TW201731257A - 控制網路系統,及其節點裝置 - Google Patents

控制網路系統,及其節點裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201731257A
TW201731257A TW106104129A TW106104129A TW201731257A TW 201731257 A TW201731257 A TW 201731257A TW 106104129 A TW106104129 A TW 106104129A TW 106104129 A TW106104129 A TW 106104129A TW 201731257 A TW201731257 A TW 201731257A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
message
office
transmission
data
node
Prior art date
Application number
TW106104129A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI734743B (zh
Inventor
Hajime Kubosumi
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Publication of TW201731257A publication Critical patent/TW201731257A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI734743B publication Critical patent/TWI734743B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L12/403Bus networks with centralised control, e.g. polling
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42Loop networks
    • H04L12/427Loop networks with decentralised control
    • H04L12/43Loop networks with decentralised control with synchronous transmission, e.g. time division multiplex [TDM], slotted rings
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42Loop networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42Loop networks
    • H04L12/423Loop networks with centralised control, e.g. polling
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L2012/4026Bus for use in automation systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

提高訊息發送接收的傳送效率。資料發送接收部(51),在每個預定的資料交換週期中,在第1頻帶內,發送自裝置的資料,同時將其他裝置的發送資料接收/中繼。訊息發送部(52),在前述每個預定的資料交換週期中,位於前述第1頻帶之後的第2頻帶內的預定的定時中,當有自裝置的訊息發送要求時,將該訊息向鄰接局發送。訊息接收部(53),在前述第2頻帶內,當接收到從一方的鄰接局來的訊息時,將該訊息向另一方的鄰接局中繼,或者當該訊息的目標為自裝置時,取得該訊息。

Description

控制網路系統,及其節點裝置
本發明係有關一種利用通信線連接複數節點裝置,在每個預定週期內,進行資料交換的控制用網路系統。
於控制用網路系統(設備控制用傳送系統等)中,構成系統的各機器(節點)需要在保證及時性的前提下相互進行高容量的資料交換。若保證及時性的話,例如,意味著在定週期的各期間內,完成需要資料交換的全部機器之間的資料交換。各機器,例如需要以定週期,收集表示該時點的該當機器的狀態等的資料,並將其等傳遞至其他的全部機器。
若採用對應搭載於各機器(節點)的應用程式所造成的存取要求的發生,以事件性地進行相互存取的傳送方式的話,網路負載會依存於應用程式,而無法保證及時性。在這裡,在各機器設置假想的共用記憶體(共享記憶體),各機器在每個通信週期(掃描時間)中,藉由以時間分割多重方式(相互不同的定時的方式)向網路上全部的節點 進行自節點資料的發送的傳送方式,實現保證及時性的資料交換方式。關於用以實現上述資料交換的在網路上的有效率之同報通信(廣播通信)方法,已有各種方法被提案,在此作為一例說明專利文獻1的發明。
專利文獻1的發明,藉由併用各節點的內藏計時器所造成的時間分割多重存取方式、及從主節點的同步化訊框所造成的副節點的內藏計時器補正,能防止從各節點的發送定時重複,同時能實現高效率地傳送。
或者,例如,專利文獻2也揭示和專利文獻1大致相同的先前技術。
圖14顯示了利用上述專利文獻1、2的先前技術進行資料交換的具體例。
在該先前技術中,各局(節點)具備週期計時器與發送計時器這2種計時器。週期計時器係用以生成資料交換週期(掃描時間)的計時器,在全局設定為同一時間。在先前技術中,藉由同步訊框來達成全部局的週期計時器同步化,有關於此這裡不特別作說明。
發送計時器係用以生成各局的資料發送定時的計時器,在全部局設定相互不同的值。發送計時器在週期計時器的計時結束時啟動,因為在對應上述設定值的定時作計時結束,在全部局以互相不同的定時作計時結束。藉此,例如圖14所示,使全部局的資料發送定時互相不同。
藉由上述週期計時器,如圖所示,生成資料 交換週期(通信週期)亦即掃描時間101。掃描時間101係藉由調整時間所使用的圖示之TC頻帶102、及資料交換所使用的圖示之TS頻帶103所構成。而且,有關TC頻帶、TS頻帶,例如與專利文獻2所記載的一樣,在此不特別作說明。
此外,雖圖示的符號105,108表示分配至各局的發送時槽、符號107,110表示從各局發送的訊框資料的一例,但有關其等在此不特別作說明。
此外,在設備控制用傳送系統中,有將上述通信週期(例如掃描時間101等)分成:進行保證及時性的資料通信的頻帶(上述TS頻帶等)、進行事件性的一方向存取的資料通信(訊息通信等)的頻帶(後述的MSG頻帶等)、上述TC頻帶等的情形。
進行事件地一方向存取的資料通信,在參加於網路的局的每單位時間的訊息發送要求數中會有“偏差”,因為該等的每同一單位時間的合計有比可傳送的訊息發送數還高的情形,在每單位時間的可發送數設有上限,需要在該範圍內進行通信。在此,藉由在某單位時間內管理能發送的局數,使被分配的局進行資料通信,實現在每單位時間的可發送數上限內的資料通信。
有關用以實現上述資料通信的網路上的訊息通信方法,已有各種方法被提案,在此說明作為一例的是符記方式。在符記方式中,主要局受理從其他各局(附屬局)來的訊息發送要求,對通知發送要求的局中的一部分 的局,在符記賦予發送權。只有賦予發送權的局能進行訊息通信,賦予發送權的局將訊息訊框發送至網路回線上。藉由在每單位時間的可發送數上限內賦予發送權,能在不超過每單位時間的可發送數的情況下,實現進行事件地一方向存取的資料通信(訊息通信等)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]
JP 2005-159754 A
[專利文獻2]
WO 2013/121568 A
當將例如100BASE-TX及1000BASE-T等Ethernet(以太網路)作為傳送路的全雙工回線等,而且,作為拓撲採用環型或線型時,各局(節點)為了與鄰接局以外的局通信,會藉由以自局與通信對像局之間存在的1個以上的局來中繼作為前提進行傳送。
圖15為藉由環型拓撲的全雙工回線的控制用網路系統的具體例。
在圖示的例子中,4台的節點(局1、局2、局3、局4)分別藉由上述上行及下行2條通信線,以圖所示連接成 環型,在網路全體中將右轉(順時針)的通信經路作為回線A,左轉(逆時針)的通信經路作為回線B。回線A的情形,例如從局1的發送資料以局1→局3→局2→局4→局1的方式,經由局3、局2、局4依序中繼,返回局1。同樣地,回線B的情形,例如從局1的發送資料以局1→局4→局2→局3→局1的方式,經由局4、局2、局3依次中繼,返回局1。
圖16顯示了在圖15的系統中,藉由從前的通信方式的控制用網路系統的動作一例。此外,雖然圖16為上述回線A的動作例,但回線B也大致相同。
如同上述,在控制用網路系統中,在定週期的各掃描時間內,全部的局必須將自局的資料傳遞至其他全部的局。若舉例來說,將圖15所示的環型拓撲的構造所實現的動作例以圖16表示。
圖16的例子為符記方式,獲得符記(發送權)的局為能夠發送自局的資料者,其他的局則進行該資料的接收及中繼。
在圖示的例中,首先,局1獲得符記,藉此,將自局的資料向下游的鄰接局發送。下游的鄰接局在圖15的構成中,回線A的情形時成為局3,此外局1的上游的鄰接局則成為局4。此外,在圖16中,矩形表示發送接收資料訊框(封包),在各局,上側表示接收,下側表示發送。此外,橫軸為時間。矩形中的數字表示發送源的局,例如若是‘1’的話發送源成為局1,記成封包‘局 1’。獲得上述符記的局1,對局3發送封包‘局1’。而且,矩形中的‘T’意味著符記。
