KR20120004552A - 통신 관리 장치, 통신 장치 및 통신 방법 - Google Patents

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Abstract

네트워크 내에 토큰 프레임을 순회시켜 통신을 실행하는 통신 시스템에 있어서, 통신 노드가 토큰 프레임을 획득하고 나서 데이터를 송신하기까지 필요한 시간을 종래에 비하여 짧게 할 수 있는 통신 관리 장치를 얻는다. 토큰 순회 순서를 기억하는 토큰 순회 순서 정보 기억부(22)와, 토큰 프레임의 송신권 획득 장치 정보가 자(自)장치인지를 판정하고, 토큰 순회 순서에 있어서 송신권을 획득 가능한 통신 장치의 배열 번호를 나타내는 제1 송신권 획득 판정 정보, 토큰 프레임이 자장치로부터 한번 순회하는 동안에 송신 가능한 프레임수를 나타내는 제2 송신권 획득 판정 정보, 및 토큰 순회 순서로부터 취득한 자장치의 다음 토큰 프레임의 송신처인 송신권 획득 장치 정보를 설정한 토큰 프레임을 송신하는 토큰 프레임 처리부(23)와, 데이터 프레임을 송수신하는 데이터 프레임 통신 처리부(24)를 구비한다.

Description

통신 관리 장치, 통신 장치 및 통신 방법{COMMUNICATION MANAGEMENT DEVICE, COMMUNICATION DEVICE, AND COMMUNICATION METHOD}
본 발명은 이더넷(ethernet, 등록상표)으로 접속된 통신 노드 간에 토큰 프레임을 이용하여 통신을 실행하는 통신 관리 장치, 통신 장치 및 통신 방법에 관한 것이다.
종래, 복수의 통신 노드가 접속된 근거리 통신망에 있어서, 송신권을 나타내는 토큰 프레임을 순회시키는 토큰 패싱 방식을 이용하여, 각 통신 노드로부터의 데이터 송신을 제어하는 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 이 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는, 네트워크 내를 한번 순회하는 동안에 송신 가능한 데이터량인 허용 송신 데이터량을 토큰 프레임으로 설정하고, 토큰 프레임을 획득한 통신 노드에서 송신해야 할 데이터량이 토큰 프레임으로 설정된 허용 송신 데이터량 이하인 경우에, 그 데이터를 송신한 후, 허용 송신 데이터량으로부터 송신한 데이터량을 감산한 것을 새로운 허용 송신 데이터량으로서 설정한 토큰 프레임을 다음 통신 노드에 송신하고 있다. 또, 송신해야 할 데이터량이 허용 송신 데이터량보다도 큰 경우에는, 그 통신 노드는 허용 송신 데이터량을 0으로 설정한 토큰 프레임을 다음 노드에 송신함과 아울러, 허용 송신 데이터량을 0으로 설정한 것을 기억해 둔다. 이 통신 노드 이후의 토큰 순회 순서의 차례를 가지는 통신 노드는, 허용 송신 데이터량이 「0」이므로, 토큰 프레임을 획득하더라도 데이터를 송신할 수 없게 된다. 그 후, 네트워크 내의 관리국은 허용 송신 데이터량이 0으로 설정된 토큰 프레임을 수신하면, 허용 송신 데이터량을 「-1」로 설정한 토큰 프레임을 송신한다. 그리고 전회(前回)에 수신한 토큰 프레임의 허용 송신 데이터량을 「0」으로 한 통신 노드가 허용 송신 데이터량이 「-1」로 설정된 토큰 프레임을 수신하면, 데이터 송신권을 얻어, 허용 송신 데이터량을 초기값으로 설정하여 전회에 송신할 수 없었던 데이터를 송신한다.
[특허 문헌 1] 일본국 특허 제 3487324호 공보
그렇지만, 특허 문헌 1에 기재된 통신 방법에서는, 토큰 프레임을 획득한 통신 노드가 데이터를 송신할 때에, 송신해야 할 데이터량을 계산하고, 추가로 계산한 송신해야 할 데이터량과 토큰 프레임에 포함되는 허용 송신 데이터량을 비교할 필요가 있다. 이 때문에, 토큰 프레임을 획득하고 나서 데이터를 송신하기까지에 시간을 필요로 한다는 문제점이 있었다.
또, 특허 문헌 1에 기재된 방법에서는, 예를 들어 n번째의 토큰 프레임을 수신했지만, 허용 송신 데이터량보다도 송신해야 할 데이터량이 커서 데이터를 송신할 수 없었던 통신 노드는, 다음에 (n＋1)번째의 토큰 프레임을 획득했을 때에 확실히 데이터를 송신할 수 있다. 그러나 n번째의 토큰 프레임의 수신 후, 토큰 프레임이 한번 순회하는 동안에 이 통신 노드에 새로 송신해야 할 데이터가 추가되면, (n＋1)번째의 토큰 프레임 획득시에, n번째의 토큰 프레임을 획득했을 때의 송신해야 할 데이터량과 상기의 추가된 데이터량이 송신되게 된다. 이 때문에, 예를 들어 상기 통신 노드의 하류 측에 위치하는 통신 노드가, n번째의 토큰 프레임 수신시에 송신해야 할 데이터를 유지하고 있으면, 송신해야 할 데이터의 시간 순서에 이상이 생겨 버린다고 하는 문제점도 있었다. 통신 노드 간에서 송신 엔트리된 시간대로 송신할 수 없게 되어 버리게 된다.
본 발명은 상기 문제에 감안하여 이루어진 것으로, 네트워크 내에 토큰 프레임을 순회시켜 통신을 실행하는 통신 시스템에 있어서, 통신 노드가 토큰 프레임을 획득하고 나서 데이터를 송신하기까지에 필요한 시간을 종래에 비교하여 단축할 수 있는 통신 관리 장치, 통신 장치, 및 통신 방법을 얻는 것을 목적으로 한다. 또, 통신 시스템을 구성하는 각 통신 노드에서 송신되는 데이터를, 거의 데이터 생성 순서로 보낼 수 있는 통신 관리 장치, 통신 장치, 및 통신 방법을 얻는 것도 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 통신 관리 장치는 1대의 통신 관리 장치와 1대 이상의 통신 장치가 이더넷(등록상표) 케이블로 접속된 네트워크 내의 데이터 송신을 관리하는 통신 관리 장치로서, 상기 네트워크 내에서의 토큰 프레임을 순회시키는 토큰 순회 순서를 기억하는 토큰 순회 순서 기억 수단과, 수신한 상기 토큰 프레임 내의 다음에 송신권을 획득하는 송신권 획득 장치 정보가 자(自)통신 관리 장치인지를 판정하는 토큰 프레임 수신 수단과, 상기 토큰 순회 순서에 있어서 송신권을 획득 가능한 통신 장치의 배열 번호를 나타내는 제1 송신권 획득 판정 정보, 상기 토큰 프레임이 자통신 관리 장치로부터 한번 순회하는 동안에 송신 가능한 프레임수를 나타내는 제2 송신권 획득 판정 정보, 및 상기 토큰 순회 순서로부터 취득한 상기 통신 관리 장치의 다음 토큰 프레임의 송신처인 송신권 획득 장치 정보를 설정한 상기 토큰 프레임을 송신하는 토큰 프레임 송신 수단과, 다른 통신 노드로부터의 데이터 프레임의 수신 처리를 실시하고, 상기 송신권을 획득하면 데이터를 프레임 단위로 데이터 프레임화 하여 송신하는 데이터 프레임 통신 처리 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 통신 시스템 내의 통신 노드가 데이터를 송신할 때에, 제1 송신권 획득 판정 정보로 데이터를 송신 가능한 통신 노드인지 여부에 대한 제1 판정을 실행하고, 데이터를 송신 가능한 경우에 제2 송신권 획득 판정 정보의 프레임수의 범위 내에서 통신 노드에 데이터를 송신시키도록 했다. 그 결과, 각 통신 노드는 송신 버퍼에 축적된 데이터를 프레임 단위로 데이터를 송신하면 좋기 때문에, 송신 가능한 데이터량을 계산할 필요가 없고, 통신 노드가 토큰 프레임을 획득하고 나서 데이터를 송신하기까지에 필요한 시간을 종래에 비교하여 단축할 수 있다고 하는 효과를 가진다. 또, 송신 엔트리 순서로 송신이 실시되게 되므로, 제어 기기에서 사용되는 피드백 제어가 쉬워진다고 하는 효과도 가진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 통신 시스템의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2a는 마스터국의 기능 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 2b는 슬래이브국의 기능 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 이 실시 형태 1에서 사용되는 토큰 프레임의 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 송신 버퍼에서의 데이터 격납 상태의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5a는 슬래이브국에 있어서의 토큰 프레임 수신시의 송신 처리의 일례를 나타내는 순서도이다(그 1).
도 5b는 슬래이브국에 있어서의 토큰 프레임 수신시의 송신 처리의 일례를 나타내는 순서도이다(그 2).
도 6은 마스터국에 있어서의 토큰 프레임 수신시의 처리의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 7a는 이 실시 형태 1에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 1).
도 7b는 이 실시 형태 1에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 2).
도 7c는 이 실시 형태 1에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 3).
도 7d는 이 실시 형태 1에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 4).
도 7e는 이 실시 형태 1에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 5).
도 7f는 이 실시 형태 1에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 6).
도 7g는 이 실시 형태 1에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 7).
도 7h는 이 실시 형태 1에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 8).
도 7i는 이 실시 형태 1에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 9).
도 8은 마스터국에 의한 토큰 프레임 수신시의 처리의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 9a는 이 실시 형태 2에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 순서의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 1).
도 9b는 이 실시 형태 2에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 순서의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 2).
도 9c는 이 실시 형태 2에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 순서의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 3).
도 9d는 이 실시 형태 2에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 순서의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 4).
도 9e는 이 실시 형태 2에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 순서의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 5).
도 9f는 이 실시 형태 2에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 순서의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 6).
도 9g는 이 실시 형태 2에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 순서의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 7).
도 9h는 이 실시 형태 2에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 순서의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 8).
도 10은 이 실시 형태 3에 의한 마스터국의 기능 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 11은 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 국번과 배열 번호와 우선도의 관계를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 12a는 이 실시 형태 3에 의한 마스터국의 토큰 프레임 처리 순서의 일례를 나타내는 순서도이다(그 1).
도 12b는 이 실시 형태 3에 의한 마스터국의 토큰 프레임 처리 순서의 일례를 나타내는 순서도이다(그 2).
도 13a는 이 실시 형태 3에 의한 토큰 프레임의 송신 처리의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 1).
도 13b는 이 실시 형태 3에 의한 토큰 프레임의 송신 처리의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 2).
도 13c는 이 실시 형태 3에 의한 토큰 프레임의 송신 처리의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 3).
도 13d는 이 실시 형태 3에 의한 토큰 프레임의 송신 처리의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 4).
도 13e는 이 실시 형태 3에 의한 토큰 프레임의 송신 처리의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 5).
도 14는 이 실시 형태 4에서 이용되는 토큰 프레임의 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 통신 관리 장치, 통신 장치, 및 통신 방법의 바람직한 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이러한 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 통신 시스템의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 통신 시스템은 복수의 통신 노드 A ~ C가 스위칭 허브(101)를 통하여 이더넷(등록상표, 이하 동일함)에 의해서 별 모양으로 접속된 동일 세그먼트(segment)의 네트워크에 의해서 구성된다. 통신 노드 A ~ C는 각각 포트를 가지고, 각 통신 노드의 포트 사이는 트위스트 페어 케이블(twisted-pair cable)이나 광 파이버 등의 전이중(全二重) 통신이 가능한 케이블을 통하여 접속된다. 이 예에서는 통신 노드로서, 동일 세그먼트의 네트워크 내에 있어서의 데이터(프레임)의 송수신을 관리하는 관리국인 1대의 마스터국 A와, 마스터국 A에 의한 송신 순서에 기초하여 데이터(프레임)의 송신을 실행하는 2대의 슬래이브국 B, C가 마련되는 경우를 나타내고 있다. 또한, 이 예에서는, 통신 시스템이 별 모양으로 접속되는 통신 노드 A ~ C로 이루어진 경우를 나타내고 있지만, 라인 모양이나 링 모양 등 다른 접속 형태로 접속되는 통신 노드로 이루어진 경우나, 별 모양과 라인 모양의 접속 형태가 혼재한 경우일 수도 있다.
이 실시 형태 1에서는, 각 통신 노드 A ~ C 간이 이더넷으로 접속된 통신 시스템에 있어서, 각 통신 노드 A ~ C가 자유롭게 데이터 송신을 실행하는 것이 아니라, 토큰으로 불리는 데이터 송신권을 얻기 위한 프레임(토큰 프레임)을 통신 시스템 내의 각 통신 노드 A ~ C에 차례로 송신하고, 그 토큰 프레임을 획득한 통신 노드가 다른 통신 노드에 대해서 데이터 송신을 실행할 수 있도록 하고 있다. 여기서, 토큰 프레임의 송신 순서는 예를 들어 이하의 (1)에 제시된 것으로 한다.
마스터국 A→슬래이브국 B→슬래이브국 C→마스터국 A…(1)
이와 같이 통신 시스템은, 물리적인 네트워크 구성에서는 링 구성을 가지지 않지만, 데이터 송신권(토큰 프레임)을 통신 시스템 내의 통신 노드 A ~ C 간에서 차례로 돌도록 하여 링 관리국 X에 송신권이 돌아오도록 함으로써, 송신권을 논리적인 링 구성으로 하여 반복하는 구성으로 되어 있다.
도 2a는 마스터국의 기능 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다. 마스터국은 인접하는 통신 노드(슬래이브국) 또는 스위칭 허브(101)의 사이에 이더넷 케이블을 접속하기 위한 2개의 포트(11-1, 11-2)와, 포트(11-1, 11-2)를 통한 프레임의 송수신 처리나 토큰 프레임의 송신 순서를 확립하는 처리 등을 실행하는 통신 처리부(20)와, 슬래이브국으로부터의 데이터를 이용하여 연산 처리를 실행하는 연산 처리부(30)를 구비한다.
포트(11-1, 11-2)는 제1 포트(11-1)와 제2 포트(11-2)의 2개의 포트로 구성된다. 이러한 2개의 포트(11-1, 11-2) 중 적어도 1개의 포트가 인접하는 슬래이브국의 포트(또는 스위칭 허브(101)를 통한 슬래이브국의 포트)와 접속될 수도 있다.
통신 처리부(20)는 논리 링 구성부(21)와, 토큰 순회 순서 정보 기억부(22)와, 토큰 프레임 처리부(23)와, 데이터 프레임 통신 처리부(24)와, 송신 버퍼(25)와 수신 버퍼(26)를 구비한다.
논리 링 구성부(21)는 마스터국의 전원 온 시에 또는 소정의 시간 마다에, 마스터국과 동일 세그먼트의 네트워크 내에 존재하는 통신 노드(슬래이브국)를 검출하여, 그 접속 관계로부터 데이터 송신권인 토큰 프레임을 흘리는(건네줌) 순서인 토큰 순회 순서 정보를 결정하는 논리 링 구성 처리를 실행한다. 또, 논리 링 구성부(21)는 동일 세그먼트의 네트워크 내에 존재하는 다른 통신 노드(슬래이브국)에 대해서, 그 통신 노드의 다음으로 송신권을 얻는 통신 노드를 포함하는 토큰 순회처 정보를 통지한다. 또한, 이 토큰 순회처 정보는 토큰 순회 순서 정보일 수도 있다.
