KR20200007951A - 관리 장치, 통신 시스템, 관리 방법 및 기억 매체에 저장된 관리 프로그램 - Google Patents

관리 장치, 통신 시스템, 관리 방법 및 기억 매체에 저장된 관리 프로그램 Download PDF

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KR20200007951A
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Abstract

통신 마스터 장치(101)는, 복수의 통신 슬레이브 장치(102)를 관리한다. 조사부(301)는, 복수의 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황을 조사한다. 기간 지정부(302)는, 복수의 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초하여, 송신 대기 데이터의 송신이 허가되는 송신 허가 기간의 길이와 송신 대기 데이터의 송신이 금지되는 송신 금지 기간의 길이를 지정한다.

Description

관리 장치, 통신 시스템, 관리 방법 및 관리 프로그램
본 발명은, 통신 시스템에 관한 것이다.
현재, CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 방식의 이더넷(Ethernet)(등록상표)을 이용한 LAN(Local Area Network)이 널리 보급되어 있다.
이더넷(등록상표)을 이용한 네트워크에서는, 다양한 프로토콜의 데이터 또는 다양한 우선도의 데이터가 혼재한다. 예를 들면, 공장에서는, 리얼타임성에 대한 요구가 높은 우선 데이터와 리얼타임성에 대한 요구가 높지 않은 비우선 데이터가 혼재하는 것이 생각된다. 우선 데이터로서는, 생산 라인의 제어에 직접 관계되는 데이터가 상정된다. 또한, 비우선 데이터로서는, 생산 라인 내의 기기의 운용 상태에 관한 정보 또는 이들 기기의 메인터넌스에 관한 정보가 상정된다.
이와 같은 상황에서는, 우선 데이터가 발생했을 때에 비우선 데이터가 송신되고 있으면, 우선 데이터를 송신하지 못하고 전파(propagation) 지연이 커진다. 특허문헌 1에서는, 우선 데이터를 송신하는 페이즈와 비우선 데이터를 송신하는 페이즈로 이루어지는 통신 사이클이 설정된다. 그리고, 특허문헌 1에서는, 우선 데이터를 송신하는 페이즈와 비우선 데이터를 송신하는 페이즈가 시분할에 의해 제어되고, 우선 데이터의 송신이 비우선 데이터의 송신의 영향을 받지 않도록 하고 있다.
그런데, 이더넷(등록상표)을 이용한 네트워크에서는, 네트워크에 참가하는 단말수를 늘리기 위해서 스위칭 허브를 이용하는 경우가 많다. 범용의 스위칭 허브에서는, 우선 데이터를 송신하는 페이즈와 비우선 데이터를 송신하는 페이즈를 전환할 수는 없다. 그 때문에, 특허문헌 1의 기술에서는, 우선 데이터를 송신하는 페이즈와 비우선 데이터를 송신하는 페이즈를 전환할 수 있는, 전용의 스위칭 허브가 필요하다.
일본 특허공개 평11-298513호 공보
복수의 단말이 범용의 스위칭 허브를 통해서 접속되어 있는 네트워크에 있어서, 복수의 단말이 우선 데이터를 송신하는 페이즈와 비우선 데이터를 송신하는 페이즈를 전환하는 예를 생각한다.
비우선 데이터를 송신하는 페이즈에서는, 각 단말로부터 송신된 비우선 데이터가 스위칭 허브에 축적된다. 다음으로, 우선 데이터를 송신하는 페이즈로 전환되었을 때에, 스위칭 허브로부터, 스위칭 허브에 축적되어 있는 비우선 데이터가 송신된다. 이 때문에, 특허문헌 1의 기술에는, 스위칭 허브에 축적되어 있는 비우선 데이터에 의해서, 우선 데이터의 송신이 지연된다는 과제가 있다.
본 발명은 이와 같은 과제를 해결하는 것을 주된 목적으로 한다. 보다 구체적으로는, 본 발명은, 우선도가 낮은 데이터에 의해 우선도가 높은 데이터의 송신이 지연되지 않도록 하는 것을 주된 목적한다.
본 발명에 따른 관리 장치는,
복수의 통신 장치를 관리하는 관리 장치로서,
상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황을 조사하는 조사부와,
상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초하여, 송신 대기 데이터의 송신이 허가되는 송신 허가 기간의 길이와 송신 대기 데이터의 송신이 금지되는 송신 금지 기간의 길이를 지정하는 기간 지정부를 갖는다.
본 발명에서는, 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초해서 적절한 송신 허가 기간의 길이와 송신 금지 기간의 길이가 동적으로 결정된다. 이 때문에, 본 발명에 의하면, 송신 허가 기간에 송신된 송신 대기 데이터의 중계가 송신 금지 기간 내에 완료되어, 우선도가 낮은 송신 대기 데이터에 의해서, 우선도가 높은 데이터의 송신이 지연되는 사태를 회피할 수 있다.
도 1은, 실시형태 1에 따른 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2는, 실시형태 1에 따른 통신 마스터 장치(master device)의 하드웨어 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3은, 실시형태 1에 따른 통신 마스터 장치의 기능 구성예를 나타내는 도면이다.
도 4는, 실시형태 1에 따른 통신 슬레이브 장치(slave device)의 하드웨어 구성예를 나타내는 도면이다.
도 5는, 실시형태 1에 따른 통신 슬레이브 장치의 기능 구성예를 나타내는 도면이다.
도 6은, 실시형태 1에 따른 기간 통지 정보의 포맷예를 나타내는 도면이다.
도 7은, 실시형태 1에 따른 통신 구간의 예를 나타내는 도면이다.
도 8은, 실시형태 1에 따른 통신 마스터 장치와 통신 슬레이브 장치의 동작예를 나타내는 도면이다.
도 9는, 실시형태 1에 따른 비우선 데이터 유지 관리 테이블의 예를 나타내는 도면이다.
도 10은, 실시형태 1에 따른 통신 마스터 장치의 동작예를 나타내는 플로 차트이다.
도 11은, 실시형태 1에 따른 통신 마스터 장치의 동작예를 나타내는 플로 차트이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 이용해서 설명한다. 이하의 실시형태의 설명 및 도면에 있어서, 동일한 부호를 붙인 것은, 동일한 부분 또는 상당하는 부분을 나타낸다.
실시형태 1.
***구성의 설명***
도 1은, 본 실시형태에 따른 통신 시스템의 구성예를 나타낸다.
본 실시형태에 따른 통신 시스템은, 1대의 통신 마스터 장치(101)와, 복수의 통신 슬레이브 장치(102)와, 1대 이상의 스위칭 허브(103)가 이더넷 케이블로 접속되어 있다.
통신 마스터 장치(101)는, 복수의 통신 슬레이브 장치(102)를 관리한다.
각 통신 슬레이브 장치(102)는, 우선 데이터와 비우선 데이터를 통신 마스터 장치(101)에 송신한다. 우선 데이터는, 우선도가 높은 데이터이다. 비우선 데이터는, 우선도가 낮은 데이터이다.
각 통신 슬레이브 장치(102)로부터 송신된 우선 데이터와 비우선 데이터는 스위칭 허브(103)에서 축적되고, 스위칭 허브(103)로부터 통신 마스터 장치(101)에 중계된다. 스위칭 허브(103)는, 범용의 스위칭 허브이다. 즉, 스위칭 허브(103)는, 우선 데이터를 송신하는 페이즈와 비우선 데이터를 송신하는 페이즈를 전환하는 기능을 갖지 않는다.
통신 마스터 장치(101)는 각 통신 슬레이브 장치(102)로부터 송신된 우선 데이터와 비우선 데이터를 스위칭 허브(103)로부터 수신한다.
본 실시형태에서는, 각 통신 슬레이브 장치(102)로부터 통신 마스터 장치(101)로의 데이터 송신은 이미 정해진 통신 사이클에 따라서 행해진다.
각 통신 사이클은, 우선 기간과 비우선 기간으로 구별된다. 그리고, 비우선 기간은, 또, 송신 허가 기간과 송신 금지 기간으로 구별된다. 우선 기간은, 복수의 통신 슬레이브 장치(102)가 우선 데이터를 송신하기 위한 기간이다. 비우선 기간은, 복수의 통신 슬레이브 장치(102)가 비우선 데이터를 송신하기 위한 기간이다. 송신 허가 기간은, 비우선 데이터의 송신이 허가되는 기간이다. 송신 금지 기간은, 비우선 데이터의 송신이 금지되는 기간이다.
