KR20060063902A

KR20060063902A - 마스터/슬레이브 동기 통신 방식

Info

Publication number: KR20060063902A
Application number: KR1020067001318A
Authority: KR
Inventors: 노보루 후지와라
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2006-06-12
Also published as: GB2419070B; CN1826767A; JP2005045672A; CN100473034C; JP4178552B2; GB2419070A; US20060251046A1; WO2005011201A1; GB0601187D0

Abstract

통신 주기의 동기점에 지터가 생기지 않고, 국의 수(통신 부하)에 따라 통신 주기를 길게 할 수가 있고, 동기점으로부터 소정 시간 후에 데이터를 송신하도록 송신 스케줄링이 가능한 마스터/슬레이브 동기 통신 방식을 제공한다.

IEEE1394 통신의 고유 주기를 기저 사이클로 하여 그 정수배로 설정된 통신 주기를 가지고, 각 국은 통신 주기의 개시 타이밍인 동기점의 검출 수단과, 현 사이클이 상기 동기점으로부터 몇 번째의 기저 사이클인가를 나타내는 기저 사이클 카운터(동기점 검출 후, 카운터 값은 전체 국에서 동일한 값을 가진다)를 가지고, 마스터는 상기 기저 사이클 카운터 값마다 미리 할당된 송신 관리 테이블에 기초하여 각 슬레이브에 지령을 송신하고, 각 슬레이브는 응답을 송신하는 기저 사이클 카운터 값을 설정한 송신 타이밍 정보에 기초하여 마스터에 응답 데이터를 송신한다.

동기점, 지터, 스케줄링, 마스터/슬레이브, 기저 사이클, 타이밍, 카운터

Description

마스터/슬레이브 동기 통신 방식{MASTER/SLAVE SYNCHRONIZATION COMMUNICATION METHOD}

본 발명은 IEEE1394를 사용하여 마스터/슬레이브(master/slave) 동기 통신을 하는 실시간 제어 시스템의 통신 방식에 관한 것이다.

종래의 마스터/슬레이브 동기 통신 방식에서는 PROFIBUS-DP와 같이 통신 주기의 동기점(synchronization point)을 알리는 데이터 패킷을 마스터가 전체 슬레이브에 일제히 브로드캐스팅(broadcasting) 하고, 각 슬레이브는 그 수신 타이밍으로 동기점을 검출하고, 그 후 폴링(polling)에 의해 지령 데이터와 응답 데이터의 교환을 하고 있다(예를 들면 비특허문헌 1 참조).

또, SERCOS(등록상표)와 같이 동기점의 통지는 마찬가지로 마스터로부터의 일제히 브로드캐스팅에 의하지만, 그 후 마스터로부터 지령 데이터가 각 슬레이브에 송신되고, 또한 각 슬레이브가 동기점으로부터의 소정의 시간 경과 후, 혹은 소정의 송신 순서에 기초하여 순차 응답 데이터를 송신하여 가는 것도 있다(예를 들면 비특허문헌 2 참조).

이러한 마스터/슬레이브 사이에 동기를 취하여 통신을 하는 방식은 실시간(real-time) 제어 시스템에서는 일반적인 통신 방식이다.

한편, IEEE1394 준거 네트워크는 PC나 AV(Audio and Video)기기 등에서 일반적인 고속의 범용 네트워크이다. 전송 속도는 100Mbps∼3.2Gbps이고, PROFIBUS-DP의 최고 속도 12Mbps, SERCOS의 최고 속도 16Mbps 등과 비교하면 매우 고속의 통신이 가능하다. 또한 네트워크에 접속된 전체 노드가 125μs의 고유 주기로 동기를 취하여 동작하는 등시성 통신(isochronous communication)을 지원하고 있는 점에서 마찬가지로 범용.고속의 범용 네트워크인 이더네트(Ethernet)(등록상표) 등에 없는 특징을 구비하고 있어, 상술과 같은 마스터/슬레이브 동기 통신을 하는 실시간 제어용 네트워크에의 응용이 기대되고 있다. (예를 들면 특허문헌 1 참조)

도 12는 PROFIBUS-DP 등에서의 일반적인 통신 방식의 통신 타임 차트를 나타내고 있다. 도 12에 있어서 c1, c2, .....는 각각 슬레이브 ＃1, 슬레이브 ＃2, .....로의 지령 데이터 타이밍을 나타내고 있고, r1, r2, .....는 슬레이브 ＃1, 슬레이브 ＃2, .....로부터의 응답 데이터 송신 타이밍을 나타내고 있다. 도 12에 나타내듯이 통신 주기 선두인 동기점에서 동기 패킷이 일제히 브로드캐스팅 되고, 그에 이어서 슬레이브 ＃1에 지령 데이터가 송신되면 슬레이브 ＃1이 응답 데이터를 답신하고, 다음에 슬레이브 ＃2에 지령 데이터가 송신되면 슬레이브 ＃2가 응답 데이터를 답신한다고 하는 이른바 폴링으로 지령 데이터와 응답 데이터의 송수신을 하고, 다시 통신 주기 경과 후에 동기점을 맞이하여 동기 패킷이 일제히 브로드캐스팅 된다고 하는 통신 방법이 취해지고 있다.