若局3接收上述封包‘局1’的話,在取得‘局1’的同時向下游的鄰接局(局2)中繼。接收到該封包‘局1’的局2也一樣,在取得‘局1’的同時向下游的鄰接局(局4)中繼。接收到該封包‘局1’的局4也一樣,在取得‘局1’的同時向下游的鄰接局(局1)中繼。
藉此,局1將接收到自局的發送資料訊框,而將符記解除。在這裡,符記裡包含權限局的資訊,在解除時會更新權限局。在這裡,假設權限局以‘1’→‘2’→‘3’→‘4’→‘1’→‘2’→等的方式,在解除時會被更新。
藉此,在之後局3、局4也獲得符記而取得發送權,因而發送自局的資料,資料經由其他的局依序中繼而返回自局。
以此方式,全部的局1、2、3、4會將自局的資料發送,全部其他局會接收/取得該資料。也就是說,全部的局將自局的資料傳遞到其他全部的局。
此外,若使用上述專利文獻1、2的先前技術的話,能夠不使用符記,而進行與圖16的動作例大致相同的動作。也就是說,在圖16的動作中,最終,各節點在TS頻帶內以相互不同的定時,發送自局的資料。上述專利文獻1、2的先前技術能夠將這種動作,以不使用符記,而利用進行相互不同的設定的發送計時器來實現。例 如,資料可以將繞回線1周所花的時間,設為等於預先實測,以該時間份的間隔使各節點發送自局的資料的方式,設定各局的發送計時器。
另一方面,在訊息頻帶中的訊息發送並非以定週期常時進行,若是在沒有應發送的訊息的情形時,也有應發送的訊息為複數(多數)的情形。發生自局的訊息發送事件的局在上述TS頻帶中的自局發送封包裡包含訊息發送要求。此外,在複數的局之中,預先決定進行訊息發送調停的局(作為主要局)。
在上述TS頻帶中,接收從任意局來的訊息發送要求的主要局會判定是否許可。在此假設局3為主要局,在任意的掃描時間101的TS頻帶中,作為從局1及局4具有訊息發送要求者,將局3作為許可局1者。此例的情形,在圖15的構成中,MSG頻帶中的訊息發送接收動作例如如圖17所示。
此外,在圖17的例中,1個通信週期(掃描時間)係分為:上述TC頻帶、TS頻帶、訊息頻帶(MSG頻帶),而這裡因為說明了MSG頻帶,故省略了TC頻帶、TS頻帶的動作。雖該等情形未圖未,但TS頻帶的動作例如為上述圖16的動作,而且,因應必要,上述訊息發送要求被作為上述圖16所示的附加於發送接收資料訊框(封包)而發送。藉此,在MSG頻帶開始前,主要局能夠辨識有訊息發送要求的局,而且,從中決定許可訊息發送的局(許可局)。此外,該決定方法可以是各種方法,在此不特 別作說明。在圖17的例中,將許可局決定為局1。此外,在圖17的例中,將主要局決定為局3。
再來,此外,在圖17中也省略有關TC頻帶的動作,同時根據情況,在TC頻帶的欄中顯示表示各局資訊(局號或主要/附屬)。此外,TC頻帶的動作為先前技術,不特別作說明。
如圖17所示,在MSG頻帶中,首先最初主要局(局3)以許可局(局1)為目標發出許可通知(TOKEN)。該許可通知與圖16大致相同,在各局向自局的下游的鄰接局中繼,如圖示所示依局3→局2→局4→局1的順序中繼送至局1。在局1中,將該許可通知向自局的下游鄰接局(局3)中繼的同時,因為許可,所以發送自局的訊息(圖示的“局1MSG”)。該訊息也在各局向自局的下游鄰接局中繼,如圖示所示依局1→局3→局2→局4的順序中繼送至局4(在此假設發送目標為局4)。
此外,在圖2中,雖局4更將該訊息中繼至局1,但未必需要。
預先決定MSG頻帶(訊息傳送頻帶)的長度,此外因為有屬掃描時間101的一部分,或也有訊息連1通都沒有的情形,並無法延長。因此,在上述的例中,直到現在,雖然可能殘留有其他訊息發送要求局的訊息發送,但其也可能成為接下來的通信週期所發送者。
因此,因為到發送接收1個訊息結束為止需花費時間,例如在系統全體具有多數訊息發送事件時,到 全部發送結束為止需要花費相當多時間。例如,有時,在局1為3通,在局2為4通,在局4為2通的訊息發送事件發生時,假設每1通信週期只能發送1通時,到全部的訊息的發送接收結束為止需花費「1通信週期的時間×9」的時間,因此需要花費相當多時間。
或者,當許可的局需要發送過多訊息時,到該等訊息發送完為止其他局將無法發送訊息。
本發明的課題為提供一種控制網路系統及其節點裝置等,在連接於網路的全部節點裝置相互資料交換的同時也進行任意的訊息發送接收的控制網路系統中,能夠提高訊息發送接收的傳送效率。
本發明的控制網路系統,為利用複數節點裝置相互進行資料交換的控制網路系統,其特徵在於:前述各節點裝置具有下述的各個手段。
‧於每個預定的資料交換週期,在第1頻帶內,發送自裝置的資料,同時接收其他裝置的發送資料的資料發送接收手段;‧在前述每個預定的資料交換週期,在位於前述第1頻帶之後的第2頻帶內的預定的定時中,當有自裝置的訊息發送要求時,將該訊息向鄰接局發送的訊息發送手段;‧在前述第2頻帶內,當接收到從一方的鄰接局來的訊息時,將該訊息向另一方的鄰接局中繼,或者當該訊息 的目標為自裝置時,取得該訊息的訊息接收手段。
根據本發明的控制網路系統,及其節點裝置等,在連接於網路的全部節點裝置相互資料交換的同時也進行任意的訊息發送接收的控制網路系統中,能夠提高傳送效率。
10‧‧‧節點
11‧‧‧驅動器
12、13‧‧‧通信回線
12a、12b、12c、12d‧‧‧通信線
13a、13b、13c、13d‧‧‧通信線
14‧‧‧處理部
15‧‧‧週期計時器
16‧‧‧發送計時器
17‧‧‧訊息用發送計時器
31‧‧‧局2A回線訊框
32‧‧‧局2B回線訊框
33‧‧‧濾波器
41‧‧‧局1A回線訊框
42‧‧‧局1B回線訊框
46‧‧‧通信線
50‧‧‧節點裝置
51‧‧‧資料發送接收部
52‧‧‧訊息發送部
53‧‧‧訊息接收部
54‧‧‧訊息發送許可數決定部
55‧‧‧計時器機能部
[圖1](a)、(b)為本例的控制網路系統之全體構成圖。
[圖2](a)、(b)為表示本例的節點的驅動器處理的流程圖。
[圖3]表示本例的節點處理部的處理的流程圖。
[圖4]步驟S44的處理的詳細例。
[圖5]步驟S63的處理的一例。
[圖6]本例的各節點的訊框發送接收動作例(其1)。
[圖7]本例的各節點的訊框發送接收動作例(其2)。
[圖8]本例的各節點的訊框發送接收動作例(其3)。
[圖9](a)表示步驟S24、S26的處理的影像;(b)表示步驟S21、S23的處理的影像。
[圖10]本例的控制網路系統之拓撲的其他例。
[圖11]本例的控制網路系統之機能方塊圖。
[圖12]表示線型全雙工回線之例的圖。
[圖13]1回線時的構成例。
[圖14]利用專利文獻1、2等的先前技術進行資料交換的具體例。
[圖15]藉由環型拓撲的全雙工回線的控制用網路系統的具體例。
[圖16]藉由圖15的系統中從前的通信方式的控制用網路系統的動作一例。
[圖17]表示從前的訊息發送動作的一例的圖。
[實施形態]
以下,參照圖式說明有關本發明的實施形態。
圖1(a)、(b)為本例的控制網路系統之全體構成圖。
此外,本例的控制網路系統為例如將上述100BASE-TX及1000BASE-T等的Ethernet作為傳送路的全雙工回線等,而且,採用作為拓撲的環型或線型的系統構成。
在這種系統構成中,各局(節點)為了與鄰接局以外的局通信,會藉由以自局與通信對象局之間存在的1個以上的局來中繼作為前提進行傳送。也就是,這種情況下,能與各局直接通信的只有鄰接局而已。在某一節點,當從鄰接局發送的訊框資料的目標並非自局時,會將該資料中繼至別的鄰接局。藉由重複進行這種中繼,最終,訊框資料會到達發送目標局。此外,上述的鄰接局為與自局直接通過通信線所連接的其他局。此外,因為圖1所示的一例因為是全雙工回線,通信線設有上行及下行兩條。也就是說,設置有從自局向鄰接局的資料發送用通信線、及從鄰接局接收資料的接收用通信線。
而且,雖然圖1以全雙工回線等且作為拓撲的環型網路系統作為例子,但本例的控制網路系統的構成並不以此例為限。例如,非環型的線型也可以,之後圖示的其他型也可以。此外,並不限於全雙工回線。例如以其 2倍的回線數(稱為全四工回線)等也可以,當然也可以是1回線。此外,圖1為構成節點為4個的例子,當然,並不以此例為限。
此外,本例的控制用網路系統,作為一例,構成系統的各機器(節點)需要在上述TS頻帶中相互進行資料交換,即需要在保證其等的及時性的前提下進行。因此,作為一例,例如必須在上述週期計時器所規定的資料交換週期的時間內(掃描時間內的TS頻帶內)完成全部節點間的資料交換。也就是說,作為一例,在各通信週期的該TS頻帶內,全部節點必須將自節點的資料傳遞到其他全部的節點。換言之,作為一例,如以上所述,構成系統的各機器(局;節點)需要在保證及時性的前提下進行相互的資料交換。此外,本發明並不限定於上述一例。
另一方面,上述訊息傳送頻帶(MSG頻帶)中的訊息發送接收,並不是必須在1次的通信週期內的MSG頻帶內,發送接收所有該時點所產生的訊息。但是,期望能夠提高傳送效率,在1次的通信週期能盡量發送接收更多的訊息。另一方面,如上所述,因為預先決定了MSG頻帶的長度,在結束訊息發送接收處理前,必須避免發生MSG頻帶結束的事態。
本方法基本上,雖提高了上述訊息傳送頻帶(MSG頻帶)中的訊息發送接收的傳送效率,但除此之外,也可以提高上述TS頻帶中的資料交換的傳送效率。
以下首先介紹的具體例為在MSG頻帶及TS 頻帶都提高傳送效率的例子,但不限於此例,如同之後所說明的,也可以是在TS頻帶與從前相同,而僅在MSG頻帶提高傳送效率的形態。
圖1(a)所示的控制網路系統和上述圖15一樣,圖示的4台節點10(局1、局2、局3、局4)藉由全雙工的通信回線12、13連接,在網路全體中將右轉(順時針)的通信經路作為回線A,左轉(逆時針)的通信經路作為回線B。但是,與圖15相比,局2與局3的配置變了。
