KR101218003B1 - 데이터 통신 시스템 및 데이터 통신 장치 - Google Patents

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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

데이터의 송수신을 토큰 패싱 방식으로 행함과 아울러 슬레이브국과의 사이에서 송수신하는 데이터의 연산 처리를 행하여 데이터의 데이터 갱신을 행하는 데이터 통신 시스템에 있어서, 슬레이브국(m1, m2)의 데이터 갱신을 행하는 관리 마스터국(M)과, 슬레이브국(l1, l2)의 데이터 갱신을 행하는 로컬국(L)을 가지고, 관리 마스터국(M)은 관리 마스터국(M)을 행선지로 한 토큰 프레임을 수신한 경우에 데이터 갱신을 행하고, 로컬국(L)은 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)으로부터 송신되는 토큰 프레임의 행선지를 판정하고, 행선지가 관리 마스터국(M)인 경우에 데이터 갱신을 행한다.

Description

데이터 통신 시스템 및 데이터 통신 장치{DATA COMMUNICATION SYSTEM AND DATA COMMUNICATION DEVICE}
본 발명은 마스터국(master station)과 슬레이브국(slave station) 사이의 데이터 통신을 토큰 패싱 방식(token passing method)으로 행하는 데이터 통신 시스템 및 데이터 통신 장치에 관한 것이다.
공장 등의 제조 현장에서는 PLC(Programmable Logic Controller), 인버터, 온도계 등의 필드 기기 사이를 접속하는 것에 의해 통신 시스템(필드 네트워크)을 구성하여, 필드 기기 사이에서 데이터 통신을 행하면서 각종 처리를 행하고 있다. 이와 같은 통신 시스템에서는 필드 기기 사이에서 행해지는 데이터 통신의 실시간성을 보증하기 위해, 예를 들어 이더넷(ethernet; 등록 상표) 기술 등의 LAN(Local Area Network) 규격을 이용한 토큰 패싱 방식이 채용되고 있다. 최근, 통신 시스템에는 다수의 필드 기기가 접속되므로, 각 필드 기기에서 취급하는 데이터를 효율 좋게 단시간에 데이터 처리하는 것이 요구되고 있다.
예를 들어, 특허 문헌 1에 기재된 데이터 링크 방법에서는 데이터 링크 시스템 내에 2대의 마스터국을 마련하고 있다. 그리고 각 마스터국이 아래에 있는 로컬국과의 사이에서 데이터 통신을 행하고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개평 5-252168호 공보
그렇지만 상기 종래의 기술에서, 각 마스터국은 각각 자국이 토큰을 수신한 타이밍에서 데이터 갱신(데이터 처리)을 행하고 있으므로, 각 마스터국이 행하는 데이터 갱신은 비동기로 행해지게 된다. 이 때문에, 시스템 전체 상태에 대해, 마스터국 사이의 데이터 갱신에 편차가 생겨 버린다고 하는 문제가 있었다.
또, 각 마스터국이 행하는 데이터 갱신의 갱신 간격(링크 스캔) 시간에는 전체 마스터국이 행하는 데이터 갱신 처리의 합계 시간이 포함된다. 예를 들어, 통신 시스템에 2대의 마스터국이 마련되어 있는 경우, 1대의 마스터국이 행하는 데이터 갱신의 갱신 간격 시간에는 2대분의 데이터 갱신 처리 시간(자(自)마스터국의 데이터 갱신 처리 시간 및 타(他)마스터국의 데이터 갱신 처리 시간)이 포함된다. 따라서 각 마스터국이 행하는 데이터 갱신의 갱신 간격이 길어져서, 각 마스터국은 로컬국과의 사이의 데이터 통신을 단시간에 완료할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 효율 좋게 동작이 가능한 적절한 타이밍에서 데이터 갱신을 행함과 아울러 통신 시스템 내의 데이터 통신을 단시간에 행할 수 있는 데이터 통신 시스템 및 데이터 통신 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 슬레이브국과의 사이에 데이터의 송수신을 멀티캐스트(multicast) 통신을 이용한 토큰 패싱 방식으로 행함과 아울러 상기 슬레이브국과의 사이에서 송수신하는 데이터의 연산 처리를 행하여 상기 데이터의 데이터 갱신을 행하는 마스터국과, 상기 슬레이브국을 구비하는 데이터 통신 시스템에 있어서, 상기 마스터국은 상기 데이터 통신 시스템 내의 관리를 실시함과 아울러 소정의 슬레이브국의 데이터 갱신을 행하는 제1 마스터국과; 상기 제1 마스터국이 데이터 갱신하는 슬레이브국과 다른 슬레이브국의 데이터 갱신을 행하는 제2 마스터국을 가지고, 상기 제1 및 제2 마스터국은 상기 슬레이브국으로부터 상기 제1 마스터국을 행선지(destination)로 한 토큰 프레임(token frame)을 수신한 경우에, 데이터 갱신을 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 데이터 통신 시스템은 효율 좋게 동작이 가능한 적절한 타이밍에서 데이터 갱신을 행함과 아울러 통신 시스템 내의 데이터 통신을 단시간에 행할 수 있다고 하는 효과를 달성한다.
도 1은 실시 형태 1에 관한 데이터 통신 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시 형태 1에 관한 데이터 통신 시스템의 로컬국의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 실시 형태 1에 관한 데이터 통신 시스템의 데이터 갱신의 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 로컬국이 행하는 토큰 행선지의 판정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 비동기 처리 시의 데이터 갱신 간격을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 실시 형태 1에 관한 데이터 통신 시스템의 동작 수순을 나타내는 플로차트이다.
도 7은 링형 접속에 의해 접속된 데이터 통신 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 실시 형태 2에 관한 데이터 통신 시스템의 로컬국의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 실시 형태 2에 관한 데이터 통신 시스템의 데이터 갱신의 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 실시 형태 2에 관한 데이터 통신 시스템의 동작 수순을 나타내는 플로차트이다.
이하에, 본 발명에 관한 데이터 통신 시스템 및 데이터 통신 장치의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시 형태 1.
도 1은 실시 형태 1에 관한 데이터 통신 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 데이터 통신 시스템(100)은 통신 기기(노드)로서, 관리 마스터국(제1 마스터국; M), 로컬국(제2 마스터국; L), 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)을 가지고 있다. 데이터 통신 시스템(100)에서는 전송로(버스(2)) 상에, 관리 마스터국(M), 로컬국(L), 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)이 접속되어 있고, 서로 전송로를 통하여 데이터 통신을 행한다. 여기서는 관리 마스터국(M)의 아래에 있는 슬레이브국이 슬레이브국(m1, m2)이며, 로컬국(L)의 아래에 있는 슬레이브국이 슬레이브국(l1, l2)인 경우에 대해 설명한다.
본 실시 형태의 데이터 통신 시스템(100)은 관리 마스터국(M)과 로컬국(L)이 동일한 타이밍에서 데이터 갱신(슬레이브국으로부터 수신한 데이터의 연산 처리 등)을 행한다. 데이터 통신 시스템(100)은 예를 들어 이더넷 기술 등의 LAN 규격을 이용한 토큰 패싱 방식에 의해 각 국(관리 마스터국(M), 로컬국(L), 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)) 사이의 데이터 통신(이더넷 프레임의 송수신)을 행한다.
관리 마스터국(M), 로컬국(L), 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)은 각각 필드 기기 등의 컴퓨터이다. 관리 마스터국(M)은 PLC(Programmable Logic Controller) 등의 안에 설치되는 네트워크 유닛이며, 아래에 있는 슬레이브국(m1, m2)으로부터 전송되는 데이터의 데이터 처리나, 데이터 통신 시스템(100) 내의 관리를 행한다.