또 도 13은 SERCOS 등에서 채용되고 있는 다른 통신 방식의 통신 타임 차트를 나타내고 있다. 도 13에 나타내는 바와 같이 통신 주기 선두인 동기점에서 동기 패킷이 일제히 브로드캐스팅 되는 점은 도 12와 같고, 그에 이어서 각 슬레이브에 송신되는 지령 데이터 c1, c2, .....가 마스터로부터 모아진 타이밍으로 송신되고, 이는 1패킷에 모아져서 송신되는 것도 있다. 그 후 슬레이브마다 적절히 조정된 소정의 타이머(timer) 값 경과 후 응답 데이터(r1, r2, .....)가 송신되어 가고, 다시 통신 주기 경과 후에 동기점을 맞이하여 동기 패킷이 일제히 브로드캐스팅 되는 통신 방법이 취해지고 있다.

이와 같이, 종래의 마스터/슬레이브 동기 통신 방식에서는 매번 통신 주기의 동기점마다 동기 패킷을 일제히 브로드캐스팅 하여 전체 국(station)의 동기를 확보한다고 하는 수단이 취해지고 있다.

<특허문헌 1> 특개 2003-008579

<비특허문헌 1> PROFIBUS-DP Specification(IEC61158　Type3)

<비특허문헌 2> SERCOS Specification(IEC61491)

그렇지만, 종래의 마스터/슬레이브 동기 통신 방식에서는 마스터로부터 정밀도 좋게, 매회 동기점마다 동기 패킷을 일제히 브로드캐스팅 하여 각 슬레이브에 통지하는 동작이 필요하다. 이에 대응하는 형태로 IEEE1394 준거 네트워크의 등시성 통신을 적용하려고 하는 경우, 고유 주기마다 편집되고 일제히 송신되는 사이클 스타트 패킷(cycle start packet)이 이에 가장 가까운 동기점 통지 수단으로 되지만, 이 패킷은 송신 타이밍 정밀도를 보증하고 있지 않고, 동기점에 지터(jitter)가 발생한다고 하는 문제가 있다.

또, 슬레이브의 수가 많아지는 등으로 하여 통신 주기를 고유 주기보다 길게 취할 필요가 있어도 고유 주기는 고정이어서 변경할 수 없다고 하는 문제도 안고 있다.

또한 IEEE1394의 등시성 통신은 일제 브로드캐스팅이고, 한편 전송로에의 데이터 송신 타이밍의 조정이 곤란하여 송신 순서의 보증도 할 수 없는 통신 방식이기 때문에, 종래의 마스터/슬레이브 동기 통신 방식으로 행하여지는 폴링이나, 동기점으로부터의 소정 시간 후나 데이터 송신 순서에 따른 데이터의 송신 스케줄링(scheduling)이 곤란하였다.

실시예로서 인용한 특개 2003-008579의 경우는, 사이클 스타트 패킷(cycle start packet)에 대신하여 독자적인 트리거 패킷(trigger packet)(동기 패킷)을 등시성 통신으로 일제히 브로드캐스팅 한 후, 각 슬레이브의 데이터 통신은 비동기 통신(asynchronous communication)으로 마스터에 대해서 송신 요구를 하면서 복수 등시성 사이클에 걸친 통신 주기를 확보하는 것으로, 통신 주기의 지터는 더욱 커질 뿐만 아니라 등시성 통신과 비동기 통신을 구분하여 사용하기 때문에, 각 국의 통신 처리가 복잡하게 된다고 하는 문제까지 있다.

본 발명은 이러한 여러 가지 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, IEEE1394를 적용하고, 그 고유 주기를 기저 사이클로 하고, 상기 기저 사이클의 정수배의 통신 주기로 전체 국의 동기를 취하면서, 용이하게 데이터의 송수신 스케줄링(scheduling)이 가능한 마스터/슬레이브 동기 통신 방식을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1에 나타내는 제1의 발명과 같이, IEEE1394를 베이스로 하는 1대의 마스터와 1대 또는 복수대의 슬레이브에 의해 구성되는 마스터/슬레이브 통신 방식에 있어서, IEEE1394 통신의 고유 주기를 기저 사이클하여 상기 기저 사이클의 정수배로 설정된 통신 주기를 가지고, 상기 마스터, 각 슬레이브는, 상기 통신 주기의 개시 타이밍인 동기점의 검출 수단과, 현 사이클이 상기 동기점으로부터 몇 번째의 기저 사이클인가를 나타내는 기저 사이클 카운터(counter)를 가지고, 상기 마스터는, 상기 기저 사이클 카운터 값마다 어느 슬레이브에 대해서 지령 데이터를 송신할지 미리 할당된 송신 관리 테이블을 가지고, 상기 송신 관리 테이블을 기초로 기저 사이클 카운터가 갱신될 때마다 각 슬레이브에 지령 데이터를 송신하고, 상기 각 슬레이브는 상기 기저 사이클 카운터의 미리 할당된 값으로 되면 마스터에 응답 데이터를 송신하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같이 되어 있기 때문에, 전체 국에서 동기가 취해진 기저 사이클 카운터를 기초로 데이터의 송수신을 실행할 수가 있고, 기저 사이클 이상의 통신 주기이고, 기저 사이클 단위로 스케줄링 된 동기 통신을 할 수가 있다.

