼(26)를 통하여 입력되는 프레임의 전송을 개시한다.

한편, 프레임의 DCS 필드(64)의 수신이 종료되면, DCS 체크부(22)는 CRC 계산부(21)에 의해서 계산된 DA 필드(60)로부터 DATA 필드(63)까지의 CRC 계산값을 취득한다. DCS 체크부(22)는 CRC 계산부(21)에 의해서 계산된 CRC 계산값과, DCS 필드(64)에 격납되어 있는 CRC 계산값을 체크(2 개의 값이 일치하고 있는지의 여부를 판정)하고, DCS 체크 결과를 단말 기능부(11)에 출력한다(단계 S103).

프레임의 FCS 필드(65)의 수신이 종료되면, FCS 체크부(23)는 CRC 계산부(21)에 의해서 계산된 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)까지의 CRC 결과를 취득한다. FCS 체크부(23)는 CRC 계산부(21)에 의해서 계산된 CRC 계산값과 FCS 필드(65)에 격납되어 있는 CRC 계산값을 체크(2 개의 값이 일치하고 있는지의 여부를 판정)하고, FCS 체크 결과를 FCS 변환부(27) 및 에러 프레임 수신 카운터(29)에 출력한다(단계 S104).

FCS 체크 결과가 불일치(NG)하는 경우, FCS 변환부(27)는 FCS 필드(65)의 CRC 계산값을 변경한다(단계 S106). 구체적으로, CRC 계산부(21)에 의해서 산출된 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)까지의 CRC 계산값을 취득하고, 취득한 CRC 계산값을 FCS 필드(65)에 격납한다. 즉, 전송로(2-1)에 송신한 프레임의 FCS 필드(65)의 CRC 계산값을, DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)까지의 CRC 계산값을 FCS 필드(65)에 격납하는 것으로, 다음의 컨트롤러(1-2)에 에러가 발생하는 프레임이 전반(傳搬)하지 않게 한다.

또, FCS 체크 결과가 불일치하는 경우, 에러 프레임 수신 카운터(29)는 카운트값을 인크리먼트 한다(단계 S107).

FCS 체크 결과가 일치(OK)하는 경우, 컨트롤러(1-4)가 송신한 프레임을 정상적으로 수신하고 있으므로, FCS 변환부(27)는 FCS 필드(65)의 CRC 계산값을 변경하는 일 없이 전송로(2-1)에 전송하고, 에러 프레임 수신 카운터(29)는 카운트값을 변경하지 않는다.

한편, 어드레스 격납부(24)에 기억되어 있는 자장치의 어드레스와, 프레임의 SA 필드(61)에 격납되어 있는 어드레스가 일치한 경우, 즉 수신하고 있는 프레임이 자장치가 송신한 프레임인 경우, 프레임 스위칭부(25)는 수신하고 있는 프레임이 자장치가 송신한 프레임이고, 링형 네트워크상에 배치되어 있는 모든 컨트롤러(1-2 ~ 1-4)에 프레임이 수신되었다고 인식하고, 프레임을 단말 기능부(11)에 출력한다(단계 S108).

스위치 처리부(12)가 상술한 동작을 실행하고 있을 때에, 단말 기능부(11)는 스위치 처리부(12)로부터 입력되는 프레임에 대해서 DCS 체크부(22)로부터 입력되는 DCS 체크 결과에 기초하여 수신 처리를 실행한다. 구체적으로, 상술한 도 6을 이용하여 설명한 바와 같이, DCS 체크 결과가 「OK」인 경우에는 통상 처리를 실행하고, DCS 체크 결과가 「NG」인 경우에는 이상 처리를 실행한다.

통상 처리에 있어서는 SA 필드(61)에 격납되어 있는 어드레스가 자장치의 어드레스인 경우에는 자장치가 송신한 프레임이 다른 컨트롤러(1-2 ~ 1-4)에 인식되었다고 판단하고, SA 필드(61)에 격납되어 있는 어드레스가 자장치의 어드레스가 아닌 경우에는 다른 컨트롤러(1-2 ~ 1-4)로부터의 통지라고 인식하여 DATA 필드(63)에 격납되어 있는 커멘드나 데이터값 등에 기초한 소정의 처리를 실행한다.

또, 이상 처리에 있어서는 이상이 발생하고 있음을 다른 컨트롤러(1-2 ~ 1-4)에 통지하는 프레임을 생성하여 송신하는 등의 소정의 처리를 실행한다.

다음에, 도 8 ~ 도 11을 참조하여, 전송로의 이상이 발생한 경우의 통신 시스템 동작을 설명한다. 또한, 컨트롤러(1-1 ~ 1-4)의 에러 프레임 수신 카운터(29) 의 카운트값은 초기값(이 경우는 「O」)인 것으로 한다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 전송로(2-1, 2-3)에 이상이 발생한 것으로 한다. 컨트롤러(1-1)는 DA 필드(60)에 송신처의 컨트롤러(1-2 ~ 1-4)의 어드레스를 격납하고, SA 필드(61)에 자장치의 어드레스를 격납하고, 타입 필드(62)에 프레임 길이를 격납하고, DATA 필드(63)에 이용자 데이터를 격납하고, DCS 필드(64)에 DA 필드(60)로부터 DATA 필드(63)의 데이터의 CRC 계산값을 격납하고, FCS 필드(65)에 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)의 데이터의 CRC 계산값을 격납한 프레임을 생성하여 전송로(2-1)에 송신한다.