토큰 순회 순서 정보 기억부(22)는 논리 링 구성부(21)에 의해서 결정된 토큰 순회 순서 정보를 기억한다.
토큰 프레임 처리부(23)는 논리 링 구성부(21)에 의한 논리 링 구성 처리가 종료되면 토큰 프레임을 생성하여, 토큰 순회 순서 정보에 기초하여 토큰 프레임을 송신하는 처리를 실행하고, 또 토큰 프레임을 수신하면 송신권을 획득했는지 판정한다. 도 3은 이 실시 형태 1에서 사용되는 토큰 프레임의 포맷의 일례를 나타내는 도면이다. 토큰 프레임(200)은 이더넷 프레임이며, 행선지 MAC(Media Access Control) 주소(DA, 201)와, 송신원 MAC 주소(SA, 202)와, 이더넷 타입(type, 203)과, 상위층 데이터를 격납하는 데이터(204)와 당해 프레임의 DA(201)에서부터 데이터(204)까지에 격납되어 있는 정보에 에러가 존재하는지 여부의 체크 결과를 격납하는 FCS(Frame Check Sequence, 211)를 가진다.
이 실시 형태 1에서는, 데이터(204)의 일부에 프레임 종별 정보(205)와, 송신권 획득 장치 정보(206)와, 토큰 리피트 카운터(207)와, 송신 허가국값(208)과, 송신 가능 프레임수(209)와, 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)이 격납된다.
프레임 종별 정보(205)에는, 이더넷(ethernet) 프레임의 종류를 나타내는 정보를 격납하고, 이 경우에는 이 프레임이 토큰 프레임인 것을 나타내는 정보가 격납된다. 또, 송신권 획득 장치 정보(206)에는 송신권을 가지는 통신 노드의 MAC 주소가 격납된다. 이 송신권 획득 장치 정보(206)에서의 송신권은, 토큰 프레임을 취득하여 송신권을 획득 가능한 상태에 있다고 하는 의미이며, 실제로 데이터 송신을 실행할 수 있는 권리는 아니다.
토큰 리피트 카운터(207)는 이 토큰 프레임(200)을 수신한 통신 노드의 논리 링에 있어서의 마스터국에서부터 센 배열 번호를 카운트하는 것이고, 청구의 범위의 토큰 순회 번호에 대응한다. 여기에서는, 송신권 획득 장치 정보(206)에서 보여지는 통신 노드가 마스터국을 0번째로 하여, 논리 링 상에서 몇 번째에 위치하는 통신 노드인지를 나타낸다. 예를 들어, 도 1의 구성에서 상기 (1)의 토큰 순회 순서를 가지는 경우에 있어서, 슬래이브국 B는 논리 링 상에서 1번째의 통신 노드이며, 슬래이브국 C는 마찬가지로 2번째의 통신 노드이다.
송신 허가국값(208)은 논리 링 상의 통신 노드 가운데, 최초로 데이터 프레임의 송신이 가능한 통신 노드의 배열 번호를 나타낸다. 이 배열 번호는 토큰 리피트 카운터(207)에서 카운트되는 값과 같다. 또한, 토큰 리피트 카운터(207)와 송신 허가국값(208)은 청구의 범위의 제1 송신권 획득 판정 정보를 구성한다.
송신 가능 프레임수(209)는 토큰 프레임(200)이 마스터국으로부터 송신되고, 한번 순회하는 동안에 송신 가능한 프레임수를 나타낸다. 또, 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)은 송신 가능 프레임수(209)를 「0」으로 한 통신 노드의 배열 번호를 나타낸다. 이 배열 번호는 토큰 리피트 카운터(207)에서 카운트 되는 값과 같다.
여기서, 이와 같은 토큰 프레임(200)을 이용한 경우의 수신 처리와 송신 처리에 대해서 설명한다. 토큰 프레임 처리부(23)는 다른 통신 노드(슬래이브국)로부터 송신된 토큰 프레임(200)을 수신하면, 그 토큰 프레임(200)의 데이터(204) 내의 송신권 획득 장치 정보(206)와 자국의 MAC 주소를 비교한다. 양자가 일치한 경우에는, 데이터를 송신 가능한 상태에 있는 것으로 판정하고, 추가로 데이터(204) 내에 격납되어 있는 정보로부터 자국에서 데이터 프레임의 송신이 가능한 경우에는, 데이터 프레임 통신 처리부(24)에 데이터 프레임의 송신 처리를 실행하도록 지시를 주지만, 데이터 프레임의 송신이 불가능한 경우에는, 송신권을 획득할 수 없었던 것으로 판정한다. 또, 송신권 획득 장치 정보(206)와 자국의 MAC 주소가 일치하지 않는 경우에는 아직 송신권을 얻지 않은 것으로 판정한다. 또한, 어느 경우에도 수신한 토큰 프레임(200)은 수신한 포트가 아닌 다른 포트로 리피트한다. 이상의 토큰 프레임 처리부(23)에 의한 토큰 프레임(200)의 수신 처리는, 청구의 범위의 토큰 프레임 수신 수단에 대응한다.
또, 토큰 프레임 처리부(23)는 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국을 나타내는 토큰 프레임(200)을 수신하면, 송신권 획득 장치 정보(206)과, 토큰 리피트 카운터(207)와, 송신 허가국값(208)과, 송신 가능 프레임수(209)를 설정하여, 브로드캐스트로 송신한다. 여기서, 토큰 리피트 카운터(207)는 「1」로 설정하고, 송신 가능 프레임수(209)는 미리 정해진 소정의 값으로 설정하고, 송신권 획득 장치 정보(206)는 토큰 순회 순서 정보에 기초하여 자국의 다음에 송신권을 얻는 슬래이브국(의 MAC 주소)을 설정한다.
또, 토큰 프레임 수신시의 송신 가능 프레임수(209)가 「0」이 아닌 경우에는, 송신 허가국값(208)은 논리 링에 있어서의 자국의 배열 순서인 「0」을 설정하고, 토큰 프레임 수신시의 송신 가능 프레임수(209)가 「0」인 경우에는, 수신한 시점의 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)에 격납되어 있는 값을 송신 허가국값(208)으로 설정한다. 이상의 토큰 프레임 처리부(23)에 의한 토큰 프레임(200)의 송신 처리는, 청구의 범위의 토큰 프레임 송신 수단에 대응한다.
데이터 프레임 통신 처리부(24)는 데이터 프레임의 송수신 처리를 실행한다. 구체적으로는, 송신권을 획득한 경우에, 송신 버퍼(25)에 축적된 데이터를 데이터 프레임화 하여 슬래이브국에 송신하거나, 슬래이브국으로부터 수신 버퍼(26)에 축적된 데이터 프레임을 수신 처리하거나, 슬래이브국이 다른 슬래이브국에 보낸 데이터 프레임을 전송(리피트)하는 기능도 가진다.
송신 버퍼(25)는 연산 처리부(30)에 의해서 연산되고, 데이터 프레임 통신 처리부(24)에서 다른 통신 노드에 대해서 송신되는 데이터 프레임을 일시적으로 기억한다. 이 송신 버퍼(25)에 기억된 순서로 데이터 프레임은 송신된다.
수신 버퍼(26)는 포트(11-1, 11-2)에서 수신되는 다른 통신 노드로부터의 데이터 프레임을 일시적으로 기억한다. 이 수신 버퍼(26)는 프레임 단위로 수신한 데이터 프레임을 기억하고, 소정 수의 프레임 밖에 기억할 수 없는 것으로 한다.
연산 처리부(30)는 소정 주기로, 데이터 프레임 통신 처리부(24)에 의해서 수신 처리된 다른 통신 노드로부터의 데이터를 이용하여, 그 외의 통신 노드를 제어하기 위한 정보 등을 생성하는 소정 연산을 실행한다. 연산 처리 결과는 데이터 프레임 통신 처리부(24)를 통하여 다른 통신 노드에 대해서 송신된다.
도 2b는 슬래이브국의 기능 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다. 슬래이브국은 인접하는 통신 노드(링 관리국, 슬래이브국) 또는 스위칭 허브(101)의 사이에 이더넷 케이블을 접속하기 위한 2개의 포트(51-1, 51-2)와, 포트(51-1, 51-2)를 통하여 프레임의 송수신 처리를 실행하는 통신 처리부(60)를 구비한다.
포트(51-1, 51-2)는 마스터국과 마찬가지로, 제1 포트(51-1)와 제2 포트(51-2)의 2개의 포트로 구성된다. 이러한 2개의 포트(51-1, 51-2) 중 적어도 1개의 포트가 통신 노드와 접속될 수 있다.
통신 처리부(60)는 토큰 순회처 정보 기억부(61)와, 토큰 프레임 처리부(62)와, 데이터 프레임 통신 처리부(63)와, 송신 버퍼(64)와, 수신 버퍼(65)를 구비한다.
토큰 순회처 정보 기억부(61)는 마스터국으로부터 통지된 토큰 순회처 정보를 기억한다. 여기에서는, 자(自) 슬래이브국의 다음에 송신권을 얻는 통신 노드의 MAC 주소만이 토큰 순회처 정보로서 격납되어 있는 것으로 한다.
토큰 프레임 처리부(62)는 다른 통신 노드로부터 송신된 토큰 프레임(200)을 수신하면, 그 토큰 프레임(200)의 데이터(204) 내의 송신권 획득 장치 정보(206)와 자국(슬래이브국)의 MAC 주소를 비교한다. 양자가 일치한 경우에는, 송신 가능한 상태에 있는 것으로 판정하고, 수신한 토큰 프레임(200)의 토큰 리피트 카운터(207)의 값과 송신 허가국값(208)의 값을 비교하고, 토큰 리피트 카운터(207)≥송신 허가국값(208)인 경우에는, 송신 가능 프레임수(209)의 범위 내에서 데이터 프레임의 송신권을 얻은 것으로 판정한다. 단, 송신 가능 프레임수(209)가 「0」인 경우에는, 데이터 프레임을 송신할 수 없다. 한편, 토큰 리피트 카운터(207)＜송신 허가국값(208)인 경우에는, 데이터 프레임의 송신권을 얻을 수 없었던 것으로 판정한다. 또, 송신권 획득 장치 정보(206)와 자국의 MAC 주소가 일치하지 않는 경우에는, 아직 송신 가능한 상태가 아닌 것으로 판정한다. 이상의 토큰 프레임 처리부(62)에 있어서의 토큰 프레임을 수신하는 처리는, 청구의 범위의 토큰 프레임 수신 수단에 대응한다.
또, 토큰 프레임 처리부(62)는 수신한 토큰 프레임(200)에 대해서, 송신권 획득 장치 정보(206), 토큰 리피트 카운터(207), 및 송신 가능 프레임수(209)와, 필요한 경우에는 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)을 설정하고, 브로드캐스트 송신한다.
구체적으로는, 토큰 프레임(200)에 격납되어 있는 토큰 리피트 카운터(207)를 1인크리먼트(increment) 한 것을 설정하고, 송신권 획득 장치 정보(206)로서 토큰 순회처 정보에 설정되어 있는 통신 노드의 MAC 주소를 설정한다.
또, 데이터 프레임을 송신한 경우에는, 토큰 프레임 수신시의 송신 가능 프레임수(209) - 송신한 데이터 프레임수를 새로운 송신 가능 프레임수(209)로 설정한다. 이에 더하여, 새로운 송신 가능 프레임수(209)가 「0」이 된 경우에는, 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)으로서, 수신시의 토큰 프레임(200)의 토큰 리피트 카운터(207)의 값을 설정한다. 이상의 토큰 프레임 처리부(62)에 있어서의 토큰 프레임을 송신하는 처리는, 청구의 범위의 토큰 프레임 송신 수단에 대응한다.
데이터 프레임 통신 처리부(63)는 데이터 송신권을 얻은 경우에, 송신 가능 프레임수(209)로 규정되는 범위 내에서 데이터 프레임의 송수신 처리를 실행한다. 예를 들어, FA 네트워크에 있어서는, 마스터국으로부터 송신되는 슬래이브국으로 설정되는 데이터를 수신하거나, 마스터국에 대해서 연산 처리에 사용되는 데이터를 송신한다. 또, 슬래이브국으로부터 송신된 데이터 프레임을 수신하거나, 슬래이브국이 다른 슬래이브국에 보낸 데이터 프레임을 전송(리피트)하는 기능도 가진다.
또, 데이터 프레임 통신 처리부(63)는 송신 가능 프레임수가 자국에서 「0」이 되어 버려서 송신할 수 없었던 데이터(프레임)와 토큰 프레임(200)을 획득했지만 송신 가능 프레임수가「0」이여서 송신할 수 없었던 데이터(프레임)를, 토큰 프레임(200)을 해방한 후에 송신 버퍼(64)에 축적되는 데이터와 구별하는 처리를 실행한다. 이 처리에 대해서는 후술한다.
송신 버퍼(64)는 슬래이브국의 도시하지 않은 응용 계층으로부터 데이터 링크층에 엔트리된 데이터를, 데이터 프레임 통신 처리부(63)에 의해서 송신될 때까지 일시적으로 기억한다. 또, 수신 버퍼(65)는 포트(51-1, 51-2)에서 수신한 데이터를, 데이터 프레임 통신 처리부(63)에 의해서 수신 처리될 때까지 일시적으로 기억한다.
도 4는 송신 버퍼에서의 데이터 격납 상태의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 송신 버퍼에서는 다른 통신 노드(주로, 마스터국)에 송신되어야 할 데이터가, 송신 대기 프레임으로서 시계열로 축적된다. 또, 송신권을 획득했지만 송신할 수 없었던 데이터(프레임)를 구별하기 위한 정보가, 각각의 송신 대기 프레임에 대해서 기억된다. 이 실시 형태 1에서는, 자국에서 송신 가능 프레임수(209)가 「0」으로 된 경우에, 송신할 수 없었던 데이터(프레임)를 식별하는 송신 가능 프레임수「0」설정시의 미송신 프레임 정보와, 송신권이 자국으로 설정된 토큰 프레임을 획득했지만, 송신권을 얻지 못하고(즉, 송신 가능 프레임수(209)가 「0」임) 송신할 수 없었던 데이터(프레임)를 식별하는 전회 토큰 수신시의 미송신 프레임 정보를 가진다. 또한, 이러한 송신 가능 프레임수「0」설정시의 미송신 프레임 정보와 전회 토큰 수신시의 미송신 프레임 정보는, 청구의 범위의 전회 미송신 데이터 식별 정보에 대응한다.
다음으로, 토큰 프레임 수신시의 처리에 대해서, 슬래이브국, 마스터국의 순서로 설명한다. 도 5a ~ 도 5b는 슬래이브국에 있어서의 토큰 프레임 수신시의 송신 처리의 일례를 나타내는 순서도이다.
우선, 토큰 프레임(200)을 수신하면(스텝 S11), 토큰 프레임 처리부(62)는 그 토큰 프레임(200)의 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국인지 여부를 판정한다(스텝 S12). 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국이 아닌 경우(스텝 S12에서 No인 경우)에는, 토큰 프레임을 전송하고(스텝 S13) 처리가 종료된다.