상기 동기점의 검출 수단으로서 청구항 2에 나타내는 제2의 발명과 같이, 상기 마스터에서는 임의의 기저 사이클을 동기점으로 정하고, 그에 기초하여 각 슬레이브에 지령 데이터를 송신하고, 상기 각 슬레이브에서는 지령 데이터를 수신했을 때의 기저 사이클 카운터 값과 미리 할당된 지령 데이터를 수신했을 때의 기저 사이클 카운터 값을 기초로 기저 사이클 카운터의 현재 값을 수정하고, 그 카운트(count) 값이 미리 정해진 값이 되었을 때를 동기점으로서 검출하는 것이다. 그 결과, 마스터/슬레이브 사이의 통신 주기가 기저 사이클의 정수배이어도 전체 국이 동기를 유지하는 것이 가능하다.

상기 동기점의 다른 검출 수단으로서 청구항 3에 나타내는 제3의 발명과 같이, 상기 마스터에서는 임의의 기저 사이클을 동기점으로 정하고, 그에 기초하여 각 슬레이브에 지령 데이터를 송신할 때에, 상기 지령 데이터 중에 다음번 동기점으로 되는 CYCLE_TIME 레지스터(register) 값을 기입하는 것으로 하고, 상기 각 슬레이브에서는 지령 데이터를 수신했을 때에 상기 지령 데이터 중의 다음번 동기점으로 되는 CYCLE_TIME 레지스터 값과 현재의 자국 CYCLE_TIME 레지스터 값을 기초로 기저 사이클 카운터의 현재 값을 수정하고, 그 카운트 값이 미리 정해진 값이 되었을 때를 동기점으로서 검출하는 것이다. 그 결과, 제2의 발명과는 다른 방법으로 마스터/슬레이브 사이의 통신 주기가 기저 사이클의 정수배이어도 전체 국이 동기를 유지하는 것이 가능하다.

상기 동기점의 검출 수단으로서 청구항 4에 나타내는 제4의 발명과 같이, 상기 마스터에서는 임의의 기저 사이클을 동기점으로 정하고, 기저 사이클 카운터 값을 미리 정해진 값으로 세팅(setting)하고, 각 슬레이브에 지령을 송신할 때에 그 때의 기저 사이클 카운터 값을 상기 각 슬레이브에 송신하고, 상기 각 슬레이브에서는 상기 기저 사이클 카운터 값을 자국의 기저 사이클 카운터에 설정하고, 그 카운트 값이 미리 정해진 값이 되었을 때를 동기점으로서 검출한다. 그 결과, 제2, 제3의 발명과는 다른 방법으로 마스터/슬레이브 사이의 통신 주기가 기저 사이클의 정수배이어도 전체 국이 동기를 유지하는 것이 가능하다.

상기 동기점의 검출 수단으로서 청구항 5에 나타내는 제5의 발명과 같이, 상기 마스터에서는 동기점을 CYCLE_TIME 레지스터 값을 기초로 동기점을 검출하고, 그 때에 기저 사이클 카운터 값을 미리 정해진 값으로 세팅하고, 상기 각 슬레이브에서는 CYCLE_TIME 레지스터 값을 기초로 마스터와 같은 수단으로 동기점을 검출하고, 그 때에 상기 기저 사이클 카운터 값을 미리 정해진 값으로 세팅한다. 그 결과, 제2, 제3, 제4의 발명과는 다른 방법으로 마스터/슬레이브 사이의 통신 주기가 기저 사이클의 정수배이어도 전체 국이 동기를 유지하는 것이 가능하다.

이와 같이 동기점을 검출하고, 그 동기점에 동기하고, 송신 관리 테이블에 미리 등록된 송신 스케줄에 따라 송신을 실행함으로써, 마스터/슬레이브 사이의 통신 주기가 기저 사이클의 정수배이어도 전체 국이 동기를 유지한 송수신이 가능하게 된다.

<발명의 효과>

이상 기술한 것처럼 본 발명의 방법에 의하면, 고유 주기를 기저 사이클로 하고, 그 사이클 수를 카운트하는 기저 사이클 카운터를 전체 국에서 동기시키고, 고유 주기의 정수배의 통신 주기를 실현할 수가 있다. 또, 그 동기가 취해진 기저 사이클 카운터 값을 기초로 마스터로부터 슬레이브로의 지령 데이터 및 슬레이브로부터 마스터로의 응답 데이터의 송신 타이밍의 스케줄을 함으로써, IEEE1394를 적용한 실시간 제어 시스템에 있어서 고유 주기의 정수배의 통신 주기에 전체 국의 동기를 취하면서, 데이터 송신이 가능한 마스터/슬레이브 동기 통신 방식을 제공할 수가 있다고 하는 효과가 있다.