컨트롤러(1-1)가 송신한 프레임은 전송로(2-1)에 이상이 발생하고 있으므로, 프레임내에 데이터 에러가 발생한다. 따라서, 컨트롤러(1-2)의 DCS 체크부(22)의 DCS 체크 결과, 및 FCS 체크부(23)의 FCS 체크 결과는 「NG」로 된다(도 6에 나타낸 패턴 4).

따라서, FCS 변환부(27)는 송신하는 프레임의 FCS 필드(65)에, 수신한 프레임의 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)까지의 CRC 계산값을 격납한다. 또, 에러 프레임 수신 카운터(29)는 카운트값을 인크리먼트 하여, 카운트값을 「1」로 한다. 단말 기능부(11)는 DCS 체크 결과가 「NG」이므로 이상 처리를 실행한다.

컨트롤러(1-2)가 전송한 프레임은 전송로(2-2)를 통하여 컨트롤러(1-3)에 도달한다. 전송로(2-2)에는 이상이 발생하고 있지 않기 때문에, 컨트롤러(1-2)가 송신한 프레임내에 데이터 에러는 발생하지 않는다. 따라서, 컨트롤러(1-3)의 FCS 체크부(23)의 FCS 체크 결과는 「OK」로 된다. 그러나, 전송로(2-1)의 이상에 의해서 컨트롤러(1-1)가 송신한 프레임의 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)에는 데이터 에러가 발생하고 있다. 따라서, 컨트롤러(1-3)의 DCS 체크부(22)의 DCS 체크 결과는 「NG」로 된다. 즉, 도 6에 나타낸 패턴 2로 된다.

따라서, FCS 변환부(27)는 송신하는 프레임의 FCS 필드(65)를 변경하지 않는다. 또, 도 9에 나타내는 바와 같이, 에러 프레임 수신 카운터(29)는 카운트값을 인크리먼트 하지 않기 때문에, 카운트값은 「0」인 채로 된다. 단말 기능부(11)는 DCS 체크 결과가 「NG」이므로 이상 처리를 실행한다.

컨트롤러(1-3)가 전송한 프레임은 전송로(2-3)를 통하여 컨트롤러(1-4)에 도달한다. 전송로(2-3)에는 이상이 발생하고 있으므로, 컨트롤러(1-3)가 송신한 프레임내에 데이터 에러가 발생한다. 따라서, 컨트롤러(1-3)의 DCS 체크부(22)의 DCS 체크 결과, 및 FCS 체크부(23)의 FCS 체크 결과는 「NG」로 된다(도 6에 나타낸 패턴 4).

따라서, FCS 변환부(27)는 송신하는 프레임의 FCS 필드(65)에, 수신한 프레임의 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)까지의 CRC 계산값을 격납한다. 또, 도 10에 나타내는 바와 같이, 에러 프레임 수신 카운터(29)는 카운트값을 인크리먼트 하여, 카운트값을 「1」로 한다. 단말 기능부(11)는 DCS 체크 결과가 「NG」이므로 이상 처리를 실행한다.

컨트롤러(1-4)가 전송한 프레임은 전송로(2-4)를 통하여 컨트롤러(1-1)에 도달한다. 전송로(2-4)에는 이상이 발생하고 있지 않기 때문에, 컨트롤러(1-4)가 송신한 프레임내에 데이터 에러는 발생하지 않는다. 따라서, 컨트롤러(1-1)의 FCS 체크부(23)의 FCS 체크 결과는 「OK」로 된다. 그러나, 전송로(2-1, 2-3)의 이상에 의해서 컨트롤러(1-1)가 송신한 프레임의 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)에는 데이터 에러가 발생하고 있다. 따라서, 컨트롤러(1-1)의 DCS 체크부(22)의 DCS 체크 결과는 「NG」로 된다. 즉, 도 6에 나타낸 패턴 2로 된다.

따라서, FCS 변환부(27)는 송신하는 프레임의 FCS 필드(65)를 변경하지 않는다. 또, 도 11에 나타내는 바와 같이, 에러 프레임 수신 카운터(29)는 카운트값을 인크리먼트 하지 않기 때문에, 카운트값은 「O」인 채로 된다. 단말 기능부(11)는 DCS 체크 결과가 「NG」이므로 이상 처리를 실행한다.

이와 같이, 컨트롤러(1-1)가 송신한 프레임이 링형 네트워크를 구성하는 컨트롤러(1-2 ~ 1-4)를 순회할 때에, 전송로(2-1, 2-3)에 이상이 발생하고 있으면, 이상이 발생하고 있는 전송로(2-1, 2-3)를 통하여 프레임을 수신하는 컨트롤러(1-2, 1-4)의 에러 프레임 수신 카운터(29)만이 카운트 업 된다.