또, 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국인 경우(스텝 S12에서 Yes인 경우)에는, 수신한 토큰 프레임(200)의 토큰 리피트 카운터(207)의 값이 송신 허가국값(208) 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S14). 토큰 리피트 카운터(207)의 값이 송신 허가국값(208) 이상인 경우(스텝 S14에서 Yes인 경우)에는, 추가로 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수(209)가 「0」보다 큰지를 판정한다(스텝 S15).
송신 가능 프레임수(209)가 「0」보다도 큰 경우(스텝 S15에서 Yes인 경우)에는, 슬래이브국은 송신권을 획득한 것이라고 인식한다. 그리고 토큰 프레임(200)을 수신한 시점에 있어서의 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 프레임수(이하, 송신 대기 프레임수라고 함)가 송신 가능 프레임수 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S16). 송신 대기 프레임수가 송신 가능 프레임수 이하인 경우(스텝 S16에서 Yes인 경우)에는, 추가로 송신 버퍼(64) 내에, 송신 가능 프레임수「0」설정시의 미송신 프레임 또는 전회 토큰 수신시의 미송신 프레임이 존재하는지 판정한다(스텝 S17).
송신 버퍼(64) 내에, 송신 가능 프레임수「0」설정시의 미송신 프레임 또는 전회 토큰 수신시의 미송신 프레임이 존재하지 않는 경우(스텝 S17에서 No인 경우)에는, 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 모든 프레임의 송신 처리를 실행한다(스텝 S21). 또, 송신 버퍼(64) 내에, 송신 가능 프레임수「0」설정시의 미송신 프레임 또는 전회 토큰 수신시의 미송신 프레임이 존재하는 경우(스텝 S17에서 Yes인 경우)에는, 데이터 프레임 통신 처리부(63)는 송신 가능 프레임수「0」설정시의 미송신 프레임 또는 전회 토큰 수신시의 미송신 프레임만을 송신한다(스텝 S22).
그 후, 토큰 프레임 처리부(62)는 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수(209)에, (토큰 프레임(200) 수신시의 송신 가능 프레임수(209))-(스텝 S21 또는 S22에서 송신한 프레임수)를 설정한다(스텝 S23). 그 다음에, 토큰 프레임(200)에 설정한 새로운 송신 가능 프레임수(209)가 「0」인지 여부를 판정한다(스텝 S24).
설정한 송신 가능 프레임수(209)가 「0」이 아닌 경우(스텝 S24에서 No인 경우)에는, 토큰 프레임(200)의 토큰 리피트 카운터(207)의 값을 1 인크리먼트하고(스텝 S41), 송신권 획득 장치 정보(206)에 토큰 순회처 정보 기억부(61)에 기억되어 있는 토큰 순회처 정보를 설정한다(스텝 S42). 그리고 이상과 같이 데이터(204) 내의 각 항목에 설정을 실행한 토큰 프레임(200)을 송신하고(스텝 S43), 처리를 종료한다.
또, 스텝 S23에서 설정한 송신 가능 프레임수(209)가 0인 경우(스텝 S24에서 Yes인 경우)에는, 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)에, 토큰 프레임(200) 수신시의 토큰 리피트 카운터(207)의 값을 설정한다(스텝 S34). 그 후는, 상술한 스텝 S41 이후의 처리가 행해진다.
한편, 스텝 S16에서 송신 대기 프레임수가 송신 가능 프레임수(209) 보다도 큰 경우(스텝 S16에서 No인 경우)에는, 데이터 프레임 통신 처리부(63)는 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 프레임 중 먼저 격납된 프레임 순서대로 송신 가능 프레임수(209)의 프레임을 송신한다(스텝 S31). 이때, 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 프레임 중 송신되지 않은 프레임에는, 송신 가능 프레임 「0」설정시의 미송신 프레임인 것을 식별하는 플래그를 첨부한다(스텝 S32). 또, 토큰 프레임 처리부(62)는 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수(209)에 「0」, 즉 (토큰 프레임(200) 수신시의 송신 가능 프레임수(209))-(스텝 S31에서 송신한 프레임수)를 설정하고(스텝 S33), 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수(209)를 「0」으로 설정한다. 그 후는, 상술한 스텝 S34 이후의 처리가 실행된다.
또, 스텝 S15에서, 송신 가능 프레임수(209)가 「0」인 경우(스텝 S15에서 No인 경우)에는, 토큰 프레임 처리부(62)는 송신권을 얻을 수 없었던 것이라고 인식한다. 그리고 데이터 프레임 통신 처리부(63)는 토큰 프레임(200)을 수신한 시점에서 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 프레임에는, 전회 토큰 수신시의 미송신 프레임인 것을 식별하는 플래그를 첨부한다(스텝 S25). 그 후는, 상술한 스텝 S41 이후의 처리가 실행된다.
이에 더하여, 스텝 S14에서, 토큰 리피트 카운터(207)의 값이 송신 허가국값(208) 보다도 작은 경우(스텝 S14에서 No인 경우)에는, 슬래이브국의 토큰 프레임 처리부(62)는 송신권을 얻을 수 없었던 것이라고 인식하고, 상술한 스텝 S41 이후의 처리가 실행된다. 이상과 같이 하여, 슬래이브국에 의한 토큰 프레임의 처리가 실행된다.
또한, 스텝 S34 ~ S42의 처리는, 토큰 프레임(200)의 데이터(204) 내의 정보의 설정 처리이므로, 설정 순서는 여기에 제시된 것으로 한정되는 것은 아니다.
도 6은 마스터국에 있어서의 토큰 프레임 수신시의 처리의 일례를 나타내는 순서도이다. 우선, 토큰 프레임 처리부(23)는 토큰 프레임(200)을 수신하면(스텝 S71), 그 토큰 프레임(200)의 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국인지 여부를 판정한다(스텝 S72). 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국이 아닌 경우(스텝 S72에서 No인 경우)에는, 토큰 프레임(200)을 전송하고(스텝 S73) 처리가 종료된다.
또, 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국인 경우(스텝 S72에서 Yes인 경우)에는, 수신한 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수(209)가 「0」인지 여부를 확인한다(스텝 S74). 송신 가능 프레임수가「0」이 아닌 경우(스텝 S74에서 No인 경우)에는, 마스터국의 토큰 프레임 처리부(23)는 데이터 프레임을 송신할 수 없는 통신 노드(슬래이브국)가 존재하지 않았다고 인식하고, 다음 토큰 프레임(200)의 순회시에도 토큰 순회 순서 정보에 따라서 통신 노드에 순서대로 송신권을 주도록 토큰 프레임(200)의 설정 처리를 실행한다. 즉, 데이터 프레임 통신 처리부(24)에서 송신 버퍼(25) 내의 프레임을 미리 설정된 송신 가능 프레임수의 범위 내에서 송신한 후(스텝 S75), 토큰 프레임 처리부(23)는 미리 설정된 송신 가능 프레임수에서 스텝 S75에서 송신한 프레임수를 뺀 값을, 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수(209)로 설정하고(스텝 S76), 토큰 리피트 카운터(207)의 값을 「1」로 설정하고(스텝 S77), 송신 허가국값(208)을 「0」으로 설정한다(스텝 S78).
한편, 스텝 S74에서 송신 가능 프레임수(209)가 「0」인 경우(스텝 S74에서 Yes인 경우)에는, 마스터국의 토큰 프레임 처리부(23)는 이 토큰 프레임(200)이 한번 순회하는 동안에, 데이터 프레임을 송신할 수 없었던 통신 노드(슬래이브국)가 존재하는 것을 인식하고, 다음 토큰 프레임(200)의 순회에서는, 데이터 프레임을 송신할 수 없었던 통신 노드(슬래이브국)로부터 데이터 프레임의 송신을 할 수 있도록 토큰 프레임(200)의 설정 처리를 실행한다. 즉, 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수(209)를 미리 설정된 값으로 설정하고(스텝 S81), 토큰 리피트 카운터(207)의 값을 「1」으로 설정하며(스텝 S82), 또한 송신 허가국값(208)에, 토큰 프레임(200) 수신시의 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)의 값을 설정한다(스텝 S83).
그 후 또는 스텝 S78의 후, 토큰 프레임(200)의 송신권 획득 장치 정보(206)에, 토큰 순회 순서 정보 기억부(22)에 있는 토큰 순회 순서 정보로부터 취득한 자국의 다음에 송신권을 얻는 슬래이브국을 설정한다(스텝 S91). 그리고 이상에 의해 설정된 토큰 프레임을 송신하고(스텝 S92), 처리가 종료된다.
또한, 스텝 S76 ~ S78, S91의 처리는 토큰 프레임(200)의 데이터(204) 내의 정보의 설정 처리이므로, 여기에 제시된 차례가 아닐 수도 있다. 또, 스텝 S81 ~ S83, S91의 처리에 대해서도 마찬가지이다.
다음으로, 이와 같은 통신 시스템에 있어서의 토큰 프레임을 이용한 통신 방법에 대해서 구체적인 예를 들어 설명한다. 도 7a ~ 도 7i는 이 실시 형태 1에 의한 토큰을 이용한 통신 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 여기에서는, 마스터국 A가 이미 논리 링의 구성 처리를 실시해서, 상기 (1)에 도시된 토큰 순회 순서를 결정하여, 자국이 최초로 송신권을 획득한 것으로 한다. 도 7a은 마스터국 A가 송신권을 획득한 시점의 통신 시스템 상태를 나타내고 있다. 이 상태에 있어서, 마스터국 A에서는 예를 들어, 응용 계층으로부터 데이터 링크층에, 프레임 F1 ~ F5가 다른 슬래이브국 B, C에 송신되도록 엔트리되고, 이러한 프레임 F1 ~ F5는 송신 버퍼(25)에 송신 대기 프레임으로서 순서대로 격납된다. 또, 슬래이브국 B에서는, 응용 계층으로부터 데이터 링크층에, 프레임 F6 ~ F7이 다른 통신 노드에 송신되도록 엔트리되고, 이러한 프레임 F6 ~ F7은 송신 버퍼에 송신 대기 프레임으로서 순서대로 격납된다. 또한, 슬래이브국 C에서는, 응용 계층으로부터 데이터 링크층에, 프레임 F8이 다른 통신 노드에 송신되도록 엔트리되고, 이 프레임 F8은 송신 버퍼에 송신 대기 프레임으로서 격납된다.
그 후, 도 7b에 도시된 바와 같이, 마스터국 A의 토큰 프레임 처리부(23)는 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수를 미리 통신 시스템 내에서 설정된 값(여기에서는 「6」이라고 함)으로 설정한다. 또, 마스터국 A의 데이터 프레임 통신 처리부(24)는 송신 버퍼(25)에 격납되어 있는 송신 대기 프레임 가운데, 토큰 프레임(200)에 설정되어 있는 송신 가능 프레임수의 범위 내에서, 송신 버퍼(25)에 격납된 순서(오래된 순서)대로 송신한다. 여기에서는, 송신 버퍼(25)에 격납되어 있는 송신 대기 프레임 F1 ~ F5의 수는 「5」이고, 토큰 프레임(200)에 설정되어 있는 송신 가능 프레임수는 「6」이므로, 프레임 F1 ~ F5 전체를 송신한다. 이것에 의해서, 이 토큰 프레임(200)이 한번 순회하는 동안에 송신 가능한 프레임수는 「1(=6-5)」이 된다. 그 후, 마스터국 A의 토큰 프레임 처리부(23)는 송신 가능 프레임수를 「1」로 설정하고, 토큰 리피트 카운터를 「1」로 하고, 또한 송신 허가국값을 자국을 나타내는 「0」으로 설정하고, 송신권 획득 장치 정보에 슬래이브국 B를 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다. 또한, 송신한 프레임 F1 ~ F5는 송신 버퍼(25)에서 소거된다.
그 다음으로, 슬래이브국 B가, 송신권 획득 장치 정보가 자국으로 설정된 토큰 프레임(200)을 수신하면, 토큰 프레임(200) 내의 토큰 리피트 카운터의 값과 송신 허가국값을 비교하여, 자국이 데이터 송신 가능한지 여부를 판정한다. 여기에서는, 토큰 리피트 카운터 「1」＞ 송신 허가국값 「0」이므로, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수의 범위에서 데이터를 송신할 권리를 얻은 것을 인식한다.
그 후, 도 7c에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 B의 데이터 프레임 통신 처리부(63)는 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 송신 대기 프레임 가운데, 토큰 프레임(200)에 설정되어 있는 송신 가능 프레임수의 범위 내에서, 송신 버퍼(64)에 격납된 순서(오래된 순서)대로 송신한다. 여기에서는, 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 송신 대기 프레임 F6 ~ F7의 수는 「2」이고, 토큰 프레임(200)에 설정되어 있는 송신 가능 프레임수는 「1」이므로, 프레임 F6만을 송신한다. 이것에 의해서, 이 토큰 프레임(200)이 마스터국 A로 돌아올 때까지의 동안에 송신 가능한 프레임수는 「0(=1-1)」이 된다. 그 후, 슬래이브국 B의 토큰 프레임 처리부(62)는 송신 가능 프레임수를 「0」으로 설정하고, 송신 가능 프레임수「0」설정국을 자국의 논리 링 상에서의 배열 번호인 「1」로 설정하고, 토큰 리피트 카운터(207)를 1 인크리먼트하여「2」로 하고, 송신권 획득 장치 정보로서 토큰 순회처 정보 기억부(61)에 기억되어 있는 슬래이브국 C를 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다. 또한, 여기서, 송신 가능 프레임수「0」설정국에 설정되는 값은, 슬래이브국 B가 토큰 프레임(200)을 수신했을 때의 토큰 리피트 카운터에 설정되어 있는 값이고, 논리 링 상의 마스터국 A로부터 센 배열 번호이다.
또, 슬래이브국 B의 데이터 프레임 통신 처리부(63)는 이번 송신권의 획득시에 송신할 수 없었던 송신 버퍼(64)에 있는 프레임 F7를, 송신 가능 프레임수「0」시의 미송신 프레임으로서 기억한다. 이것은 송신 버퍼(64)에, 예를 들어 송신 가능 프레임수「0」설정시의 미송신 프레임이라는 항목을 설정하고, 이 항목에 플래그를 설정함으로써 실행할 수 있지만, 도면에서는 설명을 알기 쉽게 하기 위해서, 「송신 가능 프레임수「0」설정시의 미송신 프레임」이라고 하는 항목을 마련하여, 이 항목에도 송신 버퍼(64)에 있는 송신되지 않은 프레임 F7를 기억하도록 그리고 있다. 또한, 송신된 프레임 F6는 소거된다.
그 다음에, 슬래이브국 C의 토큰 프레임 처리부(62)는 송신권 획득 장치 정보가 자국으로 설정되어 있는 토큰 프레임(200)을 수신하여, 토큰 프레임(200) 내의 토큰 리피트 카운터의 값과 송신 허가국값을 비교하고, 자국이 데이터 송신 가능한지 여부를 판정한다. 여기에서는, 토큰 리피트 카운터 「2」＞ 송신 허가국값 「0」이므로, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수의 범위에서 데이터를 송신할 권리를 얻은 것을 인식한다.