예를 들어 도 3에 기재의 방법과 같이, 마스터로부터 슬레이브로의 지령 데이터와 상기 슬레이브로부터 마스터로의 응답 데이터의 송신 타이밍에 대하여 동일 기저 사이클로 송수신시키도록 송신 관리 테이블, 송신 타이밍 정보를 설정하면, 통신 주기내의 각 기저 사이클에 있어서의 통신 트래픽(traffic)을 도 12에 나타내는 종래 기술의 PROFIBUS―DP 상당의 폴링 방식의 스케줄링을 하게 할 수가 있다고 하는 효과가 있다.

예를 들어 도 4에 기재의 방법과 같이, 각 슬레이브로부터 마스터로의 응답 데이터의 송신 타이밍을 마스터로부터 슬레이브로의 지령 데이터 수신으로부터 지연을 둔 다른 기저 사이클에서 하도록 송신 관리 테이블, 송신 타이밍 정보를 설정하면, 통신 주기내의 각 기저 사이클에 있어서의 통신 트래픽을 도 13과 같이 SERCOS 상당의 스케줄링을 하게 하는 것도 할 수 있다고 하는 효과가 있다.

도 3, 4에 나타내는 사례 이외에도, 마스터측의 송신 관리 테이블, 슬레이브측의 송신 타이밍 정보를 소망하는 송수신 타이밍에 맞추어 설정하면, 소망하는 마스터/슬레이브 동기 통신을 용이하게 실현하는 것이 가능하다.

도 1은 제4 발명의 실시예가 되는 IEEE1394를 적용한 시스템 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예 중, 마스터 송신 관리 테이블과 슬레이브 송신 타이밍 정보의 실장예를 나타내는 도이다.

도 3은 제2 발명의 실시예가 되는 통신 타이밍 차트이다.

도 4는 제3 발명의 실시예가 되는 통신 타이밍 차트이다.

도 5는 IEEE1394의 CYCLE_TIME 레지스터이다.

도 6은 제1 발명의 실시예가 되는 마스터 지령 송신 처리 흐름도이다.

도 7은 제1 발명의 실시예가 되는 슬레이브 응답 송신 처리 흐름도이다.

도 8은 제2 발명의 실시예가 되는 슬레이브의 동기점 검출 수단 흐름도이다.

도 9는 제3 발명의 실시예가 되는 슬레이브의 동기점 검출 수단 흐름도이다.

도 10은 제4 발명의 실시예가 되는 슬레이브의 동기점 검출 수단 흐름도이다.

도 11은 제5 발명의 실시예가 되는 마스터 및 슬레이브의 동기점 검출 수단 흐름도이다.

도 12는 종래의 방법의 일예를 나타내는 통신 타이밍 차트이다.

도 13은 종래의 다른 방법의 예를 나타내는 통신 타이밍 차트이다.

<부호의 설명>

1　 마스터

2i　 슬레이브

3　 IEEE1394 전송로

10j　 CYCLE_TIME 레지스터

11j　 Cycle_synch

12j　 기저 사이클 카운터

130　 송신 관리 테이블

14j　 동기점 검출 수단

150　 지령 송신 처리

23i　 송신 타이밍 정보

25i　 응답 송신 처리

ci.....　 슬레이브 ＃i로의 지령 데이터

ri.....　 슬레이브 ＃i로부터의 응답 데이터

단, 여기서 i=1, 2, .....n(n은 1이상의 정수)이고, j=0, 1, 2, .....n(n은 1이상의 정수)이다.

이하, 본 발명의 구체적 실시예에 대해서 도에 기초하여 설명한다.

<실시예 1>

우선, 이하의 설명 중에서 나오는 IEEE1394 표준에서 규정된 기능명, 신호명에 대해서 설명해 둔다. CYCLE_TIME 레지스터는 도 5에 나타내듯이 cycle_offset부, cycle_count부, second_count부로 구성된다. cycle_offset부는 각 국의 24.576MHz의 클록을 카운트하고, 3072가 되면, 즉 고유 주기의 125μs마다 캐리(carry)를 내보낸다. cycle_count는 cycle_offset로부터의 캐리를 카운트 하고, 8000이 되면, 즉 1s마다 캐리를 내보낸다. Cycle_synch는 고유 주기 125μs마다 발신되는 동기 신호이다.