본 실시형태에서는, 통신 사이클 n{우선 기간→비우선 기간(송신 허가 기간→송신 금지 기간)}→통신 사이클 (n+1){우선 기간→비우선 기간(송신 허가 기간→송신 금지 기간)}이라는 순서로, 통신 사이클이 진행된다. 즉, 각 통신 슬레이브 장치(102)는, 우선 기간에 있어서 우선 데이터를 스위칭 허브(103)에 송신한다. 다음으로, 각 통신 슬레이브 장치(102)는, 송신 허가 기간에 있어서 비우선 데이터를 스위칭 허브(103)에 송신한다. 그 후, 각 통신 슬레이브 장치(102)는, 송신 금지 기간 동안, 비우선 데이터의 송신을 정지한다. 그리고, 재차, 우선 기간이 도래하면, 각 통신 슬레이브 장치(102)는, 재차, 우선 데이터를 스위칭 허브(103)에 송신한다.
본 실시형태에서는, 송신 금지 구간 동안, 통신 슬레이브 장치(102)로부터의 비우선 데이터의 송신이 정지함으로써, 스위칭 허브(103)는, 축적된 비우선 데이터의 통신 마스터 장치(101)로의 송신을 송신 금지 구간 동안에 완료할 수 있다. 이 때문에, 스위칭 허브(103)에 축적된 비우선 데이터에 의해 우선 데이터의 송신이 지연된다는 사태를 회피할 수 있다. 그러나, 송신 허가 기간의 길이와 송신 금지 기간의 길이를 고정적으로 마련하면, 각 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 송신 대기의 비우선 데이터(이하, 송신 대기의 비우선 데이터를 송신 대기 데이터라고 함)의 유지 상황에 따라서는, 이하와 같은 문제가 생긴다. 예를 들면, 송신 대기 데이터를 유지하는 통신 슬레이브 장치(102)의 수가 많은 경우에 송신 허가 기간을 길게 하면, 스위칭 허브(103)가 축적된 비우선 데이터의 송신을 송신 금지 기간 동안에 완료할 수 없다. 이 결과, 우선 데이터의 송신이 지연되게 된다. 한편, 송신 대기 데이터를 유지하는 통신 슬레이브 장치(102)의 수가 적은 경우에 송신 허가 기간을 짧게 하면, 스위칭 허브(103)의 의한 비우선 데이터의 송신이 조기에 완료되기 때문에, 통신 슬레이브 장치(102)가 비우선 데이터를 송신할 수 없는 기간이 필요 이상으로 길어진다. 이 때문에, 비우선 데이터의 송신 효율이 저하된다.
본 실시형태에서는, 통신 마스터 장치(101)가, 각 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황에 따라, 적절한 송신 허가 기간의 길이와 송신 금지 기간의 길이를 결정함으로써, 우선 데이터의 송신을 지연시키지 않고, 비우선 데이터의 송신 효율을 향상시킨다.
한편, 통신 마스터 장치(101)는, 관리 장치에 상당한다. 또한, 통신 마스터 장치(101)에 의해 행해지는 동작은, 관리 방법 및 관리 프로그램에 상당한다.
각 통신 슬레이브 장치(102)는, 통신 장치에 상당한다. 또한, 스위칭 허브(103)는, 중계 장치에 상당한다.
도 2는 통신 마스터 장치(101)의 하드웨어 구성예를 나타낸다.
통신 마스터 장치(101)는, 컴퓨터이다.
통신 마스터 장치(101)는, 하드웨어로서, 프로세서(201), 기억 장치(202), 통신 인터페이스(203) 및 시계(204)를 구비한다.
기억 장치(202)에는, 후술하는 조사부(301), 기간 지정부(302), 통신부(304) 및 통지 정보 생성부(305)의 기능을 실현하는 프로그램이 기억되어 있다.
그리고, 프로세서(201)가 이들 프로그램을 실행해서, 후술하는 조사부(301), 기간 지정부(302), 통신부(304) 및 통지 정보 생성부(305)의 동작을 행한다.
도 2에서는, 프로세서(201)가 조사부(301), 기간 지정부(302), 통신부(304) 및 통지 정보 생성부(305)의 기능을 실현하는 프로그램을 실행하고 있는 상태를 모식적으로 나타내고 있다.
또한, 기억 장치(202)는, 기간 기억부(303)를 실현한다.
통신 인터페이스(203)는, 통신 슬레이브 장치(102)와의 통신에 이용된다.
시계(204)는, 통신 슬레이브 장치(102)와의 시각 동기(同期)를 위해서 이용된다.
도 3은 통신 마스터 장치(101)의 기능 구성예를 나타낸다.
통신 마스터 장치(101)는, 조사부(301), 기간 지정부(302), 기간 기억부(303), 통신부(304) 및 통지 정보 생성부(305)로 구성된다.
조사부(301)는, 복수의 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황을 조사한다. 조사부(301)는, 각 통신 슬레이브 장치(102)로부터, 비우선 데이터 유지 통지 정보를 수신하는 것에 의해, 복수의 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황을 조사한다. 본 실시형태에서는, 비우선 데이터 유지 통지 정보에는, 통신 슬레이브 장치(102)가 송신 대기 데이터를 유지하고 있는지 여부가 나타난다. 즉, 본 실시형태에서는, 조사부(301)는, 비우선 데이터 유지 통지 정보를 해석해서, 송신 대기 데이터를 유지하고 있는 통신 슬레이브 장치(102)의 수를 조사한다.
조사부(301)에 의해 행해지는 처리는 조사 처리에 상당한다.
기간 지정부(302)는, 통신 기간의 길이를 지정한다. 보다 구체적으로는, 기간 지정부(302)는, 통신 기간의 길이로서, 우선 기간의 길이와 송신 허가 기간의 길이와 송신 금지 기간의 길이를 지정한다.
기간 지정부(302)는, 임의의 방법에 의해 우선 기간의 길이를 지정할 수 있다. 또한, 기간 지정부(302)는, 우선 기간의 길이를 지정하지 않아도 된다. 예를 들면, 통신 마스터 장치(101)의 유저가 우선 기간의 길이를 지정해도 된다.
본 실시형태에서는, 주로, 송신 허가 기간의 길이와 송신 금지 기간의 길이의 지정 방법을 설명한다.
기간 지정부(302)는, 송신 대기 데이터를 유지하고 있는 통신 슬레이브 장치(102)로부터 송신 허가 기간 동안에 스위칭 허브(103)에 송신된 송신 대기 데이터의 중계가 스위칭 허브(103)에 있어서 송신 금지 기간 동안에 완료되도록 송신 허가 기간의 길이와 송신 금지 기간의 길이를 지정한다.
기간 지정부(302)는, 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황이 판명되기 전과 판명된 후에, 송신 허가 기간의 길이와 송신 금지 기간의 길이의 지정 방법을 바꾼다.
통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황이 판명되기 전에는, 통신 슬레이브 장치(102)의 수에 기초하여, 송신 허가 기간의 길이와 송신 금지 기간의 길이를 지정한다. 보다 구체적으로는, 기간 지정부(302)는, 송신 허가 기간과 송신 금지 기간의 합계 시간을 통신 슬레이브 장치(102)의 수와 이미 정해진 부가수의 합계수로 나누어서 얻어지는 값을 송신 허가 기간의 길이로 지정한다. 또한, 기간 지정부(302)는, 지정한 송신 허가 기간의 길이를 합계 시간에서 뻬서 얻어지는 값을 송신 금지 기간의 길이로 지정한다.
통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황이 판명되면, 기간 지정부(302)는, 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초하여, 송신 허가 기간의 길이와 송신 금지 기간의 길이를 지정한다. 보다 구체적으로는, 기간 지정부(302)는, 합계 시간을, 송신 대기 데이터를 유지하고 있는 통신 장치의 수와 부가수의 합계수로 나누어서 얻어지는 값을 송신 허가 기간의 새로운 길이로 지정한다. 또한, 기간 지정부(302)는, 지정한 송신 허가 기간의 새로운 길이를 합계 시간에서 뻬서 얻어지는 값을 송신 금지 기간의 새로운 길이로 지정한다.
이와 같이 함으로써, 기간 지정부(302)는, 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황이 판명되기 전에 지정된 길이보다도 긴 송신 허가 기간의 길이를 새롭게 지정할 수 있다. 또한, 기간 지정부(302)는, 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황이 판명되기 전에 지정된 길이보다도 짧은 송신 금지 기간의 길이를 새롭게 지정할 수 있다.
기간 지정부(302)에 의해 행해지는 처리는 기간 지정 처리에 상당한다.