여기서, 상술한 도 6에 나타낸 DCS 체크 결과 및 FCS 체크 결과의 패턴과 통신 시스템 상태와의 대응을 설명한다. 도 6에 있어서 「패턴 1」은 DCS 체크 결과 및 FCS 체크 결과가 함께 「OK」이므로, 프레임이 송신원의 컨트롤러로부터 자장치까지 도달하기까지 한 번도 에러가 발생하고 있지 않은 경우, 즉 송신원의 컨트롤 러로부터 자장치까지의 전송로에 이상이 발생하고 있지 않은 경우이다.

「패턴 2」는 DCS 체크 결과가 「NG」이고, 또 FCS 체크 결과가 「OK」이므로, 프레임이 송신원의 컨트롤러로부터 자장치에 도달하기까지 에러가 발생하고 있지만, 자장치에 프레임을 전송한 컨트롤러와의 사이의 전송로에는 이상이 발생하고 있지 않은 경우이다.

「패턴 3」은 DCS 체크 결과가 「OK」이고, 또 FCS 체크 결과가 「NG」이므로, 자장치에 프레임을 전송한 컨트롤러와의 사이의 전송로에는 이상이 발생하고 있지만, DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)에는 데이터 에러가 발생하고 있지 않기 때문에, 프레임의 처리는 가능한 경우이다. 즉, 전송로의 이상에 의해서 FCS 필드(65)에만 데이터 에러가 발생한 경우이다.

「패턴 3」인 경우, 프레임의 전송시에, FCS 변환부(27)에 의해서, FCS 필드(65)에는 수신한 프레임의 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)까지의 CRC 계산값이 격납되므로, 결과적으로 송신원인 컨트롤러가 생성한 프레임과 동양으로 올바른 CRC 계산값이 격납된 프레임으로 된다.

「패턴 4」는 DCS 체크 결과 및 FCS 체크 결과가 함께 「NG」이고, 자장치에 프레임을 전송한 컨트롤러와의 사이의 전송로에 이상이 발생하고 있는 경우, 또는 자장치에 프레임을 전송한 컨트롤러와의 사이의 전송로에 이상이 발생하고 있고, 또 프레임의 송신원인 컨트롤러로부터 자장치에 프레임을 전송한 컨트롤러와의 사이에도 이상이 발생하고 있는 경우이다.

도 12는 본 발명에 있어서 실시 형태 1의 컨트롤러가 적용되는 통신 시스템 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 12에 나타낸 통신 시스템은 상술한 도 1에 나타낸 통신 시스템에 메인테넌스 장치(3)가 추가되어 있다. 도 1에 나타낸 통신 시스템과 동일한 기능을 가지는 구성 부분에는 동일 부호를 부여하여 중복하는 설명은 생략한다.

메인테넌스 장치(3)는 통신 시스템내의 컨트롤러(1-1 ~ 1-4) 중 어느 하나(이 경우는 컨트롤러(1-2))로 케이블(4)에 의해서 접속되고, 케이블(4) 및 컨트롤러(1-2)를 통하여 통신 시스템내의 컨트롤러(1-1 ~ 1-4)와 통신 가능하게 되어 있다. 메인테넌스 장치(3)는 케이블(4)을 통하여 컨트롤러(1-2)의 에러 프레임 수신 카운터(29)의 카운트값을 취득하고, 케이블(4) 및 컨트롤러(1-2)를 통하여, 컨트롤러(1-l, 1-3, 1-4)의 각 에러 프레임 수신 카운터(29)의 카운트값을 취득한다. 메인테넌스 장치(3)는 취득한 컨트롤러(1-1 ~ 1-4)의 에러 프레임 수신 카운터(29)의 카운트값을 도시하지 않는 표시부에 표시한다. 또한, 컨트롤러(1-1 ~ 1-4)의 각 에러 프레임 수신 카운터(29)의 카운트값을 취득하는 타이밍은 미리 정해진 주기마다이어도 되고, 관리자에 의해서 도시하지 않는 입력부로부터 취득 요구를 받았을 때이어도 된다.

이와 같이, 컨트롤러(1-2)에 메인테넌스 장치(3)를 접속하는 것으로, 관리자는 통신 시스템내의 각 컨트롤러(1-1 ~ 1-4)의 설치 장소까지 이동하는 일 없이, 각 컨트롤러(1-1 ~ 1-4)의 에러 프레임 수신 카운터(29)의 카운트값을 취득할 수 있고, 전송로(2-1 ~ 24)의 이상 위치를 특정할 수 있다.