도 1에 제1 발명의 구체적 실시예를 나타낸다. 1은 마스터, 2i(i=1, 2, .....n)는 슬레이브, 3은 IEEE1394의 전송로로 되어 있다. 또, 10j(j=0, 1, .....n)는 마스터 및 각 슬레이브 내의 클록부에 해당하는 CYCLE_TIME 레지스터이고, 여기로부터 동기 신호인 Cycle_Synch(11j)가 고유 주기마다 발신되고, 기저 사이클 카운터(12j)를 카운트업(count-up)하고 있다. 또한 Cycle_Synch(11j)는 동기점 검출 수단(14j)의 실행 타이밍으로도 되어 있다.

동기점 검출 수단(14j)은 이에 따라 기저 사이클 카운터의 카운트업마다 동기점의 검출을 하고, 동기점이면 기저 사이클 카운터 값을 0으로 리셋(reset)하도록 동작한다. 이로써 필드 네트워크(filed network) 시스템상의 전체 국의 기저 사이클 카운터의 값이 동기를 취하여 카운트업 할 수 있도록 된다.

그 외에 마스터(1)는 송신 관리 테이블(130)을 보유하고, 그 정보에 기초하여 지령 송신 처리(150)가 지령을 송신하고, 한편 각 슬레이브(i)는 각각의 송신 타이밍 정보(23i)를 보유하고, 그러한 정보에 기초하여 응답 송신 처리(25i)가 응답 데이터를 송신하고 있다.

도 2는 상기 마스터측의 송신 관리 테이블(130)과 슬레이브측의 각 송신 타이밍 정보(23i)의 실시예를 나타내고 있다. 마스터의 송신 관리 테이블에는 각 기저 사이클 값마다 지령이 송신되어야 하는 송신지 슬레이브가 기억되어 있다. 또, 슬레이브의 송신 타이밍 정보에는 마스터로부터 지령을 수신해야하고 또 마스터에 응답을 답신해야하는 기저 사이클 값이 기억되어 있다.

도 6은 제1 발명의 실시예를 나타내는 도 1 중의 마스터측의 지령 송신 처리(150)의 처리 흐름도를 나타내고, 도 7은 슬레이브측 응답 송신 처리(25i)의 처리 흐름도를 나타내고 있다. 이들 도를 이용하여 이하 제1 발명의 송수신에 대해서 순 서에 따라 설명한다.

마스터 지령 송신 처리(150)는 도 6에 나타내듯이, 고유 주기마다의 Cycle_synch(110)로 기동되고, 처음에 S1000에서 기저 사이클 카운터(120)의 값을 읽고 변수 p에 세팅한다. 다음에 S1001에서 마스터 송신 관리 테이블(130) 중의 사이클 카운터 값이 변수 p에 대응한 열데이터인 송신 지령수를 변수 q에 세팅하고, 대응하는 송신지 슬레이브 넘버의 리스트 데이터를 배열 S[k］(k=0, 1, ....., q-1)에 세팅한다. 그리고 S1002로부터 S1004간의 루프 처리(loop processing)로 옮겨가고, S1003에서 슬레이브 S[k]로 지령 데이터를 송신한다. 이와 같이 하여 기저 사이클 카운터(120) 값이 갱신될 때마다, 그 사이클 내에서 송신하도록 스케줄링 되어 있는 전체 슬레이브(2i)에 지령 데이터를 송신하도록 동작할 수가 있다.

한편, 슬레이브측 응답 송신 처리(25i)에서는 도 7의 흐름도에 따라 고유 주기마다의 Cycle_synch로 기동되고, 처음에 S2000에서 기저 사이클 카운터(12j)를 읽고 변수 p에 세팅한다. 다음에 S2001에서, 송신 타이밍 정보(23i) 중의 응답 사이클 값과 변수 p를 비교하고, 일치하고 있으면 그 시점에서 응답 사이클로 되어 있으므로 응답 데이터를 송신한다. 일치하고 있지 않으면 응답 사이클이 아니므로 응답 데이터를 송신하지 않는다. 이와 같이 하여, 미리 스케줄링 되어 있는 기저 사이클 카운터(12j) 값으로 될 때마다 응답 데이터를 송신하도록 동작할 수가 있다.

이와 같이 필드 네트워크 시스템 내에서 동기를 취하여 카운트되고 있는 기저 사이클 카운터(12j) 값에 따라 마스터(1), 슬레이브(2i)가 각각 스케줄링 된 타 이밍으로 동기를 취하여 통신을 할 수가 있는 것이다.

도 3은 송수신 관리 테이블, 송신 타이밍 정보에 동일 기저 사이클 내에서 송수신을 완료하도록 스케줄링 하는 경우의 통신 타이밍 차트이다. 마스터측 송신 관리 테이블(130)과 슬레이브측 송신 타이밍 정보(23i)를 적절히 설정하고, 예를 들면 마스터 송신 관리 테이블(130) 내의 사이클 카운터 값 0열의 송신지 슬레이브 No.를 ＃1, ＃2, 사이클 카운터 값 1열의 송신지 슬레이브 No.3을 ＃3, ＃4로 하고, 슬레이브 ＃1, 슬레이브 ＃2 내 송신 타이밍 정보(23i)의 각 응답 사이클 값을 0으로 세팅하고, 슬레이브 ＃3, 슬레이브 ＃4 내 송신 타이밍 정보(23i)의 각 응답 사이클 값을 1로 세팅하면, 기저 사이클 카운터(12j) 값 0에서는 슬레이브 ＃1과 슬레이브 ＃2에 대한 지령 데이터가 송신되고, 반대로 슬레이브 ＃1과 슬레이브 ＃2로부터의 응답 데이터가 답신되고, 이하와 마찬가지로 동일 기저 사이클 내에서 임의의 슬레이브(2i)의 지령 데이터와 응답 데이터에 대하여 송수신시킬 수가 있다.