기간 기억부(303)는, 기간 지정부(302)에 의해 지정된 우선 기간의 길이, 송신 허가 기간의 길이 및 송신 금지 기간의 길이를 기억한다. 또한, 기간 기억부(303)는, 통신 슬레이브 장치(102)마다의 통신 지연량과, 통신 지연량이 최대인 통신 슬레이브 장치(102)의 식별자를 기억한다.
통지 정보 생성부(305)는, 기간 지정부(302)에 의해 지정된 우선 기간의 길이, 송신 허가 기간의 길이 및 송신 금지 기간의 길이를 각 통신 슬레이브 장치(102)에 통지한다. 보다 구체적으로는, 통지 정보 생성부(305)는, 우선 기간의 길이, 송신 허가 기간의 길이 및 송신 금지 기간의 길이를 각 통신 슬레이브 장치(102)에 통지하는 기간 통지 정보를 생성한다.
통지 정보 생성부(305)는, 후술의 통신부(304)와 함께 통지부에 상당한다.
통신부(304)는, 스위칭 허브(103)를 통해서 각 통신 슬레이브 장치(102)와 통신을 행한다. 구체적으로는, 통신부(304)는, 각 통신 슬레이브 장치(102)로부터 송신된 우선 데이터 및 비우선 데이터를 수신한다. 또한, 통신부(304)는, 통지 정보 생성부(305)에 의해 생성된 기간 통지 정보를 적어도 송신 대기 데이터를 유지하는 통신 슬레이브 장치(102)에 송신한다.
전술한 바와 같이, 통신부(304)는, 통지 정보 생성부(305)와 함께 통지부에 상당한다.
도 4는 통신 슬레이브 장치(102)의 하드웨어 구성예를 나타낸다.
통신 슬레이브 장치(102)는, 컴퓨터이다.
통신 슬레이브 장치(102)는, 하드웨어로서 프로세서(401), 기억 장치(402), 통신 인터페이스(403) 및 시계(404)를 구비한다.
기억 장치(402)에는, 후술하는 통지 정보 생성부(501), 기간 갱신 판정부(502), 기간 관리부(503) 및 통신부(504)의 기능을 실현하는 프로그램이 기억되어 있다.
그리고, 프로세서(401)가 이들 프로그램을 실행해서, 후술하는 통지 정보 생성부(501), 기간 갱신 판정부(502), 기간 관리부(503) 및 통신부(504)의 동작을 행한다.
도 4에서는, 프로세서(401)가 통지 정보 생성부(501), 기간 갱신 판정부(502), 기간 관리부(503) 및 통신부(504)의 기능을 실현하는 프로그램을 실행하고 있는 상태를 모식적으로 나타내고 있다.
통신 인터페이스(403)는, 통신 마스터 장치(101)와의 통신에 이용된다.
시계(404)는, 통신 마스터 장치(101)와의 시각 동기를 위해서 이용된다.
도 5는, 통신 슬레이브 장치(102)의 기능 구성예를 나타낸다.
통신 마스터 장치(102)는, 통지 정보 생성부(501), 기간 갱신 판정부(502), 기간 관리부(503) 및 통신부(504)로 구성된다.
통지 정보 생성부(501)는, 비우선 데이터 유지 통지 정보를 생성한다.
기간 갱신 판정부(502)는, 통신 마스터 장치(101)로부터의 기간 통지 정보를 해석하여, 송신 허가 기간이 연장되었는지 여부를 판정한다.
기간 관리부(503)는, 통신 기간을 관리한다. 즉, 우선 기간의 개시 및 종료, 송신 허가 기간의 개시 및 종료, 송신 금지 기간의 개시 및 종료를 관리한다.
통신부(504)는, 통신 마스터 장치(101)와 통신을 행한다. 보다 구체적으로는, 통신부(504)는, 우선 데이터 및 비우선 데이터를 통신 마스터 장치(101)에 송신한다. 또한, 통신부(504)는, 비우선 데이터 유지 통지 정보를 통신 마스터 장치(101)에 송신한다. 또한, 통신부(504)는, 기간 통지 정보를 통신 마스터 장치(101)로부터 수신한다.
***동작의 설명***
다음으로, 본 실시형태에 따른 통신 마스터 장치(101)와 통신 슬레이브 장치(102)의 동작을 설명한다. 우선, 통신 마스터 장치(101)와 통신 슬레이브 장치(102)의 기본적인 동작을 설명한다.
먼저, 통신 마스터 장치(101)와 통신 슬레이브 장치(102)는 시각 동기를 행한다. 통신 마스터 장치(101)와 통신 슬레이브 장치(102)는, 예를 들면, IEEE 1588 규격 등의 종래의 수법을 이용해서 시각 동기를 행한다.
다음으로, 통신 마스터 장치(101)는 각 통신 슬레이브 장치(102)의 통신 지연량을 산출한다. 예를 들면, 통신 마스터 장치(101)는 통신 지연을 측정하기 위한 통신 지연 측정 데이터를 각 통신 슬레이브 장치(102)에 송신한다. 통신 지연 측정 데이터에는, 통신 마스터 장치(101)의 시계(204)로 측정된 송신 시각이 나타난다. 각 통신 슬레이브 장치(102)는 통신 지연 측정 데이터를 수신하면, 시계(404)로 수신 시각을 측정한다. 그리고, 각 통신 슬레이브 장치(102)는, 수신 시각이 나타나는 응답 데이터를 통신 마스터 장치(101)에 송신한다. 다음으로, 통신 마스터 장치(101)는, 응답 데이터를 수신하고, 수신한 응답 데이터에 나타나는 수신 시각과 통신 지연 측정 데이터의 송신 시각의 차로부터, 통신 슬레이브 장치(102)마다 통신 지연량을 산출한다. 통신 마스터 장치(101)에서는, 기간 기억부(303)가, 산출된 통신 슬레이브 장치(102)마다의 통신 지연량과, 통신 지연량이 최대인 통신 슬레이브 장치(102)의 식별자를 기억한다. 한편, 통신 지연량을 측정할 수 없는 경우에는, 통신 마스터 장치(101)의 유저가 통신 지연량을 설정해도 된다.
다음으로, 통신 마스터 장치(101)에 있어서, 기간 지정부(302)가, 우선 구간의 길이와 송신 허가 기간의 길이와 송신 금지 기간의 길이를 지정한다. 그리고, 기간 기억부(303)가, 지정된 우선 구간의 길이와 송신 허가 기간의 길이와 송신 금지 기간의 길이를 기억한다.
또한, 통지 정보 생성부(305)가, 기간 통지 정보를 생성하고, 통신부(304)가 모든 통신 슬레이브 장치(102)에 기간 통지 정보를 스위칭 허브(103)를 통해서 송신한다.
도 6은, 기간 통지 정보의 포맷예를 나타낸다.
도 6의 예에서는, 기간 통지 정보는, 사이클 개시 타이밍 정보(601)와, 통신 사이클 정보(602)와, 우선 기간 정보(603)와, 송신 허가 기간 정보(604)와, 이더 헤더(Ether header)(605)와, CRC(Cyclic Redundancy Check)(606)로 구성된다.
사이클 개시 타이밍 정보(601)는, 통신 슬레이브 장치(102)에 통신 사이클의 개시 시각을 통지하기 위한 정보이다.
통신 사이클 정보(602)는, 통신 슬레이브 장치(102)에 통신 사이클의 길이를 통지하기 위한 정보이다.
우선 구간 정보(603)는, 통신 슬레이브 장치(102)에 우선 구간의 길이를 통지하기 위한 정보이다.
송신 허가 기간 정보(604)는, 통신 슬레이브 장치(102)에 비우선 기간 내의 송신 허가 기간의 길이를 통지하는 정보이다.
이더 헤더(605)는, 이더넷(등록상표) 방식에 있어서의 헤더 정보이다.
CRC(606)는, 오류 검출을 위한 부호이다.
한편, 비우선 기간 내의 송신 금지 기간의 길이는 통신 사이클 정보(602)와, 우선 구간 정보(603)와, 송신 허가 기간 정보(604)로부터 각 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서 산출 가능하지만, 기간 통지 정보에 있어서 송신 금지 기간의 길이를 명시적으로 통지해도 된다.
여기에서, 사이클 개시 타이밍 정보(601)에는, 미리 통신 마스터 장치(101)로 설정되어 있는 통신 개시의 오프셋값을 개시 시각에 더해서 얻어지는 값이 기술된다.
통신 사이클 정보(602)에는, 시스템 요구에 따른 값이 기술된다. 통신 사이클 정보(602)의 값은, 통신 마스터 장치(101)의 유저가 미리 설정해 둔다.