또, 로컬국(L)은 아래에 있는 슬레이브국(l1, l2)으로부터 전송되는 데이터의 데이터 처리 등을 행한다. 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)은 각각 IO 기기나 디지털/아날로그 변환 장치 등의 주변 기기(도시하지 않음) 내에 설치되어 있고, 이러한 주변 기기에 관리 마스터국(M)이나 로컬국(L)으로부터의 동작 지시 등을 전송한다.
데이터 통신 시스템(100)에서는 슬레이브국(m1, m2)이 관리 마스터국(M)으로부터의 데이터를 이용하여 주변 기기를 동작시키고, 슬레이브국(l1, l2)이 로컬국(L)으로부터의 데이터를 이용하여 주변 기기를 동작시킨다. 또한, 슬레이브국(m1, m2)은 각각이 접속되어 있는 주변 기기로부터 취득한 데이터를 관리 마스터국(M)에 전송하고, 슬레이브국(l1, l2)은 각각이 접속되어 있는 주변 기기로부터 취득한 데이터를 로컬국(L)에 전송한다.
관리 마스터국(M)이나 로컬국(L)에서는 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)으로부터의 데이터를 이용하여 소정의 연산을 행하고, 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)으로의 데이터를 생성한다. 그리고 생성한 데이터를 관리 마스터국(M)이나 로컬국(L)으로부터 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)으로 송신한다. 데이터 통신 시스템(100)은 관리 마스터국(M)과 슬레이브국(m1, m2) 사이에서 행하는 데이터 통신 처리나, 로컬국(L)과 슬레이브국(l1, l2) 사이에서 행하는 데이터 통신 처리를 반복함으로써 동작한다.
데이터 통신 시스템(100)에서는 관리 마스터국(M)이, 어떤 순번으로 토큰 프레임(이하, 토큰이라 함)이 각 국 사이를 흘러 가는지를, 주로 물리적인 구성(국의 접속 구성)에 기초하여 결정한다.
데이터 통신 시스템(100) 내의 각 국은 관리 마스터국(M)이 결정한 토큰 순서(토큰의 주회(周回) 순서)에 따라서 토큰을 순회(巡回)시킨다. 각 국이 멀티캐스트로 데이터 통신 시스템(100) 내에 송신하는 토큰에는 다음에 송신권이 주어지는 국의 MAC(Media Access Control) 어드레스(이하, 토큰 판정용 MAC 어드레스라 함)를 입력한다.
데이터 통신 시스템(100) 내의 각 국은 자국으로의 토큰(토큰 판정용 MAC 어드레스가 자국의 MAC 어드레스인 토큰)을 수신한 경우에, 자국이 송신권을 획득한 것을 인식하고, 필요에 따라서 자국으로부터 데이터를 송신한 후 타국으로의 토큰을 발행하여 다음의 송신국을 지정한다. 데이터 통신 시스템(100)에서는 이 동작을 각 국이 실시하여, 토큰이 데이터 통신 시스템(100) 내를 순회하는 것에 의해 전송로 상의 프레임의 폭주(congestion) 상태를 회피한다. 또, 관리 마스터국(M)은 토큰을 수신하면 슬레이브국(m1, m2)으로부터 데이터를 수신한 것을 인식하여 데이터 갱신을 실행한다. 또, 로컬국(L)은 토큰을 수신하면 슬레이브국(l1, l2)으로부터 데이터를 수신한 것을 인식하여 데이터 갱신을 실행한다. 여기서 데이터 갱신은 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)으로부터 수신한 데이터를 이용하여 소정의 연산 처리를 실행하고, 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)으로 송신하는 데이터를 생성하는 처리이다. 데이터 갱신에는 각 국으로 구성되는 네트워크로 송신 데이터나 네트워크로부터의 수신 데이터를 CPU 유닛 등의 연산 처리 장치와의 사이에서 수수(授受)하는 처리도 포함되어 있다.
본 실시 형태의 관리 마스터국(M)은 데이터 통신 시스템(100) 내의 관리로서, 토폴로지나 토큰의 순서 등의 관리를 행한다. 로컬국(L)은 데이터 통신 시스템(100) 내의 관리를 행해도 되고, 행하지 않아도 된다.
도 2는 실시 형태 1에 관한 데이터 통신 시스템의 로컬국의 구성을 나타내는 블록도이다. 동일 도면에 나타내는 바와 같이, 로컬국(L)은 데이터 갱신 처리부(11), 데이터 송수신부(12), 관리 마스터 어드레스 기억부(13), MAC 어드레스 판정부(행선지 판정부; 14)를 가지고 있다. 로컬국(L)은 예를 들어 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)나 마이크로컴퓨터 등을 이용하여 구성되어 있다.
데이터 갱신 처리부(11)는 슬레이브국(l1, l2)으로부터 수신한 데이터를 이용하여 소정의 연산 처리를 실행하고, 이 실행 결과로서 슬레이브국(l1, l2)으로 송신하는 데이터를 생성한다. 본 실시 형태의 데이터 갱신 처리부(11)는 MAC 어드레스 판정부(14)에 의한 토큰의 행선지 판정 결과에 따른 타이밍에서 데이터 갱신을 행한다. 데이터 갱신 처리부(11)는, MAC 어드레스 판정부(14)가 토큰의 행선지는 관리 마스터국(M)이라고 판단한 경우에, 데이터 갱신을 행한다.
데이터 송수신부(12)는 데이터 통신 시스템(100) 내 타국과의 사이에서, 데이터의 송수신이나 토큰의 송수신 등을 행한다. 로컬국(L)의 아래에 있는 슬레이브국은 슬레이브국(l1, l2)이므로, 데이터 송수신부(12)는 슬레이브국(l1, l2)과의 사이에서 데이터의 송수신을 행한다. 관리 마스터 어드레스 기억부(13)는 관리 마스터국(M)으로부터 전송되는 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스를 기억한다.
MAC 어드레스 판정부(14)는 타국으로부터 전송되는 토큰의 토큰 판정용 MAC 어드레스(갱신 허가 정보)에 기초하여, 토큰이 어느 국으로의 토큰인지를 판정한다. MAC 어드레스 판정부(14)는 토큰 판정용 MAC 어드레스가 자국의 MAC 어드레스인 토큰을 수신한 경우에, 송신권을 취득했다고 판단한다. 또, 본 실시 형태의 MAC 어드레스 판정부(14)는 관리 마스터 어드레스 기억부(13)가 기억하고 있는 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스와 타국으로부터 수신한 토큰의 토큰 판정용 MAC 어드레스를 비교함으로써, 관리 마스터국(M)에 토큰이 전송됐는지의 여부를 판단한다. MAC 어드레스 판정부(14)는 토큰 판정용 MAC 어드레스가 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스인 토큰을 수신한 경우(관리 마스터 어드레스 기억부(13)가 기억하고 있는 MAC 어드레스와 토큰 판정용 MAC 어드레스가 일치한 경우)에, 데이터 갱신의 타이밍이라고 판단한다.
MAC 어드레스 판정부(14)는 송신권을 취득한 경우에, 송신권을 취득한 것을 데이터 송수신부(12)에 통지하여, 데이터 송수신부(12)에 데이터를 송신시킨다. 또, MAC 어드레스 판정부(14)는 데이터 갱신의 타이밍인 경우에, 데이터 갱신 타이밍인 것을 데이터 갱신 처리부(11)에 통지하여, 데이터 갱신 처리부(11)에 데이터 갱신을 행하게 한다.