도 4는 송수신 관리 테이블, 송신 타이밍 정보에 어느 기저 사이클을 보내고 응답을 송신하도록 스케줄링 한 경우의 통신 타이밍 차트이다. 마스터측 송신 관리 테이블(130)과 슬레이브측 송신 타이밍 정보(23i)를 적절히 설정하고, 예를 들면 마스터 송신 관리 테이블(130) 내의 사이클 카운터 값 0열의 송신지 슬레이브 No.를 ＃1, ＃2, 사이클 카운터 값 1열의 송신지 슬레이브 No.3을 ＃3, ＃4로 하고, 슬레이브 ＃1, 슬레이브 ＃2 내 송신 타이밍 정보(23i)의 각 응답 사이클 값을 4로 세팅하고, 슬레이브 ＃3, 슬레이브 ＃4 내 송신 타이밍 정보(23i)의 각 응답 사이 클 값을 5로 세팅하면, 기저 사이클 카운터(12j) 값 0에서는 슬레이브 ＃1과 슬레이브 ＃2에 대하여 지령 데이터가 송신되지만 슬레이브 ＃1과 슬레이브 ＃2로부터의 응답 데이터는 4사이클 늦게 기저 사이클 카운터(12j) 값 4로 답신되고, 마찬가지로 슬레이브 ＃3과 슬레이브 ＃4의 지령 데이터는 기저 사이클 카운터(12j) 값 1로 송신되고, 그 응답 데이터는 4사이클 늦게 기저 사이클 카운터(12j) 값 5로 송신되도록 스케줄링시킬 수가 있다.

<실시예 2>

다음에 기저 사이클 카운터(12j) 갱신의 동기를 취하고 있는 동기점 검출 수단(14j)의 실시예에 대해서 설명한다. 당연한 일이지만 동기점의 검출 자체는 마스터(1), 각 슬레이브(2i) 개별적으로 행해지고 그 결과는 각 국의 기저 사이클 카운터 값(12j)에 반영되게 되지만, 그 동기점으로 되는 사이클은 전체 국에서 동일한 판별 결과가 얻어져야만 한다. 본 실시예에서는 이 동기점에서는 기저 사이클 카운터(12j) 값이 0으로 되고, 이후 기저 사이클 경과마다 즉 Cycle_synch 이벤트(11j) 발생마다 기저 사이클 카운터(12j) 값이 1씩 카운트업되어 소정의 통신 주기 경과 후의 다음번 동기점에서 다시 기저 사이클 카운터(12j) 값이 0으로 돌아오는 것으로서 설명되어 있지만, 기저 사이클 카운터(12j) 값의 추이는 이에 한정하는 것은 아니고, 예를 들면 카운트다운(count-down)을 하여도 상관없다는 것은 말할 필요도 없다. 또, 동기점에서의 기저 사이클 카운터 값은 어느 정해진 값이면 반드시 0일 필요도 없다.

동기점 검출 수단(14j)의 구체적인 방법의 하나인 제2 발명을 설명한다. 마 스터(1)의 동기점 검출처리(140)는, 동기점 검출 수단은 고유 주기마다의 Cycle_synch 이벤트(11j)로 기동되지만, 기저 사이클 카운터(120)의 카운트업 처리와 그 값이 단지 0인가를 판정하면 좋다.

한편, 각 슬레이브(2i)에서의 처리는 도 8에 따라 설명한다. 우선, S3000에서 전회 기저 사이클 중에 마스터(1)로부터의 지령 데이터 수신이 있었는가를 판정한다. 수신이 있으면 전회 기저 사이클이 송신 타이밍 정보(23i) 중 지령 사이클이었던 것을 알 수 있으므로, 이번 기저 사이클 카운터 값으로서 지령 사이클 값＋1의 값을 세팅한다. 수신이 없으면 S3005에서 단지 기저 사이클 카운터(12j)를 카운트업 한다. 다음에 S3002에서 랩어라운드(wrap-around)의 판정을 위해서 갱신한 기저 사이클 카운터 값이 송신 타이밍 정보(23i) 중의 전체 사이클 수 이상이면, S3003에서 카운트 값을 0으로 다시 세팅한 후, 동기점이므로 S3004에서 필요로 하는 동기점 검출시 처리를 할 수가 있다.