그 후, 도 7d에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 C는 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 송신 대기 프레임 가운데, 토큰 프레임(200)에 설정되어 있는 송신 가능 프레임수의 범위 내에서, 송신 버퍼(64)에 격납된 순서(오래된 순서)대로 송신하도록 하지만, 여기에서는 토큰 프레임(200)에 설정되어 있는 송신 가능 프레임수는 「0」이므로, 송신 버퍼(64) 내의 프레임 F8를 송신할 수 없다. 이에, 슬래이브국 C의 토큰 프레임 처리부(62)는 토큰 리피트 카운터를 1 인크리먼트하여 「3」으로 하고, 다음 송신권 획득 장치 정보로서 토큰 순회처 정보 기억부(61)에 기억되어 있는 마스터국 A를 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다. 또한, 이 토큰 프레임(200)에서는 송신 가능 프레임수는 「0」을 유지하고, 송신 가능 프레임수「0」설정국도 「1」을 유지한다.
이때, 슬래이브국 C의 데이터 프레임 통신 처리부(63)는 이번 송신권의 획득시에 송신할 수 없었던 송신 버퍼(64)에 있는 프레임 F8을, 전회 토큰 수신시의 미송신 프레임으로서 기억한다. 이것은 송신 버퍼(64)에, 예를 들어 전회 토큰 수신시의 미송신 프레임이라는 항목을 설정하고, 이 항목에 플래그를 설정함으로써 실행할 수 있지만, 도면에서는 설명을 알기 쉽게 하기 위해서, 「전회 토큰 수신시의 미송신 프레임」이라고 하는 항목을 마련하고, 이 항목에도 송신 버퍼(64)에 있는 송신되지 않은 프레임 F8를 기억하도록 그리고 있다.
그 후 도 7e에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 C가 송신권 획득 장치 정보를 마스터국 A로 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한 직후 상태에 있어서, 각 통신 노드가 새로운 송신해야 할 데이터를 취득하고 있는 것으로 한다. 즉, 마스터국 A에서는, 예를 들어 응용 계층으로부터 데이터 링크층에 프레임 F9 ~ F10가 다른 슬래이브국에 송신되도록 엔트리되고, 이러한 프레임 F9 ~ F10은 송신 버퍼(25)에 송신 대기 프레임으로서 순서대로 격납된다. 또, 슬래이브국 B에서는 응용 계층으로부터 데이터 링크층에 프레임 F11 ~ F14가 다른 통신 노드에 송신되도록 엔트리되고, 이러한 프레임 F11 ~ F14는 송신 버퍼(64)에 송신 대기 프레임으로서 순서대로 격납된다. 또한 슬래이브국 C에서는, 응용 계층으로부터 데이터 링크층에 프레임 F15가 다른 통신 노드에 송신되도록 엔트리되고, 이 프레임 F15는 송신 버퍼(64)에 송신 대기 프레임으로서 격납된다.
그 다음에, 도 7f에 도시된 바와 같이, 마스터국 A의 토큰 프레임 처리부(23)는 송신권 획득 장치 정보가 자국으로 설정된 토큰 프레임(200)을 수신하면, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수를 확인한다. 여기에서는, 송신 가능 프레임수가「0」이기 때문에, 논리 링에 있는 통신 노드 중에 송신권을 얻었지만 프레임을 송신할 수 없었던, 즉 송신권을 얻을 수 없었던 통신 노드가 존재한다고 판단한다. 그 결과, 마스터국 A의 데이터 프레임 통신 처리부(24)는 송신 버퍼(25)에 격납된 프레임 F9 ~ F10의 송신 처리를 실행하지 않는다. 그리고 수신한 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수에 미리 설정된 값 「6」을 설정하고, 송신 허가국값에 수신한 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수「0」설정국의 값인 「1」을 설정하고, 토큰 리피트 카운터(207)를 「1」로 재설정하여, 송신권 획득 장치 정보(206)로서 슬래이브국 B를 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다.
그 다음에, 슬래이브국 B가 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국으로 설정된 토큰 프레임(200)을 수신하면, 토큰 프레임(200) 내의 토큰 리피트 카운터(207)의 값과 송신 허가국값(208)을 비교하여, 자국이 데이터 송신 가능한지 여부를 판정한다. 여기에서는, 토큰 리피트 카운터(207)의 값 「1」=송신 허가국값(208) 「1」인, 즉 토큰 리피트 카운터 ≥ 송신 허가국값이므로, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수의 범위에서 데이터를 송신할 권리를 얻은 것을 인식한다.
그 후, 도 7g에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 B의 데이터 프레임 통신 처리부(24)는 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 미송신 프레임 가운데, 「송신 가능 프레임수「0」설정시의 미송신 프레임」이 존재하는 것을 식별한다. 그리고 이 「송신 가능 프레임수「0」설정시의 미송신 프레임」 가운데, 토큰 프레임(200)에 설정되어 있는 송신 가능 프레임수의 범위 내에서, 송신 버퍼(64)에 격납된 순서(오래된 순서)대로 송신한다. 여기에서는, 송신 버퍼(64)에는 프레임 F7, F11 ~ 14가 격납되어 있지만, 「송신 가능 프레임수「0」설정시의 미송신 프레임」은 프레임 F7이므로, 프레임 F7만을 송신한다. 이것에 의해서, 이 토큰 프레임(200)이 마스터국 A로 돌아올 때까지의 동안에 송신 가능한 프레임수는 「5(=6-1)」가 된다. 그 후, 슬래이브국 B의 토큰 프레임 처리부(62)는 송신 가능 프레임수에 「5」를 설정하고, 토큰 리피트 카운터를 1 인크리먼트하여 「2」로 하고, 송신권 획득 장치 정보에 슬래이브국 C를 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다. 또, 슬래이브국 B는 이번 송신권의 획득시에 송신할 수 없었던 프레임 F11 ~ F14를, 「전회 토큰 수신시의 미송신 프레임」으로서 기억한다. 또한, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수「0」설정국은 변경하지 않고, 수신한 토큰 프레임(200)에 설정되어 있는 그대로의 값으로 한다. 또, 송신된 프레임 F7은 송신 버퍼(64)에서 소거된다.
그 다음에, 슬래이브국 C는 송신권 획득 장치 정보가 자국으로 설정되어 있는 토큰 프레임(200)을 수신하고, 토큰 프레임(200) 내의 토큰 리피트 카운터의 값과 송신 허가국값을 비교하고, 자국이 데이터 송신 가능한지 여부를 판정한다. 여기에서는, 토큰 리피트 카운터 「2」＞ 송신 허가국값 「1」이므로, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수의 범위에서 데이터를 송신할 권리를 얻은 것을 인식한다.
그 후, 도 7h에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 C는 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 송신 대기 프레임 가운데, 「전회 토큰 수신시의 미송신 프레임」이 존재하는 것을 식별한다. 그리고 데이터 프레임 통신 처리부(24)는 이 「전회 토큰 수신시의 미송신 프레임」 가운데, 토큰 프레임(200)으로 설정되어 있는 송신 가능 프레임수의 범위 내에서, 송신 버퍼(64)에 격납된 순서(오래된 순서)대로 송신한다. 여기에서는, 송신 버퍼(64)에는 프레임 F8, F15가 격납되어 있지만,「전회 토큰 수신시의 미송신 프레임」은 프레임 F8이므로, 프레임 F8만이 송신된다. 이것 에 의해서, 이 토큰 프레임(200)이 마스터국 A로 돌아올 때까지의 동안에 송신 가능한 프레임수는 「4(=5-1)」가 된다. 그 후, 슬래이브국 C의 토큰 프레임 처리부(62)는 송신 가능 프레임수를 「4」로 설정하고, 토큰 리피트 카운터를 1 인크리먼트하여 「3」으로 하고, 송신권 획득 장치 정보에 마스터국 A를 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다. 또, 슬래이브국 C의 데이터 프레임 통신 처리부(24)는 이번 송신권의 획득시에 송신할 수 없었던 송신 버퍼(64)에 있는 프레임 F15를, 전회 토큰 수신시의 미송신 프레임으로서 기억한다. 또한, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수「0」설정국은 변경하지 않고, 수신한 토큰 프레임(200)에 설정되어 있는 그대로의 값으로 한다. 또, 송신된 프레임 F8은 송신 버퍼(64)에서 소거된다.
그 다음에, 마스터국 A의 토큰 프레임 처리부(23)가, 송신권 획득 장치 정보가 자국으로 설정된 토큰 프레임(200)을 수신하면, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수를 확인한다. 여기에서는, 송신 가능 프레임수가 「4」이기 때문에, 논리 링에 있는 모든 통신 노드가 프레임을 송신할 수 있었다고 판단한다.
그 후, 도 7i에 도시된 것처럼, 마스터국 A의 데이터 프레임 통신 처리부(24)는 송신 버퍼(25)에 격납된 프레임 F9 ~ F10의 송신 처리를 실행한다. 그 후, 토큰 프레임 처리부(23)는 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수에, 송신 가능 프레임 수로서 미리 설정된 값 「6」으로부터 송신한 프레임수 「2」를 뺀 「4」를 설정하고, 송신 허가국값에 자국을 나타내는 「0」을 설정하고, 토큰 리피트 카운터를 「1」으로 재설정하고, 송신권 획득 장치 정보에 슬래이브국 B를 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다. 또한, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수「0」설정국의 값은 변경하지 않고 그대로여도 좋고, 소거해도 괜찮다. 그 후는, 상기한 처리가 반복하여 실행되어, 각 통신 노드에서 송신해야 할 프레임이 송신된다.
이 실시 형태 1에 의하면, 각 통신 노드에서 송신 대기 상태에 있는 데이터를, 프레임을 단위로 하여 송신 가능한지 여부를 판정하도록 했으므로, 종래와 같이 송신 대기 상태에 있는 데이터량을 계산할 필요가 없다. 그 결과, 토큰 프레임(200)을 수신하고 나서 데이터를 송신할 때까지의 동안에 시간을 단축할 수 있다. 또, 프레임을 단위로 한 송신을 실시하도록 했으므로, 종래와 같이 데이터량으로 송신 가능한지 여부를 판단하는 경우에서는, 어느 통신 노드에서 송신해야 할 데이터량이 통신 시스템 내에서 송신 가능한 데이터량을 초과하고 있는 경우에는, 그 송신해야 할 데이터를 모두 송신할 수 없었지만, 이 실시 형태 1에서는 송신 가능 프레임수(209)의 범위에서 프레임 단위로 데이터를 송신할 수 있다.
즉, 슬래이브국은 토큰 리피트 카운터(207)가 송신 허가국값(208) 이상인 경우에는, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수(209)가 「0」인지 여부를 보고, 자국에 송신권이 있는지 여부를 판단하도록 하고 있으므로, 상기 토큰 프레임(200)이 마스터국으로 돌아올 때까지의 동안에 송신 가능 프레임수(209)가 한 개라도 있는 경우에는, 프레임을 송신할 수 있다. 그 결과, 리얼 타임의 통신이 가능하게 된다고 하는 효과를 가진다. 또, 토큰 프레임(200)이 한번 순회하는 동안에 효율적으로 프레임을 송신하는 것이 가능하게 된다고 하는 효과를 가진다.
또한, 논리 링의 구성에 있어서, 마스터국을 0번으로 하고, 토큰 프레임(200)이 슬래이브국을 순회할 때마다 1 인크리먼트한 토큰 리피트 카운터(207)를 마련하도록 했으므로, 슬래이브국은 이 토큰 리피트 카운터(207)에서 논리 링에 있는 마스터국으로부터 세어 몇 번째의 슬래이브국인지를 인식할 수 있다. 그리고 이것을 이용하여, 송신 가능 프레임수(209)를 「0」으로 한 슬래이브국의 토큰 리피트 카운터(207)의 값을 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)으로서 토큰 프레임(200)에 기억하고, 마스터국에서 이 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)을 송신 허가국값(208)으로 설정하도록 했으므로, 전회의 토큰 프레임의 획득시에 송신할 수 없었던 데이터를 가지는 슬래이브국으로부터 데이터를 송신시킬 수 있다. 그 결과, 각 국에서 생긴 데이터를 시간이 오래된 순서대로 보낼 수 있어, 리얼 타임성을 중시한 통신을 실행하는 것이 가능하게 된다고 하는 효과를 가진다.
또한, 토큰 프레임(200) 획득시에 송신할 수 없었던 프레임을, 전회 미송신 프레임으로서 기억하고, 다음에 토큰 프레임(200)을 획득한 경우에, 전회 미송신 프레임만을 송신하도록 했으므로, 전회 토큰 프레임(200)을 획득하고 나서 다음에 토큰 프레임(200)을 획득할 때까지의 동안에 송신해야 할 프레임이 생긴 경우에서도, 그 통신 노드 내에서 오래된 순서대로, 그리고 통신 시스템 전체에서도 거의 동일한 시기에 송신 엔트리된 프레임을 총괄하여 송신할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
실시 형태 2.
실시 형태 1과 같이, 마스터국과 슬래이브국으로 구성되고, 슬래이브국으로부터의 데이터를 이용하여 연산을 실행하고, 그 연산 결과를 슬래이브국에 통지하는 통신 시스템에 있어서는, 슬래이브국이 송신하는 데이터가 마스터국에 집중되어 버릴 가능성이 있다. 또, 마스터국에서 일시적으로 송수신 처리의 처리 능력이 다른 처리보다 열화하여, 수신 버퍼가 가득 찬 상태가 되어 버려서, 프레임이 폐기되어 버릴 가능성도 있다. 이와 같은 상황이 발생하면, 송신 재시도(retry) 처리를 실시하여 폐기되어 버린 데이터의 복구(recovery)를 도모하지만, 이 복구 처리는 네트워크나 마스터국, 슬래이브국의 성능 열화에 연결되어 버린다. 그래서, 이 실시 형태 2에서는, 마스터국에서 일시적으로 수신 처리의 처리 능력이 열화해 버린 경우에 복구 처리를 실시하지 않고, 데이터의 송수신을 실행할 수 있는 통신 시스템 및 통신 방법에 대해서 설명한다.
이 실시 형태 2에 의한 마스터국은, 실시 형태 1에 있어서, 토큰 프레임 처리부(23)는, 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국인 토큰 프레임(200)을 수신하면, 수신 버퍼(26)의 사용 상태로부터 수신 가능 버퍼수를 취득하고, 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수(209)에 수신 가능 버퍼수를 설정하는 기능을 더 가진다. 예를 들어, 수신 버퍼(26)의 최대 프레임 기억수가 n(n은 자연수)이며, 토큰 프레임(200)을 획득한 시점에서 수신 버퍼(26)에 m(m은 자연수이고, n≥m) 개의 프레임이 기억되어 있는 경우에, 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수(209)에 「n-m」가 설정된다. 또한, 실시 형태 1과 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하고 있다. 또, 이 실시 형태 2에 의한 슬래이브국의 구성은 실시 형태 1과 같으므로, 그 설명을 생략한다.
다음으로, 이 실시 형태 2에 의한 데이터의 통신 방법에 대해서 설명한다. 도 8은 마스터국에 의한 토큰 프레임 수신시의 처리의 일례를 나타내는 순서도이다. 우선, 실시 형태 1의 도 6에서 설명한 스텝 S71 ~ S74까지와 마찬가지로, 마스터국의 토큰 프레임 처리부(23)는 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국을 나타내고 있지 않은 토큰 프레임(200)에 대해서는 전송을 실시하고, 자국앞의 토큰 프레임(200)의 경우는 송신 가능 프레임수(209)가 「0」인지 여부를 판정한다(스텝 S101 ~ S104).