예를 들어, 통신 시스템이 상술한 도 11에 나타낸 상태라고 하면, 메인테넌 스 장치(3)에는 컨트롤러(1-1)의 에러 프레임 수신 카운터(29)의 카운트값이 「O」이고, 컨트롤러(1-2)의 에러 프레임 수신 카운터(29)의 카운트값이 「1」이고, 컨트롤러(1-3)의 에러 프레임 수신 카운터(29)의 카운트값이 「O」이고, 컨트롤러(1-4)의 에러 프레임 수신 카운터(29)의 카운트값이 「1」인 것이 표시된다. 따라서, 관리자는 컨트롤러(1-1)와 컨트롤러(1-2) 사이의 전송로(2-1), 및 컨트롤러(1-3)와 컨트롤러(1-4) 사이의 전송로(2-3)에 이상이 있는 것을 특정할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 이 실시 형태 1에 있어서는 송신처의 어드레스가 격납되는 DA 필드(60)와, 송신원의 어드레스가 격납되는 SA 필드(61)와, 프레임 길이가 격납되는 타입 필드(62)와, 송신해야 할 이용자 데이터가 격납되는 DATA 필드(63)와, DA 필드(60), SA 필드(61), 타입 필드(62), 및 DATA 필드(63)에 격납된 데이터의 오류 검출에 이용되는 체크 코드인 CRC 계산값이 격납되는 DCS 필드(64)와, DA 필드(60), SA 필드(61), 타입 필드(62), DATA 필드(63), 및 DCS 필드(64)에 격납된 데이터의 오류 검출에 이용되는 체크 코드인 CRC 계산값이 격납되는 FCS 필드(65)로 구성되는 프레임의 수신시에, CRC 계산부(21)가 수신한 프레임의 선두로부터 CRC 계산을 행하여 DA 필드(60)로부터 DATA 필드(63)까지의 CRC 계산값, 및 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)까지의 CRC 계산값을 계산하고, DCS 체크부(22)가 DA 필드(60)로부터 DATA 필드(63)까지의 CRC 계산값과 DCS 필드(64)에 격납되어 있는 CRC 계산값을 비교한 DCS 체크 결과를 단말 기능부(11)에 출력하고, FCS 체크부(23)가 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)까지의 CRC 계산값과 FCS 필드(65)에 격납되어 있는 CRC 계산값을 비교한 FCS 체크 결과를 FCS 변환부(27)에 출력하고, FCS 체크부(23)는 FCS 체크 결과가 일치하고 있는 경우에는 수신한 프레임을 그대로 전송하고, FCS 체크 결과가 불일치하는 경우에는 수신한 프레임의 FCS 필드(65)에, 계산한 FCS 코드를 격납하여 전송하고, 에러 프레임 수신 카운터(29)가 FCS 체크 결과가 불일치하는 프레임을 카운트 하고, 단말 기능부(11)는 DCS 체크 결과가 일치하고 있는 경우에는 통상의 수신 처리를 실행하고, DCS 체크 결과가 불일치하는 경우에는 이상 처리를 실행하도록 하고 있기 때문에, 프레임내의 데이터의 정당성과 전송로에 이상이 발생하였음을 인식하는 것이 가능하게 되고, 컷 쓰루형 스위칭 방식을 이용한 경우에도, 네트워크상에 에러 프레임이 순회하는 일 없이 전송로의 이상 위치를 특정할 수 있다.

또한, 이 실시 형태 1에 있어서는 수신 프레임의 FCS 코드와 DCS 코드의 계산기능을 CRC 계산부(21)에 집약하기 위하여, DCS 코드를 산출하는 대상 에어리어를, DA 필드(60), SA 필드(61), 타입 필드(62), 및 상기 데이터 필드(63)로 하였으나, CRC 계산부(21)를 FCS 코드 계산부와 DCS 코드 계산부로 개별 배치해도 되고, 이 경우 데이터 필드(63)만을 DCS 코드 계산의 대상으로 하는 것도 가능하다.

또, 상기 DCS 코드 계산부에서는 CRC 계산값이 아니라, 합계(sum)값 등, 다른 데이터 오류 검출용 계산값을 이용하는 것도 가능하다.

실시 형태 2.

도 13 및 도 14를 참조하여 본 발명의 실시 형태 2를 설명한다. 실시 형태 1 에서는 전송로의 이상에 의해서 프레임내에 데이터 에러가 발생한 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 전송로의 이상에 의해서 발생하는 에러는 데이터 에러로 한정되 지 않는다. 예를 들어, 프레임의 일부가 누락하는 경우, 즉 프레임은 일반적으로 바이트 단위의 필드로 구성되지만, 바이트 단위의 끝수(우수리)를 가지는 프레임(얼라인먼트 에러로 되는 프레임)을 수신하는 것도 있다. 이 실시 형태 2의 통신 장치는 얼라인먼트 에러에 대응하는 것이다.

본 발명에 있어서 실시 형태 2의 통신 장치인 컨트롤러가 적용되는 통신 시스템은 상술한 도 1에 나타낸 통신 시스템의 컨트롤러(1-1 ~ 1-4) 대신에 컨트롤러(1a-1 ~ 1a-4)를 구비한다.

컨트롤러(1a-1 ~ 1a-4)는 모두 동일한 기능을 구비하고 있다. 도 13에 나타낸 컨트롤러(1a-1)의 구성을 나타내는 블럭도를 참조하여 이 실시 형태 2의 컨트롤러 기능을 설명한다. 도 13에 나타낸 컨트롤러(1a-1)는 상술한 도 4에 나타낸 실시 형태 1의 컨트롤러(1-1)의 FCS 변환부(27) 대신에 DCSㆍFCS 변환부(32)(특허 청구의 범위에서 말하는 FCS 변환부)를 구비하고, 얼라인먼트 에러 검출부(30), 더미 데이터 생성부(31), 및 얼라인먼트 에러 카운터(33)가 추가되어 있다. 실시 형태 1의 컨트롤러(1-1)와 동일한 기능을 가지는 구성 부분에는 동일 부호를 부여하여 중복하는 설명은 생략한다.