<실시예 3>

동기점 검출처리(14j)의 다른 방법으로 되는 제3 발명을 설명한다. 마스터(1)의 동기점 검출처리(140)는, 동기점 검출 수단은 고유 주기마다의 Cycle_synch 이벤트(11j)마다 기동되고, 기저 사이클 카운터(120)의 카운트업과 그 값이 단지 0인가를 판정하면 좋다. 또한 송신 관리 테이블에 따라 마스터로부터 슬레이브로 송신되는 지령 데이터에는 다음번의 동기점에서의 마스터의 CYCLE_TIME 레지스터 값을 포함하도록 한다.

한편, 각 슬레이브(2i)에서의 처리는 도 9에 따라 설명한다. 우선, S4000에 서 전회 기저 사이클 중에 마스터(1)로부터의 지령 데이터 수신이 있었는가를 판정한다. 수신이 있으면 S4001에서 수신한 지령 데이터 중에 다음번 동기점으로 되는 CYCLE_TIME 레지스터 값을 추출한다. 다음에 S4002에서 현재의 CYCLE_TIME 레지스터의 cycle_count 값과, 지령 데이터 중의 다음번 동기점 CYCLE_TIME 레지스터의 cycle_count 값의 차이를 취한다. 그리고 S4003에서｛(슬레이브 송신 타이밍 정보(23i) 중의 전체 사이클 수) - (상기의 차이)｝를 (슬레이브 송신 타이밍 정보(23i) 중의 전체 사이클 수)로 나눈 결과의 나머지 값을 구하고 이번 기저 사이클 카운터 값으로서 세팅한다. 예를 들면 수신한 다음번 동기점 CYCLE_TIME 레지스터의 cycle_count 값이 45, 현 CYCLE_TIME 레지스터의 cycle_count 값이 43, 전체 사이클 수가 6일 경우에는,｛6-(45-43)｝÷ 6 = 4 ÷ 6의 나머지 값：4가 되고, 이 값：4를 기저 사이클 카운터에 세팅하게 된다. 수신이 없으면 S4007에서 단지 기저 사이클 카운터(12j)를 카운트업 한다. 다음에 S4004에서 랩어라운드의 판정을 위해 갱신한 기저 사이클 카운터 값이 송신 타이밍 정보(23i) 중의 전체 사이클 수 이상이면, S4005에서 카운트 값을 0으로 다시 세팅한 후, 동기점이므로 S4006에서 필요로 하는 동기점 검출시 처리를 할 수가 있다.

<실시예 4>

동기점 검출처리(14j)의 다른 방법으로 되는 제4 발명을 설명한다. 마스터(1)의 동기점 검출처리(140)는, 동기점 검출 수단은 고유 주기마다의 Cycle_synch 이벤트(11j)마다 기동되고, 기저 사이클 카운터(120)의 카운트업과 그 값이 단지 0인가를 판정하면 좋다. 또한 송신 관리 테이블에 따라 마스터로부터 슬레이브로 송 신되는 지령 데이터에는 그 때의 마스터의 기저 사이클 카운터 값을 포함하도록 한다.

한편, 각 슬레이브(2i)에서의 처리는 도 10에 따라 설명한다. 우선, S5000에서 전회 기저 사이클 중에 마스터(1)로부터의 지령 데이터 수신이 있었는가를 판정한다. 있었으면 상기 지령 데이터에 포함되는 기저 사이클 값＋1의 값을 상기 슬레이브의 기저 사이클 카운터에 세팅한다. 수신이 없으면 S5005에서 단지 기저 사이클 카운터(12j)를 카운트업 한다. 다음에 S5002에서 랩어라운드의 판정을 위해 갱신한 기저 사이클 카운터 값이 송신 타이밍 정보(23i) 중의 전체 사이클 수 이상이면, S5003에서 카운트 값을 0으로 다시 세팅한 후, 동기점이므로 S5004에서 필요로 하는 동기점 검출시 처리를 할 수가 있다.

<실시예 5>

동기점 검출처리(14j)의 다른 방법으로 되는 제5 발명을 도 11에 따라 설명한다. 마스터(1)의 동기점 검출처리(140)는, 동기점 검출 수단은 고유 주기마다의 Cycle_synch 이벤트(11j)마다 기동된다. 우선, S6000에서 CYCLE_TIME 레지스터의 cycle_count 값이 통신 주기에 필요한 기저 사이클의 전체 사이클 수로 나누어서 떨어질 수 있는가를 판정한다. 나누어서 떨어지면 동기점으로 판정하고, S6001에서 기저 사이클 카운터 값을 0으로 세팅하고, S6002에서 필요한 동기점 검출시 처리를 한다. 나누어서 떨어지지 않으면 동기점이 아니라 판정하고, S6003에서 기저 사이클 카운터를 카운트업 한다. 또한 기저 사이클을 카운트업 하는 대신에 CYCLE_TIME 레지스터의 cycle_count 값을 통신 주기에 필요한 기저 사이클의 전체 사이클 수로 나눈 나머지 값을 기저 사이클 카운터에 세팅하여도 좋다.