송신 가능 프레임수(209)가 「0」이 아닌 경우(스텝 S104에서 No인 경우)에는, 마스터국의 토큰 프레임 처리부(23)는 현시점에서 수신 버퍼(26)에 기억 가능한 프레임수를 취득한다(스텝 S105). 예를 들어, 6개의 프레임까지 기억 가능한 수신 버퍼(26)에 4개의 프레임이 기억되어 있는 상태인 경우에는, 2개의 프레임이 기억 가능한 것이 된다. 그리고 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수(209)로서, 취득한 이 수신 버퍼(26)에 기억 가능한 프레임수를 설정한다(스텝 S106). 그 다음에, 데이터 프레임 통신 처리부(24)는 설정된 송신 가능 프레임수(209)의 범위 내에서 송신 버퍼(25) 내의 프레임을 송신한 후(스텝 S107), 토큰 프레임 처리부(23)는 스텝 S106에서 설정된 송신 가능 프레임수(209)로부터 스텝 S107에서 송신한 프레임수를 뺀 값을, 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수(209)로 설정한다(스텝 S108). 또, 토큰 리피트 카운터(207)의 값을 「1」로 설정하고(스텝 S109), 송신 허가국값(208)을 「0」으로 설정한다(스텝 S110).
한편, 스텝 S104에서 수신한 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수(209)가 「0」인 경우(스텝 S104에서 Yes인 경우)에는, 마스터국의 토큰 프레임 처리부(23)는 수신 버퍼(26)에 기억 가능한 프레임수를 취득한다(스텝 S121). 그리고 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수(209)로서, 취득한 이 수신 버퍼(26)에 기억 가능한 프레임수를 설정한다(스텝 S122). 또, 토큰 리피트 카운터(207)의 값을「1」로 설정하고(스텝 S123), 송신 허가국값(208)에 토큰 프레임 수신시의 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)의 값을 설정한다(스텝 S124).
그 후 또는 스텝 S110 후에, 도 6의 스텝 S91 ~ S92와 마찬가지로, 토큰 프레임(200)의 송신권 획득 장치 정보(206)에, 토큰 순회 순서 정보로부터 취득한 자국의 다음에 송신권을 얻는 슬래이브국을 설정한다(스텝 S125). 그리고 이상에 의해 설정된 토큰 프레임을 송신하고(스텝 S126), 처리가 종료된다.
다음으로, 이와 같은 통신 시스템에 있어서의 토큰 프레임을 이용한 통신 방법에 대해서 구체적인 예를 들어 설명한다. 도 9a ~ 도 9h은 이 실시 형태 2에 의한 토큰 프레임을 이용한 통신 방법의 순서의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 여기에서는, 마스터국 A는 6 프레임까지 처리 가능한 것으로 한다. 즉, 마스터국 A의 수신 버퍼(26)는 6 프레임까지 기억 가능한 것으로 한다. 또, 마스터국 A가 이미 논리 링의 구성 처리를 실행하여, 실시 형태 1의 (1)에 도시된 토큰 순회 순서를 결정하고, 각 슬래이브국 B, C에 대해서 토큰 순회 순서에 관한 정보(토큰 순회처 정보)를 통지한 후, 토큰 순회 순서에 따라서, 토큰 프레임이 순회하고 있는 상태에 있는 것으로 한다.
그리고 도 9a에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 C로부터 송신권 획득 장치 정보가 마스터국 A로 설정된 토큰 프레임이 송신된 시점에서, 슬래이브국 B에서는 응용 계층으로부터 데이터 링크층에 프레임 F1 ~ F5의 5개의 프레임이 마스터국 A에 송신되도록 엔트리되고, 이러한 프레임 F1 ~ F5는 송신 버퍼(64)에 송신 대기 프레임으로서 순서대로 격납된 상태에 있는 것으로 한다.
그 후, 도 9b에 도시된 바와 같이, 마스터국 A는, 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국으로 설정된 토큰 프레임(200)을 수신하면, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수를 확인한다. 여기에서는, 송신 가능 프레임수는 「0」이 아닌 수로 돌아온 것으로 한다. 이 때문에, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이 송신권을 얻었지만 프레임을 송신할 수 없었던 슬래이브국이 없고, 프레임 순회 순서에 따라서 순서대로 송신권을 주는 통상의 통신을 실행한다.
또, 마스터국 A의 데이터 프레임 통신 처리부(24)는 자국이 송신권을 얻었으므로, 송신 버퍼(25)의 프레임을 송신할 수 있지만, 이 시점에서는 송신해야 할 프레임이 없기 때문에, 송신 처리를 실행하지 않는다. 그 후, 마스터국 A의 토큰 프레임 처리부(23)는 송신 가능 프레임수를 미리 통신 시스템 내에서 설정된 값 「6」으로 설정하고, 토큰 리피트 카운터를 「1」로 재설정하고, 추가로 송신 허가국값을 자국을 나타내는 「0」으로 설정하여, 송신권 획득 장치 정보(206)에 슬래이브국 B를 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다.
그 다음에, 슬래이브국 B의 토큰 프레임 처리부(62)는 송신권 획득 장치 정보가 자국으로 설정된 토큰 프레임(200)을 수신하면, 토큰 프레임(200) 내의 토큰 리피트 카운터의 값과 송신 허가국값을 비교하여, 자국이 데이터 송신 가능한지 여부를 판정한다. 여기에서는, 토큰 리피트 카운터 「1」＞ 송신 허가국값 「0」이므로, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수의 범위에서 데이터를 송신할 권리를 얻은 것을 인식한다.
그 후, 도 9c에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 B의 데이터 프레임 통신 처리부(63)는 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 송신 대기 프레임 가운데, 토큰 프레임(200)으로 설정되어 있는 송신 가능 프레임수의 범위 내에서, 송신 버퍼(64)에 격납된 순서(오래된 순서)대로 송신한다. 여기에서는, 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 송신 대기 프레임 F1 ~ F5의 수는 「5」이고, 토큰 프레임(200)에 설정되어 있는 송신 가능 프레임수는 「6」이므로, 프레임 F1 ~ F5의 모두를 마스터국 A를 향해서 송신한다. 이것에 의해서, 이 토큰 프레임(200)이 마스터국 A로 돌아올 때까지의 동안에 송신 가능한 프레임수는 「1(=6-5)」이 된다. 그 후, 슬래이브국 B의 토큰 프레임 처리부(62)는, 송신 가능 프레임수를 「1」로 설정하고, 토큰 리피트 카운터를 1 인크리먼트하여 「2」로 하며, 송신권 획득 장치 정보로 슬래이브국 C를 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다. 또한, 송신된 프레임 F1 ~ F5는 송신 버퍼(64)에서 소거된다.
또, 슬래이브국 B로부터 송신된 데이터는 마스터국 A에서 수신되고, 수신 버퍼(26)에 일시적으로 격납된다. 그 결과, 마스터국 A의 수신 버퍼(26)에는 5 프레임이 격납되므로, 수신 버퍼 처리 가능수는 「1」이 된다.
그 다음에, 슬래이브국 C는 송신권 획득 장치 정보가 자국으로 설정되어 있는 토큰 프레임(200)을 수신하고, 토큰 프레임(200) 내의 토큰 리피트 카운터의 값과 송신 허가국값을 비교하여, 자국이 데이터 송신 가능한지 여부를 판정한다. 여기에서는, 토큰 리피트 카운터 「2」＞ 송신 허가국값 「0」이므로, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수의 범위에서 데이터를 송신할 권리를 얻은 것을 인식한다.
그 후, 도 9d에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 C는 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 송신 대기 프레임 가운데, 토큰 프레임(200)에 설정되어 있는 송신 가능 프레임수 「1」의 범위 내에서, 송신 버퍼(64)에 격납된 순서(오래된 순서)대로 송신하려고 하지만, 여기에서는 송신 버퍼(64) 내에는 송신해야 할 데이터가 없기 때문에, 결국 슬래이브국 C는 프레임을 송신하지 않게 된다.
그리고 슬래이브국 C의 토큰 프레임 처리부(62)는 토큰 리피트 카운터를 1 인크리먼트하여 「3」으로 하고, 송신권 획득 장치 정보에 마스터국 A를 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다. 또한, 이 토큰 프레임(200)에서는 송신 가능 프레임수가 「1」그대로이다.
또, 이 슬래이브국 C에 의한 토큰 프레임(200)의 송출시까지의 시간에, 마스터국 A에서는 수신 버퍼(26)에 격납된 프레임 중 1개의 프레임의 처리가 끝나고, 2 프레임 분의 기억용량이 수신 버퍼 중에 확보된 상태에 있는 것으로 한다. 즉, 마스터국 A의 수신 버퍼 처리 가능수는 「2」가 된 것으로 한다.
그 후, 도 9e에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 C가 송신권 획득 장치 정보를 마스터국 A로 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한 직후 상태에 있어서, 슬래이브국 C에서는, 응용 계층으로부터 데이터 링크층에 프레임 F6 ~ F9가 마스터국 A에 송신되도록 엔트리되고, 이러한 프레임 F6 ~ F9는 송신 버퍼(64)에 송신 대기 프레임으로서 격납된 것으로 한다.
그 다음에, 도 9f에 도시된 바와 같이, 마스터국 A는, 송신권 획득 장치 정보가 자국으로 설정된 토큰 프레임(200)을 수신하면, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수를 확인한다. 여기에서는, 송신 가능 프레임수(209)가 「1」이기 때문에, 논리 링에 있는 모든 통신 노드가 프레임을 송신할 수 있었다고 판단한다. 그 결과, 마스터국 A는 송신 버퍼(25)에 격납된 프레임의 송신 처리를 실행할 수 있지만, 이 예에서는 송신 버퍼(25)에는 프레임이 격납되어 있지 않기 때문에, 마스터국 A에 의한 프레임의 송신 처리는 행해지지 않는다.
그리고 마스터국 A는 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임 수로서, 보통이라면 송신 가능 프레임수를 통신 시스템에서 미리 설정된 값 「6」으로 하지만, 수신 버퍼 처리 가능수가 「2」이므로, 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수에 「2」를 설정하고, 토큰 리피트 카운터를 「1」로 재설정하여, 송신권 획득 장치 정보에 슬래이브국 B를 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다.
그 다음에, 슬래이브국 B가, 송신권 획득 장치 정보가 자국으로 설정된 토큰 프레임(200)을 수신하면, 토큰 프레임(200) 내의 토큰 리피트 카운터의 값과 송신 허가국값을 비교하여, 자국이 데이터 송신 가능한지 여부를 판정한다. 여기에서는, 토큰 리피트 카운터 「1」＞ 송신 허가국값 「0」이므로, 토큰 프레임 내의 송신 가능 프레임수의 범위에서 데이터를 송신할 권리를 얻은 것을 인식한다. 그러나 슬래이브국 B의 송신 버퍼(64)에는 프레임이 존재하지 않기 때문에, 프레임의 송신 처리를 실행하지 않는다.
그 후, 도 9g에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 B는 토큰 리피트 카운터를 1 인크리먼트하여 「2」로 하고, 송신권 획득 장치 정보에 슬래이브국 C를 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다. 또한, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수는 변경하지 않고, 수신한 토큰 프레임(200)으로 설정되어 있는 그대로의 값으로 한다.
그 다음에, 슬래이브국 C는 송신권 획득 장치 정보가 자국으로 설정되어 있는 토큰 프레임(200)을 수신하고, 토큰 프레임(200) 내의 토큰 리피트 카운터의 값과 송신 허가국값을 비교하여, 자국이 데이터 송신 가능한지 여부를 판정한다. 여기에서는, 토큰 리피트 카운터 「2」＞ 송신 허가국값 「0」이므로, 토큰 프레임 내의 송신 가능 프레임수의 범위에서 데이터를 송신할 권리를 얻은 것을 인식한다.
그 후, 도 9h에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 C의 데이터 프레임 통신 처리부(63)는 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 송신 대기 프레임 가운데, 토큰 프레임(200)에 설정되어 있는 송신 가능 프레임수(209)의 범위 내에서, 송신 버퍼(64)에 격납된 순서(오래된 순서)대로 송신한다. 여기에서는, 송신 버퍼(64)에는 프레임 F6 ~ F9가 격납되어 있지만, 송신 가능 프레임수는 「2」이므로, 프레임 F6, F7만을 송신한다. 이것에 의해서, 이 토큰 프레임(200)이 마스터국 A로 돌아올 때까지의 동안에 송신 가능한 프레임수는 「0(=2-2)」이 된다. 그 후, 슬래이브국 C의 토큰 프레임 처리부(62)는 송신 가능 프레임수를 「0」으로 설정하고, 송신 가능 프레임수「0」설정국에, 토큰 프레임을 수신한 때의 토큰 리피트 카운터의 값인(자국을 나타냄) 「2」를 설정하고, 토큰 리피트 카운터를 1 인크리먼트하여 「3」으로 하고, 송신권 획득 장치 정보에 마스터국 A를 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다. 또, 슬래이브국 C는 이번 송신권의 획득시에 송신할 수 없었던 송신 버퍼(64)에 있는 프레임 F8, F9를, 송신 가능 프레임수「0」시의 미송신 프레임으로서 기억한다. 또한, 송신된 프레임 F6, F7은 송신 버퍼(64)에서 소거된다. 이후, 이상에서 설명한 처리 또는 실시 형태 1에서 설명한 처리가 실행된다.
이상과 같이 하여, 마스터국 A의 수신 처리 능력에 맞추어 송신 가능 프레임수가 가변으로 설정되어 그 설정에 따른 프레임의 송신 처리가 실행된다.
이 실시 형태 2에 의하면, 마스터국의 수신 처리 능력에 맞추어, 다음의 토큰을 순회시킬 때 송신 가능한 프레임수를 설정하도록 했으므로, 데이터가 마스터국에 집중해 버리는 것을 방지하여, 수신 버퍼가 가득 찬 상태가 되는 것에 의한 프레임의 폐기를 방지할 수 있다. 또, 프레임의 폐기에 의한 복구 처리를 하지 않기 때문에, 마스터국이나 슬래이브국, 이러한 통신 노드를 가지는 통신 시스템에 있어서의 통신 성능이나 데이터 처리 성능의 열화를 방지할 수 있다고 하는 효과도 가진다.
실시 형태 3.
예를 들어, 마스터국에 대응하는 프로그래머블 콘트롤러와 슬래이브국에 대응하는 제어 대상 기기를 네트워크로 연결하는 FA 시스템에 있어서는, 제어 대상 기기로부터 출력되는 데이터에 기초하여 프로그래머블 콘트롤러로 연산 처리를 실행하고, 그 연산 결과를 제어 대상 기기에 출력하여 제어 대상 기기의 제어를 실행하기 때문에, 데이터의 리얼 타임성이 요구된다. 이와 같은 경우, 연산 처리의 결과에 높은 정밀도가 요구되는 경우에는, 제어 대상 기기로부터의 데이터를 많이 필요로 하고, 연산 처리의 결과에 그만큼 높은 정밀도가 요구되지 않는 경우에는, 제어 대상 기기로부터의 데이터는 적어도 좋다. 이와 같이, FA 시스템에 있어서는, 제어 대상 기기에는 중요도가 존재한다.