如圖15所說明的,通信回線12、13例如是上行及下行的通信線,例如局1與局2之間的通信,經由通信回線12從局1向局2發送資料,經由通信回線13從局2向局1發送資料。
更詳言之,如圖1(b)所示,各節點10例如具有驅動器11,和上述回線A相關的通信回線12(12a、12b、12c、12d),及和上述回線B相關的通信回線13(13a、13b、13c、13d)分別如圖示的方式連接至節點10的驅動器11。
在此,各個通信回線12、13不是由1條通信線(串列線等),而是由複數通信線(串列線等)構成。也就是說,例如通信回線12是由圖示的通信線12a、12b、12c、12d所構成。各通信線將任意的2個節點10之間連接。在圖示的例中,通信線12a連接局1-局2之間,通信線12b連接局2-局3之間、通信線12c連接局3-局4之間、通信線12d連接局4-局1之間。
有關以下的通信回線13也一樣。也就是說,通信回線13是由圖示的通信線13a、13b、13c、13d所構成。各通信線將任意的2個節點10之間連接。在圖示的例中,通信線13a連接局1-局2之間,通信線13b連接局2-局3之間、通信線13c連接局3-局4之間、通信線13d連接局4-局1之間。
因此,例如有關局1-局2之間的通信,局1藉由通信線12a向局2發送資料訊框(封包),局2藉由通信線13a向局1發送資料訊框(封包)。藉此,就算局1和局2相互同時地發送封包,因為所使用的通信線相異,並不會引起封包衝突。有關其他局之間的通信也一樣,作為網路系統全體,就算全局同時發送封包,因為各個封包發送所使用的通信線相異,並不會引起封包衝突。
此外,該封包可以是TS頻帶中的資料(共享記憶體訊框)的封包、MSG頻帶中的訊息的封包中的任一者。在本例中,即便是TS頻帶、MSG頻帶的任一者,各局在同一定時發送封包也不會引起封包衝突。此外,有關TC頻帶基本上也省略其說明。
此外,各節點10除了上述驅動器11以外,還具有:處理部14、週期計時器15、發送計時器16、訊息用發送計時器17等。週期計時器15已在上述專利文獻1、2中說明,在此省略說明。
發送計時器16係用來決定TS頻帶中的自局的資料發送定時,其意義與上述專利文獻1、2一樣。不 過,在專利文獻1、2中在各局相互為不同的設定,因此,在TS頻帶中的各局的資料發送定時會如圖14所說明的相互不同。相對於此,發送計時器16例如在全部的局(節點10)為相同設定,藉此在TS頻帶中全部的局以同一定時開始發送自局的資料(共享記憶體訊框)。在後述的圖6、圖7等的例中,在全部的節點10中,該發送計時器16的計時結束,以成為TS頻帶的開始定時的方式被設定。
此外,從上述中,發送計時器16可以說是註釋記憶體用發送計時器。
訊息用發送計時器17係用來決定在各節點10中,在MSG頻帶中的自局的資料發送定時。此外,從前未圖示的訊息用發送計時器,其計時結束為表示MSG頻帶的開始,若主要局具備其為佳,其為藉由該計時結束而從主要局發送符記者。
訊息用發送計時器17也在全部的節點10以相同定時計時結束作設定。在後述的圖6、圖7等的例中,在全部的節點10中,該訊息用發送計時器17的計時結束,以成為MSG頻帶的開始定時的方式被設定。例如,在全部的節點10的訊息用發送計時器17被設定為同一設定值,而且,在發送計時器16的計時結束時啟動。除此之外,也可以將訊息用發送計時器17在週期計時器15的計時結束時以同一設定值啟動,也可以將發送計時器16作為訊息用,成為MSG頻帶的開始定時的方式再啟 動。
因此,各節點10在當有應向自局發送的訊息存在時,以訊息用發送計時器17的計時結束的定時,發送1通自局的訊息。之後,從圖3的處理結果,當自局許可發送複數訊息時,繼續發送第2通以後的訊息。在後述的圖6之例中,例如局1發送3通自局的訊息。若僅以許可數發送上述自局的訊息的話(通過圖2(a)的發送),之後通過圖2(b)的處理,將從其他局來的發送訊息中繼。
處理部14係執行節點10的主處理,例如進行圖未示的控制對象機器之控制,顯示其狀態的資料等的收集,週期計時器15、發送計時器16、訊息用發送計時器17等的設定/啟動的管理,發送資料訊框(封包)的生成等的各種處理。
驅動器11,例如,是因應上述從處理部14來的要求,將上述發送資料訊框發送至其他節點,或接收從其他節點來的發送資料訊框並將其傳遞/中繼至處理部14等,經由通信回線12、13進行通信處理的處理部(通信專用處理器等)。
經由通信回線12、13的任一者,而接收從上游側發送而來的封包後,在驅動器11判定該封包需要中繼時,將其向下游側送出。例如,以局1為例,關於回線A:局4成為上游側,局2成為下游側,關於回線B:局4成為下游側,局2成為上游側。
藉此,當局1的驅動器11經由通信線12d接 收從局4來的發送封包(資料訊框)後並將其中繼時,經由通信線12a向局2轉送。此外,在中繼時,取得資料訊框的內容(資料),視其必要向處理部14傳遞。同樣地,經由通信線13a接收從局2來的發送封包後並將其中繼時,經由通信線13d向局4發送。此外,局1發送自局的資料時,局1的驅動器11將該資料訊框向回線A、回線B兩系送出。也就是說,將該資料訊框經由通信線12a向局2發送的同時,也經由通信線13d向局4發送。
圖2(a)、(b)為表示節點10驅動器11的處理的流程圖。此外,驅動器11內藏的不圖示的演算處理器,藉由執行內藏的不圖示的記憶體所預先記憶的應用程式,實現上述圖2(a)、(b)的處理。
圖2(a)表示自局資料發送時的驅動器11的處理。
具有節點10的上述處理部14(CPU/MPU等)藉由預定的軟體(程式)等來執行,執行預定的控制處理等。該處理的一例由圖3所示,於之後說明。接著,作為該處理的1個,當發送自局的資料的事件發生時,將該資料與發送要求傳遞至驅動器11。
當驅動器11接收上述資料及發送要求(步驟S11)後,將該資料訊框發送至上述回線A、回線B的兩系(步驟S12)。這跟上述一樣,兩方一起向下游側發送。接著,局1的情形,關於回線A,經由通信回線12a向局2發送,關於回線B,經由通信回線13d向局4發送。
若上述所發送的自局資料(封包)若是正常的話,會經由網路一循環而返回自局。此外,也會有接收其他局的發送資料(封包)之情形。
圖2(b)表示自局資料接收時的驅動器11處理。
當驅動器11經由上述回線A、B的任一者接收任意的封包後,執行圖2(b)的處理。首先,檢查接收封包的發送源,若發送源是自局時(步驟S21,NO),將該封包丟棄(步驟S23)。因為這種情形應該是自局經上述步驟S12所發送的封包,經由網路一循環而返回。
另一方面,接收封包的發送源為其他局(自局以外)時(步驟S21,YES),將接收封包中繼(步驟S22)。也就是說,將接收封包轉送至下游的鄰接局。當然,由回線A接收到時向回線A中的下游中繼,由回線B接收到時向回線B中的下游中繼。此外,中繼時也會將接收封包留在未圖示的緩衝部等,並於後述的步驟S24、S25的處理時利用。
進行步驟S22的處理時,更判定該接收封包是否與已經完成接收的封包相同(步驟S24)。在本例中,因為發送源節點在上述步驟S12中發送封包至回線A、回線B的兩系,正常的話,其他局會接收這2個封包。因此,之後就不再需要接收到的封包。藉此,在接收與已經完成接收到的封包相同的封包時(步驟S24,YES),將該接收封包丟棄(步驟S26)。
此外,例如,發送源節點在上述步驟S12 時,在所發送的2個封包(資料訊框)賦予同一訊框編號。通常,在每一發送資料訊框,賦予訊框編號並發送。訊框編號於每一發送時被更新(例如+1增量)。藉此,在步驟S24的處理中,例如,當接收封包、與已完成接收的封包,其發送源節點相同且訊框編號相同時,判定兩者為相同。但是,這僅為一例,並不以此例為限。而且,更不用說,在各封包(資料訊框)附加有表示發送源節點的識別ID等。
另一方面,接收封包在當上述的2個封包中的任一者先接收到的封包時(步驟S24,NO),將該接收封包的資料傳遞至處理部14(步驟S25)。而處理部14會利用該資料進行任何的處理。例如,接收封包為共享記憶體訊框時,執行後述的圖3的步驟S48為YES時的處理。
此外,在上述圖2(a)、(b)的處理中的封包可以是在上述TS頻帶所發送接收的資料封包(共享記憶體訊框)、在上述MSG頻帶所發送接收的訊息的封包等的任一者。
此外,不限於圖2(b)的例子,例如,接收封包的發送源為其他局,而且,當接收到最初的封包時,可以進行該封包的中繼處理。換言之,即使接收封包的發送源為其他局,接收到與已經完成接收的封包相同的封包時,可以不進行該封包的中繼。另一方面,在圖2(b)的處理中,即使是這樣的情形也會進行封包的中繼。
而且,雖不用說,但在各封包(資料訊框)會賦 予發送源節點的識別編號(局ID等)。此外,例如,各節點10會預先記憶網路構成資訊。網路構成資訊在各個節點10包含自節點的上游側與下游側的鄰接局的上述局ID等的資訊。此網路構成資訊例如可以經由開發者等預先以任意方式作成,並記憶於各節點10,但並不以此例為限。
此外,圖2(b)的例子的情形,當自局在步驟S12所發送的封包,經由環型網路一循環而返回的話,為丟棄的封包。不過,並不以此例為限,由自局的前1個其他局來丟棄也可以。
以上,整理圖2及其他處理,例如成為下述的方式。
‧若封包經由環型網路的各節點10作一個循環的話,也就是其他的全部節點10都接收到的話,會丟棄之。進行丟棄的可以是封包發送源的節點10,也可以在其之前的1個節點10(在發送源節點進行封包中繼的節點10)。
‧發送源節點將上述封包發送至回線A、回線B的兩系。其他各節點10若無異常的話從兩系接收封包。其他各節點10的驅動器11,將最初接收到的封包傳遞至處理部14(實質上接收),但不將第2次接收到的封包傳遞至處理部14(實質上不接收)。