얼라인먼트 에러 검출부(30)는 수신하고 있는 프레임의 프레임 길이를 검출하고, 얼라인먼트 에러의 프레임인지의 여부를 판정한다. 얼라인먼트 에러 검출부(30)는 얼라인먼트 에러를 검출한 경우, 얼라인먼트 에러 통지를 더미 데이터 생성부(31), 얼라인먼트 에러 카운터(33), 및 DCSㆍFCS 변환부(32)에 출력한다. 더미 데이터 생성부(31)에 출력하는 얼라인먼트 에러 통지에는 부족한 데이터 길이를 포 함해 둔다.

더미 데이터 생성부(31)는 얼라인먼트 에러 통지를 받으면, 얼라인먼트 에러 통지내 데이터 길이의 더미 데이터를 생성한다. 더미 데이터 생성부(31)는 생성한 더미 데이터를 버퍼(26) 및 CRC 계산부(21)에 출력한다.

DCSㆍFCS 변환부(32)는 실시 형태 1의 FCS 변환부(27)의 기능에 더하여, 얼라인먼트 에러 통지를 받은 경우, CRC 계산부(21)가 산출한 DA 필드(60)로부터 DATA 필드(63)에 대응하는 CRC 계산값(수신한 프레임과 더미 데이터 생성부(31)에 의해서 생성된 더미 데이터에 의한 CRC 계산값)의 반전값을 DCS 필드(64)에 격납한다.

얼라인먼트 에러 카운터(33)는 얼라인먼트 에러 통지를 받으면, 카운트값을 인크리먼트 하고, 얼라인먼트 에러의 발생 회수를 카운트 한다.

다음에, 이 실시 형태 2의 컨트롤러 동작을, 컨트롤러(1a-1)를 예로 들어 설명한다. 또한, 이 실시 형태 2의 컨트롤러(1a-1)의 얼라인먼트 에러가 발생하지 않을 때의 동작은 FCS 변환부(27)의 동작을 DCSㆍFCS 변환부(32)가 행하는 것만으로, 상술한 도 7의 플로우차트를 참조하여 설명한 실시 형태 1의 컨트롤러(1-1)의 동작과 동일하므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.

도 14의 플로우차트를 참조하여, 얼라인먼트 에러가 발생한 경우의 컨트롤러(1a-1)의 동작을 설명한다. 얼라인먼트 에러 검출부(30)는 전송로(2-4)를 통하여 수신하고 있는 프레임의 데이터 길이를 관측한다. 수신하고 있는 프레임에 얼라인먼트 에러를 검출하면(프레임으로부터 바이트 단위의 끝수를 검출하면), 얼라인먼 트 에러 검출부(30)는 얼라인먼트 에러 통지를 더미 데이터 생성부(31), 얼라인먼트 에러 카운터(33), 및 DCSㆍFCS 변환부(32)에 출력한다(단계 S200, S201).

얼라인먼트 에러 통지를 받으면, 더미 데이터 생성부(31)는 얼라인먼트 에러 통지내 데이터 길이의 더미 데이터를 생성한다(단계 S202). 더미 데이터 생성부(31)는 생성한 더미 데이터를 버퍼(26) 및 CRC 계산부(21)에 출력한다.

CRC 계산부(21)는 수신한 프레임의 CRC의 계산값에 계속하여 더미 데이터 생성부(31)로부터 입력되는 더미 데이터도 CRC 계산의 대상 데이터로서 CRC 계산을 실행하고, 계산한 CRC 계산값을 DCSㆍFCS 변환부(32)에 통지한다.

한편, DCSㆍFCS 변환부(32)는 더미 데이터 생성부(31)에 의해서 생성된 더미데이터를 버퍼(26)를 통하여 수취하고, 수신한 프레임의 부족분의 데이터로서 더미 데이터를 부가한 프레임을 생성한다(단계 S203). DCSㆍFCS 변환부(32)는 생성한 프레임을 전송로(2-1)에 송신한다.

이 때, DCSㆍFCS 변환부(32)는, DCS 필드(64)에는, CRC 계산부(21)로부터 통지되는 DA 필드(60)로부터 DATA 필드(63)에 상당하는 데이터의 CRC 계산값의 반전값을 격납한다. 즉, 전송한 프레임을 수신하는 컨트롤러(1a-2)의 DCS 체크 결과가 「NG」로 되는 CRC 계산값을 DCS 필드(64)에 격납한다.

또, DCSㆍFCS 변환부(32)는, FCS 필드(65)에는, CRC 계산부(21)로부터 통지되는 DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)에 상당하는 데이터의 CRC 계산값을 격납한다. 즉, 전송한 프레임을 수신하는 컨트롤러(1a-2)의 FCS 체크 결과가 「OK」로 되는 CRC 계산값을 FCS 필드(65)에 격납한다.

한편, 얼라인먼트 에러 통지를 받으면, 얼라인먼트 에러 카운터(33)는 카운트값을 인크리먼트 한다(단계 S204).