도 3은 실시 형태 1에 관한 데이터 통신 시스템의 데이터 갱신의 타이밍을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시 형태에서는 토큰 순서가 관리 마스터국(M), 로컬국(L), 슬레이브국(m1), 슬레이브국(l1), 슬레이브국(l2), 슬레이브국(m2), 관리 마스터국(M),ㆍㆍㆍ인 경우에 대해 설명한다. 또한, 데이터 통신 시스템(100) 내에서는 송신측의 국이 행선지를 지정한 데이터나 토큰을 멀티캐스트 통신에 의해 송신하고, 수신측의 국은 자국에 필요한 데이터만을 수신하여 불필요한 데이터나 토큰을 파기하는 것으로 한다.
관리 마스터국(M)은 아래의 슬레이브국(m1, m2)에 데이터를 송신하고, 슬레이브국(m1, m2)은 관리 마스터국(M)으로부터의 데이터를 수신한다(s1, s2). 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m1, m2)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 로컬국(L)에 송신하고, 로컬국(L)이 관리 마스터국(M)으로부터의 토큰을 수신한다(s3).
본 실시 형태의 로컬국(L)은 관리 마스터국(M)으로부터의 토큰을 수신했을 때에 데이터의 갱신 처리를 행하지 않고, 다음의 처리를 실행한다. 로컬국(L)은 관리 마스터국(M)으로부터 토큰을 수신하면, 아래의 슬레이브국(l1, l2)에 데이터를 송신하고, 슬레이브국(l1, l2)은 로컬국(L)으로부터의 데이터를 수신한다(s4, s5). 로컬국(L)은 슬레이브국(l1, l2)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 슬레이브국(m1)에 송신하고, 슬레이브국(m1)이 로컬국(L)으로부터의 토큰을 수신한다(s6).
슬레이브국(m1)은 관리 마스터국(M)에 데이터를 송신하고, 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m1)으로부터의 데이터를 수신한다(s7). 슬레이브국(m1)은 관리 마스터국(M)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 슬레이브국(l1)에 송신하고, 슬레이브국(l1)이 슬레이브국(m1)으로부터의 토큰을 수신한다(s8).
슬레이브국(l1)은 로컬국(L)에 데이터를 송신하고, 로컬국(L)은 슬레이브국(l1)으로부터의 데이터를 수신한다(s9). 슬레이브국(l1)은 로컬국(L)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 슬레이브국(l2)에 송신하고, 슬레이브국(l2)이 슬레이브국(l1)으로부터의 토큰을 수신한다(s10).
슬레이브국(l2)은 로컬국(L)에 데이터를 송신하고, 로컬국(L)은 슬레이브국(l2)으로부터의 데이터를 수신한다(s11). 슬레이브국(l2)은 로컬국(L)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 슬레이브국(m2)에 송신하고, 슬레이브국(m2)이 슬레이브국(l2)으로부터의 토큰을 수신한다(s12).
슬레이브국(m2)은 관리 마스터국(M)에 데이터를 송신하고, 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m2)으로부터의 데이터를 수신한다(s13). 슬레이브국(m2)은 관리 마스터국(M)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 관리 마스터국(M)에 송신하고, 관리 마스터국(M)이 슬레이브국(m2)으로부터의 토큰을 수신한다(s14). 본 실시 형태의 로컬국(L)은 타국으로부터 전송되는 토큰을 감시하고 있다. 그리고 로컬국(L)은 타국이 송신한 토큰의 행선지가 관리 마스터국(M)인지 여부의 판단을 행하고 있다. s14의 처리에서 슬레이브국(m2)으로부터 관리 마스터국(M)으로 전송된 토큰은 다른 토큰과 동일하게 멀티캐스트 통신에 의해 송신되므로, 로컬국(L)에도 송신된다. 로컬국(L)은 슬레이브국(m2)이 송신한 토큰이 관리 마스터국(M)으로의 토큰인지 여부(토큰의 행선지)를 판정한다.
여기서, 로컬국(L)에 의한 토큰 행선지의 판정 방법에 대해 설명한다. 도 4는 로컬국(L)이 행하는 토큰 행선지의 판정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 데이터 통신 시스템(100)에서는 관리 마스터국(M)으로부터 로컬국(L)으로 미리 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스를 통지한다(st1).
로컬국(L)은 관리 마스터국(M)으로부터 전송되는 MAC 어드레스를 데이터 송수신부(12)를 통하여 수신한다. 관리 마스터 어드레스 기억부(13)는 데이터 송수신부(12)가 수신한 MAC 어드레스를 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스로서 기억한다.
그 후, 슬레이브국(m2)이 관리 마스터국(M)으로 토큰을 발행하면(st2), 로컬국(L)은 데이터 송수신부(12)를 통하여 슬레이브국(m2)으로부터의 토큰을 수신한다(st3). 데이터 송수신부(12)는 수신한 토큰을 MAC 어드레스 판정부(14)에 전송한다.
MAC 어드레스 판정부(14)는 데이터 송수신부(12)가 수신한 토큰 내의 토큰 판정용 MAC 어드레스와 관리 마스터 어드레스 기억부(13)가 기억하고 있는 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스를 비교하는 것에 의해 슬레이브국(m2)으로부터의 토큰이 관리 마스터국(M)으로의 토큰인지 여부를 판정한다.
관리 마스터국(M)에서는 슬레이브국(m2)으로부터 토큰을 수신하면(s15), 데이터 갱신을 행한다(s16). 또, 로컬국(L)은 슬레이브국(m2)이 송신한 토큰이 관리 마스터국(M)으로의 토큰이라고 판단하면, 데이터 갱신을 행한다(s17). 구체적으로, 로컬국(L)의 MAC 어드레스 판정부(14)가 토큰의 행선지는 관리 마스터국(M)이라고 판단하면, 데이터 갱신 처리부(11)가 데이터 갱신을 행한다.
이로 인해, 관리 마스터국(M)에 의한 데이터 갱신과, 로컬국(L)에 의한 데이터 갱신이 거의 동일한 타이밍에서 실행된다. 이와 같이, 데이터 통신 시스템(100)에서는 관리 마스터국(M)으로의 토큰이 송신된 경우에, 관리 마스터국(M)과 로컬국(L)에서 동기하여 데이터 갱신을 행하고 있다.
관리 마스터국(M)은 데이터 갱신을 행한 후, 다음의 데이터 송신을 실행한다(s18). 여기서, s18의 처리는 s1의 처리에 대응하고 있다. 이하, 데이터 통신 시스템(100)에서는 s1 ~ s17과 동일한 처리가 반복된다.
데이터 통신 시스템(100)에 의한 데이터 갱신 간격(링크 스캔)(T1)은 관리 마스터국(M)에 의한 s1의 처리로부터 관리 마스터국(M)에 의한 s16의 처리까지의 시간이 된다. 이 데이터 갱신 간격(T1)은 로컬국(L)이 자국으로의 토큰을 수신했을 때에 데이터 갱신을 행하는 경우의 데이터 갱신 간격보다도, 로컬국(L)에 의한 데이터 갱신의 시간(s17의 처리 시간)만큼 짧아지고 있다.
여기서, 로컬국(L)이 자국으로의 토큰을 수신했을 때에 데이터 갱신을 행하는 경우의 데이터 갱신 간격과, 본 실시 형태의 데이터 통신 시스템(100)에 의한 데이터 갱신 간격(T1)의 차이에 대해 설명한다. 이하에서는 로컬국(L)이 자국으로의 토큰을 수신했을 때에 데이터 갱신을 행하는 경우의 데이터 갱신 간격을 비동기 처리 시의 데이터 갱신 간격으로 하고, 본 실시 형태의 데이터 통신 시스템(100)에 의한 데이터 갱신 간격을 동기 처리 시의 데이터 갱신 간격으로 하여 설명한다.