우선 구간 정보(603)에는, 예를 들면, 유저가 우선 데이터의 데이터량을 추측해서 미리 설정한 값(우선 구간의 길이)이 기술된다. 한편, 통신 슬레이브 장치(102)로부터 수집한 우선 데이터의 예측 데이터량 또는 우선 데이터의 과거의 실적 데이터량에 기초해서 유저가 우선 구간의 길이를 설정해도 된다. 또한, 기간 지정부(302)가 우선 데이터의 예측 데이터량 또는 우선 데이터의 과거의 실적 데이터량에 기초해서 우선 구간의 길이를 산출해도 된다. 단, 우선 구간은 통신 사이클을 초과하지 않는 것으로 한다.
송신 대기 데이터를 유지하는 통신 슬레이브 장치(102)의 수가 판명되기 전에는, 송신 허가 기간 정보(604)에는, 기간 지정부(302)가 이하의 식(1)에 의해 산출한 송신 허가 기간의 길이가 기술된다.
송신 허가 기간=
(통신 사이클-우선 구간-통신 지연량의 최댓값)/(통신 슬레이브 장치 수+1) 식(1)
이와 같이, 송신 대기 데이터를 유지하는 통신 슬레이브 장치(102)의 수가 판명되기 전에는, 기간 지정부(302)는, 송신 허가 기간과 송신 금지 기간의 합계 시간(식(1) 중의 (통신 사이클-우선 구간-통신 지연량의 최댓값))을 통신 슬레이브 장치(102)의 수와 부가수의 합계수로 나누어서 얻어지는 값을 송신 허가 기간의 길이로 지정한다.
식(1)에 있어서, 「1」은 스위칭 허브(103)에서의 중계 처리에 필요로 하는 시간을 고려한 부가수이다. 통신 마스터 장치(101)와 통신 슬레이브 장치(102) 사이에 m(m≥1)단(段)의 스위칭 허브(103)가 존재하는 경우는, 기간 지정부(302)는, 예를 들면, 부가수로서 「m」을 이용한다.
식(1)은 일례이다. 기간 지정부(302)는, 식(1)에서 얻어진 값의 소수점 이하를 잘라 버린 값을 송신 허가 기간의 길이로 해도 된다. 또한, 기간 지정부(302)는, 통신 마스터 장치(101)의 동작 클록에 따라서 식(1)에서 얻어진 값을 변경해서 송신 허가 기간의 길이를 결정해도 된다. 또한, 기간 지정부(302)는, 식(1)과 상이한 계산식에 의해 송신 허가 시간의 길이를 결정해도 된다. 단, (송신 허가 기간×(통신 슬레이브 장치 수+1))은 비우선 구간을 초과해서는 안 된다.
또한, 송신 금지기 구간의 길이는, 이하의 식(2)에 의해 얻어진다.
송신 금지 기간=
(통신 사이클-우선 구간-통신 지연량의 최댓값)-송신 허가 기간 식(2)
송신 대기 데이터를 유지하는 통신 슬레이브 장치(102)의 수가 판명된 후에는, 송신 허가 기간 정보(604)에는, 기간 지정부(302)가 이하의 식(3)에 의해 산출한 송신 허가 기간의 길이가 기술된다.
송신 허가 기간=
(통신 사이클-우선 구간-통신 지연량의 최댓값)/(송신 대기 데이터를 유지하는 통신 슬레이브 장치 수+1) 식(3)
이와 같이, 송신 대기 데이터를 유지하는 통신 슬레이브 장치(102)의 수가 판명된 후에는, 기간 지정부(302)는, 송신 허가 기간과 송신 금지 기간의 합계 시간(식(3) 중의 (통신 사이클-우선 구간-통신 지연량의 최댓값))을 송신 대기 데이터를 유지하는 통신 슬레이브 장치(102)의 수와 부가수의 합계수로 나누어서 얻어지는 값을 송신 허가 기간의 길이로 지정한다.
식(1)과 마찬가지로, 「1」은 스위칭 허브(103)에서의 중계 처리에 필요로 하는 시간을 고려한 부가수이다. 통신 마스터 장치(101)와 통신 슬레이브 장치(102) 사이에 m(m≥1)단의 스위칭 허브(103)가 존재하는 경우는, 기간 지정부(302)는, 예를 들면, 부가수로서 「m」을 이용한다.
식(3)은 일례이다. 기간 지정부(302)는, 식(3)에서 얻어진 값의 소수점 이하를 잘라 버린 값을 송신 허가 기간의 길이로 해도 된다. 또한, 기간 지정부(302)는, 통신 마스터 장치(101)의 동작 클록에 따라서 식(3)에서 얻어진 값을 변경해서 송신 허가 기간의 길이를 결정해도 된다. 또한, 기간 지정부(302)는, 식(3)과 상이한 계산식에 의해 송신 허가 시간의 길이를 결정해도 된다. 단, (송신 허가 기간×(통신 슬레이브 장치 수+1))은 비우선 구간을 초과해서는 안 된다.
또한, 송신 금지기 구간은, 전술의 식(2)에 의해 얻어진다.
도 7은, 본 실시형태에 따른 통신 구간의 예를 나타낸다.
통신 슬레이브 장치(102)의 기간 관리부(503)는, 기간 통지 정보의 사이클 개시 타이밍 정보(60)에 나타나는 사이클 개시 타이밍에서 통신 사이클을 개시한다.
기간 통지 정보의 통신 사이클 정보(602)에 따라서, 통신 슬레이브 장치(102)의 기간 관리부(503)는 통신 사이클을 관리한다.
1개의 통신 사이클은, 우선 기간과 비우선 기간으로 구성된다.
통신 슬레이브 장치(102)의 통신부(504)는, 기간 관리부(503)로부터의 통지에 따라, 기간 통지 정보의 우선 구간 정보(603)에 나타나는 우선 기간 동안, 우선 데이터를 통신 마스터 장치(101)에 송신한다.
비우선 기간은, 송신 허가 기간과 송신 금지 기간으로 구성된다.
통신 슬레이브 장치(102)의 통신부(504)는, 기간 관리부(503)로부터의 통지에 따라, 기간 통지 정보의 송신 허가 기간 정보(604)에 나타나는 송신 허가 기간 동안, 비우선 데이터를 통신 마스터 장치(101)에 송신한다.
통신 슬레이브 장치(102)의 통신부(504)는, 기간 관리부(503)로부터의 통지에 따라, 송신 금지 기간 동안, 비우선 데이터의 송신을 정지한다. 통신부(504)는, 송신 금지 기간 동안, 송신 버퍼에 비우선 데이터를 축적한다.
도 8은, 송신 대기 데이터를 유지하고 있는 통신 슬레이브 장치(102)의 수가 판명된 후의 통신 마스터 장치(101)와 통신 슬레이브 장치(102)의 동작예를 나타낸다.
도 8의 예에서는, 통신 마스터 장치(101)와, 통신 슬레이브 장치(102-a), 통신 슬레이브 장치(102-b) 및 통신 슬레이브 장치(102-c)가 스위칭 허브(103)에 접속되어 있다.
한편, 도 8에서는, 송신 허가 기간에서의 통신 마스터 장치(101), 통신 슬레이브 장치(102-a), 통신 슬레이브 장치(102-b) 및 통신 슬레이브 장치(102-c)의 동작예를 나타내고 있다.
송신 허가 기간(890)은, 전술의 식(1)에 의해 산출된 송신 허가 기간이다.
우선, 각 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서, 기간 관리부(503)가 통지 정보 생성부(501)에 비우선 구간이 도래한 것을 통지한다.
통지 정보 생성부(501)는, 통신부(504)에 송신 대기 데이터를 유지하고 있는지 여부, 즉, 비우선 데이터가 송신 버퍼에 축적되어 있는지 여부를 문의한다. 통신부(504)는, 통지 정보 생성부(501)에 송신 대기 데이터를 유지하고 있는지 여부를 응답한다.
통지 정보 생성부(501)는, 통신부(504)로부터의 응답에 기초하여, 비우선 데이터 유지 통지 정보를 생성하고, 생성한 비우선 데이터 유지 통지 정보를 통신부(504)에 출력한다. 한편, 통신부(504)가 비우선 데이터(송신 대기 데이터)를 유지하고 있지 않는 경우는, 통지 정보 생성부(501)는, 기간 갱신 판정부(502)에, 통신 마스터 장치(101)로부터 송신 허가 기간이 연장된 기간 통지 정보를 수신하더라도 연장된 송신 허가 기간을 채용하지 않도록 지시한다.