‧上述其他的各節點可以中繼上述第2次接收到的封包,也可以不中繼。
‧上述封包為共享記憶體框架、或/及訊息訊框。
圖3為表示節點10處理部14的處理流程圖。
關於訊息發送,從前雖在主要局分配發送權而進行局判定,但在本例中在全部節點10分別進行圖3的處理,在各個節點10分配發送權(發送許可數)進行判定。隨著該判定,判定自局可否發送訊息及分配數。因此,在本例中,不進行符記訊框所致的發送權賦予,各局動態地判斷訊息發送可否或分配數等。因此,當自局可發送訊息時,若成為訊息傳送頻帶的話,不等待符記而發送自局的訊息。
圖3的處理為隨時執行,基本上處於等待任何事件之狀態(步驟S31),每當發生任何事件(步驟S32,YES)時,判定所發生的事件內容(步驟S33),並因應其而執行處理。
也就是說,當所發生的事件為週期計時器15的計時結束(週期T.O.)時(步驟S34,YES),執行步驟S35~S38的處理。
也就是說,基本上,雖在發送計時器16設定預定的設定值(步驟S35)而啟動發送計時器16(步驟S38),但在該啟動前,確認自局的訊息發送要求的有無,若是有的情況下(步驟S36,YES),設定&登錄訊息發送要求數(視為也有單稱為要求數的情形)(步驟S37)。此外,所謂的設定係指儲存在共享記憶體訊框中,所謂的登錄係 指記憶於未圖示的“用以進行發送權管理的項表”(以下,記為項表)。
因此,藉由後述的步驟S40的處理,發送附加上述要求數的共享記憶體訊框後,藉由上述各節點10的中繼處理,對全部的節點10傳遞共享記憶體訊框,使得訊息發送要求數傳遞至全部的節點10。被傳遞的訊息發送要求數被記憶於各節點10的上述“項表”。因此,在各節點10分別根據記憶於自局的上述“項表”的各局的訊息發送要求數,執行後述的步驟S44的處理。在此,從上述可明白,在本例中,在上述步驟S35設定於發送計時器16的設定值,使其在全部的節點10為相同值。此外,從前,如同圖14所說明的,在全部的節點相互不同的設定值被設定於未圖示的發送計時器。
由上述專利文獻1、2的先前技術,藉由在全部的節點10在相同定時,週期計時器15設為計時結束的狀態,在全部的節點10在相同定時,發送計時器16設成計時結束。藉此,例如如後述的圖6所示,在全部的節點10在相同定時開始發送共享記憶體訊框。
此外,當發生的事件為發送計時器16的計時結束(發送T.O.)時(步驟S39,YES),使自局的資料(共享記憶體訊框)發送(步驟S40)。這是將上述自局的資料(根據情況附加有訊息發送要求)傳遞至驅動器11。藉此,如以上所述,驅動器11會接收上述步驟S11的資料&發送要求,藉由上述步驟S12將該資料發送至上述回線A、回 線B的兩系。
再來,在訊息用發送計時器17設定預定的設定值(步驟S41),並啟動(步驟S42)。此外,在該啟動後,訊息用發送計時器17在計時結束的事件發生時,後述步驟S43的判定會成為YES。此外,上述設定值,例如,在全部的節點10為同一值。藉此,例如如後述的圖6之例所示,在全部的節點10在相同定時成為MSG頻帶,有應發送的訊息的節點10馬上發送第1通訊息。在本例中,最低1通係因為訊息發送許可。
而且,基本上,在上述步驟S38啟動的發送計時器16在計時結束的事件發生時,上述步驟S39會成為YES。
此外,當所發生的事件為訊息用發送計時器17的計時結束(發送T.O.)時(步驟S43,YES),執行步驟S44~S47的處理。
也就是說,首先,判定遺漏共享記憶體訊框,進行訊息發送許可局判定(步驟S44)。該處理也是決定各節點10的訊息發送許可數的處理,藉此決定自局的訊息發送可否與訊息發送許可數。此外,在本例中,基本上,全部的訊息要求節點至少許可1個訊息的發送,但並不以此例為限。
因此,因應上述步驟S44的判定結果(步驟S45),有自局的訊息發送要求且許可發送時(步驟S46,YES),僅以自局的訊息發送許可數的部分發送訊息訊框 (步驟S47)。
另一方面,在原本沒有自局的訊息發送要求時、或者在不許可訊息發送等時(步驟S46,NO),不進行訊息發送。此外,如上所述,在本例中,因為最低1通必為能夠訊息發送,雖然並不是沒有訊息許可,但因為不以此例為限,因此訊息發送也包含未許可的例子。
此外,所發生的事件為共享記憶體訊框接收時(步驟S48,YES),將該共享記憶體訊框的資料儲存於未圖示的共享記憶體的該當區域中(步驟S49)。此外,在這裡,將上述步驟S40的處理所發送的訊框稱為共享記憶體訊框。藉由上述圖2(b)等的處理,任意的其他局利用驅動器11接收由上述步驟S40的處理所發送的共享記憶體訊框,將其藉由上述步驟S25利用驅動器11傳遞至處理部14後,上述步驟S48的判定成為YES。
此外,在所接收到的共享記憶體訊框中,包含在該發送源節點10由上述步驟S37所儲存的訊息發送要求數時,視為具有訊息發送要求,將該要求數與發送源節點10的ID等一同追加記憶於上述“項表”(步驟S50)。該“項表”在之後的上述步驟S44的處理被參照(一例以圖4所示)。此外,各訊框當然包含發送源節點的ID(識別資訊)等。
此外,雖沒有特別圖示,但接收到訊息訊框時,將驅動器11所接收到的訊息傳遞至處理部14,處理部14在當該訊息訊框的目標為自局時,存取該訊息訊 框,當發送目標非自局時,也可以將該訊息訊框丟棄。當然,驅動器11藉由圖2(b)的處理將所接收到的訊息訊框向下游側的鄰接局中繼。
如同上述在本例中,接收到共享記憶體訊框的各節點10(各局)分別受理發送源局的訊息發送要求。也就是說,各局分別受理從參加網路的各局(節點10)來的訊息發送要求(要求數),且各局分別獨自判定訊息的發送許可局與分配數(發送許可數)。即便是各別獨自判定,因為判定演算法相同,若賦予相同資料則會得到相同判定結果。也就是說,若從各局來的全共享記憶體訊框能夠全部正確地傳送的話,在全部的局能以相同的分配得到結果(判定結果)。各局會以在自局的訊息發送權分配的判定結果為準,判定自局的訊息發送可否與分配數。因此,當可發送訊息時,將訊息訊框的發送以在全局同步的訊息用發送計時器17為準同時進行。
上述訊息的發送許可局與分配數(發送許可數)的判定方法可以是各似各樣的,例如可以進行均等分配、或者是“加權循環”等的附加優先順序的分配,或者也可以是其等的組合,也可以使用其他既存的任意方法。無論如何,該判定方法自體並沒有特別限制,既存的任何方法、或組合該等既存方法等都可以。
在本例中,藉由上述圖2或圖3的處理,與自局有關的共享記憶體訊框、訊息訊框,在各個頻帶中也可以不需要得到符記而直接開始發送。在如圖1的這種構 成/通信方式中,即使是用這種方式各局同時發送資料,各訊框之間也不會發生衝突。自局的次料訊框發送結束後,其他局將該等訊框依序中繼。有關於此,即使是各局在相同定時一齊中繼發送,各訊框之間也不會發生衝突。
根據這樣的本例的發送/中繼動作,共享記憶體訊框、訊息訊框也會成為例如後述的圖6那樣的發送/中繼動作。也就是說,能比從前更有效率地傳送共享記憶體訊框、訊息訊框。
根據該動作,例如關於訊息訊框,假設1局只進行1通份的發送,各局將其中繼並繞行回線1圈為止所必要的時間,相等於全局(或一部分的局)進行一通份的發送,且各局將其中繼並繞行回線1圈為止所必要的時間。因此,各局至少1通與其他局的訊息發送要求數無關也能發送。
從此觀點來看,在本例中,如同後述,在全部的局許可最低1通的訊息發送權。但是,並不以此例為限。
在這,上述步驟S44的處理的詳細例由圖4所示。
在圖4的例中,首先,判定有無遺漏訊框(步驟S61)。有關該處理將於後述,但若有遺漏訊框時(步驟S61,YES),強制將全部的節點的訊息發送許可數決定成預先設定的基本值(在本例中為‘1’)。藉此,當有自局的訊息發送要求時,在步驟S47中僅發送1通的訊息。此外,即便訊息發送許可數例如被決定成‘1’,若無自局的訊息 發送要求的話,因為步驟S46成為NO,故不進行訊息發送。
有關這種強制全局的訊息發送許可數一律設為‘1’的理由,會於之後說明上述遺漏訊框的說明時再說明。
另一方面,當無遺漏訊框時(步驟S61,NO),首先,在上述步驟S37、S50的處理,基於記憶於項表的各局的要求數,辨識自局及其他局的訊息發送要求的有無與要求數。再來,辨識各局現在的優先順位(步驟S62)。該優先順位,例如基於預定的計數器的現在的計數值來決定。
此外,該計數器雖未圖示,但每當上述步驟S34成為YES作升值計數(+1增量)。此外,該計數器在本例中,以1→2→3→4→1→2→3→4→1…的方式,將1~4之間循環計數。因此,將該局號與計數值相同的節點10,設為優先順位最高者。例如當計數器的計數器值為‘3’時,局3成為最高的優先順位,在該例中,優先順位以高順序成為局3→局4→局1→局2。
在步驟S62中,再辨識預先設定的上限值。該上限值在MSG頻帶中,為可發送接收的訊息數的上限,即因應MSG頻帶的長度或訊息訊框的訊框大小等來決定,係預先由開發者等決定而設定。
因此,基於包含上述自局的各局的訊息發送要求的有無與要求數、優先順位、上限值等,決定各局的訊息發送許可數,以之決定自局的訊息發送許可數(步驟 S63)。其為例如至少全部的局的訊息發送許可數的合計值以不超過上述上限值所決定。
步驟S63的處理的一例由圖5所示。
在圖5的處理中,各局的訊息發送許可數為:基本值、與從剩餘值的任意分配值的合計。所謂的基本值例如為必定一律分配至全部的局的分配值,在本例中為‘1’(平均分配)。也就是說,在本例中,進行訊息發送要求的全部局,能夠發送至少1通訊息,而雖有要求但連1通訊息都無法發送的局並不存在。
藉此,首先,對有要求的全部局,分配基本值(=1)(步驟S71)。
此外,上述剩餘值為,例如,設為剩餘值=上限值-(基本值×局數)
等。此外,若局數固定的話,也可以取代最初的上限值而設定剩餘值。