이상 설명한 바와 같이, 이 실시 형태 2에 있어서는 얼라인먼트 에러 검출부(30)가 수신한 프레임의 프레임 길이를 감시하여 얼라인먼트 에러를 검출하고, 더미 데이터 생성부(31)가, 얼라인먼트 에러가 검출된 경우에는 부족분의 더미 데이터를 생성하고, DCSㆍFCS 변환부(32)는 수신한 프레임에 더미 데이터를 부가하여 다른 프레임을 생성하고, 생성한 프레임을 이용하여 CRC 계산부(21)가 산출한 DA 필드(60)로부터 DATA 필드(63)까지의 CRC 계산값의 반전값을 DCS 필드(64)에 격납하는 동시에, DA 필드(60)로부터 DCS 필드(64)까지의 CRC 계산값을 FCS 필드(65)에 격납하여 전송하도록 하고 있기 때문에, 한 번 얼라인먼트 에러가 발생한 경우에도, 전송로가 정상적인 경우에는 후속하는 통신 장치에 얼라인먼트 에러가 발생하는 것을 방지하는 동시에, 프레임내의 데이터의 정당성과 전송로에 이상이 발생하였음을 인식하는 것이 가능하게 되고, 컷 쓰루형 스위칭 방식을 이용한 경우에도, 네트워크상에 에러 프레임이 순회하는 일 없이 전송로의 이상 위치를 특정할 수 있다.

또한, 이 실시 형태 2에서는 얼라인먼트 에러를 예로 들어 설명하였으나, 언더 사이즈 등의 프레임 이상에 대해서도 대응 가능하다는 것은 물론이다.

또한, 상술한 도 12에 나타낸 메인테넌스 장치(3)를 구비한 통신 시스템에, 이 실시 형태 2의 컨트롤러(1a-1 ~ 1a-4)를 이용한 경우, 메인테넌스 장치(3)는 에러 프레임 수신 카운터(29)의 카운트값뿐만 아니라, 얼라인먼트 에러 카운터(33)의 카운트값도 취득 가능하다는 것은 물론이다.

또한, 실시 형태 1 및 2에 있어서는 컨트롤러(1-1 ~ 1-4, 1a-1 ~ 1a-4)내에 단말 기능부(11)와 스위치 처리부(12)를 구비하도록 하였으나, 단말 기능부(11)와 스위치 처리부(12)를 단말 기능 장치와 스위치 처리 장치로서 독립한 장치로 하여 통신 시스템을 구성해도 된다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 통신 장치 및 스위치 처리 장치는 리얼타임성 및 메인테넌스성이 요구되는 통신 시스템에 유용하고, 특히 산업용 네트워크 시스템에 적절하다.

Claims

프레임의 수신 처리를 실행하는 단말 기능부와, 수신한 프레임을 상기 단말 기능부에 출력하는 동시에, 상기 수신한 프레임을 컷 쓰루(cut through) 방식에 의해서 전송하는 스위치 처리부를 구비하는 통신 장치에 있어서,

상기 프레임은,

송신처의 어드레스가 격납되는 목적지 어드레스(DA) 필드와,

송신원의 어드레스가 격납되는 소스 어드레스(SA) 필드와,

프레임 길이가 격납되는 타입 필드와,

송신해야 할 임의의 데이터가 격납되는 이용자 데이터 필드와,

상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 및 상기 이용자 데이터 필드에 격납된 데이터의 오류 검출에 이용되는 체크 코드인 FCS 코드가 격납되는 프레임 체크 시퀀스(FCS) 필드로 구성되는 프레임으로서,

상기 이용자 데이터 필드는 상기 이용자 데이터가 격납되는 데이터 필드와, 상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 및 상기 데이터 필드에 격납된 데이터의 오류 검출에 이용되는 체크 코드인 DCS 코드가 격납되는 데이터 체크 시퀀스(DCS) 필드로 구성되고,

상기 스위치 처리부는,

상기 수신한 프레임의 선두로부터 소정의 연산을 행하여, 상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 및 상기 데이터 필드에 격납된 데이터로부터 DCS 코드와, 상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 상기 데이터 필드, 및 상기 DCS 필드에 격납된 데이터로부터 FCS 코드를 계산하는 코드 계산부와,

상기 코드 계산부에 의해서 계산된 DCS 코드와, 상기 수신한 프레임의 상기 DCS 필드에 격납되어 있는 DCS 코드를 비교한 DCS 체크 결과를 상기 단말 기능부에 출력하는 DCS 체크부와,

상기 코드 계산부에 의해서 계산된 FCS 코드와, 상기 수신한 프레임의 FCS 필드에 격납되어 있는 FCS 코드를 비교한 FCS 체크 결과를 출력하는 FCS 체크부와,

상기 FCS 체크 결과가 일치하고 있는 경우에는, 상기 수신한 프레임을 그대로 전송하고, 상기 FCS 체크 결과가 불일치하는 경우에는, 상기 수신한 프레임의 FCS 필드에, 상기 계산한 FCS 코드를 격납하여 전송하는 FCS 변환부와,

상기 FCS 체크 결과가 불일치하는 경우, 인크리먼트(increment)하는 에러 프레임 수신 카운터를 구비하고,

상기 단말 기능부는

상기 DCS 체크 결과가 일치하는 경우에는 상기 스위치 처리부로부터 입력되는 프레임에 기초한 통상 처리를 실행하고, 상기 DCS 체크 결과가 불일치하는 경우에는 이상 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 DCS 코드 및 상기 FCS 코드로서 순회 부호(CRC) 코드를 이용하고,