통신부(504)는, 비우선 데이터 유지 통지 정보를 통신 마스터 장치(101)에 송신한다.
도 8에서는, 통신 슬레이브 장치(102-a)가 비우선 데이터 유지 통지 정보(801-a)를 송신한다. 또한, 통신 슬레이브 장치(102-b)가 비우선 데이터 유지 통지 정보(801-b)를 송신한다. 또한, 통신 슬레이브 장치(102-c)가 비우선 데이터 유지 통지 정보(802-c)를 송신한다.
한편, 도 8에서는, 통신 슬레이브 장치(102-a)만이 비우선 데이터를 유지하고 있고, 통신 슬레이브 장치(102-b) 및 통신 슬레이브 장치(102-c)는 비우선 데이터를 유지하고 있지 않는 것으로 한다.
이후, 각 통신 슬레이브 장치(102)는 송신 허가 기간(890) 동안, 유지하고 있는 비우선 데이터의 송신을 행한다. 도 8의 예에서는, 비우선 데이터를 유지하고 있는 통신 슬레이브 장치(102-a)만이 송신 허가 기간(890) 동안, 비우선 데이터의 송신을 행한다.
다음으로, 비우선 데이터 유지 통지 정보를 수신한 통신 마스터 장치(101)의 동작예를 설명한다.
통신 마스터 장치(101)의 조사부(301)는, 통신부(304)로부터 비우선 데이터 유지 통지 정보를 취득한다. 그리고, 조사부(301)는, 비우선 데이터 유지 관리 테이블(900)을 갱신한다.
도 9는, 비우선 데이터 유지 관리 테이블(900)의 예를 나타낸다.
비우선 데이터 유지 관리 테이블(900)에서는, 통신 슬레이브 장치(102)마다 비우선 데이터 유지 상황이 관리되고 있다.
통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 비우선 데이터의 유지 상황이 판명되기 전, 보다 구체적으로는, 송신 허가 기간의 개시 시에서는, 모든 통신 슬레이브 장치(102)가 비우선 데이터를 유지하고 있다는 가정에 기초하여, 모든 통신 슬레이브 장치(102)의 비우선 데이터 유지 상황이 「1」로 설정되어 있다.
각 통신 슬레이브 장치(102)로부터의 비우선 데이터 유지 통지 정보에 기초하여, 조사부(301)는, 비우선 데이터 유지 관리 테이블(900)의 비우선 데이터 유지 상황을 갱신한다.
도 10은, 조사부(301)의 동작예를 나타내는 플로 차트이다. 도 10을 참조해서, 조사부(301)의 동작예를 설명한다.
조사부(301)는, 통신 슬레이브 장치(102)로부터의 비우선 데이터 유지 통지 정보를 통신부(304)로부터 취득하면, 비우선 데이터 유지 통지 정보를 해석하여, 통신 슬레이브 장치(102)가 비우선 데이터(송신 대기 데이터)를 유지하고 있는지 여부를 판정한다(스텝 S1001).
통신 슬레이브 장치(102)가 비우선 데이터(송신 대기 데이터)를 유지하고 있는 경우(스텝 S1001에서 YES)는, 조사부(301)는 처리를 종료한다.
통신 슬레이브 장치(102)가 비우선 데이터(송신 대기 데이터)를 유지하고 있지 않는 경우(스텝 S1001에서 NO)는, 조사부(301)는, 비우선 데이터 유지 관리 테이블(900)의 비우선 데이터 유지 상황을 갱신한다. 보다 구체적으로는, 해당하는 통신 슬레이브 장치(102)의 비우선 데이터 유지 상황의 값을 「0」으로 변경한다(스텝 S1002).
다음으로, 조사부(301)는, 비우선 데이터(송신 대기 데이터)를 유지하고 있지 않는 통신 슬레이브 장치(102), 즉, 비우선 데이터 유지 상황의 값을 「0」으로 변경한 통신 슬레이브 장치(102)를 기간 지정부(302)에 통지한다(스텝 S1003).
기간 지정부(302)는, 조사부(301)로부터 비우선 데이터를 유지하고 있지 않는 통신 슬레이브 장치(102)가 통지된 경우에, 송신 허가 기간을 재계산한다.
도 8의 예에서는, 조사부(301)가 통신 슬레이브 장치(102-a)로부터의 비우선 데이터 유지 통지 정보(801-a)를 취득한 경우에, 통신 슬레이브 장치(102-a)는 비우선 데이터를 유지하고 있기 때문에(스텝 S1001에서 YES), 조사부(301)는 비우선 데이터 유지 관리 테이블(900)을 갱신하지 않는다.
조사부(301)가 통신 슬레이브 장치(102-b)로부터의 비우선 데이터 유지 통지 정보(801-b)를 취득한 경우는, 통신 슬레이브 장치(102-b)는 비우선 데이터를 유지하고 있지 않기 때문에(스텝 S1001에서 NO), 조사부(301)는 비우선 데이터 유지 관리 테이블(900)의 비우선 데이터 유지 상황을 「0」으로 변경한다(스텝 S1002). 그리고, 조사부(301)는, 통신 슬레이브 장치(102-b)를 기간 지정부(302)에 통지한다.
기간 지정부(302)는, 통신 슬레이브 장치(102-b)가 통지되면, 송신 허가 기간을 재계산한다.
도 11은, 기간 지정부(302)의 동작예를 나타내는 플로 차트이다. 도 11을 참조해서, 기간 지정부(302)의 동작예를 설명한다.
기간 지정부(302)는, 조사부(301)로부터 통지된 통신 슬레이브 장치(102)가 통신 지연량이 최대인 통신 슬레이브 장치(102)인지 여부를 판정한다(스텝 S1101).
기간 기억부(303)에 통신 지연량이 최대인 통신 슬레이브 장치(102)의 식별자가 기억되어 있다.
기간 지정부(302)는, 조사부(301)로부터 통지된 통신 슬레이브 장치(102)의 식별자가 기간 기억부(303)에 기억되어 있는 식별자에 일치하는지 여부를 판정한다.
조사부(301)로부터 통지된 통신 슬레이브 장치(102)가, 통신 지연량이 최대인 통신 슬레이브 장치(102)인 경우(스텝 S1101에서 YES)는, 기간 지정부(302)는, 통신 지연량의 최댓값을 변경한다(스텝 S1102). 구체적으로는, 기간 지정부(302)는, 기간 기억부(303)에 기억되어 있는 통신 슬레이브 장치(102)의 식별자를 비우선 데이터 유지 상황이 「1」로 되어 있는 통신 슬레이브 장치(102) 중에서 통신 지연량이 최대인 통신 슬레이브 장치(102)의 식별자로 변경한다.
마지막으로, 기간 지정부(302)는, 전술의 식(3)에 따라서, 송신 허가 기간을 재계산한다(스텝 S1103).
구체적으로는, 기간 지정부(302)는, 비우선 데이터 유지 관리 테이블(900)의 비우선 데이터 유지 상황에 기재되어 있는 「1」의 수를, 식(3)의 「송신 대기 데이터를 유지하는 통신 슬레이브 장치 수」로 해서, 송신 허가 기간을 재계산한다.
식(4)는, 식(3)의 「송신 대기 데이터를 유지하는 통신 슬레이브 장치 수」를 「비우선 데이터 유지 상황: 1의 수」로 바꾸어 쓴 것이고, 기간 지정부(302)는, 식(4)로 송신 허가 기간의 새로운 길이를 구한다.
송신 허가 기간=
(통신 사이클-우선 구간-통신 지연량의 최댓값)/(비우선 데이터 유지 상황: 1의 수+1) 식(4)
식(4)에 의해, 기간 지정부(302)는, 식(1)에서 구한 송신 허가 기간의 길이보다도 긴 송신 허가 기간의 길이를 얻는다.
한편, 스텝 S1102에서 통신 지연량의 최댓값을 변경하고 있는 경우는, 식(4)의 계산에서 이용하는 통신 지연량의 최댓값은, 변경 후의 최댓값이다. 즉, 기간 지정부(302)는, 기간 기억부(303)에서 식별자가 기억되어 있는 통신 슬레이브 장치(102)의 통신 지연량을 식(4)의 계산에 이용한다.
또한, 식(1)과 마찬가지로, 「1」은 스위칭 허브(103)에서의 중계 처리에 필요로 하는 시간을 고려한 부가수이다. 통신 마스터 장치(101)와 통신 슬레이브 장치(102) 사이에 m(m≥1)단의 스위칭 허브(103)가 존재하는 경우는, 기간 지정부(302)는, 예를 들면, 부가수로서 「m」을 이용한다.