상기 각 슬레이브에서는 각 슬레이브의 CYCLE_TIME 레지스터 값을 기초로 마스터와 같은 수단으로 동기점을 검출할 수가 있다.

이렇게 하여 도 1에 나타내는 마스터(1)를 컨트롤러(controller)로 하고, 슬레이브(2i)를 컨트롤러에 의해 정해진 주기로 제어되는 기기로 하는 실시간 제어 시스템에 있어서, 마스터/슬레이브 사이의 통신에 IEEE1394를 사용하여 마스터/슬레이브 동기 통신 가능한 실시간 제어 시스템을 구축하는 것이 가능하게 된다. 구체적인 일례로서 마스터가 모션(motion) 컨트롤러, 슬레이브가 서브 드라이브(sub-drive), 인버터 드라이브(inverter drive) 등의 모터 드라이브 장치 등으로 이루어진 모션 컨트롤러 시스템이 있다.

Claims

　 IEEE1394를 베이스로 하는 1대의 마스터와 1대 또는 복수대의 슬레이브에 의해 구성되는 마스터/슬레이브 통신 방식에 있어서,

IEEE1394 통신의 고유 주기를 기저 사이클로 하여 그 정수배로 설정된 통신 주기를 가지고,

상기 마스터, 각 슬레이브는,

상기 통신 주기의 개시 타이밍인 동기점의 검출 수단과,

현 사이클이 상기 동기점으로부터 몇 번째의 기저 사이클인가를 나타내는 기저 사이클 카운터를 가지고,

상기 마스터는,

상기 기저 사이클 카운터 값마다 어느 슬레이브에 대해서 지령 데이터를 송신할지 미리 할당된 송신 관리 테이블을 가지고,

상기 송신 관리 테이블을 기초로 기저 사이클 카운터가 갱신될 때마다 각 슬레이브에 지령 데이터를 송신하고,

상기 각 슬레이브는 상기 기저 사이클 카운터의 미리 할당된 값으로 되면 마스터에 응답 데이터를 송신하는 것을 특징으로 하는 마스터/슬레이브 동기 통신 방식.
제 1항에 있어서,

상기 동기점의 검출 수단으로서,

상기 마스터에서는 임의의 기저 사이클을 동기점으로 정하고,

그에 기초하여 각 슬레이브에 지령 데이터를 송신하고,

상기 각 슬레이브에서는 지령 데이터를 수신했을 때의 기저 사이클 카운터 값과 미리 할당된 지령 데이터를 수신했을 때의 기저 사이클 카운터 값을 기초로 기저 사이클 카운터의 현재 값을 수정하고,

그 카운트 값이 미리 정해진 값이 되었을 때를 동기점으로서 검출하는 것을 특징으로 하는 마스터/슬레이브 동기 통신 방식.
제 1항에 있어서,

상기 동기점의 검출 수단으로서,

상기 마스터에서는 임의의 기저 사이클을 동기점으로 정하고,

그에 기초하여 각 슬레이브에 지령 데이터를 송신할 때에, 상기 지령 데이터 중에 다음번 동기점으로 되는 CYCLE_TIME 레지스터 값을 기입하는 것으로 하고,

상기 각 슬레이브에서는 지령 데이터를 수신했을 때에 상기 지령 데이터 중의 다음번 동기점으로 되는 CYCLE_TIME 레지스터 값과 현재의 자국 CYCLE_TIME 레지스터 값을 기초로 기저 사이클 카운터의 현재 값을 수정하고,

그 카운트 값이 미리 정해진 값이 되었을 때를 동기점으로서 검출하는 것을 특징으로 하는 마스터/슬레이브 동기 통신 방식.
제 1항에 있어서,

상기 동기점의 검출 수단으로서,

상기 마스터에서는 임의의 기저 사이클을 동기점으로 정하고,

기저 사이클 카운터 값을 미리 정해진 값으로 세팅하고,

각 슬레이브에 지령을 송신할 때에 그 때의 기저 사이클 카운터 값을 상기 각 슬레이브에 송신하고,

상기 각 슬레이브에서는 상기 기저 사이클 카운터 값을 자국의 기저 사이클 카운터에 설정하고,

그 카운트 값이 미리 정해진 값이 되었을 때를 동기점으로서 검출하는 것을 특징으로 하는 마스터/슬레이브 동기 통신 방식.
제 1항에 있어서,

상기 동기점의 검출 수단으로서,

상기 마스터에서는 CYCLE_TIME 레지스터 값을 기초로 동기점을 검출하고,

그 때에 기저 사이클 카운터 값을 미리 정해진 값으로 세팅하고,

상기 각 슬레이브에서는 CYCLE_TIME 레지스터 값을 기초로 마스터와 같은 수단으로 동기점을 검출하고,

그 때에 상기 기저 사이클 카운터 값을 미리 정해진 값으로 세팅하는 것을 특징으로 하는 마스터/슬레이브 동기 통신 방식.