이 때문에, 각 슬래이브국의 송신 요구의 부하가 일시적으로 높아진 경우에, 실시 형태 1에서 제시된 것과 같은 방법으로 모든 슬래이브국으로부터 데이터의 수신 처리를 실행하고 있으면, 중요도가 높은 제어 대상 기기로부터의 데이터를 상당히 수신하지 못하고, 높은 정밀도의 연산 처리를 실행할 수 없게 되어 버릴 가능성이 있다. 이에 이 실시 형태 3에서는, 각 슬래이브국으로부터의 송신 요구의 부하가 일시적으로 높아진 경우에, 중요도가 높은 슬래이브국으로부터의 데이터를 우선하여 마스터국에 송신할 수 있는 통신 시스템 및 통신 방법에 대해서 설명한다.
도 10은 이 실시 형태 3에 의한 마스터국의 기능 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다. 이 마스터국은 실시 형태 1, 2의 구성에 있어서, 슬래이브국의 송신 요구의 부하가 높아진 경우에, 어느 슬래이브국에 송신권을 우선적으로 주는지를 나타내는 우선 처리시 변경처 정보를 기억하는 우선 처리시 변경처 정보 기억부(27)와, 슬래이브국의 송신 요구의 부하가 높아진 경우에, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)을 기억하는 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)를 더 구비한다. 또한, 슬래이브국의 송신 요구의 부하가 높아지고 있는 상태인지 여부는 토큰 프레임 처리부(23)가, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수(209)가「0」인지 여부를 판정한다.
우선 처리시 변경처 정보 기억부(27)에 기억되는 우선 처리시 변경처 정보는 논리 링(토큰 순회 순서)에 있어서, 우선도가 가장 높게 설정된 슬래이브국 가운데, 토큰 순회 순서가 가장 빠른 슬래이브국으로 설정된다. 또한, 슬래이브국의 우선도는 슬래이브국의 종류에 의해서 미리 설정되어 있거나, 유저에 의해서 설정되어 있다.
도 11은 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 국번과 배열 번호의 관계를 모식적으로 나타내는 도면이다. 여기서, 국번이라는 것은 유저가 통신 시스템의 통신 노드를 일의(一意)로 식별하기 위해서 임의로 설정하는 정보이다. 또, 배열 번호는 실시 형태 1에서 설명한 것처럼, 논리 링 전체에 있어 마스터국 A를 기준으로 한 각 슬래이브국의 배열 순서를 나타내는 번호이다. 마스터국 A는 예를 들어, 토큰 순회 순서 정보 기억부(22)의 토큰 순회 순서 정보에, 이러한 국번과 배열 번호를 대응시켜 기억해 둔다. 그리고 유저에 의해서 어느 국번의 통신 노드의 우선도를 높게 할지가 우선 처리시 변경처 정보로서 우선 처리시 변경처 정보 기억부(27)에 기억된다. 예를 들어, 슬래이브국 C, E의 우선도가 가장 높다고 하면, 우선 처리시 변경처 정보로서 슬래이브국 C가 선택된다. 슬래이브국 C를 선택하는 것으로, 그 후의 논리 링에 있어서, 우선도가 높은 슬래이브국 E도 토큰 프레임이 돌기 때문이다. 또한, 통신 노드의 국번과 배열 번호의 대응부는, 논리 링 구성부(21)에 의한 논리 링 구성 처리시에 있어서, 각 통신 노드에 설정된 국번의 정보가 통신 노드로부터 취득되어, 이것에 의해서 도 11에 제시된 것과 같은 관계를 얻을 수 있다.
또, 토큰 프레임 처리부(23)는 토큰 프레임(200)을 수신하면, 수신한 토큰 프레임의 송신 가능 프레임수가「0」인 경우에 수신한 토큰 프레임(200)에 격납되어 있는 송신 가능 프레임수「0」설정국의 값을 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 기억함과 아울러, 우선 처리시 변경처 정보 기억부(27)에 기억되어 있는 우선 처리시 변경처 정보를, 토큰 프레임(200)의 송신 허가국값으로 설정한다. 또한, 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 송신 가능 프레임수「0」설정국이 기억되어 있는 상태에서 송신권 획득 장치 정보가 자국으로 설정되어 있는 토큰 프레임(200)을 수신하면, 토큰 프레임(200)의 송신 허가국값에, 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 기억된 송신 가능 프레임수「0」설정국을 설정한 토큰 프레임(200)을 생성하고, 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28) 내의 정보를 소거한다.
또한, 실시 형태 1 ~ 2에서 설명한 것과 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 또, 슬래이브국의 구성은, 실시 형태 1 ~ 2에서 설명한 것과 동일한 것으로, 그 설명도 생략한다.
다음에, 마스터국에 의한 우선시키고 싶은 슬래이브국에 대해서 데이터 송신권을 주는 처리 순서에 대해서 설명한다. 도 12a ~ 도 12b는 이 실시 형태 3에 의한 마스터국의 토큰 프레임 처리 순서의 일례를 나타내는 순서도이다. 우선, 실시 형태 1의 도 6에서 설명한 스텝 S71 ~ S73까지와 마찬가지로, 마스터국의 토큰 프레임 처리부(23)는 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국앞이 아닌 토큰 프레임(200)에 대해서는 전송을 실행한다(스텝 S151 ~ S153).
또, 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국앞인 토큰 프레임(200)의 경우에는, 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 정보가 기억되어 있는지 여부를 판정한다(스텝 S154). 토큰 프레임 처리부(23)는 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 정보가 기억되어 있지 않은 경우(스텝 S154에서 No인 경우)에는, 전회의 토큰 프레임(200)의 순회는, 우선도가 높은 통신 노드에 대해서 데이터 송신을 실행하게 하는 처리(이하, 우선 모드의 처리라고 함)가 아니고, 실시 형태 1, 2에서 설명한 통신 시스템 내의 통신 노드에 대해서 균등하게 데이터 송신권을 주는 토큰 프레임(200)이 발행되어 있는 상태에 있는 것을 인식한다. 그리고, 다음으로, 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수(209)가 「0」인지 여부를 판정한다(스텝 S155).
송신 가능 프레임수(209)가 「0」이 아닌 경우(스텝 S155에서 No인 경우)에는, 통신 시스템을 구성하는 각 통신 노드의 송신 요구의 부하가 높아지고 있지 않다고 판단한다. 그 후, 토큰 프레임 처리부(23)는 송신 가능 프레임수를 미리 설정된 값으로 설정하고(스텝 S156), 데이터 프레임 통신 처리부(24)는 송신 버퍼(25)내의 프레임을 송신한다(스텝 S157). 또, 토큰 프레임 처리부(23)는 스텝 S156에서 설정된 송신 가능 프레임수로부터, 스텝 S157에서 송신한 프레임수를 뺀 값을, 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수(209)로 설정한다(스텝 S158). 또, 토큰 리피트 카운터(207)에 「1」을 재설정하고(스텝 S159), 토큰 프레임(200)의 송신 허가국값(208)에 「0」을 설정한다(스텝 S160). 그리고 송신권 획득 장치 정보(206)에 토큰 순회 순서 정보에 따른 통신 노드를 설정하고(스텝 S175), 토큰 프레임(200)을 송신하고(스텝 S176), 처리를 종료한다.
한편, 스텝 S155에서, 송신 가능 프레임수가 0인 경우(스텝 S155에서 Yes인 경우)에는, 토큰 프레임 처리부(23)는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 송신 요구의 부하가 일시적으로 높아지고 있다고 판단한다. 그 후, 송신 가능 프레임수를 미리 설정된 값으로 설정하고(스텝 S171), 토큰 리피트 카운터(207)에 「1」을 재설정한다(스텝 S172). 또, 수신한 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)을 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 기억하고(스텝 S173), 송신 허가국값(208)에, 우선 처리시 변경처 정보 기억부(27)의 우선 처리시 변경처 정보로 기억되어 있는 값을 설정한다(스텝 S174). 그 후는, 상술한 스텝 S175 이후의 처리가 실행된다.
또, 스텝 S154에서 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 정보가 기억되어 있는 경우(스텝 S154에서 Yes인 경우)에는, 전회의 토큰 프레임(200)의 순회시에는, 우선 모드의 처리가 실행된 것을 인식한다. 이에, 마스터국의 토큰 프레임 처리부(23)는 송신 가능 프레임수를 미리 설정된 값으로 설정한 후(스텝 S181), 데이터 프레임 통신 처리부(24)는 송신 버퍼(25) 내의 프레임을 송신한다(스텝 S182). 또, 토큰 프레임 처리부(23)는 스텝 S181에서 설정된 송신 가능 프레임수로부터 스텝 S182에서 송신한 프레임수를 뺀 값을, 토큰 프레임(200)의 송신 가능 프레임수(209)로 설정한다(스텝 S183). 또한 토큰 프레임(200) 내의 토큰 리피트 카운터(207)를 「1」로 재설정하고(스텝 S184), 송신 허가국값(208)에 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 기억되어 있는 송신 가능 프레임수「0」설정국을 설정하고(스텝 S185), 송신권 획득 장치 정보(206)에 토큰 순회 순서 정보에 따른 통신 노드를 설정한다(스텝 S186). 이상과 같이 하여, 데이터(204) 내의 각종 정보가 설정된 토큰 프레임(200)을 송신한다(스텝 S187). 이때, 토큰 프레임 처리부(23)는 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 기억되어 있는 송신 가능 프레임수「0」설정국을 소거한다. 이상에 의하여, 처리가 종료된다.
다음으로, 이 실시 형태 3에 의한 토큰 프레임의 송신 처리의 구체적인 예 에 대해서 설명한다. 도 13a ~ 도 13e는 이 실시 형태 3에 의한 토큰 프레임의 송신 처리의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 통신 시스템은, 1대의 마스터국 A와 3대의 슬래이브국 B ~ D가 스위칭 허브(101)에 의해서 접속되어 구성되어 있다. 마스터국 A의 논리 링 구성부(21)에 의해서, 토큰 순회 순서는 하기 (2)와 같이 결정된 것으로 한다. 또, 마스터국 A가, 각 슬래이브국 B ~ D에 대해서 하기 (2)에 제시되는 토큰 순회 순서에 관한 정보(토큰 순회처 정보)를 통지한 후, 그 토큰 순회 순서에 따라서, 토큰 프레임(200)이 통신 시스템 내를 순회하고 있는 상태에 있는 것으로 한다.
마스터국 A→슬래이브국 B→슬래이브국 C→슬래이브국 D→마스터국 A…(2)
여기서, 슬래이브국 B로부터 송신되는 데이터의 우선도가 높고, 우선 처리시 변경처 정보 기억부(27)에는 우선 처리시 변경처 정보로서 슬래이브국 B를 나타내는 「2」가 설정되어 있는 것으로 한다. 또, 마스터국 A의 수신 버퍼(26)는 6 프레임까지 기억 가능한 것으로 한다.
우선, 도 13a에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 C는 송신 가능 프레임수가 「3」인 송신권을 획득하고, 송신 버퍼(64)의 송신 대기 프레임 F1 ~ F5 가운데, 프레임 F1 ~ F3을 송출한다. 그리고 송신 가능 프레임수를 「0」으로 설정하고, 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)을 자국의 배열 번호인 「2」로 설정하며, 토큰 리피트 카운터를 「3」으로 설정하고, 송신권 획득 장치 정보를 슬래이브국 D로 설정한 토큰 프레임(200)을 송출함과 아울러, 송신 버퍼(64) 내의 송신할 수 없었던 프레임 F4, F5를 송신 가능 프레임수「0」설정시의 미송신 프레임으로서 기억한다.
그 다음에, 도 13b에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 D는 실시 형태 1에서 설명한 것처럼 송신권을 획득하지만, 송신 버퍼(64) 내의 미송신 프레임 F6, F7를 송신할 수 없다. 이 때문에, 토큰 리피트 카운터(207)를 「4」로 설정하고, 송신권 획득 장치 정보를 마스터국 A로 설정한 토큰 프레임(200)을 송출함과 아울러, 송신 버퍼(64) 내의 송신할 수 없었던 프레임 F6, F7를 전회 토큰 수신시의 미송신 프레임으로서 기억한다.
또, 슬래이브국 D로부터, 송신권 획득 장치 정보가 마스터국 A로 설정된 토큰 프레임(200)이 송신된 직후의 시점에서, 슬래이브국 B에서는 응용 계층으로부터 데이터 링크층에 프레임 F8 ~ F13의 6개 프레임이 마스터국 A에 송신되도록 엔트리되고, 이러한 프레임 F8 ~ F13는 송신 버퍼(64)에 송신 대기 프레임으로서 순서대로 격납된 상태에 있는 것으로 한다. 또한, 슬래이브국 C에서는 응용 계층으로부터 데이터 링크층에 프레임 F14 ~ F15의 2개 프레임이 마스터국 A에 송신되도록 엔트리되고, 이러한 프레임 F14 ~ F15는 송신 버퍼(64)에 송신 대기 프레임으로서 순서대로 격납된 상태에 있는 것으로 한다. 또 이 시점에서 마스터국 A에서는, 슬래이브국 C로부터 수신한 프레임 F1 ~ F3에 의해서 수신 버퍼(26)에는 기억용량 최대로 데이터가 기억된 상태에 있는 것으로 한다.
이와 같은 상태에서, 마스터국 A의 토큰 프레임 처리부(23)는, 송신권 획득 장치 정보가 자국으로 설정된 토큰 프레임(200)을 수신하면, 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 정보가 기억되어 있는지 확인한다. 여기에서는, 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 정보가 기억되어 있지 않은 것으로 한다. 그 후, 추가로 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수를 확인하지만, 여기에서는 송신 가능 프레임수는 「0」이므로, 우선 처리시 변경처 정보 기억부(27)의 우선 처리시 변경처 정보에 미리 설정된 슬래이브국 B의 데이터를 우선적으로 송신시키는 우선 모드로 이행한다.
도 13c에 도시된 바와 같이, 여기에서는, 마스터국 A는 수신한 토큰 프레임(200) 내의 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)을 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 기억한다. 그 다음에, 송신 가능 프레임수를 미리 통신 시스템 내에서 설정된 값 「6」으로 설정하고, 토큰 리피트 카운터를 「1」로 재설정하고, 추가로 송신 허가국값을 우선 처리시 변경처 정보로 기억되어 있는 값 「1」(=슬래이브국 B)로 설정하고, 송신권 획득 장치 정보에 슬래이브국 B를 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다.
그 후, 슬래이브국 B는, 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국으로 설정된 토큰 프레임(200)을 수신하고, 토큰 프레임(200) 내의 토큰 리피트 카운터(207)의 값과 송신 허가국값(208)을 비교한다. 그리고 토큰 리피트 카운터 「1」= 송신 허가국값 「1」이므로, 송신권을 얻은 것을 인식한다.