식(4)는 일례이다. 기간 지정부(302)는, 식(4)에서 얻어진 값의 소수점 이하를 잘라 버린 값을 송신 허가 기간의 길이로 해도 된다. 또한, 기간 지정부(302)는, 통신 마스터 장치(101)의 동작 클록에 따라서 식(4)에서 얻어진 값을 변경해서 송신 허가 기간의 길이를 결정해도 된다. 또한, 기간 지정부(302)는, 식(4)와 상이한 계산식에 의해 송신 허가 시간의 길이를 결정해도 된다. 단, (송신 허가 기간×(통신 슬레이브 장치 수+1))은 비우선 구간을 초과해서는 안 된다.
또한, 송신 금지기 구간은, 전술의 식(2)에 의해 얻어진다.
스텝 S1103에 의해 새로운 송신 허가 기간이 얻어지면, 기간 지정부(302)는, 새로운 송신 허가 기간을 통지 정보 생성부(305)에 통지한다.
통지 정보 생성부(305)는, 새로운 송신 허가 기간이 송신 허가 기간 정보(604)에 나타나는 기간 통지 정보를 생성한다. 그리고, 통지 정보 생성부(305)는, 생성한 기간 통지 정보를 통신부(304)에 출력한다. 통신부(304)는, 기간 통지 정보를 모든 통신 슬레이브 장치(102)에 송신한다. 도 8의 예에서는, 통신부(304)는, 기간 통지 정보(851)를 송신한다. 한편, 통신부(304)는, 비우선 데이터를 유지하고 있는 통신 슬레이브 장치(102)에만 기간 통지 정보(851)를 송신하도록 해도 된다.
다음으로, 기간 통지 정보(851)를 수신했을 때의 통신 슬레이브 장치(102-a), 통신 슬레이브 장치(102-b) 및 통신 슬레이브 장치(102-c)의 동작예를 설명한다.
통신 슬레이브 장치(102-a)는, 비우선 데이터를 유지하고 있는 것을 통신 마스터 장치(101)에 통지하고 있기 때문에, 통신 슬레이브 장치(102-a)의 기간 갱신 판정부(502)는, 송신 허가 기간을 연장하는 것을 결정한다. 즉, 기간 갱신 판정부(502)는, 기간 통지 정보(851)에서 통지된 송신 허가 기간에 따라서 비우선 데이터를 송신하는 것을 결정한다.
기간 갱신 판정부(502)는, 기간 통지 정보(851)의 송신 허가 기간 정보(604)에 나타나는 송신 허가 기간을 기간 관리부(503)에 통지한다.
기간 관리부(503)는, 송신 허가 기간(890)을 송신 허가 기간(891)까지 연장한다. 이 결과, 통신 슬레이브 장치(102-a)는, 비우선 데이터를 송신 허가 기간(891)까지 송신할 수 있다.
한편, 통신 슬레이브 장치(102-b) 및 통신 슬레이브 장치(102-c)에서는, 전술한 대로, 통신부(504)가 비우선 데이터를 유지하고 있지 않기 때문에, 통지 정보 생성부(501)가 기간 갱신 판정부(502)에 비해서, 기간 통지 정보(851)를 수신했을 때에 송신 허가 기간의 연장을 행하지 않도록 지시하고 있다. 이 때문에, 통신 슬레이브 장치(102-b) 및 통신 슬레이브 장치(102-c)에서는, 기간 갱신 판정부(502)가, 송신 허가 기간을 연장하지 않는 것을 결정한다. 이 결과, 기간 갱신 판정부(502)는, 기간 통지 정보(851)의 송신 허가 기간 정보(604)에 나타나는 연장된 송신 허가 기간을 기간 관리부(503)에는 통지하지 않는다.
그 후, 통신 마스터 장치(101)가, 통신 슬레이브 장치(102-c)로부터의 비우선 데이터 유지 통지 정보(801-c)를 수신한 경우에도 마찬가지로 동작한다. 그리고, 통신 마스터 장치(101)의 기간 지정부(302)가, 더 긴 송신 허가 기간을 산출한다. 이 결과, 통신 슬레이브 장치(102-a)는 송신 허가 기간(891)까지 비우선 데이터를 송신할 수 있게 된다.
***실시형태의 효과의 설명***
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초해서 적절한 송신 허가 기간의 길이와 송신 금지 기간의 길이가 동적으로 결정된다. 이 때문에, 본 실시형태에 의하면, 송신 허가 기간에 송신된 비우선 데이터의 중계가 송신 금지 기간 내에 완료되어, 우선도가 낮은 비우선 데이터에 의해서, 우선도가 높은 우선 데이터의 송신이 지연되는 사태를 회피할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 의하면, 비우선 데이터의 통신 효율을 향상시킬 수 있다.
실시형태 2.
실시형태 1에서는, 통신 슬레이브 장치(102)가 비우선 데이터를 유지하고 있는지 여부에 기초해서, 송신 허가 시간의 길이와 송신 금지 기간의 길이를 지정하고 있다. 본 실시형태에서는, 통신 마스터 장치(101)가, 비우선 데이터를 유지하고 있는 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 비우선 데이터의 유지량도 이용해서 송신 허가 시간의 길이와 송신 금지 기간의 길이를 지정하는 예를 설명한다.
***구성의 설명***
본 실시형태에 따른 통신 시스템의 구성예는 도 1에 나타낸 대로이다.
또한, 본 실시형태에 따른 통신 마스터 장치(101)의 하드웨어 구성예는 도 2에 나타낸 대로이다.
또한, 본 실시형태에 따른 통신 마스터 장치(101)의 기능 구성예는 도 3에 나타낸 대로이다.
또한, 본 실시형태에 따른 통신 슬레이브 장치(102)의 하드웨어 구성예는 도 4에 나타낸 대로이다.
또한, 본 실시형태에 따른 통신 슬레이브 장치(102)의 기능 구성예는 도 5에 나타낸 대로이다.
한편, 이하에서는, 주로 실시형태 1과의 차이를 설명한다. 이하에서 설명하고 있지 않는 사항은 실시형태 1에 나타낸 것과 동일하다.
실시형태 1에서 기술한 바와 같이, 우선, 각 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서, 기간 관리부(503)가 통지 정보 생성부(501)에 비우선 구간이 도래한 것을 통지한다.
통지 정보 생성부(501)는, 통신부(504)에 비우선 데이터(송신 대기 데이터)의 축적량을 문의한다. 통신부(504)는, 통지 정보 생성부(501)에 비우선 데이터(송신 대기 데이터)의 축적량을 통지한다. 통지 정보 생성부(501)는, 이하의 식(5)에 의해, 송신 예측 시간을 계산한다. 송신 예측 시간은, 비우선 데이터(송신 대기 데이터)의 송신에 필요로 한다고 예측되는 시간이다.
송신 예측 시간=
{비우선 데이터의 축적 바이트량+유지되어 있는 프레임 수×(이더 헤더 길이+CRC 길이))}/이더넷의 전송 속도 식(5)
식(5)에 있어서 「비우선 데이터의 축적 바이트량」은, 통신부(504)에 의해 통지된 비우선 데이터(송신 대기 데이터)의 축적량이다. 「유지되어 있는 프레임 수」는, 송신 버퍼에 유지되어 있는 비우선 데이터(송신 대기 데이터)의 수이다.
다음으로, 통지 정보 생성부(501)는, 송신 예측 시간과, 기준 시간인 식(1)에 의해 산출된 송신 허가 시간을 비교한다. 송신 예측 시간이 송신 허가 기간보다도 짧은 경우는, 통지 정보 생성부(501)는, 송신 예측 시간이 송신 허가 기간보다도 짧은 것을 통지하는 비우선 데이터 유지 통지 정보를 생성한다.
그리고, 통지 정보 생성부(501)는, 비우선 데이터 유지 통지 정보를 통신부(504)를 통해서 통신 마스터 장치(101)에 송신한다.
송신 예측 시간이 송신 허가 기간보다도 짧은 경우는, 통지 정보 생성부(501)는, 기간 갱신 판정부(502)에, 통신 마스터 장치(101)로부터 송신 허가 기간이 연장된 기간 통지 정보를 수신하더라도 송신 허가 기간을 연장하지 않도록 지시한다.