將上述剩餘值依上述優先順位,從優先順位最高的局依序分配(“加權循環”方式)(步驟S72)。例如,於優先順位高的順序,判定是否為「剩餘值≧要求數」,當「剩餘值≧要求數」時,設定「分配數=要求數」,同時藉由「剩餘值=剩餘值-要求數」來更新剩餘值。當「剩餘值<要求數」時,設定「分配數=剩餘值」,同時結束處理。因此,將各局的訊息發送許可數藉由「基本值+分配數」來決定。
在這裡,利用剩餘值=上限值-(基本值×局數) 的例子來說明。此外,上限值設為‘7’、基本值設為‘1’、局數設為圖1所示的4台。藉此,在該例中剩餘值成為‘3’。此外,在本例中,優先順位以高序成為局3→局4→局1→局2。此外,例如,使局3的要求數為‘2’、局1的要求數為‘3’、局2的要求數為‘1’。此外,局4並未有要求。該例的情形,在上述處理例中,首先將局3作為對象,因為是「剩餘值(=3)≧要求數(=2)」,在設為分配數=‘2’的同時將剩餘值更新成‘1’。
下一個優先順位高的局4因為未有要求,將該再下一個優先順位高的局1作為對象,因為「剩餘值(=1)<要求數(=3)」,在設為分配數=‘1’的同時結束本處理。也就是說,局2只成為基本值。此外,局1、局2在這一次無法發送全部要求的訊息。不過,下次以後都可以發送任一者。
其結果,各局的訊息發送許可數為:局1為基本值‘1’+分配數‘1’=‘2’、局2成為基本值‘1’+分配數‘0’=‘1’、局3成為基本值‘1’+分配數‘2’=‘3’。
此外,上述一例的訊息發送許可數的決定處理可以說是例如「均等分配+“加權循環”」的處理,但並不以此例為限。
如同上述,在上述一例中,除了成為基本的訊息1通(該傳送時間為如上所述,僅1局發送時與全局發送時相同。)以外,更使其能夠傳送3通的訊息訊框。
在該前提中,例如圖6所示的例中,假設以 局1、局2、局3、局4的順序進行附上優先順位的話,會進行圖示的那種訊息發送。有關於此將於以下說明。
此外,在圖6也與上述圖17一樣,在省略有關TC頻帶的動作表示的同時,根據情況,在TC頻帶的欄中顯示表示各局的資訊(局號或主要/附屬、要求數等)。這在圖7、圖8也一樣。此外,TC頻帶的動作為先前技術,不特別作說明。此外,在本例的情形,所謂的主要係指為了同步化等的主要,並非與符記(發送權)有關的主要。在本例中,與符記(發送權)有關的主要不存在。
在該圖6的例中,如圖所示,各局的訊息要求數為:局1為‘3’、局2為‘1’、局3為‘4’、局4為‘0’。此外,局4並沒有訊息發送要求。因此,依上述優先順位,從局1開始依序優先從剩餘值進行分配。
也就是說,如同上述,因為局1的訊息發送要求數為‘3’,除了無條件可發送的1通,相對於在訊息傳送頻帶內因為追加而可發送的3通(剩餘值),因為剩下的要求數為2通,使所有的訊息訊框成為可發送,合計3通的訊息訊框被許可發送。隨此因追加而可發送的訊息數(剩餘值)為剩餘1通(=3-2)。
因為局2的訊息發送要求數為‘1’,在無條件加上可發送的1通的範圍內,使訊息訊框發送1通。
因為局3的訊息發送要求數為‘4’,除了無條件可發送的1通,使因為追加而發可發送的剩餘1通的訊息訊框(剩餘值)成為可發送,合計2通的訊息訊框被許可發送。
此外,有關無訊息發送要求的局4,在上述處理中雖只有無條件可發送的1通成為可發送,但當然局4不進行訊息發送。
根據上述圖3的處理,各節點10的訊框發送接收動作,成為例如圖6或圖7所示。此外,圖6表示正常時,圖7表示異常發生時的動作。
首先作為基本,將必須保證及時性的共享記憶體訊框傳送在共享記憶體傳送頻帶(TS頻帶)實施,進行事件性的一方向存取的訊息訊框傳送特別設置訊息傳送頻帶(MSG頻帶)而實施。
各局當必須發送訊息時,在共享記憶體訊框附加要求數而發送。
在圖6所示的例中,首先,在共享記憶體傳送頻帶(TS頻帶),各節點10(局1~局4)在以相同的定時開始發送自局的共享記憶體訊框,同時接收從其他局發送的共享記憶體訊框,並將其等向下游側的鄰接局中繼,同時將該等資料記憶至相應的記憶區域。
此外,當有自局的訊息發送事件時,在共享記憶體訊框附加要求數(訊息發送要求數)而發送。接收到該共享記憶體訊框的各節點10,該訊框的發送源的節點10判定附加有要求數的是放出訊息發送要求者。
在圖示的例中,在局1、局2、局3具有訊息發送事件,局1、局2、局3分別在共享記憶體訊框附加要求數而發送。此外,要求數在圖示的例中為:局1為 ‘3’、局2為‘1’、局3為‘4’。
從上述各節點10發送的共享記憶體訊框藉由上述圖2(b)的處理,如圖示的方式被其他局依序中繼,一循環網路後,返回發送源節點10並丟棄。
各節點10當接收其他局所發送的共享記憶體訊框後,如上述那樣中繼,同時取得該資料而儲存於共享記憶體。此時,當附加有訊息發送要求數時,也取得其等並追加記憶於上述項表。在圖示的例中,各節點10接收到局1、局2、局3所發送的共享記憶體訊框時,取得附加於其等的訊息發送要求數,與發送源節點的ID等一同追加記憶至項表(但是,為自局的發送訊框的情形時只如同上述將其丟棄)。
此外,在各節點10預先決定共享記憶體訊框的發送數,在圖示的例中,局1為發送數=‘1’、局2為發送數=‘3’、局3為發送數=‘2’、局4為發送數=‘1’。因此,各節點10僅在最初發送的框架附加上述訊息發送要求數。例如局2如圖所示發送3個共享記憶體訊框,僅在最初的訊框附加訊息發送要求數。
此外,各節點10的共享記憶體訊框的發送數係以在TS頻帶(共享記憶體傳送頻帶)中使全局的所有共享記憶體訊框的交換結束的方式,預先由開發者等來決定。此外,共享記憶體訊框的交換以定週期常時進行。
另一方面,關於訊息,在各節點10,只有在自局藉由任何的處理發生訊息發送事件時,進行訊息的發 送。再來,發送的訊息數不會預先被得知,在每一種情況下,因應上述任何的處理而決定。因此,雖如同上述進行各局的訊息發送許可數的調整/決定,但該決定處理如同上述,在全部的節點10(局1~局4)分別獨立進行。
也就是說,並非像從前一樣由主節點決定發送權,至少關於發送權決定不存在於主節點,全部的節點10分別獨立決定,以此決定自局的發送許可數。並僅發送決定的發送許可數的部分的訊息。因此,首先,預先在全部的節點10使相同演算法的發送權決定處理用應用程式記憶。接著,在運用中,各節點10分別將必要的資訊(其他局的訊息發送要求數、各局的優先順位等)在每一種情況下取得,利用該取得資料執行上述發送權決定處理用應用程式。
如同上述,因為決定演算法在全部的節點10都一樣,上述必要的資訊在全部的節點10都相同的話,在全部的節點10會得到相同的決定結果。在上述必要的資訊中,上述各局的優先順位如同上述一例的方式,因為也基於各節點10內藏的預定的計數器的計數值來決定,也可以預先在全部的節點10使其成為相同的計數值的方式來設定。例如在初期狀態,全部節點10的計數器值全部設定為‘1’,之後例如週期計時器15以計時結束的每一升值計數來構成。
此外,在圖6之例中,全部的節點10藉由上述共享記憶體訊框的交換,因為能取得全部的其他局的訊 息發送要求數,能夠取得必要的資訊。藉此,在全部的節點10藉由執行上述發送權決定處理用應用程式,來得到相同的決定結果。在圖6的例中,作為發送權決定結果,各節點10的訊息發送許可數為:局1為‘3’、局2為‘1’、局3為‘2’,其為在全部的節點10得到相同的結果。
上述發送權決定處理,可以例如在TS頻帶(共享記憶體傳送頻帶)的空區域(共享記憶體訊框的交換結束後,到MSG頻帶開始之間)執行,也可以如上述圖3在MSG頻帶(訊息傳送頻帶)的開始後馬上執行。
此外,後者的情形,發送權決定處理也可以與第1的訊息發送處理並行。在本例中,因為有訊息發送要求的節點10,最低也有1個訊息被許可發送,不用等待決定而進行第1的訊息發送也沒有問題。藉此,如圖6所示,局1、局2、局3從MSG頻帶的開始之後,進行自局的第1的訊息發送。之後,例如僅在從上述剩餘值的任意的分配的部分,再進行訊息發送。藉此,在本例的情形,例如局1如圖示所示發送3個訊息。此外,因為在該例中局4無訊息發送要求,故不發送訊息。
不管訊息發送要求的有無,全部的節點10藉由上述圖2(b)的處理,將所接收到的訊息中繼(但是,自局所發送的訊息除外)。藉此,各節點10若將自局的訊息僅以上述決定的發送許可數的部分發送的話,之後則進行其他局的發送訊息中繼。在圖6的例中,例如,局1為如圖所示,結束發送自局的3個訊息之後,將局3的2個訊 息、局2的1個訊息依序向下游的鄰接局(局2)中繼。
依這樣,與共享記憶體訊框同樣,使所發送的全部訊息能夠在全部的節點10接收,以此所發送的全部訊息能傳送至發送目標的節點10。此外,與共享記憶體訊框同樣,不需獲得符記(獲得發送權),全部的節點10可以從MSG頻帶的最初發送訊息,而且,不受任何制約,因為能將將訊息依序發送/中繼,能更有效率地進行訊息傳送,在短時間能將更多的訊息傳遞至發送目標。在圖6的例中,在系統全體傳送6個訊息。此外,訊息傳送為在發送源與發送目標的2個節點間的1對1的訊息傳送。
此外,在圖示的例中,發送目標的節點10即便在接收到訊息的情況下也將該訊息中繼,但並不以此例為限。當發送目標的節點10接收到訊息時,發送目標的節點10取得該訊息後,也可以不將其中繼而丟棄之。
接著,以下說明有關圖7所示的具體例。
在這裡,圖6的例為如上述屬正常情況下的例子,換言之,為圖4的步驟S61的判定為NO的例子。另一方面,圖7的例為如上述屬異常情況下的例子,換言之,為圖4的步驟S61的判定為YES的例子。也就是,發生遺漏訊框的情形。
在圖7表示於共享記憶體傳送頻帶中,在一部或全部的訊框發生傳送異常等,產生遺漏訊框的一例。
若從各局來的全共享記憶體訊框正常傳送的話,各局 分別以相同的發送權分配判定演算法判斷,得到相同的分配結果。但是,一部分的訊息發送要求僅在一部分的局發生欠損而無法受理時,發送權分配判定結果則會因局而異。