상기 스위치 계산부는

상기 소정의 연산으로서 CRC 계산을 행하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
프레임의 수신 처리를 실행하는 단말 기능부와, 수신한 프레임을 상기 단말 기능부에 출력하는 동시에, 상기 수신한 프레임을 컷 쓰루 방식에 의해서 전송하는 스위치 처리부를 구비하는 통신 장치에 있어서,

상기 프레임은

송신처의 어드레스가 격납되는 목적지 어드레스(DA) 필드와,

송신원의 어드레스가 격납되는 소스 어드레스(SA) 필드와,

프레임 길이가 격납되는 타입 필드와,

송신해야 할 이용자 데이터가 격납되는 데이터 필드와,

상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 및 상기 데이터 필드에 격납된 데이터의 오류 검출에 이용되는 체크 코드인 DCS 코드가 격납되는 데이터 체크 시퀀스(DCS) 필드와,

상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 및 상기 데이터 필드, 및 상기 DCS 필드에 격납된 데이터의 오류 검출에 이용되는 체크 코드인 FCS 코드가 격납되는 프레임 체크 시퀀스(FCS) 필드로 구성되고,

상기 스위치 처리부는

상기 수신한 프레임의 선두로부터 소정의 연산을 행하여, 상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 및 상기 데이터 필드에 격납된 데이터로부터 DCS 코드와, 상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 상기 데이터 필드, 및 상기 DCS 필드에 격납된 데이터로부터 FCS 코드를 계산하는 코드 계산부와,

상기 코드 계산부에 의해서 계산된 DCS 코드와, 상기 수신한 프레임의 상기 DCS 필드에 격납되어 있는 DCS 코드를 비교한 DCS 체크 결과를 상기 단말 기능부에 출력하는 DCS 체크부와,

상기 코드 계산부에 의해서 계산된 FCS 코드와, 상기 수신한 프레임의 FCS 필드에 격납되어 있는 FCS 코드를 비교한 FCS 체크 결과를 출력하는 FCS 체크부와,

상기 FCS 체크 결과가 일치하고 있는 경우에는 상기 수신한 프레임을 그대로 전송하고, 상기 FCS 체크 결과가 불일치하는 경우에는 상기 수신한 프레임의 FCS 필드에, 상기 계산한 FCS 코드를 격납하여 전송하는 FCS 변환부와,

상기 FCS 체크 결과가 불일치하는 경우, 인크리먼트 하는 에러 프레임 수신 카운터를 구비하고,

상기 단말 기능부는

상기 DCS 체크 결과가 일치하는 경우에는 상기 스위치 처리부로부터 입력되는 프레임에 기초한 통상 처리를 실행하고, 상기 DCS 체크 결과가 불일치하는 경우에는 이상 처리를 실행하고,

상기 스위치 처리부는

상기 수신한 프레임의 프레임 길이를 감시하여 얼라인먼트(alignment) 에러를 검출하는 얼라인먼트 에러 검출부와,

상기 얼라인먼트 에러 검출부에 의해서 얼라인먼트 에러가 검출된 경우, 부족분의 더미(dummy) 데이터를 생성하는 더미 데이터 생성부와,

상기 얼라인먼트 에러 검출부에 의해서 얼라인먼트 에러가 검출된 경우, 카운트값을 인크리먼트 하는 얼라인먼트 에러 카운터를 추가로 구비하고,

상기 코드 계산부는 상기 수신한 프레임에 계속하여 상기 더미 데이터 생성부에 의해서 생성된 더미 데이터를 이용하여 DCS 코드 및 FCS 코드를 계산하고,

상기 FCS 변환부는 상기 수신한 프레임에 더미 데이터를 부가한 프레임을 생성하고, 생성한 프레임의 DCS 필드 및 FCS 필드에 상기 코드 계산부가 더미 데이터를 이용하여 계산한 DCS 코드 및 FCS 코드를 격납하여 전송하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
송신처의 어드레스가 격납되는 목적지 어드레스(DA) 필드와,

송신원의 어드레스가 격납되는 소스 어드레스(SA) 필드와,

프레임 길이가 격납되는 타입 필드와,

송신해야 할 임의의 데이터가 격납되는 이용자 데이터 필드와,

상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 및 상기 이용자 데이터 필드에 격납된 데이터의 오류 검출에 이용되는 체크 코드인 FCS 코드가 격납되는 프레임 체크 시퀀스(FCS) 필드

로 구성된 프레임의 상기 이용자 데이터 필드를 상기 이용자 데이터가 격납되는 데이터 필드와, 상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 및 상기 데이터 필드에 격납된 데이터의 오류 검출에 이용되는 체크 코드인 DCS 코드가 격납되는 데이터 체크 시퀀스(DCS) 필드로 구성한 프레임을 수신하고, 이 수신한 프레임을 프레임의 수신 처리를 실행하는 외부의 단말 기능부에 출력하는 동시에, 상기 수신한 프레임을 컷 쓰루 방식에 의해 전송하는 스위치 처리 장치에 있어서,