도 5는 비동기 처리 시의 데이터 갱신 간격을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서는 데이터 통신 시스템(100)이 비동기 처리를 행하는 경우(로컬국(L)이 자국으로의 토큰을 수신했을 때에 데이터 갱신을 행하는 경우) 데이터 갱신의 타이밍을 나타내고 있다. 여기서는 토큰 순서가 관리 마스터국(M), 슬레이브국(m1), 슬레이브국(l1), 로컬국(L), 슬레이브국(l2), 슬레이브국(m2), 관리 마스터국(M),ㆍㆍㆍ인 경우에 대해 설명한다.
데이터 통신 시스템(100)이 비동기 처리를 행하는 경우, 관리 마스터국(M)은 아래에 있는 슬레이브국(m1, m2)에 데이터를 송신하고, 슬레이브국(m1, m2)은 관리 마스터국(M)으로부터의 데이터를 수신한다(s21, s22). 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m1, m2)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 슬레이브국(m1)에 송신하고, 슬레이브국(m1)이 관리 마스터국(M)으로부터의 토큰을 수신한다(s23).
슬레이브국(m1)은 관리 마스터국(M)에 데이터를 송신하고, 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m1)으로부터의 데이터를 수신한다(s24). 슬레이브국(m1)은 관리 마스터국(M)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 슬레이브국(l1)에 송신하고, 슬레이브국(l1)이 슬레이브국(m1)으로부터의 토큰을 수신한다(s25).
슬레이브국(l1)은 로컬국(L)에 데이터를 송신하고, 로컬국(L)은 슬레이브국(l1)으로부터의 데이터를 수신한다(s26). 슬레이브국(l1)은 로컬국(L)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 로컬국(L)에 송신하고, 로컬국(L)이 슬레이브국(l1)으로부터의 토큰을 수신한다(s27).
데이터 통신 시스템(100)이 비동기 처리를 행하는 경우의 로컬국(L)은 슬레이브국(l1)으로부터의 토큰을 수신했을 때에 데이터의 갱신 처리를 행한다(s28). 그 후, 로컬국(L)은 아래의 슬레이브국(l1, l2)에 데이터를 송신하고, 슬레이브국(l1, l2)은 로컬국(L)으로부터의 데이터를 수신한다(s29, s30). 로컬국(L)은 슬레이브국(l1, l2)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 슬레이브국(l2)에 송신하고, 슬레이브국(l2)이 로컬국(L)으로부터의 토큰을 수신한다(s31).
슬레이브국(l2)은 로컬국(L)에 데이터를 송신하고, 로컬국(L)은 슬레이브국(l2)으로부터의 데이터를 수신한다(s32). 슬레이브국(l2)은 로컬국(L)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 슬레이브국(m2)에 송신하고, 슬레이브국(m2)이 슬레이브국(l2)으로부터의 토큰을 수신한다(s33).
슬레이브국(m2)은 관리 마스터국(M)에 데이터를 송신하고, 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m2)으로부터의 데이터를 수신한다(s34). 슬레이브국(m2)은 관리 마스터국(M)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 관리 마스터국(M)에 송신하고, 관리 마스터국(M)이 슬레이브국(m2)으로부터의 토큰을 수신한다(s35).
관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m2)으로부터 토큰을 수신하면, 데이터 갱신을 행한다(s36). 관리 마스터국(M)은 데이터 갱신을 행한 후, 다음의 데이터 송신을 실행한다. 즉, 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m1, m2)에 데이터를 송신하고, 슬레이브국(m1, m2)은 관리 마스터국(M)으로부터의 데이터를 수신한다(s37, s38). 그리고 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m1, m2)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 슬레이브국(m1)에 송신하고, 슬레이브국(m1)이 관리 마스터국(M)으로부터의 토큰을 수신한다(s39).
그 후, 데이터 통신 시스템(100)은 s24 ~ s30과 동일한 처리로서 s40 ~ s46를 행한다. 이하, 데이터 통신 시스템(100)에서는 s29 ~ s44와 동일한 처리가 반복된다. 환언하면, 데이터 통신 시스템(100)에서는 도 5에서 설명한 s21 ~ s36의 처리나 s29 ~ s44의 처리를 1회의 토큰 주회에서 행해지는 데이터 통신으로 하고, 이 처리를 복수 주회 반복한다.
관리 마스터국(M)에 의한 비동기 처리 시의 데이터 갱신 간격(t1)은 관리 마스터국(M)에 의한 s21의 처리로부터 관리 마스터국(M)에 의한 s36의 처리까지의 시간이 된다. 또, 로컬국(L)에 의한 비동기 처리 시의 데이터 갱신 간격(t2)은 로컬국(L)에 의한 s29의 처리로부터 로컬국(L)에 의한 s44의 처리까지의 시간이 된다.
관리 마스터국(M)에 의한 비동기 처리 시의 데이터 갱신 간격(t1)에는 관리 마스터국(M)에 의한 데이터 갱신의 처리 시간(s36)과, 로컬국(L)에 의한 데이터 갱신의 처리 시간(s28)이 포함되어 있다. 또, 로컬국(L)에 의한 비동기 처리 시의 데이터 갱신 간격(t2)에는 로컬국(L)에 의한 데이터 갱신의 처리 시간(s44)과, 관리 마스터국(M)에 의한 데이터 갱신의 처리 시간(s36)이 포함되어 있다. 이 때문에, 비동기 처리 시의 데이터 갱신 간격(t1, t2)은 본 실시 형태의 데이터 통신 시스템(100)에 의한 동기 처리 시의 데이터 갱신 간격(T1)보다도 간격 시간이 길어진다.
도 6은 실시 형태 1에 관한 데이터 통신 시스템의 동작 수순을 나타내는 플로차트이며, 관리 마스터국(M)과 로컬국(L)의 동작 수순을 나타내고 있다. 로컬국(L)은 관리 마스터국(M)에 로컬국(L)에 관한 정보(자국의 국 정보)를 송신한다(단계 S10). 이 국 정보는 예를 들어 로컬국(L)의 MAC 어드레스, 로컬국(L)에서 이용 가능한 통신 프로토콜의 종별 등의 정보를 포함하여 구성되어 있다.
관리 마스터국(M)은 관리 마스터국(M)에 접속되어 있는 로컬국(L)이나 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)으로부터 각 국의 국 정보를 수신하여 수집한다(단계 S20). 그리고 관리 마스터국(M)은 수집한 국 정보에 기초하여 토큰의 주회 순서를 결정한다(단계 S30).
본 실시 형태에서, 관리 마스터국(M)은 로컬국(L)에 설정하는 토큰의 주회 순서를, 다른 국보다도 우선적으로 빠른 순서로 한다. 예를 들어, 관리 마스터국(M)은 토큰의 주회 순서로서, 관리 마스터국(M)으로부터 최초로 토큰을 송신하는 국을 로컬국(L)으로 한다.
이로 인해, 관리 마스터국(M)과 로컬국(L)이 송수신하는 데이터의 순번을, 관리 마스터국(M)이나 로컬국(L)으로부터의 데이터 송신, 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)으로부터의 데이터 수신의 순번으로 통일할 수 있다. 따라서 관리 마스터국(M)이나 로컬국(L)이 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)으로부터 데이터를 수신하고 나서 데이터 갱신을 행할 때까지의 시간이 짧아져서, 관리 마스터국(M)이나 로컬국(L)은 데이터 통신 시스템(100) 상태에 따른 적절한 타이밍(데이터 통신 시스템(100)이 효율 좋게 동작이 가능한 타이밍)에서 데이터 갱신을 행하는 것이 가능하게 된다.