在該狀態下,當各局分別基於自局的判斷結果進行訊息發送時,根據情況在訊息傳送頻帶時間內進行無法盡收的訊息傳送。為了防止之,在本例中,當一部分或全部的共享記憶體訊框有欠損時,各局會作判斷,在訊息傳送頻帶時間內確實結束傳送的僅無條件可發送的1通,僅將其訊息訊框發送。
從圖6、圖7所示的具體例可以明白,即便圖6所示的共享記憶體訊框的傳送正常結束的情形,即便圖7所示的異常發生的情形,相較於先前技術也能進行更多的訊息傳送。或者,能夠縮短訊息傳送頻帶的長度,因而能夠縮短掃描時間。
根據本方法,在環型拓撲或線型拓撲的全雙工回線的網路系統中,在訊息傳送頻帶能發送更多的訊息,並能夠實現網路全體的傳送量的大容量化。除此之外,有關註釋記憶體框架也一樣,能高效率地傳送,能夠在短時間內在全部局進行全部的共享記憶體訊框的交換。
在圖7的例中,表示在TS頻帶中,局1所發送的自局的發送訊框(附加訊息發送要求數)在任何的傳送異常,鄰接局(局2)未接收到的例子(遺漏訊框的一例)。因此,在該例中,因為局1以外的局不知道局1的訊息發 送要求的有無或要求數,在上述發送權決定處理無法收集必要的資訊。
因此,在發生這樣的遺漏訊框時(步驟S61,YES),在全部的節點10中,強制地將自局的發送數決定成‘1’。藉此,如圖7所示,在MSG頻帶中,有訊息發送要求的局1、局2、局3全部一律只發送1通訊息。
在這裡,說明有關上述步驟S61的判定方法的一例。例如如上所述,因為共享記憶體訊框預先決定各局每個的發送數,在各節點10中,能夠判定是否全部接收到包含自局的全局的發送框架,以此能夠判定是否發生遺漏訊框。此外,在本例中,因為共享記憶體訊框若是正常的話最絡會回到發送源的節點10,而在圖7的例中,因為局1的自局的發送訊框未返回,因此可以判定發生遺漏訊框。
不限於此例,例如,當發送源局發送自局的共享記憶體訊框時,在各共享記憶體訊框中,當附加表示是全發送數中的第幾號的訊框的資料時,藉由參照該資料,可以判定是否發生遺漏訊框。
此外,當接收訊框不是共享記憶體訊框,而是例如是同步化訊框時,執行以下所說明的未圖示的處理。此外,在本例中,雖與符記有關的主要局不存在,但關於同步化的主要局是存在的。在圖6、圖7中,雖局2成為主要局,但其與符記無關,其與同步化有關。
也就是說,主節點並非只是上述共享記憶體 訊框,在別的定時中,也有發送為了使週期計時器15的同步化的同步化訊框之情形。這是對任意的發送目標節點發送。發送目標節點以外的各節點10接收該同步化訊框後,將其中繼。發送目標節點接收該同步化訊框後,不將其中繼,將同步回應訊框送回至發送源節點(主節點)。
也就是說,當發生的事件為未圖示的「自局目標的同步化訊框的接收時」,將上述同步應答訊框傳遞至驅動器11,向發送源節點(主節點)發送。
此外,判定構成系統的複數節點10中的任1局(一例為局1、局2、局3、局4的任一者),是否作為與上述同步化有關的主節點動作的方式預先被設定,或是以局編號或MAC位址等的昇順或降順等進行優先度判定,作為上述主節點動作。主節點以外的節點10其本上全部作為副節點動作。接著,主節點根據上述同步化訊框等,將全部的副節點的週期計時器15同步至自節點的週期計時器15。有關於此,已記載於先前技術文獻等,在此不做更詳細的說明。
此外,作為一例,例如上述主節點在發送上述同步化訊框時,例如藉由圖2(a)的步驟S12的處理向回線A、回線B兩系發送。藉此,發送目標的副節點接收先到的同步化訊框後,將回應其的同步應答訊框向A、B兩系發送。因此,在主節點,先到的同步應答訊框被傳遞至處理部14,最終,在主節-發送目標副節點之間使訊框以最短路徑往復。
接著,在主節點量測該最短路徑上的訊框往復所需要的時間,將該量測時間的一半的時間作為主節點-發送目標副節點之間的通信時間(通信延遲時間)來算出。有關利用該通信延遲時間來達成週期計時器15的同步化處理,為先前技術,在此不特別作說明。
此外,當所發生的事件不屬於上述各種事件時,雖因應所發生的事件而執行處理,但在此不作特別的圖示與說明。
在此,先前技術中發送計時器的設定值在全部的局相互設定成不同的值。相對於此,在本方法中,作為一例,全部的局設定為同一設定值(不限於完全同一,大致同一也可以)。也就是,存在些許差異也可以)。這是在上述2種類的發送計時器16、17的兩者也一樣。
換言之,在先前技術的情形,步驟S35的發送計時器16的設定值在各個節點,以下述的算式作為一例來決定。
設定值=TC頻帶時間+(槽單位時間×自局的分配槽編號)
槽單位時間為上述發送時槽(105、108等)的長度,作為一例為槽單位時間=TS頻帶時間÷局數等。此外,分配槽編號為「‘0’與自然數」,例如作為局數=N台時,將0、1、2、…、N-1的任一者以在各局不重複的方式作分配。
另一方面,在本方法的情形,作為一例預先 設定全部的節點為同一發送計時器16的設定值。其一例由以下所示。
設定值=TC頻帶時間+α(α;0或任意的正值)。
此外,在本例中,為了將上述自局資料同時發送,例如像上述一樣,全部的發送計時器16在同一定時計時結束,作為實現此方式的一例,在達成週期計時器15的同步化以後,雖將全部的節點10的發送計時器16設定為同一值,但並不以此例為限。此外,本情形的“同時”並不是指完全同時,有多少的偏差也無妨。
再來,在本方法中,可以不一定要求全部的發送計時器16在同一定時計時結束,只要最終全部的節點10的自局資料發送定時為同一的話都可以。
因此,上述“同一定時”並不是指完全同一定時,有多少的偏差也無妨。
此外,為了在上述同一定時進行資料發送,會使全部節點的週期計時器為同步為前提,但因為這可以由上述專利文獻1、2等的先前技術來實現,在此簡單地說明有關上述的同步化,除此之後就不再更加說明。
此外,在圖6、圖7中,在上述2個回線A、回線B中顯示有關回線A上的動作,雖沒有特別圖示與特別作說明,但在回線B中也與回線A進行相同的動作。
此外,本方法並不限於上述例。例如,關於TS頻帶的註釋記憶體框架發送/中繼,可以使用既存技術。作為 一例,例如是圖16所示的符記方式的動作也無妨。但是,在TS頻帶的處理中,發生訊息發送事件的全部的節點10對其他全部的節點10,需要通知自局的訊息發送要求數。與之後的MSG頻帶有關的處理,可以是上述圖3、圖6、圖7的處理。
這種變形例的動作的一例由圖8所示。
在圖8所示的動作例中,有關TS頻帶(共享記憶體傳送頻帶)基本上與圖16所示的既存技術的動作相同,但發生訊息發送事件的局會在自局的共享記憶體訊框附加要求數等而發送。
在對應其的MSG頻帶中的各節點10的訊息發送/中繼動作,因為可以與圖6所示的相同,故在此不特別說明。
此外,於圖6、圖7、圖8中,圖示的矩形表示發送接收資料(封包),各個局的上側表示接收,下側表示發送。此外,橫軸為時間。此外,在矩形內記述發送源的局。在上述發送計時器16計時結束的時點,各局同時發送自局的資料。例如,局4在圖6、圖7所示的矩形內發送“局4”的資料。發送資料在傳送路上多少會有延遲,而由下游的鄰接局接收。
如圖6~圖8所示,全部的節點10在MSG頻帶中,以幾乎沒有空閒的時間進行訊息的發送接收處理,能夠有效率地進行訊息的發送接收。因此,可以明白其與上述圖17所示的從前手法相比,在短時間內結束訊息發 送接收處理,或是與從前相比增加了訊息數。在圖6、圖7的例中,除了該效果之外,在TS頻帶也一樣,能夠以幾乎沒有空閒的時間進行共享記憶體訊框的傳送,能夠有效率地進行共享記憶體訊框的全交換。因此,例如,可以將週期計時器15的設定值減小,縮短掃描時間。
因為不會如先前技術一樣,使各節點之間的通信頻帶成為未使用狀態,在全部節點間為了相互進行資料交換所需要的時間被減縮,而且在剩下的頻帶時間中也可以進行資料交換,能夠增加在網路上的資料量。此外,藉由將該殘留的頻帶時間作為下一次的掃描時間使用,能夠實現資料交換週期的高速化。
此外,在此如上述的方式說明有關回線A的動作,有關回線B也一樣,封包也在環型網路一循環。因此,若正常的話會與上述一樣,各節點10會從回線A與回線B的兩方接收相同封包。因此,較後接收的封包,會執行上述步驟S26的處理並被丟棄。
此外,例如如圖6所示,例如局2在例如TS頻帶中,發送3個自局資料(“局2”資料)時,當例如驅動器11具備後述的FIFO記憶體與發送專用晶片(IC等)時,驅動器11將上述3個“局2”資料儲存於FIFO記憶體中。發送專用晶片將FIFO記憶體的儲存資料依序取出並發送。首先,在上述3個“局2”資料中最初的“局2”資料取出,並發送開始。在圖6的例中,該發送處理中將“局1”資料開始接收,若“局1”資料完成接收時,將其儲存於 FIFO記憶體。再來,之後,“局4”資料開始接收,在“局4”資料完成接收之後,將其儲存於FIFO記憶體。
因為發送專用晶片將FIFO記憶體的儲存資料以儲存順序依序取出並發送,如上述例中的圖6所示,首先,將上述3個“局2”資料依序發送,接著,發送“局1”資料,之後,發送“局4”資料。此外,“局1”資料、“局4”資料的發送為中繼(轉送)處理。而且,發送目標為下游的鄰接局即局3。
局2更依序接收2個“局3”資料,該等也在結束已經完成接收的其他局資料的中繼之後,進行中繼。再來,雖然也依序接收3個自局資料(“局2”資料),但將其全部藉由上述步驟S23來丟棄。
此外,上述的例中,雖接收到自局資料的話就將其丟棄,但並不以此例為限。例如,若接收到自局的下游側的鄰接局為發送源的封包的話,雖取得該封包的資料但不進行中繼(例如丟棄)也可以。當然,發送源並沒有必要取得該封包的資料,因為僅如上述步驟S23的方式單純丟棄,而將該封包中繼的處理都是無用的浪費,為了節省浪費也可以進行上述處理。藉此,可以在更短時間內完成全部節點的資料交換。
有關其他局的動作也和上述局2大致相同,在此省略說明。