또, 도 13d에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 B는 송신 버퍼(64)에 격납되어 있는 송신 대기 프레임 중 송신 가능 프레임수로 규정되는 범위 내에서, 즉 6개의 프레임 F8 ~ F13를 송신한다. 그 후, 토큰 리피트 카운터를 1 인크리먼트하여 「2」로 하고, 송신 가능 프레임수를 「0」으로 하며, 송신권 획득 장치 정보를 슬래이브국 C로 설정한 토큰 프레임(200)을 송신한다. 또한, 우선 모드로 데이터를 송신하고 있는 중에는, 송신 가능 프레임수가「0」이 되더라도, 토큰 프레임(200)에 있는 송신 가능 프레임수「0」설정국에의 설정(기입)은 실행하지 않는 것으로 한다.
여기서, 실시 형태 1의 방법에서는, 마스터국 A는 도 13b에서 송신 가능 프레임수「0」설정국에 설정된 슬래이브국 C에 대해서, 송신권을 주도록 토큰 프레임(200)의 데이터 내의 정보를 설정하고 있었다. 그러나 이 실시 형태 3에서는, 마스터국 A의 수신 버퍼(26)의 처리 가능 프레임수가「0」인 경우에는, 우선 처리시 변경처 정보 기억부(27)에 기억된 슬래이브국 B에 송신권을 주도록 하고 있다.
그 다음에, 슬래이브국 C, D의 순서대로 토큰 프레임(200)이 순회하지만, 모두 송신 가능 프레임수가「0」이기 때문에, 데이터 프레임을 송신할 수 없다. 그리고 도 13e에 도시된 바와 같이, 슬래이브국 D는 토큰 리피트 카운터가 「4」로 설정되고 송신 가능 프레임수가「0」으로 설정되어, 송신권 획득 장치 정보가 마스터국 A로 설정된 토큰 프레임(200)을 송신한다.
그 후, 도 13e에 도시된 바와 같이, 마스터국 A는 송신권 획득 장치 정보가 자국으로 설정되어 있는 토큰 프레임(200)을 수신하고, 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 정보가 기억되어 있는지 확인한다. 여기에서는, 정보가 기억되어 있으므로, 마스터국 A의 토큰 프레임 처리부(23)는 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 기억되어 있는 값 「2」를, 토큰 프레임(200)의 송신 허가국값으로 설정한다. 또, 토큰 리피트 카운터를 「1」에 재설정하고, 송신 가능 프레임수를 「6」으로 설정하며, 송신권 획득 장치 정보에 슬래이브국 B를 나타내는 「1」을 설정한 토큰 프레임(200)을 생성하여, 송신한다. 또, 토큰 프레임 처리부(23)는 토큰 프레임(200)의 생성 처리가 끝나면, 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부(28)에 기억되어 있는 정보를 소거한다.
그 후는, 실시 형태 1에서 설명한 것과 동일한 처리가 실행된다. 즉, 여기에서는, 우선 송신권이 슬래이브국 C에게 주어지고, 송신 버퍼(64) 내의 송신 가능 프레임수「0」설정시의 미송신 프레임으로서 기억되어 있는 프레임 F4, F5가 송신되며, 그 다음에 슬래이브국 D의 송신 버퍼(64) 내의 전회 토큰 수신시의 미송신 프레임으로서 기억되어 있는 프레임 F6, F7가 송신된다.
또한, 이상의 설명에서는, 슬래이브국의 통신 요구의 부하가 일시적으로 높아진 경우를 예로 들어 설명했지만, 이 경우에만 상기의 처리를 실행하는 것이 아니라, 마스터국의 수신 처리가 열화한 경우 등에도 마찬가지로 통신 시스템을 우선 모드로 천이시키는 처리를 실행시킬 수 있다.
이 실시 형태 3에 의하면, 수신한 토큰 프레임의 송신 가능 프레임수가「0」인 경우에는, 미리 설정된 우선도가 높은 슬래이브국에 송신권을 주고, 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)의 내용을 일시적으로 기억하며, 송신 가능 프레임수「0」설정국(210)에 설정된 슬래이브국에 송신권을 주지 않게 했다. 그 결과, 마스터국에 빈번히 데이터 송신을 실행할 필요가 있는 슬래이브국의 데이터를, 리얼 타임성을 유지하면서 송신할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
실시 형태 4.
이 실시 형태 4에서는, 수신한 토큰 프레임의 송신 가능 프레임수가「0」인 경우에, 통신 시스템 내의 슬래이브국 중 가장 우선도가 높은 슬래이브국에 송신권을 주는 다른 방법에 대해서 설명한다.
도 14는 이 실시 형태 4에서 이용되는 토큰 프레임의 포맷의 일례를 나타내는 도면이다. 이 토큰 프레임(200)은 도 3에 도시된 송신 허가국값(208)이, 우선적으로 데이터 송신을 실행하게 하는 슬래이브국의 논리 링 상에서의 범위를 규정하는 개시 송신 허가국값(208a)과 종료 송신 허가국값(208b)으로 구성된다. 즉, 개시 송신 허가국값(208a)은 수신한 토큰 프레임의 송신 가능 프레임수가「0」에서 우선 모드로 천이할 때에, 논리 링 상의 통신 노드 가운데, 우선적으로 송신권을 주는 최초의 통신 노드의 배열 번호를 나타내고, 종료 송신 허가국값(208b)은 동일한 논리 링 상의 통신 노드 가운데, 우선적으로 송신권을 주는 마지막 통신 노드의 배열 번호를 나타낸다. 그 결과, 논리 링 상의 통신 노드 가운데, 개시 송신 허가국값(208a)의 배열 번호를 가지는 통신 노드로부터, 종료 송신 허가국값(208b)의 배열 번호를 가지는 통신 노드까지의 통신 노드가, 송신권을 얻어 데이터 프레임의 송신을 실행하게 된다.
마스터국의 구성은, 우선 처리시 변경처 정보 기억부(27)에, 우선 모드로 천이할 때의 개시 송신권 허가국값과 종료 송신권 허가국값을 포함하는 우선 처리시 변경처 정보가 기억되는 점이, 실시 형태 3의 구성과 다르지만, 그 외의 구성은 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
또, 슬래이브국의 구성은, 토큰 프레임 처리부(62)가, 송신권 획득 장치 정보(206)가 자국인 토큰 프레임(200)을 수신한 후, 토큰 리피트 카운터(207)의 값이 개시 송신 허가국값(208a) 이상이고 종료 송신 허가국값(208b) 이하인지 여부를 판정하는 점이, 실시 형태 1 ~ 3의 구성과는 다르지만, 그 외의 구성은 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
또한 이와 같은 구성에 있어서의 통신 시스템의 통신 방법도, 실시 형태 3에서 설명한 것과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
이 실시 형태 4에 의하면, 수신한 토큰 프레임의 송신 가능 프레임수가「0」인 경우에, 우선적으로 데이터를 송신시키고 싶은 통신 노드의 논리 링 상에서의 개시 배열 번호와 종료 배열 번호를 지정하도록 했으므로, 논리 링 상의 임의로 선택한 통신 노드의 집합에 우선적으로 데이터를 송신시킬 수 있다고 하는 효과를 가진다. 또, 우선 모드로 이행했을 때의 데이터 송신 처리는, 개시 송신 허가국값과 종료 송신 허가국값으로 설정되는 범위의 통신 노드만에 의해 행해지므로, 실시 형태 3의 경우에 비교하여 토큰 프레임이 한번 순회하는 동안에 행해지는 처리를 단축화할 수 있다.
이상의 실시 형태 3, 4에 있어서, 마스터국에 우선 처리 정보 설정 수단을 마련하고, 유저에 의해서 입력된 우선시키고 싶은 슬래이브국을 우선 처리시 변경처 정보 기억부(27)에 설정하도록 할 수도 있다. 이와 같이 하는 것으로, 발생한 이벤트에 의해서, 우선시키고 싶은 슬래이브국의 송신권의 제어를 행할 수 있다.
또한, 실시 형태 1 ~ 4에서는, 송신권을 얻은 통신 노드가 송신하는 프레임의 사이즈에 대해서는 특히 제한은 없지만, 예를 들어 마스터국에서 소정의 길이 이하인 프레임밖에 송신시키지 않게 설정할 수도 있다. 이때, 설정된 소정의 길이보다 큰 프레임을 송신하는 경우에는 데이터 링크층보다도 상위의 층에서, 데이터를 송신 가능한 길이로 분할하고, 수신하는 경우에는 수신한 측에서 분할된 데이터를 1개로 합치도록 하면 좋다.
실시 형태 5.
또, 상술한 실시 형태 1 ~ 4의 통신 시스템은, 제어 대상 기기와 제어 대상 기기 상태를 입력 데이터로 하여 소정 연산을 실행하고, 제어 대상 기기의 동작 조건을 출력 데이터로서 출력하는 프로그래머블 콘트롤러 등의 제어장치를 구비하는 FA 네트워크(FA 시스템) 등에 적용할 수 있다.
FA 네트워크에서는 토큰 프레임 수신시에 항상 각 통신 노드로부터 송신되는 동기 데이터(사이클릭 데이터)와, 리얼 타임성이 중시되지 않아 주기적으로 송신 하지 않아도 되는 비동기 데이터(비사이클릭 데이터)가 공존하고 있다. 동기 데이터로서는, 마스터국이 각 슬래이브국에, 슬래이브국을 제어하는 데이터나, 마스터국에 의한 연산 처리에 필요한 슬래이브국에서 취득한 데이터 등의 제어 데이터를 예시할 수 있고, 비동기 데이터로서는 예를 들어, 슬래이브국의 제어 로그 등의 데이터를 예시할 수 있다.
이와 같은 네트워크에 대해서는, 실시 형태 1 ~ 4에서 도시된 기능을, 통신 시스템에서 송신되는 데이터의 모두에 적용하지 않을 수도 있다. 구체적으로는, 송신권 획득 장치 정보에 자국이 설정된 토큰 프레임을 통신 노드가 수신한 경우에는, 동기 데이터에 관해서는 항상 송신하고, 비동기 데이터에 대해서만 실시 형태 1 ~ 4에서 설명한 방법에 의해서 송신한다.
이 경우에는, 프레임 내에 동기 프레임인지 비동기 프레임인지를 판단하는 플래그(비동기 프레임 판정 플래그)를 마련하고, 송신권을 획득한 통신 노드는 프레임의 비동기 프레임 판정 플래그 정보를 독출하며, 비동기 프레임에만 상술한 실시 형태 1 ~ 4를 적용하고, 동기 프레임은 송신권을 획득한 경우에 반드시 송신하도록 할 수도 있다.
이 실시 형태 5에 의하면, 데이터의 중요도에 따라서, 리얼 타임성의 확보 대상을 변경할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
또, 상술한 마스터국과 슬래이브국에 있어서의 통신 방법은, 각각의 처리 순서를 기입한 프로그램을 CPU(중앙 연산 처리 장치)를 가지는 프로그래머블 콘트롤러 또는 퍼스널 컴퓨터 등의 컴퓨터에서 실행함으로써 실현할 수 있다. 이 경우, 컴퓨터의 CPU(제어 수단)가, 프로그램에 따라서 상술한 통신 방법의 각 처리 공정을 실행하게 된다. 이러한 프로그램은, 하드 디스크, 플로피(등록상표) 디스크, CD(Compact Disk)-ROM(Read Only Memory), MO(Magneto-Optical disk), DVD(Digital Versatile Disk 또는 Digital Video Disk)등의 컴퓨터로 독취 가능한 기록 매체에 기록되어, 컴퓨터에 의해서 기록 매체로부터 독출함으로써 실행된다. 또, 이러한 프로그램은 인터넷 등의 네트워크(통신회선)를 통하여 배포할 수도 있다.
또한, 마스터국은 상술한 실시 형태에 기재되는 각 처리부를 상기의 처리 순서로 처리를 실행하는 회로에 의해서 실현한 통신 관리 회로로 할 수도 있다. 마찬가지로, 슬래이브국도 상술한 실시 형태에 기재되는 각 처리부를 상기의 처리 순서로 처리를 실행하는 회로에 의해서 실현된 통신 회로로 할 수도 있다.
이에 더하여, 마스터국은 상술한 실시 형태에 기재되는 각 처리부를 상기 처리 순서로 처리를 실행하도록 제작한 LSI(Large-Scale Integration)로 할 수도 있다. 마찬가지로 슬래이브국도, 상술한 실시 형태에 기재되는 각 처리부를 상기 처리 순서로 처리를 실행하도록 제작한 LSI로 할 수도 있다.
[산업상의 이용 가능성]
이상과 같이, 본 발명에 관한 통신 관리 장치는 데이터 통신의 리얼 타임성이 요구되는 이더넷으로 접속된 네트워크 시스템으로 데이터 송신권을 관리하는 통신 장치에 유용하다.
11-1, 11-2, 51-1, 51-2: 포트
20, 60: 통신 처리부
21: 논리 링 구성부
22: 토큰 순회 순서 정보 기억부
23, 62: 토큰 프레임 처리부
24, 63: 데이터 프레임 통신 처리부
25, 64: 송신 버퍼
26, 65: 수신 버퍼
27: 우선 처리시 변경처 정보 기억부
28: 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억부
30: 연산 처리부
61: 토큰 순회처 정보 기억부
101: 스위칭 허브
200: 토큰 프레임
201: 행선지 주소(DA)
202: 송신원주소(SA)
203: 이더넷(등록상표) 타입
204: 데이터
205: 프레임 종별 정보
206: 송신권 획득 장치 정보
207: 토큰 리피트(repeat) 카운터
208: 송신 허가국값
208a: 개시 송신 허가국값
208b: 종료 송신 허가국값
209: 송신 가능 프레임수
210: 송신 가능 프레임수「0」설정국

Claims (23)

  1. 복수의 통신 노드가 이더넷(등록상표)에 의해 접속된 네트워크 내의 데이터의 송신을 관리하는 통신 관리 장치로서,
    데이터의 송신권을 획득하기 위한 토큰 프레임을 수신하고, 당해 토큰 프레임 내를 해석하여 송신권을 얻었는지를 판정하는 토큰 프레임 수신 수단과;
    상기 네트워크 내에서의 토큰 프레임 순회 순서에 있어서 송신권을 획득 가능한 통신 노드의 배열 번호를 나타내는 제1 송신권 획득 판정 정보, 상기 토큰 프레임이 한번 순회하는 동안에 송신 가능한 프레임수를 나타내는 제2 송신권 획득 판정 정보, 및 다음으로 송신권을 획득하는 통신 노드의 정보를 설정한 상기 토큰 프레임을 송신하는 토큰 프레임 송신 수단과,
    다른 통신 노드로부터의 데이터 프레임의 수신 처리를 실행하고, 상기 송신권을 획득하면 데이터를 프레임 단위로 송신하는 데이터 프레임 통신 처리 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 송신권 획득 판정 정보는 상기 네트워크 내에서의 토큰 프레임의 순회 순서에 있어서 자국(自局)을 기준으로 한 배열 번호를 나타내는 토큰 순회 번호와 데이터 프레임을 송신 가능한 통신 노드의 상기 순회 순서에서의 배열 번호를 나타내는 송신 허가국값을 포함하고,
    상기 토큰 프레임 송신 수단은 상기 토큰 순회 번호에 「1」을 설정하고, 상기 송신 허가국값에, 수신한 상기 토큰 프레임에 설정된 정보에 따른 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 토큰 프레임 송신 수단은 수신한 토큰 프레임의 상기 제2 송신권 획득 판정 정보가 「0」이 아닌 경우에는, 상기 송신 허가국값에 자국의 상기 배열 번호를 나타내는 「0」을 설정하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 수신한 토큰 프레임에서, 상기 제2 송신권 획득 판정 정보가 「0」이고, 제2 송신권 획득 판정 정보를 「0」으로 한 통신 장치를 나타내는 송신 가능 프레임수「0」설정국 정보가 설정되어 있는 경우에,
    상기 토큰 프레임 수신 수단은 상기 데이터 프레임 통신 처리 수단에 데이터 프레임의 송신 지시를 주지 않고,
    상기 토큰 프레임 송신 수단은 상기 토큰 프레임의 상기 송신 허가국값에 상기 송신 가능 프레임수「0」설정국 정보를 설정하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 토큰 프레임의 상기 송신 가능 프레임수「0」설정국 정보의 내용을 기억하는 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억 수단을 더 구비하고,
    상기 토큰 프레임 수신 수단은 상기 송신권 획득 장치 정보가 자(自)장치이고, 상기 제2 송신권 획득 판정 정보가 「0」인 토큰 프레임을 수신하면, 상기 송신 가능 프레임수「0」설정국 정보의 내용을 상기 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억 수단에 기억하고,
    상기 토큰 프레임 송신 수단은 상기 제2 송신권 획득 판정 정보가 「0」인 경우에 송신권을 우선적으로 주는 통신 장치의 상기 배열 번호를 상기 송신 허가국값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 토큰 프레임 송신 수단은 수신한 상기 토큰 프레임의 상기 제2 송신권 획득 판정 정보가 「0」인 경우에, 상기 토큰 프레임의 상기 송신 허가국값에, 송신권을 우선적으로 주는 통신 장치의 범위의 배열 번호를 나타내는 개시 송신 허가국값과 종료 송신 허가국값을 설정하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 장치.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 토큰 프레임 송신 수단은 상기 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억 수단에 상기 송신 가능 프레임수「0」설정국 정보가 기억되어 있는 경우에는, 상기 송신권 획득 장치 정보가 자장치인 상기 토큰 프레임을 수신하면, 상기 토큰 프레임의 상기 송신 허가국값에 상기 송신 가능 프레임수「0」설정국 정보를 설정하고, 상기 송신 가능 프레임수「0」설정국 기억 수단에 기억되어 있는 상기 송신 가능 프레임수「0」설정국 정보를 소거하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 장치.