관리 마스터국(M)은 결정한 토큰의 주회 순서를 로컬국(L)에 통지한다(단계 S40). 로컬국(L)은 토큰의 주회 순서를 수신하여 취득한다(단계 S50). 또, 관리 마스터국(M)은 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스를 로컬국(L)에 통지한다(단계 S60). 로컬국(L)은 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스를 수신하여 취득한다(단계 S70). 이 단계 S10 ~ S70의 처리가 룩업 페이즈(lookup phase; 데이터의 취입에 관한 처리)이며, 데이터 통신 시스템(100)이 데이터 통신을 행할 때에 한 번 행하면 된다.
이 룩업 페이즈의 후, 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m1, m2)으로의 데이터 송신을 행한다(단계 S80). 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m1, m2)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 로컬국(L)에 송신하는 것에 의해, 토큰을 해방(解放)한다(단계 S90). 로컬국(L)은 관리 마스터국(M)으로부터의 토큰을 수신한다(단계 S100).
로컬국(L)의 MAC 어드레스 판정부(14)는 수신한 토큰이 자국(로컬국(L))으로의 토큰인지 여부를 판정한다(단계 S110). 수신한 토큰이 자국으로의 토큰이면(단계 S110, 예), 로컬국(L)의 데이터 송수신부(12)는 슬레이브국(l1, l2)으로의 데이터 송신을 행한다(단계 S120). 그리고 로컬국(L)은 슬레이브국(l1, l2)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 슬레이브국(m1)에 송신하는 것에 의해, 토큰을 해방한다(단계 S130). 그 후, 로컬국(L)은 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다.
한편, 수신한 토큰이 자국으로의 토큰이 아니면(단계 S110, 아니오), 로컬국(L)의 MAC 어드레스 판정부(14)는 토큰이 관리 마스터국(M)으로의 토큰인지 여부를 판정한다. 환언하면, MAC 어드레스 판정부(14)는 수신한 토큰의 토큰 판정용 MAC 어드레스가 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스인지 여부를 판정한다(단계 S140).
수신한 토큰이 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스가 아니면(단계 S140, 아니오), 로컬국(L)은 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다. 수신한 토큰이 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스이면(단계 S140, 예), 로컬국(L)의 데이터 갱신 처리부(11)는 데이터 갱신을 행한다(단계 S150).
본 실시 형태에서, 로컬국(L)은 슬레이브국(m2)으로부터 관리 마스터국(M)으로 전송되는 토큰을 수신한 경우에, 수신한 토큰이 자국으로의 토큰이 아니라, 관리 마스터국(M)으로의 토큰이라고 판정한다. 따라서 로컬국(L)은 슬레이브국(m2)으로부터 관리 마스터국(M)으로 송신되는 토큰을 수신한 경우에, 데이터 갱신을 행한다.
로컬국(L)은 데이터 갱신을 완료하면, 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다. 타국(관리 마스터국(M)이나 슬레이브국(m2) 등)으로부터 토큰을 수신할 때마다, 로컬국(L)은 단계 S100 ~ S150의 처리를 반복한다.
관리 마스터국(M)은 단계 S90의 처리에서 토큰을 해방한 후, 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다. 관리 마스터국(M)은 토큰을 수신하면(단계 S160), 수신한 토큰의 토큰 판정용 MAC 어드레스가 자국(관리 마스터국(M))의 MAC 어드레스인지 여부를 판정한다(단계 S170).
수신한 토큰이 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스가 아니면(단계 S170, 아니오), 관리 마스터국(M)은 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다. 수신한 토큰의 행선지가 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스이면(단계 S170, 예), 관리 마스터국(M)은 데이터 갱신을 행한다(단계 S180).
슬레이브국(m2)으로부터 전송되어 오는 토큰은 관리 마스터국(M)으로의 토큰이므로, 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m2)으로부터의 토큰을 수신한 경우에 데이터 갱신을 행한다. 로컬국(L)에서도 관리 마스터국(M)과 동일하게, 슬레이브국(m2)으로부터 전송되어 오는 토큰이 관리 마스터국(M)으로의 토큰인 경우에 데이터 갱신을 행한다. 따라서 관리 마스터국(M)에 의한 데이터 갱신(단계 S180)은 로컬국(L)에 의한 데이터 갱신(단계 S150)과 동일한 타이밍에서 행해지게 된다.
관리 마스터국(M)은 데이터 갱신을 행할 때에, 필요에 따라서 시간 조정을 행해도 좋다. 예를 들어, 로컬국(L)이 행하는 데이터 갱신의 처리 시간이 관리 마스터국(M)이 행하는 데이터 갱신의 처리 시간보다도 긴 경우, 관리 마스터국(M)은 로컬국(L)이 행하는 데이터 갱신과 관리 마스터국(M)이 행하는 데이터 갱신이 동일한 타이밍에서 완료되도록, 소정 시간만큼 데이터 갱신의 개시 타이밍을 지연시킨다. 이로 인해, 로컬국(L)과 관리 마스터국(M)에서 동시에 데이터 갱신이 완료되므로, 로컬국(L)의 데이터 갱신이 완료되는 일 없이 관리 마스터국(M)이 다음의 데이터 송신 처리를 개시하는 것을 막을 수 있다. 또한, 로컬국(L)이나 관리 마스터국(M)에 의한 데이터 갱신의 처리 시간은 예를 들어 관리 마스터국(M)이 미리 계측 또는 산출하여 기억한다.
관리 마스터국(M)은 데이터 갱신을 완료하면, 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다. 타국으로부터 토큰을 수신할 때마다 관리 마스터국(M)은 단계 S160 ~ S180의 처리와 단계 S80, S90의 처리를 반복한다.
데이터 통신 시스템(100)에서는 룩업 페이즈의 후, 로컬국(L)에 의한 단계 S100 ~ S150의 처리와 관리 마스터국(M)에 의한 단계 S80, S90, S160 ~ S180의 처리가 토큰 페이즈(토큰을 이용한 데이터 통신 처리)로서 반복된다.
또한, 본 실시 형태에서는 데이터 통신 시스템(100)의 각 국이 라인형 접속에 의해 접속되어 있는 경우에 대해 설명했지만, 데이터 통신 시스템(100)의 각 국을 스타형 접속이나 링형 접속에 의해 접속해도 좋다.
데이터 통신 시스템(100)의 각 국을 링형 접속에 의해 접속하는 경우, 예를 들어 도 7에 나타내는 접속 구성에 의해 각 국을 접속한다. 도 7은 링형 접속에 의해 접속된 데이터 통신 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 동일 도면에 나타내는 바와 같이, 링형 접속에 의해 접속된 데이터 통신 시스템(100)은 반시계 방향으로, 관리 마스터국(M), 슬레이브국(m1), 슬레이브국(l1), 로컬국(L), 슬레이브국(l2), 슬레이브국(m2)의 순번으로 접속됨과 아울러, 슬레이브국(m2)과 관리 마스터국(M)을 접속함으로써 링형 접속을 구성하고 있다.
또, 본 실시 형태에서는 데이터 통신 시스템(100)이 1대의 로컬국(L)을 가지고 있는 경우에 대해 설명했지만, 데이터 통신 시스템(100)이 복수의 로컬국(L)을 가지는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 관리 마스터국(M)의 데이터 갱신과 적어도 1대의 로컬국(L)의 데이터 갱신을 동일 타이밍에서 행한다. 예를 들어, 관리 마스터국(M)의 데이터 갱신과 모든 로컬국(L)의 데이터 갱신을 동일 타이밍에서 행해도 좋다.