此外,在這裡作為一例,圖1(b)所示的驅動器11具備未圖示的FIFO記憶體與發送專用晶片。FIFO記憶體與 發送專用晶片(IC等)分別設有回線A用及回線B用。例如,回線A用的發送專用晶片在回線A用的FIFO記憶體具有任意1個以上的資料訊框時,將其依序發送到回線A上。例如,局2的情形,向通信線12b上(也就是相對局3)傳送資料訊框。
另一方面,驅動器11本體在進行上述步驟S12或步驟S22的處理時,進行將自局資料訊框或接收到的資料訊框儲存於FIFO記憶體的處理。以上述圖6的局2為例子的話,局2首先以步驟S12的處理,將由3個資料訊框所構成的自局資料發送至回線A、回線B的兩系。在這裡僅說明有關回線A的話,在對應回線A的FIFO記憶體,將上述3個“局2”資料訊框依序儲存。
藉此,對應回線A的發送專用晶片將該3個“局2”資料訊框依序發送至通信線12b上。藉此,如圖6所說明的,局2將3個自局資料(“局2”資料)依序發送至局3。接著,在該處理中,如圖6之例,局2依序接收“局1”資料、“局4”資料等,將該等經由步驟S22的中繼處理,依序儲存至對應回線A的FIFO記憶體。藉此,如圖6所說明的,若局2完成3個“局2”資料訊框的發送,接著會依序發送“局1”資料、“局4”資料等。
圖9(b)顯示上述步驟S21、S23的處理圖像,圖9(a)顯示上述步驟S24、S26的處理圖像。
在此,將各節點10作為具有圖示的濾波器33的機能來說明。藉由濾波器33來實現上述步驟S21、S23的處理 及步驟S24、S26的處理。此外,在此僅顯示局1及局2,但其他的局也可以(視為省略之物也可以)。因此,說明有關在局1封包接收的動作例。
首先,如圖9(a)所示,當局2發送自局資料時,將其通過回線A、回線B向局1傳遞。將從該等兩系的2個封包由局1所接收到的是圖示的局2A回線訊框31、局2B回線訊框。濾波器33將該等2個資料訊框31、32中任一者以先到優先或後到優先的方式,作為圖示的局2訊框34存取至自局內。
此外,在圖9(b)中,局1將自局資料向回線A、回線B的兩系發送,該等經由局2等的其他局來中繼且最終返回局1的是圖示的局1A回線訊框41、局1B回線訊框42。在此情況下,藉由濾波器33,將該等2個資料訊框41、42兩者一起藉由上述步驟S23丟棄。
此外,本方法的適用對象之網路拓撲並不於上述環型及線型之例。例如作為一例,是圖10所示的網路拓撲也可以。此外,於圖10中連接任意的2個節點10之間的各通信線46,可以視為相當於上述通信線12a、12b、12c、12d或通信線13a、13b、13c、13d。此外,本例的控制網路系統,並不限於乙太網路。
圖11為本例的控制網路系統之機能方塊圖。
圖11的控制網路系統由複數節點裝置50所形成,例如概略地說,是複數節點裝置50同時發送也不會引起通信干擾的控制網路系統。
更詳言之,適用本方法的對象之網路,例如,由複數通信線61構成,為各通信線以點對點的關係將任意的2個節點裝置50之間連接而成的網路。再來作為一例是全雙工回線。也就是說,由上行用通信線與下行用通信線構成。也就是說,是各節點裝置50同時資料發送也不會引起封包衝突的控制網路系統。再來,藉由通信線61未直接連接的節點裝置50之間的通信,也可以是由其他的節點裝置50進行中繼來實現的網路。
因此,在圖11所示的例中,各節點裝置50分別具有:資料發送接收部51、訊息發送部52、訊息接收部53、訊息發送許可數決定部54、計時器機能部55等的各種處理機能部。
資料發送接收部51,在每個預定的資料交換週期中,在第1頻帶內,發送自裝置的資料,同時將其他裝置的發送資料接收/中繼。
訊息發送部52,在上述每個預定的資料交換週期中,位於前述第1頻帶之後的第2頻帶內的預定的定時中,當有自裝置的訊息發送要求時,將該訊息向鄰接局發送。
訊息接收部53,在上述第2頻帶內,當接收到從一方的鄰接局來的訊息時,將該訊息向另一方的鄰接局中繼,或者當該訊息的目標為自裝置時,取得該訊息。
因此,例如,上述第2頻帶內的預定的定時係設為該第2頻帶的開始時間。不需要像從前一樣取得發 送權,若各節點裝置50分別成為第2頻帶的話,可以直接發送訊息。
此外,例如,上述第2頻帶內的預定的定時係在全部的前述節點裝置50設為相同定時。
不過,同一並不是指完全同一,有多少的偏差也無妨。也就是說,“同一”也包含大致同一的情形。為了生成上述第2頻帶內的預定的定時,作為一例利用1個以上的計時器機能,。在上述具體例中,利用上述週期計時器15、發送計時器16、訊息用發送計時器17,生成上述第2頻帶內的預定的定時。在此,作為一例,雖說明節點裝置50具有該等各計時器15、16、17之例,但不以此例為限。此外,該等各計時器15、16、17可以視為後述的計時器機能部55的具體例。
如上所述,例如,上述第2頻帶內的預定的定時係在全部的前述節點裝置50設為相同的定時。或者,上述第2頻帶內的預定的定時,例如,係設為該第2頻帶的開始時間。此外,後述第1頻帶內的預定的定時,也可以利用上述1個以上的計時器機能來生成。
假設用該具體例來說明的話,例如,藉由使全部的節點裝置50的發送計時器16、訊息用發送計時器17的設定值為同一,將全部的節點裝置50的上述第1頻帶內的預定的定時、第2頻帶內預定的定時時分別設為同一定時,但並不以此例為限。此外,作為前提,例如,需要將全部的節點裝置50的週期計時器15同步,但並不以 此例為限。同步方法如同上述,為先前技術。藉由週期計時器15生成資料交換週期(通信週期)。
此外,上述第2頻帶的具體例為上述訊息傳送頻帶(MSG頻帶),上述第1頻帶的具體例為上述註釋記憶體傳送頻帶(TS頻帶)。
此外,例如,上述資料發送接收部51,在有自裝置的訊息發送要求時,在上述自裝置的資料附加要求數並發送,同時在當上述其他裝置的發送資料附加有該其他裝置的上述要求數時,記憶該要求數。當然,自裝置也記憶上述要求數。
因此,例如上述訊息發送許可數決定部54,基於上述記憶的要求數與預先設定的預定值,決定各節點裝置的訊息發送許可數,來藉此決定自裝置的訊息發送許可數的訊息發送許可數。
接著,上述訊息發送部52,在有自裝置的訊息發送要求時,發送上述自裝置的訊息發送許可數的份的訊息。
此外,例如,上述訊息發送許可數決定部54,係基於上述記憶的要求數與上述預先設定的預定值、再加上現在的上述各節點裝置的優先順位,來決定上述各節點裝置的訊息發送許可數。
此外,例如,在上述預定值包含上述第2頻帶內在系統全體所能發送的訊息數即上限值。接著,上述訊息發送許可數決定部54,係基於上述記憶的要求數與 該上限值,以使全部節點裝置所造成的上述訊息發送許可數的合計不超過該上限值的方式,來決定上述訊息發送許可數。
或著,上述訊息發送許可數決定部54,係基於上述記憶的要求數與該上限值,以使全部節點裝置所造成的上述訊息發送許可數的合計不超過該上限值的方式,同時優先對上述優先順位高的節點裝置進行分配,來決定上述訊息發送許可數。
此外,例如,上述訊息發送許可數決定部54,係將上述訊息發送許可數的基本值分別分配至全部節點裝置,將上述上限值減去該基本值合計而得到的剩餘值,依上述優先順位分配至各節點裝置,藉此以使得全部的節點裝置能夠發送1個以上的訊息的方式,來決定各節點裝置的上述訊息發送許可數。
此外,例如,上述訊息發送許可數決定部54在全部的節點裝置使用相同的演算法。藉此,如上所述,用於處理的資料若相同的話,會得到相同的處理結果(各節點裝置的上述訊息發送許可數)。
此外,例如,上述記憶的要求數也包含上述自裝置的要求數。也包含自裝置的要求數,決定各節點裝置的訊息發送許可數。
此外,根據本構成,即便上述各節點裝置50在同一定時發送上述訊息,也不會引起訊息彼此之間的衝突。
上述各節點裝置50分別藉由自裝置的上述一 方的鄰接局與第1通信線,作1對1連接,同時藉由自裝置的上述另一方的鄰接局與第2通信線作1對1連接。
上述訊息接收部,在通過上述第1通信線,接收從上述一方的鄰接局來的訊息時,同時通過上述第2通信線,將訊息向上述另一方的鄰接局中繼。
圖11所示的通信線61相當於上述第1通信線及第2通信線。
此外,例如,上述資料發送接收部51在上述第1頻帶內的預定的定時,將上述自裝置的資料向上述鄰接局發送,並同時接收到從上述一方的鄰接局來的發送資料時,在取得該發送資料的同時向上述另一方的鄰接局中繼。
此外,例如,上述第1頻帶內的預定的定時係設為該第1頻帶的開始時間。或著,例如,上述第1頻帶內的預定的定時係在全部的前述節點裝置50設為相同定時。
例如,上述各節點裝置50具有計時器機能部55(有1以上的計時器),利用該計時器機能部55生成上述第2頻帶內的預定的定時。或是,利用該計時器機能部55生成上述第1頻帶內的預定的定時。
此外,例如,在上述資料交換週期內的上述第1頻帶內,全部的上述節點裝置50的發送資料各自藉由重複上述中繼來讓全部的其他節點裝置50接收,以完成全部節點裝置50間的相互資料交換。
此外,例如,在上述資料交換週期內的上述 第2頻帶內,藉由上述各節點裝置50的上述訊息發送部52所發送的訊息,各自藉由重複上述中繼來讓全部的其他節點裝置50接收,以使全部的訊息被其發送目標節點裝置50接收。
此外,例如,上述控制網路系統由複數上述節點裝置50及複數通信線61所形成,各通信線61將任意的2個節點裝置50之間連接。接著,各節點裝置50能與藉由上述通信線61所連接的其他節點裝置50即上述鄰接局通信。不藉由通信線來直接連接的節點裝置50之間的通信,也可以由其他1個以上的節點裝置50的中繼來實現。
此外,例如,因為各節點裝置50藉由資料發送部51所發送的資料全部藉由其他節點裝置50的中繼機能來中繼,在資料交換週期內由全部的其他節點裝置50接收/取得,完成全部節點裝置之間相互的資料交換。此外,接收/取得例如是接收且取得的意思,但並不以此例為限。此外“/”為“或”及“或者”的意思。