통신 마스터 장치(101)의 조사부(301)는, 통신부(304)로부터 비우선 데이터 유지 통지 정보를 취득한다. 조사부(301)는, 비우선 데이터 유지 통지 정보를 이용해서, 송신 예측 시간이 송신 허가 시간 이상인 통신 슬레이브 장치(102)의 수를 조사한다.
그리고, 기간 지정부(302)는, 이하의 식(6)으로 송신 허가 기간의 새로운 길이를 구한다.
송신 허가 기간=
(통신 사이클-우선 구간-통신 지연량의 최댓값)/(송신 예측 시간이 송신 허가 기간 이상의 통신 슬레이브 장치 수+1) 식(6)
식(6)에 의해, 기간 지정부(302)는, 식(1)에서 구한 송신 허가 기간의 길이보다도 긴 송신 허가 기간의 길이를 얻는다.
한편, 식(6)의 계산에서 이용하는 통신 지연량의 최댓값은, 송신 예측 시간이 송신 허가 시간 이상인 통신 슬레이브 장치(102)의 통신 지연량 중에서의 최댓값이다.
또한, 식(1)과 마찬가지로, 「1」은 스위칭 허브(103)에서의 중계 처리에 필요로 하는 시간을 고려한 부가수이다. 통신 마스터 장치(101)와 통신 슬레이브 장치(102) 사이에 m(m≥1)단의 스위칭 허브(103)가 존재하는 경우는, 기간 지정부(302)는, 예를 들면, 부가수로서 「m」을 이용한다.
식(6)은 일례이다. 기간 지정부(302)는, 식(6)에서 얻어진 값의 소수점 이하를 잘라 버린 값을 송신 허가 기간의 길이로 해도 된다. 또한, 기간 지정부(302)는, 통신 마스터 장치(101)의 동작 클록에 따라서 식(6)에서 얻어진 값을 변경해서 송신 허가 기간의 길이를 결정해도 된다. 또한, 기간 지정부(302)는, 식(6)과 상이한 계산식에 의해 송신 허가 시간의 길이를 결정해도 된다. 단, (송신 허가 기간×(통신 슬레이브 장치 수+1))은 비우선 구간을 초과해서는 안 된다.
또한, 송신 금지기 구간은, 전술의 식(2)에 의해 얻어진다.
이후의 순서는 실시형태 1에 나타낸 대로이므로, 설명을 생략한다.
이상과 같이 함으로써, 비우선 데이터가 소량 축적되어 있는 통신 슬레이브 장치가 혼재하는 경우에 있어서도 송신 허가 기간을 연장할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에 의하면, 비우선 데이터의 통신 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 실시형태 1 및 2에서는, 기간 지정부(302)가, n(n≥1)회째의 통신 사이클에서의 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초하여, n회째의 통신 사이클에서의 송신 허가 기간의 길이와 송신 금지 기간의 길이를 지정하는 예를 설명했다.
이 대신에, 기간 지정부(302)가, n회째의 통신 사이클에서의 통신 슬레이브 장치(102)에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초하여, (n+1)회째의 통신 사이클에서의 송신 허가 기간의 길이와 송신 금지 기간의 길이를 지정하도록 해도 된다.
또한, 실시형태 1 및 2에서는, 통신 마스터 장치(101)의 기간 지정부(302)는, 통신 슬레이브 장치(102)로부터의 비우선 데이터 유지 통지 정보를 수신할 때마다, 송신 허가 기간의 길이를 재계산하고 있다.
이 대신에, 기간 지정부(302)가, 모든 통신 슬레이브 장치(102)로부터 비우선 데이터 유지 통지 정보를 수신한 후에, 송신 허가 기간의 길이를 재계산해도 된다. 이와 같이 함으로써, 기간 지정부(302)에 있어서의 계산량을 삭감할 수 있다. 또한, 통신 마스터 장치(101)로부터 송신되는 기간 통지 정보의 수를 줄일 수 있으므로, 통신 대역을 유효하게 이용할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 이들 2개의 실시형태를 조합해서 실시해도 상관없다.
또는, 이들 2개의 실시형태 중, 1개를 부분적으로 실시해도 상관없다.
또는, 이들 2개의 실시형태를 부분적으로 조합해서 실시해도 상관없다.
한편, 본 발명은, 이들 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라서 여러 가지의 변경이 가능하다.
***하드웨어 구성의 설명***
마지막으로, 통신 마스터 장치(101) 및 통신 슬레이브 장치(102)의 하드웨어 구성의 보충 설명을 행한다.
프로세서(201) 및 프로세서(401)는, 각각, 프로세싱을 행하는 IC(Integrated Circuit)이다.
프로세서(201) 및 프로세서(401)는, 각각, CPU(Central Processing Unit), DSP(Digital Signal Processor) 등이다.
기억 장치(202) 및 기억 장치(402)는, 각각, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등이다.
통신 인터페이스(203) 및 통신 인터페이스(403)는, 각각, 데이터의 통신 처리를 실행하는 전자 회로이다.
통신 인터페이스(203) 및 통신 인터페이스(403)는, 각각, 예를 들면, 통신 칩 또는 NIC(Network Interface Card)이다.
또한, 기억 장치(202)에는, OS(Operating System)도 기억되어 있다.
그리고, OS의 적어도 일부가 프로세서(201)에 의해 실행된다.
프로세서(201)는 OS의 적어도 일부를 실행하면서, 조사부(301), 기간 지정부(302), 통신부(304) 및 통지 정보 생성부(305)의 기능을 실현하는 프로그램을 실행한다.
프로세서(201)가 OS를 실행함으로써, 태스크 관리, 메모리 관리, 파일 관리, 통신 제어 등이 행해진다.
또한, 조사부(301), 기간 지정부(302), 통신부(304) 및 통지 정보 생성부(305)의 처리의 결과를 나타내는 정보, 데이터, 신호값 및 변수값 중 적어도 어느 하나가, 기억 장치(202), 프로세서(201) 내의 레지스터 및 캐시 메모리 중 적어도 어느 하나에 기억된다.
또한, 조사부(301), 기간 지정부(302), 통신부(304) 및 통지 정보 생성부(305)의 기능을 실현하는 프로그램은, 자기 디스크, 플렉시블 디스크, 광 디스크, 콤팩트 디스크, 블루레이(등록상표) 디스크, DVD 등의 휴대용 기억 매체에 기억되어도 된다.
또한, 기억 장치(402)에는, OS도 기억되어 있다.
그리고, OS의 적어도 일부가 프로세서(401)에 의해 실행된다.
프로세서(401)는 OS의 적어도 일부를 실행하면서, 통지 정보 생성부(501), 기간 갱신 판정부(502), 기간 관리부(503) 및 통신부(504)의 기능을 실현하는 프로그램을 실행한다.
프로세서(401)가 OS를 실행함으로써, 태스크 관리, 메모리 관리, 파일 관리, 통신 제어 등이 행해진다.
또한, 통지 정보 생성부(501), 기간 갱신 판정부(502), 기간 관리부(503) 및 통신부(504)의 처리의 결과를 나타내는 정보, 데이터, 신호값 및 변수값 중 적어도 어느 하나가, 기억 장치(402), 프로세서(401) 내의 레지스터 및 캐시 메모리 중 적어도 어느 하나에 기억된다.
또한, 통지 정보 생성부(501), 기간 갱신 판정부(502), 기간 관리부(503) 및 통신부(504)의 기능을 실현하는 프로그램은, 자기 디스크, 플렉시블 디스크, 광 디스크, 콤팩트 디스크, 블루레이(등록상표) 디스크, DVD 등의 휴대용 기억 매체에 기억되어도 된다.
또한, 조사부(301), 기간 지정부(302), 통신부(304) 및 통지 정보 생성부(305)의 「부」를, 「회로」 또는 「공정」 또는 「순서」 또는 「처리」로 바꿔읽어도 된다.
또한, 통신 마스터 장치(101)는, 처리 회로에 의해 실현되어도 된다. 처리 회로는, 예를 들면, 논리 IC(Integrated Circuit), GA(Gate Array), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field-Programmable Gate Array)이다.
이 경우는, 조사부(301), 기간 지정부(302), 통신부(304) 및 통지 정보 생성부(305)는, 각각 처리 회로의 일부로서 실현된다.
또한, 통지 정보 생성부(501), 기간 갱신 판정부(502), 기간 관리부(503) 및 통신부(504)의 「부」를, 「회로」 또는 「공정」 또는 「순서」 또는 「처리」로 바꿔읽어도 된다.
또한, 통신 마스터 장치(101)는, 처리 회로에 의해 실현되어도 된다. 처리 회로는, 예를 들면, 논리 IC, GA, ASIC, FPGA이다.