이와 같이 실시 형태 1에 의하면, 관리 마스터국(M)이 데이터 갱신을 행하는 타이밍에서 로컬국(L)이 데이터 갱신을 행하므로, 데이터 통신 시스템(100) 내에서의 데이터 갱신을 관리 마스터국(M)과 로컬국(L)에서 동기하여 행하는 것이 가능하게 된다. 이로 인해, 적절한 타이밍에서 데이터 갱신을 행하는 것이 가능하게 된다. 또, 데이터 통신 시스템(100) 내의 데이터 통신을 단시간에 행하는 것이 가능하게 되어, 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)과 접속하는 기기의 제어를 고속화할 수 있다.
실시 형태 2.
다음에, 도 8 ~ 도 10을 참조해 이 발명의 실시 형태 2에 대해 설명한다. 실시 형태 2에서는 관리 마스터국(M)에 토큰을 발행하는 슬레이브국(m2)이 관리 마스터국(M)에 토큰을 송신할 때에, 데이터 갱신의 타이밍인 것을 나타내는 정보(데이터 갱신을 허가하는 것을 나타내는 정보)를 토큰에 부가하여 관리 마스터국(M)에 송신한다. 로컬국(L)이나 관리 마스터국(M)은 관리 마스터국(M)에 전송되는 토큰 중에서, 토큰에 데이터 갱신의 타이밍인 것을 나타내는 정보가 부가되어 있는 경우에만 데이터 갱신을 행한다.
도 8은 실시 형태 2에 관한 데이터 통신 시스템의 로컬국의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 8의 각 구성 요소 중에서 도 2에 나타내는 로컬국(L)과 동일 기능을 달성하는 구성 요소에 대해서는 동일 번호를 부여하고 있어 중복하는 설명은 생략한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 로컬국(L)은 데이터 갱신 처리부(11), 데이터 송수신부(12), 관리 마스터 어드레스 기억부(13), MAC 어드레스 판정부(14)에 추가로, 데이터 갱신 플래그 판정부(허가 판정부; 15)를 가지고 있다.
데이터 갱신 플래그 판정부(15)는 타국으로부터 전송되어 오는 토큰에 포함되는 데이터 갱신 플래그가 온인지 오프인지를 판정한다. 데이터 갱신 플래그는 관리 마스터국(M) 및 로컬국(L)이 데이터 갱신을 행하는 타이밍인지의 여부를 나타내는 정보이다. 데이터 갱신 플래그는 토큰의 최종 수신국(토큰 주회에서 마지막으로 토큰을 수신하는 국)인 슬레이브국(m2)으로부터 관리 마스터국(M)으로 전송되는 토큰에서만 온으로 되고, 다른 슬레이브국이 송신하는 토큰에서는 오프로 되어 있다. 데이터 갱신 플래그 판정부(15)는 데이터 갱신 플래그가 온인 경우에, 데이터 갱신의 타이밍이라고 판단한다. 데이터 갱신 플래그 판정부(15)는 데이터 갱신의 타이밍인지 여부의 판단 결과를 데이터 갱신 처리부(11)에 전송한다.
다음에, 실시 형태 2에 관한 데이터 통신 시스템의 데이터 갱신의 타이밍에 대해 설명한다. 도 9는 실시 형태 2에 관한 데이터 통신 시스템의 데이터 갱신의 타이밍을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 데이터 통신 시스템(100)에서 행하는 처리 중, 도 3에서 설명한 처리와 동일한 처리가 행해지는 처리에 대해서는 그 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는 토큰 순서가 관리 마스터국(M), 로컬국(L), 관리 마스터국(M), 슬레이브국(m1), 슬레이브국(l1), 슬레이브국(l2), 슬레이브국(m2), 관리 마스터국(M),ㆍㆍㆍ인 경우에 대해 설명한다.
관리 마스터국(M)은 관리 마스터국(M)에 토큰을 송신할 때 데이터 갱신 플래그를 온으로 하여 송신하도록, 최종 수신국인 슬레이브국(m2)에만 지시해 둔다. 그 후, 관리 마스터국(M)은 아래의 슬레이브국(m1, m2)에 데이터를 송신하고, 슬레이브국(m1, m2)은 관리 마스터국(M)으로부터의 데이터를 수신한다(s51, s52). 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m1, m2)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 로컬국(L)에 송신하고, 로컬국(L)이 관리 마스터국(M)으로부터의 토큰을 수신한다(s53).
본 실시 형태의 로컬국(L)은 관리 마스터국(M)으로부터의 토큰을 수신했을 때에 데이터의 갱신 처리를 행하지 않고, 다음의 처리를 실행한다. 로컬국(L)은 관리 마스터국(M)으로부터 토큰을 수신하면, 아래의 슬레이브국(l1, l2)에 데이터를 송신하고, 슬레이브국(l1, l2)은 로컬국(L)으로부터의 데이터를 수신한다(s54, s55).
로컬국(L)은 슬레이브국(l1, l2)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 관리 마스터국(M)에 송신하고, 관리 마스터국(M)이 로컬국(L)으로부터의 토큰을 수신한다(s56).
관리 마스터국(M)은 데이터의 송수신과 다른 처리를 실행한다(s57). 여기서 다른 처리는 예를 들어 실시간 통신 등에 의해 행하는 처리이며, 토큰 패싱 방식에 의해 행하는 처리와 다른 처리이다. 본 실시 형태의 관리 마스터국(M)은 다른 처리로서 주어진 시간에 데이터의 갱신 처리를 행하지 않는다.
관리 마스터국(M)은 다른 처리를 행한 후, 토큰을 슬레이브국(m1)에 송신하고, 슬레이브국(m1)이 관리 마스터국(M)으로부터의 토큰을 수신한다(s58). 슬레이브국(m1)은 관리 마스터국(M)에 데이터를 송신하고, 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m1)으로부터의 데이터를 수신한다(s59). 슬레이브국(m1)은 관리 마스터국(M)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 슬레이브국(l1)에 송신하고, 슬레이브국(l1)이 슬레이브국(m1)으로부터의 토큰을 수신한다(s60).
슬레이브국(l1)은 로컬국(L)에 데이터를 송신하고, 로컬국(L)은 슬레이브국(l1)으로부터의 데이터를 수신한다(s61). 슬레이브국(l1)은 로컬국(L)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 슬레이브국(l2)에 송신하고, 슬레이브국(l2)이 슬레이브국(l1)으로부터의 토큰을 수신한다(s62).
슬레이브국(l2)은 로컬국(L)에 데이터를 송신하고, 로컬국(L)은 슬레이브국(l2)으로부터의 데이터를 수신한다(s63). 슬레이브국(l2)은 로컬국(L)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 슬레이브국(m2)에 송신하고, 슬레이브국(m2)이 슬레이브국(l2)으로부터의 토큰을 수신한다(s64).
슬레이브국(m2)은 관리 마스터국(M)에 데이터를 송신하고, 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m2)으로부터의 데이터를 수신한다(s65). 슬레이브국(m2)은 관리 마스터국(M)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰 내의 데이터 갱신 플래그를 온으로 한 토큰을 관리 마스터국(M)에 송신하고, 관리 마스터국(M)이 슬레이브국(m2)으로부터의 토큰을 수신한다(s66). 본 실시 형태의 로컬국(L)은 타국으로부터 전송되는 토큰을 감시하고 있다. 그리고 로컬국(L)은 타국이 송신한 토큰의 행선지가 관리 마스터국(M)인지 여부의 판단을 행하고 있다. 또한, 로컬국(L)은 타국이 송신한 토큰에 포함되는 데이터 갱신 플래그가 온인지 오프인지의 판단을 행하고 있다.
s66의 처리에서 슬레이브국(m2)으로부터 관리 마스터국(M)으로 전송된 토큰은 다른 토큰과 동일하게 멀티캐스트 통신에 의해 송신되므로, 로컬국(L)에도 송신된다(s67). 로컬국(L)은 슬레이브국(m2)이 송신한 토큰이 관리 마스터국(M)으로의 토큰인지 여부(토큰의 행선지)를 판정함과 아울러, 데이터 갱신 플래그가 온인지의 여부를 판정한다. 여기서 MAC 어드레스 판정부(14)는 슬레이브국(m2)이 송신한 토큰은 관리 마스터국(M)으로의 토큰이라고 판단한다. 또, MAC 어드레스 판정부(14)는 데이터 갱신 플래그가 온이라고 판단한다.