상기 수신한 프레임의 선두로부터 소정의 연산을 행하여, 상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 및 상기 데이터 필드에 격납된 데이터로부터 DCS 코드와, 상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 상기 데이터 필드, 및 상기 DCS 필드에 격납된 데이터로부터 FCS 코드를 계산하는 코드 계산부와,

상기 코드 계산부에 의해서 계산된 DCS 코드와, 상기 수신한 프레임의 상기 DCS 필드에 격납되어 있는 DCS 코드를 비교한 DCS 체크 결과를 외부 단말 기능 장치에 출력하는 DCS 체크부와,

상기 코드 계산부에 의해서 계산된 FCS 코드와, 상기 수신한 프레임의 FCS 필드에 격납되어 있는 FCS 코드를 비교한 FCS 체크 결과를 출력하는 FCS 체크부와,

상기 FCS 체크 결과가 일치하고 있는 경우에는, 상기 수신한 프레임을 그대로 전송하고, 상기 FCS 체크 결과가 불일치하는 경우에는, 상기 수신한 프레임의 FCS 필드에, 상기 계산한 FCS 코드를 격납하여 전송하는 FCS 변환부와,

상기 FCS 체크 결과가 불일치하는 경우, 인크리먼트하는 에러 프레임 수신 카운터를 구비하는 것을 특징으로 하는 스위치 처리 장치.
청구항 4에 있어서,

상기 DCS 코드 및 상기 FCS 코드로서 순회 부호(CRC) 코드를 이용하고,

상기 스위치 계산부는

상기 소정의 연산으로서 CRC 계산을 행하는 것을 특징으로 하는 스위치 처리 장치.
송신처의 어드레스가 격납되는 목적지 어드레스(DA) 필드와,

송신원의 어드레스가 격납되는 소스 어드레스(SA) 필드와,

프레임 길이가 격납되는 타입 필드와,

송신해야 할 이용자 데이터가 격납되는 데이터 필드와,

상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 및 상기 데이터 필드에 격납된 데이터의 오류 검출에 이용되는 체크 코드인 DCS 코드가 격납되는 데이터 체크 시퀀스(DCS) 필드와,

상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 상기 데이터 필드, 및 상기 DCS 필드에 격납된 데이터의 오류 검출에 이용되는 체크 코드인 FCS 코드가 격납되는 프레임 체크 시퀀스(FCS) 필드로 구성된 프레임을 수신하고, 이 수신한 프레임을 프레임의 수신 처리를 실행하는 외부의 단말 기능부에 출력하는 동시에, 상기 수신한 프레임을 컷 쓰루 방식에 의해서 전송하는 스위치 처리 장치에 있어서,

상기 수신한 프레임의 선두로부터 소정의 연산을 행하여, 상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 및 상기 데이터 필드에 격납된 데이터로부터 DCS 코드와, 상기 DA 필드, 상기 SA 필드, 상기 타입 필드, 상기 데이터 필드, 및 상기 DCS 필드에 격납된 데이터로부터 FCS 코드를 계산하는 코드 계산부와,

상기 코드 계산부에 의해서 계산된 DCS 코드와, 상기 수신한 프레임의 상기 DCS 필드에 격납되어 있는 DCS 코드를 비교한 DCS 체크 결과를 외부 단말 기능 장치에 출력하는 DCS 체크부와,

상기 코드 계산부에 의해서 계산된 FCS 코드와, 상기 수신한 프레임의 FCS 필드에 격납되어 있는 FCS 코드를 비교한 FCS 체크 결과를 출력하는 FCS 체크부와,

상기 FCS 체크 결과가 일치하고 있는 경우에는 상기 수신한 프레임을 그대로 전송하고, 상기 FCS 체크 결과가 불일치하는 경우에는 상기 수신한 프레임의 FCS 필드에, 상기 계산한 FCS 코드를 격납하여 전송하는 FCS 변환부와,

상기 FCS 체크 결과가 불일치하는 경우, 인크리먼트 하는 에러 프레임 수신 카운터를 구비하고,

상기 수신한 프레임의 프레임 길이를 감시하여 얼라인먼트 에러를 검출하는 얼라인먼트 에러 검출부와,

상기 얼라인먼트 에러 검출부에 의해서 얼라인먼트 에러가 검출된 경우, 부족분의 더미 데이터를 생성하는 더미 데이터 생성부와,

상기 얼라인먼트 에러 검출부에 의해서 얼라인먼트 에러가 검출된 경우, 카운트값을 인크리먼트 하는 얼라인먼트 에러 카운터를 추가로 구비하고,

상기 코드 계산부는 상기 수신한 프레임에 계속하여 상기 더미 데이터 생성부에 의해서 생성된 더미 데이터를 이용하여 DCS 코드 및 FCS 코드를 계산하고,

상기 FCS 변환부는 상기 수신한 프레임에 더미 데이터를 부가한 프레임을 생성하고, 생성한 프레임의 DCS 필드 및 FCS 필드에 상기 코드 계산부가 더미 데이터를 이용하여 계산한 DCS 코드 및 FCS 코드를 격납하여 전송하는 것을 특징으로 하는 스위치 처리 장치.