이 경우는, 통지 정보 생성부(501), 기간 갱신 판정부(502), 기간 관리부(503) 및 통신부(504)는, 각각 처리 회로의 일부로서 실현된다.
한편, 본 명세서에서는, 프로세서와, 기억 장치와, 프로세서와 기억 장치의 조합과, 처리 회로의 상위 개념을, 「프로세싱 회로(processing circuitry)」라고 한다.
즉, 프로세서와, 기억 장치와, 프로세서와 기억 장치의 조합과, 처리 회로는, 각각 「프로세싱 회로」의 구체예이다.
101: 통신 마스터 장치, 102: 통신 슬레이브 장치, 103: 스위칭 허브, 201: 프로세서, 202: 기억 장치, 203: 통신 인터페이스, 204: 시계, 301: 조사부, 302: 기간 지정부, 303: 기간 기억부, 304: 통신부, 305: 통지 정보 생성부, 401: 프로세서, 402: 기억 장치, 403: 통신 인터페이스, 404: 시계, 501: 통지 정보 생성부, 502: 기간 갱신 판정부, 503: 기간 관리부, 504: 통신부.

Claims (15)

  1. 복수의 통신 장치를 관리하는 관리 장치로서,
    상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황을 조사하는 조사부와,
    상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초하여, 송신 대기 데이터의 송신이 허가되는 송신 허가 기간의 길이와 송신 대기 데이터의 송신이 금지되는 송신 금지 기간의 길이를 지정하는 기간 지정부를 갖는 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기간 지정부는,
    상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황이 판명되기 전에는, 상기 복수의 통신 장치의 수에 기초하여, 상기 송신 허가 기간의 길이와 상기 송신 금지 기간의 길이를 지정하고,
    상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황이 판명되면, 상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초하여, 상기 송신 허가 기간의 길이와 상기 송신 금지 기간의 길이를 새롭게 지정하는 관리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기간 지정부는,
    상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황이 판명되면, 상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초하여, 상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황이 판명되기 전에 지정된 길이보다도 긴 송신 허가 기간의 길이를 새롭게 지정하고, 상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황이 판명되기 전에 지정된 길이보다도 짧은 송신 금지 기간의 길이를 새롭게 지정하는 관리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 기간 지정부는,
    상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황이 갱신될 때마다, 갱신 후의 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초하여, 상기 송신 허가 기간의 길이와 상기 송신 금지 기간의 길이를 새롭게 지정하는 관리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 관리 장치는, 중계 장치를 통해서 상기 복수의 통신 장치와 접속되어 있고,
    상기 기간 지정부는,
    송신 대기 데이터를 유지하고 있는 통신 장치로부터 상기 송신 허가 기간 동안에 상기 중계 장치에 송신된 송신 대기 데이터의 중계가 상기 중계 장치에 있어서 상기 송신 금지 기간 동안에 완료되도록 상기 송신 허가 기간의 길이와 상기 송신 금지 기간의 길이를 지정하는 관리 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 관리 장치는,
    상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황이 판명되기 전에 상기 기간 지정부에 의해 지정된 상기 송신 허가 기간의 길이를 상기 복수의 통신 장치에 통지하고, 상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황이 판명되고 나서 상기 기간 지정부에 의해 지정된 상기 송신 허가 기간의 새로운 길이를, 적어도 송신 대기 데이터를 유지하는 통신 장치에 통지하는 통지부를 더 갖는 관리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 관리 장치는,
    이미 정해진 통신 사이클에 따라서 상기 복수의 통신 장치를 관리하고,
    상기 기간 지정부는,
    n(n≥1)회째의 통신 사이클에서의 상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초하여, (n+1)회째의 통신 사이클에서의 상기 송신 허가 기간의 길이와 상기 송신 금지 기간의 길이를 지정하는 관리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 조사부는,
    상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황으로서, 송신 대기 데이터를 유지하고 있는 통신 장치의 수를 조사하고,
    상기 기간 지정부는,
    송신 대기 데이터를 유지하고 있는 통신 장치의 수에 기초하여, 상기 송신 허가 기간의 길이와 상기 송신 금지 기간의 길이를 지정하는 관리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 조사부는,
    송신 대기 데이터를 유지하고 있는 통신 장치의 수가 판명되기 전에는, 상기 송신 허가 기간과 상기 송신 금지 기간의 합계 시간을 상기 복수의 통신 장치의 수와 이미 정해진 부가수의 합계수로 나누어서 얻어지는 값을 상기 송신 허가 기간의 길이로 지정하고, 지정한 상기 송신 허가 기간의 길이를 상기 합계 시간에서 뻬서 얻어지는 값을 상기 송신 금지 기간의 길이로 지정하고,
    송신 대기 데이터를 유지하고 있는 통신 장치의 수가 판명되면, 상기 합계 시간을 송신 대기 데이터를 유지하고 있는 통신 장치의 수와 상기 부가수의 합계수로 나누어서 얻어지는 값을 상기 송신 허가 기간의 새로운 길이로 지정하고, 지정한 상기 송신 허가 기간의 새로운 길이를 상기 합계 시간에서 뻬서 얻어지는 값을 상기 송신 금지 기간의 새로운 길이로 지정하는 관리 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 조사부는,
    상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황으로서, 송신 대기 데이터의 송신에 필요로 한다고 예측되는 송신 예측 시간이 기준 시간 이상인 통신 장치의 수를 조사하고,
    상기 기간 지정부는,
    상기 송신 예측 시간이 상기 기준 시간 이상인 통신 장치의 수에 기초하여, 상기 송신 허가 기간의 길이와 상기 송신 금지 기간의 길이를 지정하는 관리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 조사부는,
    상기 송신 예측 시간이 상기 기준 시간 이상인 통신 장치의 수가 판명되기 전에는, 상기 송신 허가 기간과 상기 송신 금지 기간의 합계 시간을 상기 복수의 통신 장치의 수와 이미 정해진 부가수의 합계수로 나누어서 얻어지는 값을 상기 송신 허가 기간의 길이로 지정하고, 지정한 상기 송신 허가 기간의 길이를 상기 합계 시간에서 뻬서 얻어지는 값을 상기 송신 금지 기간의 길이로 지정하고,
    상기 송신 예측 시간이 상기 기준 시간 이상인 통신 장치의 수가 판명되면, 상기 합계 시간을 상기 송신 예측 시간이 상기 기준 시간 이상인 통신 장치의 수와 상기 부가수의 합계수로 나누어서 얻어지는 값을 상기 송신 허가 기간의 새로운 길이로 지정하고, 지정한 상기 송신 허가 기간의 새로운 길이를 상기 합계 시간에서 뻬서 얻어지는 값을 상기 송신 금지 기간의 새로운 길이로 지정하는 관리 장치.
  12. 제 9 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 관리 장치는, 1개 이상의 중계 장치를 통해서 상기 복수의 통신 장치와 접속되어 있고,
    상기 기간 지정부는,
    상기 관리 장치와 상기 복수의 통신 장치 사이에 개재하는 중계 장치의 수에 따른 부가수를 이용하는 관리 장치.
  13. 복수의 통신 장치와, 상기 복수의 통신 장치로부터의 송신 대기 데이터의 송신기 복수의 통신 장치를 관리하는 관리 장치를 갖는 통신 시스템으로서,
    상기 복수의 통신 장치는,
    각각의 송신 대기 데이터의 유지 상황을 상기 관리 장치에 통지하고,
    상기 관리 장치는,
    상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초하여, 송신 대기 데이터의 송신이 허가되는 송신 허가 기간의 길이와 송신 대기 데이터의 송신이 금지되는 송신 금지 기간의 길이를 지정하는 통신 시스템.
  14. 복수의 통신 장치를 관리하는 관리 방법으로서,
    컴퓨터가, 상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황을 조사하고,
    상기 컴퓨터가, 상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초하여, 송신 대기 데이터의 송신이 허가되는 송신 허가 기간의 길이와 송신 대기 데이터의 송신이 금지되는 송신 금지 기간의 길이를 지정하는 관리 방법.
  15. 복수의 통신 장치를 관리하는 컴퓨터로 하여금,
    상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황을 조사하는 조사 처리와,
    상기 복수의 통신 장치에 있어서의 송신 대기 데이터의 유지 상황에 기초하여, 송신 대기 데이터의 송신이 허가되는 송신 허가 기간의 길이와 송신 대기 데이터의 송신이 금지되는 송신 금지 기간의 길이를 지정하는 기간 지정 처리를 실행하게 하는 관리 프로그램.
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