관리 마스터국(M)에서는 슬레이브국(m2)으로부터 토큰을 수신하면, 데이터 갱신을 행한다(s68). 또, 로컬국(L)은 슬레이브국(m2)이 송신한 토큰이 관리 마스터국(M)으로의 토큰이며, 데이터 갱신 플래그가 온이라고 판단하면, 데이터 갱신을 행한다(s69). 구체적으로, 로컬국(L)의 MAC 어드레스 판정부(14)가 토큰의 행선지는 관리 마스터국(M)이라고 판단하고, 또한 데이터 갱신 플래그 판정부(15)가 데이터 갱신 플래그는 온이라고 판단하면, 데이터 갱신 처리부(11)가 데이터 갱신을 행한다. 이로 인해, 관리 마스터국(M)에 의한 데이터 갱신과, 로컬국(L)에 의한 데이터 갱신이 거의 동일한 타이밍에서 실행된다.
본 실시 형태에서는 데이터 갱신 플래그가 온인 경우에만, 관리 마스터국(M)이 데이터 갱신을 행하고 있다. 이 때문에, 본 실시 형태의 관리 마스터국(M)은 로컬국(L)으로부터 토큰을 수신한 경우(s56)에, 데이터 갱신을 행하지 않는다. 도 9에서는 관리 마스터국(M)이 로컬국(L), 슬레이브국(m2)으로부터 토큰을 수신하는 경우에 대해 설명했지만, 데이터 통신 시스템(100)에서는 타국(슬레이브국(m2) 이외의 국)으로부터 복수 회에 걸쳐 관리 마스터국(M)에 토큰을 송신해도 좋다. 이 경우도, 슬레이브국(m2)으로부터 송신하는 토큰에서만 데이터 갱신 플래그를 온으로 하면, 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m2) 이외로부터 토큰을 수신해도 데이터 갱신을 행하지 않는다. 이로 인해, 데이터 통신 시스템(100)에서는 1회의 토큰 주회로서 여러 가지의 토큰 주회(복수 회에 걸친 관리 마스터국(M)으로의 토큰 송신 등)를 설정하는 것이 가능하게 된다. 환언하면, 데이터 통신 시스템(100)에서는 데이터 갱신의 간격을 여러 가지 설정할 수 있다. 예를 들어, 1회의 토큰 주회로서, 관리 마스터국(M)에 토큰을 3회 이상 송신해도 좋다.
이와 같이, 데이터 통신 시스템(100)에서는 데이터 갱신 플래그가 온인 토큰이 관리 마스터국(M)에 송신된 경우에, 관리 마스터국(M)과 로컬국(L)에서 동기하여 데이터 갱신을 행하고 있다. 관리 마스터국(M)은 데이터 갱신을 행한 후, 다음의 데이터 송신을 실행한다. 이하, 데이터 통신 시스템(100)에서는 s51 ~ s69와 동일한 처리가 반복된다.
도 10은 실시 형태 2에 관한 데이터 통신 시스템의 동작 수순을 나타내는 플로차트이며, 관리 마스터국(M), 로컬국(L), 토큰의 최종 수신국인 슬레이브국(m2)의 동작 수순을 나타내고 있다. 또한, 데이터 통신 시스템(100)에서 행하는 처리 중, 도 6에서 설명한 실시 형태 1의 데이터 통신 시스템(100)과 동일한 처리를 행하는 처리에 대해서는 그 설명을 생략한다.
로컬국(L)은 관리 마스터국(M)에 자국의 국 정보를 송신한다(단계 S210). 또, 토큰의 최종 수신국인 슬레이브국(m2)은 관리 마스터국(M)에 자국의 국 정보를 송신한다(단계 S220).
관리 마스터국(M)은 관리 마스터국(M)에 접속되어 있는 로컬국(L)이나 슬레이브국(m1, m2, l1, l2)으로부터 각 국의 국 정보를 수신하여 수집한다(단계 S230). 그리고 관리 마스터국(M)은 수집한 국 정보에 기초하여 토큰의 주회 순서를 결정한다(단계 S240).
다음에, 관리 마스터국(M)은 결정한 토큰의 주회 순서를 로컬국(L)과 슬레이브국(m2)에 통지한다(단계 S250). 로컬국(L)은 토큰의 주회 순서를 수신하여 취득한다(단계 S260). 또, 슬레이브국(m2)은 토큰의 주회 순서를 수신하여 취득한다(단계 S270).
이 단계 S210 ~ S270의 처리가 룩업 페이즈이며, 데이터 통신 시스템(100)이 데이터 통신을 행할 때에 한 번 행하면 좋다. 또한, 본 실시 형태에서도, 관리 마스터국(M)은 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스를 로컬국(L)에 통지한다.
이 룩업 페이즈의 후, 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m1, m2)으로의 데이터 송신을 행한다(단계 S280). 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m1, m2)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 로컬국(L)에 송신하는 것에 의해, 토큰을 해방한다(단계 S290). 로컬국(L)은 관리 마스터국(M)으로부터의 토큰을 수신한다(단계 S300).
로컬국(L)의 MAC 어드레스 판정부(14)는 수신한 토큰이 자국(로컬국(L))으로의 토큰인지 여부를 판정한다(단계 S310). 수신한 토큰이 자국으로의 토큰이면(단계 S310, 예), 로컬국(L)의 데이터 송수신부(12)는 슬레이브국(l1, l2)으로의 데이터 송신을 행한다(단계 S320). 그리고 로컬국(L)은 슬레이브국(l1, l2)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 관리 마스터국(M)에 송신하는 것에 의해, 토큰을 해방한다(단계 S330). 그 후, 로컬국(L)은 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다.
슬레이브국(m2)에서는 단계 S280의 처리에서 관리 마스터국(M)이 송신한 데이터를 수신한다(단계 S340). 그 후, 슬레이브국(m2)은 타국으로부터 전송되어 오는 자국으로의 토큰을 기다린다. 슬레이브국(m2)은 자국으로의 토큰을 수신하면(단계 S350), 관리 마스터국(M)에 데이터를 송신한다(단계 S360). 슬레이브국(m2)은 관리 마스터국(M)으로의 데이터 송신을 완료하면, 토큰을 관리 마스터국(M)에 송신하는 것에 의해, 토큰을 해방한다(단계 S380). 본 실시 형태의 슬레이브국(m2)은 관리 마스터국(M)에 토큰을 송신할 때에, 토큰 내의 데이터 갱신 플래그를 온으로 하여 송신한다. 그리고 슬레이브국(m2)은 토큰을 해방한 후, 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다.
로컬국(L)에서는 단계 S300의 처리에서 수신한 토큰이 자국으로의 토큰이 아니면(단계 S310, 아니오), 로컬국(L)의 MAC 어드레스 판정부(14)는 수신한 토큰이 관리 마스터국(M)으로의 토큰인지 여부를 판정한다(단계 S390).