  8. 복수의 통신 노드가 이더넷(등록상표)에 의해 접속된 네트워크 내에서, 상기 통신 관리 장치에 의해서 결정된 순회 순서에 따라서 순회되는 데이터의 송신권을 획득하기 위한 토큰 프레임을 수신하여 데이터의 송신을 실행하는 통신 노드로서,
    상기 순회 순서에 기초하여 다음으로 상기 데이터의 송신권을 획득하는 통신 노드를 나타내는 토큰 순회처 정보를 기억하는 토큰 순회처 정보 기억 수단과,
    토큰 프레임을 수신하고, 당해 토큰 프레임을 해석하여 송신권을 얻었는지를 판정하고, 송신권을 얻었을 경우에, 수신한 토큰 프레임 내에 격납된 상기 순회 순서에 있어서 송신권을 획득 가능한 통신 장치의 배열 번호를 나타내는 제1 송신권 획득 판정 정보와, 상기 토큰 프레임 수신시에 있어서 송신 가능한 프레임수를 나타내는 제2 송신권 획득 판정 정보를 이용하여 데이터 프레임의 송신이 가능한지를 판정하는 토큰 프레임 수신 수단과,
    데이터 프레임의 송신이 가능한 경우에 수신한 토큰 프레임의 제2 송신권 획득 판정 정보로부터 송신한 상기 데이터 프레임의 수를 뺀 값을 상기 제2 송신권 획득 판정 정보로 설정하여 토큰 프레임을 송신하는 토큰 프레임 송신 수단과,
    다른 통신 노드로부터의 데이터 프레임의 수신 처리를 실행하고, 상기 송신권을 획득하면 데이터를 프레임 단위로 송신하는 데이터 프레임 통신 처리 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제1 송신권 획득 판정 정보는 순회 순서에 있어서 상기 통신 관리 장치를 기준으로 한 배열 번호를 나타내는 토큰 순회 번호와 데이터 프레임을 송신 가능한 통신 노드의 상기 순회 순서에서의 배열 번호를 나타내는 송신 허가국값을 포함하고,
    상기 토큰 프레임 수신 수단은 송신권을 얻었다고 판정하면, 상기 토큰 순회 번호와 상기 송신 허가국값을 이용하여 데이터 프레임의 송신이 가능한지를 판정하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 토큰 프레임 송신 수단은 수신한 상기 토큰 프레임의 상기 토큰 순회 번호에 1 인크리먼트(increment) 한 것을 새로운 상기 토큰 순회 번호로 설정하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 토큰 프레임 수신 수단은 상기 토큰 프레임 내의 상기 토큰 순회 번호가 상기 송신 허가국값 이상이고, 상기 제2 송신권 획득 판정 정보가 「0」보다 큰 경우에, 데이터 프레임의 송신이 가능하다고 판정하고,
    상기 데이터 프레임 통신 처리 수단은 상기 제2 송신권 획득 판정 정보의 범위 내에서 데이터 프레임을 송신하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 토큰 프레임은 상기 제2 송신권 획득 판정 정보를 「0」으로 한 통신 노드를 나타내는 송신 가능 프레임수 「0」설정국 정보를 격납하고,
    상기 토큰 프레임 송신 수단은 수신한 토큰 프레임에 있어서 제2 송신권 획득 판정 정보의 값으로부터 송신한 데이터 프레임의 수를 뺀 값이 「0」이 된 경우에, 상기 수신한 토큰 프레임에 있어서 토큰 순회 번호의 값을, 상기 송신 가능 프레임수 「0」설정국 정보로 설정하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  13. 복수의 통신 노드가 이더넷(등록상표) 케이블로 접속된 네트워크 내에 있어서 데이터 송신을 관리하고, 상기 통신 노드가 1개인 통신 관리 장치와 상기 네트워크 내에 있어서 그 외의 통신 노드인 통신 장치를 구비하는 통신 시스템에 있어서의 토큰 프레임을 이용한 데이터의 통신 방법에 있어서,
    상기 통신 관리 장치가 수신한 상기 토큰 프레임 내의 다음에 송신권을 획득하는 송신권 획득 장치 정보가 자장치인지를 판정하는 송신권 판정 공정과,
    상기 통신 관리 장치가 상기 송신권 획득 장치 정보가 자장치인 경우에, 송신 대기 상태에 있는 데이터를 프레임 단위로 송신하는 제1 데이터 프레임 송신 공정과,
    상기 통신 관리 장치가 상기 네트워크 내에서의 토큰 프레임을 순회시키는 토큰 순회 순서에 있어서 송신권을 획득 가능한 통신 장치의 배열 번호를 나타내는 제1 송신권 획득 판정 정보, 상기 토큰 프레임이 자장치로부터 한번 순회하는 동안에 송신 가능한 프레임수를 나타내는 제2 송신권 획득 판정 정보, 및 상기 토큰 순회 순서로부터 취득한 자장치의 다음 토크 프레임의 송신처인 송신권 획득 장치 정보를 설정한 상기 토큰 프레임을 송신하는 제1 토큰 프레임 송신 공정과,
    상기 통신 장치가 수신한 상기 토큰 프레임의 상기 송신권 획득 장치 정보가 자장치인지를 판정하는 토큰 프레임 취득 판정 공정과,
    상기 통신 장치가 상기 송신권 획득 장치 정보가 자장치인 경우에, 상기 제1 송신권 획득 판정 정보를 이용하여 송신권이 자국에 있는지 판정을 실행하는 제1 송신권 판정 공정과,
    상기 통신 장치가 상기 제1 송신권 판정 공정에서 송신권이 자국에 있다고 판정한 경우에, 상기 제2 송신권 획득 판정 정보를 이용하여 데이터 프레임의 송신의 가부를 판정하는 제2 송신권 판정 공정과,
    상기 통신 장치가 상기 제2 송신권 판정 공정에서 데이터 프레임을 송신 가능으로 판정한 경우에, 상기 제2 송신권 획득 판정 정보의 범위 내에서 데이터 프레임을 송신하는 제2 데이터 프레임 송신 공정과,
    상기 통신 장치가 상기 제1 송신권 판정 공정에서 송신권이 자국에 없다고 판정한 후, 제2 송신권 판정 공정에서 데이터 프레임을 송신할 수 없다고 판정한 후, 또는 상기 제2 데이터 프레임 송신 공정에서 상기 데이터 프레임을 송신한 후에, 상기 송신권 획득 장치 정보에 자국의 다음에 송신권을 주는 통신 노드를 나타내는 토큰 순회처 정보를 설정하고, 상기 제2 데이터 프레임 송신 공정에서 상기 데이터 프레임을 송신한 경우에, 상기 토큰 프레임 수신시의 상기 제2 송신권 획득 판정 정보로부터 송신한 상기 데이터 프레임의 수를 뺀 값을, 상기 제2 송신권 획득 판정 정보로 설정한 상기 토큰 프레임을 송신하는 제2 토큰 프레임 송신 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 제1 송신권 획득 판정 정보는 상기 송신권 획득 장치 정보에 설정된 통신 장치의 상기 토큰 순회 순서에 있어서 상기 통신 관리 장치를 기준으로 한 배열 번호를 나타내는 토큰 순회 번호와, 데이터 프레임을 송신 가능한 통신 장치의 상기 토큰 순회 순서에서의 배열 번호를 나타내는 송신 허가국값을 가지고,
    상기 제1 토큰 프레임 송신 공정에서, 상기 통신 관리 장치가 상기 토큰 순회 번호에는 「1」을 설정하고, 상기 송신 허가국값에, 수신한 상기 토큰 프레임에 설정된 정보에 따른 값을 설정하고,
    상기 제1 송신권 판정 공정에서, 상기 통신 장치가 상기 토큰 순회 번호와 상기 송신 허가국값을 이용하여 송신권의 유무를 판정하고,
    상기 제2 토큰 프레임 송신 공정에서, 상기 통신 장치가 상기 토큰 순회 번호에, 상기 토큰 순회처 정보를 나타내는 배열 번호를 설정하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 제2 토큰 프레임 송신 공정에서, 상기 통신 장치가 수신한 상기 토큰 프레임의 상기 토큰 순회 번호에 1 인크리먼트한 것을 새로운 상기 토큰 순회 번호로 설정하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 제1 송신권 판정 공정에서, 상기 통신 장치가 상기 토큰 프레임 내의 상기 토큰 순회 번호가 상기 송신 허가국값 이상인 경우에, 송신권이 자국에 있다고 판정하고,
    상기 제2 송신권 판정 공정에서, 상기 통신 장치가 상기 제2 송신권 획득 판정 정보가 「0」보다도 큰 경우에, 프레임을 송신 가능하다고 판정하고,
    상기 제2 데이터 프레임 송신 공정에서, 상기 토큰 프레임 수신시에 송신 대기 상태에 있어, 상기 제2 송신권 획득 판정 정보의 범위 내에서 송신할 수 없었던 데이터를 식별하는 전회 미송신 데이터 식별 정보를, 상기 송신할 수 없었던 데이터에 첨부하고,
    상기 제2 토큰 프레임 송신 공정에서, 상기 제2 데이터 프레임 송신 공정에 의한 상기 데이터 프레임의 송신에서 상기 제2 송신권 획득 판정 정보가 「0」이 된 경우에, 상기 토큰 프레임 수신시의 상기 토큰 순회 번호의 값을, 상기 제2 송신권 획득 판정 정보를 「0」으로 한 통신 노드를 나타내는 송신 가능 프레임수「0」설정국 정보로 설정하고,
    상기 송신권 판정 공정에서, 상기 통신 관리 장치가 수신한 상기 토큰 프레임 내의 상기 송신권 획득 장치 정보가 자장치이고, 상기 제2 송신권 획득 판정 정보가 「0」이며, 또한 상기 송신 가능 프레임수「0」설정국 정보가 설정되어 있는 경우에, 송신권을 얻지 못한 것으로 판정하고,
    상기 제1 토큰 프레임 송신 공정에서, 상기 통신 관리 장치가 상기 토큰 프레임의 상기 송신 허가국값에, 상기 송신 가능 프레임수「0」설정국 정보를 더 설정하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 제2 데이터 프레임 송신 공정에서, 상기 통신 장치가 상기 전회 미송신 데이터 식별 정보가 첨부된 데이터를 가지는 경우에는, 송신권 획득시에 상기 전회 미송신 데이터 식별 정보가 첨부된 데이터만을 송신하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  18. 청구항 14에 있어서, 상기 제2 데이터 프레임 송신 공정에서, 상기 통신 장치가 상기 토큰 순회 번호가 상기 송신 허가국값 이상이고, 상기 제2 송신권 획득 판정 정보가 「0」인 경우에, 상기 토큰 프레임을 수신한 시점에서 송신 대기 상태에 있어, 송신할 수 없었던 데이터를 식별하는 전회 미송신 데이터 식별 정보를 첨부하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 제2 데이터 프레임 송신 공정에서, 상기 통신 장치가 상기 전회 미송신 데이터 식별 정보가 첨부된 데이터를 가지는 경우에는, 송신권 획득시에 상기 전회 미송신 데이터 식별 정보가 첨부된 데이터만을 송신하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  20. 청구항 13에 있어서, 상기 제1 토큰 프레임 송신 공정에서, 상기 통신 관리 장치가 상기 송신권 획득 장치 정보가 자장치인 상기 토큰 프레임을 수신한 시점에서 수신 가능한 프레임수를, 상기 제2 송신권 획득 판정 정보로서 설정하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  21. 청구항 14에 있어서, 상기 송신권 판정 공정에서, 상기 통신 관리 장치가 상기 제2 송신권 획득 판정 정보가 「0」인 토큰 프레임을 수신하면, 상기 송신 가능 프레임수「0」설정국 정보의 내용을 기억하고,
    상기 제1 토큰 프레임 송신 공정에서, 상기 통신 관리 장치가, 상기 제2 송신권 획득 장치 정보가 「0」인 경우에, 송신권을 우선적으로 주는 통신 장치의 상기 배열 번호인 우선 처리시 변경처 정보를 송신 허가국값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 우선 처리시 변경처 정보는 상기 제2 송신권 획득 판정 정보가 「0」인 경우에, 송신권을 우선적으로 주는 통신 장치의 범위인 상기 배열 번호를 나타내는 개시 송신 허가국값과 종료 송신 허가국값이고,
    상기 제1 송신권 판정 공정에서, 상기 통신 장치가 상기 토큰 순회 번호가 상기 개시 송신 허가국값과 상기 종료 송신 허가국값으로 표시되는 범위 내에 존재하는 경우에 송신권이 자국에 있다고 판정하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 제1 토큰 프레임 송신 공정에서, 상기 통신 관리 장치가 상기 송신권 획득 장치 정보가 자장치인 상기 토큰 프레임의 수신시에, 상기 송신 가능 프레임수「0」설정국 정보의 내용을 기억하고 있는 경우에는, 기억하고 있는 상기 송신 가능 프레임수「0」설정국 정보를 상기 송신 허가국값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
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