수신한 토큰이 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스가 아니면(단계 S390, 아니오), 로컬국(L)은 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다. 수신한 토큰이 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스이면(단계 S390, 예), 데이터 갱신 플래그 판정부(15)는 토큰 내의 데이터 갱신 플래그가 온인지의 여부를 판정한다(단계 S400).
데이터 갱신 플래그가 오프이면(단계 S400, 오프), 로컬국(L)은 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다. 한편, 데이터 갱신 플래그가 온이면(단계 S400, 온), 로컬국(L)의 데이터 갱신 처리부(11)는 데이터 갱신을 행한다(단계 S410).
본 실시 형태에서, 로컬국(L)은 슬레이브국(m2)으로부터 관리 마스터국(M)으로 전송되는 토큰을 수신한 경우에, 수신한 토큰이 자국으로의 토큰이 아니고, 또한 관리 마스터국(M)으로의 토큰이며, 또한 데이터 갱신 플래그가 온이라고 판정한다. 따라서 로컬국(L)은 슬레이브국(m2)으로부터 관리 마스터국(M)으로 송신되는 토큰을 수신한 경우에, 데이터 갱신을 행한다.
로컬국(L)은 데이터 갱신을 완료하면, 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다. 타국으로부터 토큰을 수신할 때마다, 로컬국(L)은 단계 S300 ~ S330의 처리, 단계 S390 ~ S410의 처리를 반복한다.
관리 마스터국(M)은 단계 S290의 처리에서 토큰을 해방한 후, 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다. 이전에 슬레이브국(m1, m2)으로부터 관리 마스터국(M)으로의 데이터 송신이 있으면, 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m1, m2)으로부터의 데이터를 수신한다. 슬레이브국(m2)은 단계 S360의 처리에서 관리 마스터국(M)에 데이터 송신하고 있으므로, 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m2)으로부터의 데이터를 수신한다(단계 S420).
그 후, 관리 마스터국(M)은 타국으로부터 토큰을 수신하면(단계 S430), 수신한 토큰의 토큰 판정용 MAC 어드레스가 자국의 MAC 어드레스인지 여부를 판정한다(단계 S440).
수신한 토큰이 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스가 아니면(단계 S440, 아니오), 관리 마스터국(M)은 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다. 수신한 토큰이 관리 마스터국(M)의 MAC 어드레스이면(단계 S440, 예), 수신한 토큰의 데이터 갱신 플래그가 온인지의 여부를 판정한다(단계 S450). 수신한 토큰의 데이터 갱신 플래그가 오프인 경우(단계 S450, 오프), 관리 마스터국(M)은 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다. 수신한 토큰의 데이터 갱신 플래그가 온인 경우(단계 S450, 온), 관리 마스터국(M)은 데이터 갱신을 행한다(단계 S460).
슬레이브국(m2)으로부터 전송되는 토큰은 데이터 갱신 플래그가 온으로 되어 있으므로, 관리 마스터국(M)은 슬레이브국(m2)으로부터의 토큰을 수신한 경우에 데이터 갱신을 행한다. 로컬국(L)에서도 관리 마스터국(M)과 동일하게, 슬레이브국(m2)으로부터 전송되는 토큰의 데이터 갱신 플래그가 온인 경우에, 데이터 갱신을 행한다. 따라서 관리 마스터국(M)에 의한 데이터 갱신(단계 S460)은 로컬국(L)에 의한 데이터 갱신(단계 S410)과 동일한 타이밍에서 행해지게 된다.
관리 마스터국(M)은 데이터 갱신을 완료하면, 다음에 전송되어 오는 토큰을 기다린다. 타국으로부터 토큰을 수신할 때마다, 관리 마스터국(M)은 단계 S430 ~ S460의 처리와 단계 S280, S290, S420의 처리를 반복한다.
데이터 통신 시스템(100)에서는 룩업 페이즈의 후, 로컬국(L)에 의한 단계 S300 ~ S330, S390 ~ S410의 처리와 관리 마스터국(M)에 의한 단계 S280, S290, S420 ~ S460의 처리가 토큰 페이즈로서 반복된다.
이와 같이 실시 형태 2에 의하면, 데이터 갱신 플래그가 온인 토큰이 관리 마스터국(M)에 송신된 경우에, 관리 마스터국(M)과 로컬국(L)에서 동기하여 데이터 갱신을 행하므로, 1회의 토큰 주회로서 여러 가지의 토큰 주회를 설정하는 것이 가능하게 된다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 데이터 통신 시스템 및 데이터 통신 장치는 마스터국과 슬레이브국 사이의 데이터 통신에 적절하다.
11 데이터 갱신 처리부
12 데이터 송수신부
13 관리 마스터 어드레스 기억부
14 MAC 어드레스 판정부
15 데이터 갱신 플래그 판정부
100 데이터 통신 시스템
l1,l2, m1, m2 슬레이브국
L 로컬국
M 관리 마스터국

Claims (6)

  1. 슬레이브국(slave station)과의 사이에 데이터의 송수신을 멀티캐스트(multicast) 통신을 이용한 토큰 패싱 방식(token passing method)으로 행함과 아울러 상기 슬레이브국과의 사이에서 송수신하는 데이터의 연산 처리를 행하여 상기 데이터의 데이터 갱신을 행하는 마스터국과, 상기 슬레이브국을 구비하는 데이터 통신 시스템에 있어서,
    상기 마스터국은
    상기 데이터 통신 시스템 내의 관리를 실시함과 아울러 소정의 슬레이브국의 데이터 갱신을 행하는 제1 마스터국과,
    상기 제1 마스터국이 데이터 갱신하는 슬레이브국과 다른 슬레이브국의 데이터 갱신을 행하는 제2 마스터국을 가지고,
    상기 제1 및 제2 마스터국은 상기 슬레이브국으로부터 상기 제1 마스터국을 행선지(destination)로 한 토큰 프레임(token frame)을 수신한 경우에, 데이터 갱신을 행하며,
    상기 제2 마스터국은
    상기 슬레이브국으로부터 송신되는 토큰 프레임의 행선지를 판정하는 행선지 판정부와,
    상기 행선지 판정부가 상기 토큰 프레임의 행선지는 상기 제1 마스터국이라고 판정한 경우에, 상기 데이터 갱신을 행하는 데이터 갱신 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 마스터국은
    상기 제1 마스터국을 행선지로 한 토큰 프레임이며 또한 데이터 갱신을 허가하는 갱신 허가 정보를 가진 토큰 프레임을 수신한 경우에 데이터 갱신을 행하고,
    상기 제2 마스터국은
    상기 슬레이브국으로부터 송신되는 토큰 프레임이 상기 갱신 허가 정보를 가지고 있는지의 여부를 판정하는 허가 판정부를 추가로 구비하고,
    상기 데이터 갱신 처리부는
    상기 행선지 판정부가 상기 토큰 프레임의 행선지는 상기 제1 마스터국이라고 판정하고, 또한 상기 허가 판정부가 상기 슬레이브국으로부터 송신되는 토큰 프레임은 갱신 허가 정보를 가지고 있다고 판정한 경우에, 상기 데이터 갱신을 행하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 시스템.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 토큰 프레임은 상기 제1 마스터국 및 상기 제2 마스터국으로 송신된 후, 상기 각 슬레이브국에 송신되도록 주회(周回) 순서가 설정되는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 시스템.
  5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 및 제2 마스터국은 데이터 갱신을 행한 후에 행하는 다음의 데이터 송신 처리를, 상기 제1 마스터국과 제2 마스터국에서 동시에 개시하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 시스템.
  6. 삭제
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