此外,上述通信線61例如為全雙工回線。
此外,例如,圖11的控制網路系統為環型或線型的網路,但不以此例為限。
或者,例如,圖11的控制網路系統為於環型或線型的拓撲中藉由全雙工的通信回線,來使上述各節點裝置連接的網路。因此,例如,資料發送接收部51或訊息發送部52將自裝置的資料發送至該全雙工的兩系。
此外,例如,在當各節點裝置50所接收到的資料之發送源為自裝置時,不進行中繼,將該接收資料丟棄。或著,例如,在當各節點裝置50所接收到的資料之發送源為下游側的鄰接局時,不進行中繼,將該接收資料丟棄。
例如,在上述資料交換週期內,全部的前述節點裝置50的發送資料各自藉由重複上述中繼來讓全部的其他節點裝置接收,以完成全部節點裝置間的相互資料交換。
此外,節點裝置50具備未圖示的CPU/MPU等的演算處理器及記憶體等的記憶部。記憶部預先記憶預定的應用程式。演算處理器藉由執行該應用程式,實現上述圖2(a)、(b)、圖3、圖4、圖5所示的流程圖的處理、或圖11的各種處理機能部的處理。
此外,圖1以環型例示全雙工回線。線型全雙工回線之例由圖12表示。圖12的構成,也可以視為於圖1(b)中不存在通信線12d及通信線13d的構成。這種線型構成的情形,各節點10的發送資料不返回自局,以到達兩端的節點10(該例中為局1、局4)之時點為中繼結束。
如同上述的方式,在本方法中,利用藉由例如專利文獻2等的節點同步方法將主節點的計時器同步之計時器,構成網路的全部節點10同時在相鄰的兩個鄰接節點進行自局資料的發送。完成自局資料發送後,全部節 點10各自將自節點從一方的鄰接節點所接收到的訊框資料對另一方的鄰接節點中繼。該訊框資料為訊息訊框、共享記憶體訊框。
因此,在本例的圖6等例中,訊息訊框、共享記憶體訊框任一者都在對應的頻帶(MSG頻帶、TS頻帶)中,並不特別需要得到發送權,而能夠發送訊框,例如能夠同時(從頻帶的開始時點)發送開始。當自局的訊框資料發送後,將接收到的從其他局來的發送資料中繼。
藉此,同時使用構成節點之間的全雙工回線的傳送頻帶,可以提高傳送效率,並能夠實現網路全體傳送量的大容量化及資料交換週期的高速化。藉此,例如,在環型拓撲或線型拓撲的全雙工回線的網路系統中,能夠增加網路上的資料量,並能實現資料交換週期的高速化。
此外,訊息並非常時發送,而是在發生訊息的發送要求時發送。當發生發送要求時,該節點將要求數附加於共享記憶體訊框而發送。藉此,藉由在上述TS頻帶中的全部節點間的共享記憶體訊框交換處理,全部的節點能辨識全部的要求數。藉此,在各節點中,基於各個自局與各個其他局的要求數等,藉由同一決定演算法,來決定各局的訊息發送許可數。若無異常的話,應能在全部的節點得到決定結果。藉此,各局基於自局的發送許可數,在MSG頻帶發送自局的訊息訊框。藉此,在MSG頻帶內結束全部的訊息發送接收,同時盡量夠發送更多的訊息。此外,並不需要逐一從主要局得到發送權,因為全部局從 MSG頻帶開始時馬上能夠發送自局的訊息訊框,能更有效率地進行訊息發送。
此外,本方法並不限於上述實施例。例如,並不限於上述“環型拓撲或線型拓撲的全雙工回線的網路系統”。拓撲不限於環型及線型之例已於上述說明過。而且,並不限於全雙工回線。多工回線(稱為全四工回線)也可以,也可以是1回線。
當為一回線時,例如僅有圖1所示的回線A、回線B的各通信回線12、13中任一方存在。例如,僅有通信回線12存在。該種構成例顯示於圖13。
此外,1回線的情形,為了使週期計時器15同步,例如作為最初如圖1所示的2回線的構成將週期計時器15同步之後,變更為1回線的構成,並運用1回線,但不以此例為限。例如作為其他例,在全部的節點10設置電波表,藉由在各節點10將週期計時器15合致於自己的電波表時刻,最終將全部節點的週期計時器15同步也可以。
此外,一回線的情形(在此,只有回線A),各節點10的處理,基本上與上述圖2(a)(b)、圖3、圖4、圖5的處理大致相同,但一部分不同。也就是說,首先,上述步驟S12的處理為只在回線A進行資料發送的處理。此外,關於接收處理,因為不會從兩系接收2個封包,因此刪除步驟S24、S26的處理。
本發明的控制網路系統,根據該節點10等, 能夠在比從前更短的時間內進行1個以上的訊息發送接收。特別是在系統全體,在需要發送複數(多數)的訊息的狀況中,能得到顯著的效果。
根據本方法,首先,關於訊息發送,可以提高傳送效率,並能夠實現網路全體傳送量的大容量化。這是在決定的MSG頻帶內,必先結束訊息發送接收,而同時能夠實現傳送量的大容量化者。再來,即便在包含訊息要求的資料傳送發生異常,也可以以不發生問題的方式在所決定的MSG頻帶內,必定先結束訊息發送接收,而同時可能實現網路全體的傳送量的大容量化。
再來,不只是訊息,當全部節點10相互進行資料(共享記憶體資料;控制資料等)交換時,也能夠在比從前更短的時間內完成資料交換。因此,因為使用本發明的控制網路之控制系統,能夠高速化資料更新週期(定期地),能達到控制高速化。再來於顧客系統中也可以期待生產性的提升等。
此外,本發明並不限於上述圖1的環型或圖12的線型的構成。當然,關於訊息通信需要用環型或線型的構成,但關於共享記憶體資料交換,並不一定要使用環型或線型的構成,例如,也可以使用專利文獻1、2的這種匯流排型的構成。藉此,雖沒有特別圖示,但例如在圖1的構成中更構築匯流排型網路,可以通過該匯流排進行在TS頻帶的共享記憶體資料的交換。用在該通信的各節點10的構成或動作可以是例如與專利文獻1、2一樣, 例如進行上述圖14的發送動作也可以。
此外,在這裡“/”除了數式以外,為“或”及“或者”的意思。因此,例如,「或/及」為「或、或者、及」的意思。
50‧‧‧節點裝置
51‧‧‧資料發送接收部
52‧‧‧訊息發送部
53‧‧‧訊息接收部
54‧‧‧訊息發送許可數決定部
55‧‧‧計時器機能部

Claims (18)

  1. 一種利用複數節點裝置相互進行資料交換的控制網路系統,其中,前述各節點裝置,具有:於每個預定的資料交換週期,在第1頻帶內,發送自裝置的資料,同時接收其他裝置的發送資料的資料發送接收手段;在前述每個預定的資料交換週期,位於前述第1頻帶之後的第2頻帶內的預定的定時中,當有自裝置的訊息發送要求時,將該訊息向鄰接局發送的訊息發送手段;在前述第2頻帶內,當接收到從一方的鄰接局來的訊息時,將該訊息向另一方的鄰接局中繼,或者當該訊息的目標為自裝置時,取得該訊息的訊息接收手段。
  2. 如請求項1所記載的控制網路系統,其中,前述第2頻帶內的預定的定時係設為該第2頻帶的開始時間。
  3. 如請求項2所記載的控制網路系統,其中,前述第2頻帶內的預定的定時係在全部的前述節點裝置設為相同的定時。
  4. 如請求項1~3中任1項所記載的控制網路系統,其中,前述資料發送接收手段,在有自裝置的訊息發送要求時,在前述自裝置的資料附加要求數並發送,同時在前述其他裝置的發送資料附加有該其他裝置的前述要求數時,記憶該要求數;前述各節點裝置更具有:基於前述記憶的要求數與預 先設定的預定值,決定各節點裝置的訊息發送許可數,來藉此決定自裝置的訊息發送許可數的訊息發送許可數決定手段;前述訊息發送手段,在有自裝置的訊息發送要求時,發送前述自裝置的訊息發送許可數的訊息。
  5. 如請求項4所記載的控制網路系統,其中,前述訊息發送許可數決定手段係基於前述記憶的要求數與前述預先設定的預定值、以及現在的前述各節點裝置的優先順位,來決定前述各節點裝置的訊息發送許可數。
  6. 如請求項4所記載的控制網路系統,其中,前述預定值為整個系統在前述第2頻帶內能夠發送的訊息數即上限值;前述訊息發送許可數決定手段,係基於前述記憶的要求數與該上限值,以使全部節點裝置所造成的前述訊息發送許可數的合計不超過該上限值的方式,來決定前述訊息發送許可數。
  7. 如請求項5所記載的控制網路系統,其中,前述預定值為整個系統在前述第2頻帶內能夠發送的訊息數即上限值;前述訊息發送許可數決定手段,係基於前述記憶的要求數與該上限值,以使全部節點裝置所造成的前述訊息發送許可數的合計不超過該上限值的方式,同時優先對前述優先順位高的節點裝置進行分配,來決定前述訊息發送許可數。
  8. 如請求項7所記載的控制網路系統,其中,前述訊息發送許可數決定手段,係將前述訊息發送許可數的基本值分別分配至全部節點裝置,將前述上限值減去該基本值合計而得到的剩餘值,依前述優先順位分配至各節點裝置,藉此以使得全部的節點裝置能夠發送1個以上的訊息的方式,來決定各節點裝置的前述訊息發送許可數。
  9. 如請求項1所記載的控制網路系統,其中,前述資料發送接收手段,當以前述第1頻帶內的預定的定時,將前述自裝置的資料發送至前述鄰接局,同時接收到從前述一方的鄰接局來的發送資料時,取得該發送資料並同時向前述另一方的鄰接局中繼。
  10. 如請求項1~3中任1項所記戴的控制網路系統,其中,前述各節點裝置更具有1個以上的計時手段;利用該1個以上的計時手段,生成前述第2頻帶內的預定的定時。
  11. 如請求項1~3中任1項所記戴的控制網路系統,其中,在前述資料交換週期內的前述第1頻帶內,全部的前述節點裝置的發送資料分別藉由重複前述中繼來讓全部的其他節點裝置接收,以完成全部節點裝置間的相互資料交換;在前述資料交換週期內的前述第2頻帶內藉由前述各節點裝置的前述訊息發送手段所發送的訊息,分別藉由重複前述中繼來讓全部的其他節點裝置接收,使得全部的訊息被其發送目標的節點裝置所接收。
  12. 一種控制網路系統中的節點裝置,其利用複數前述節點裝置相互進行資料交換,該節點裝置,具有:於每個預定的資料交換週期,在第1頻帶內,發送自裝置的資料,同時接收/中繼其他裝置的發送資料的資料發送接收手段;在前述每個預定的資料交換週期,位於前述第1頻帶之後的第2頻帶內的預定的定時中,當有自裝置的訊息發送要求時,將該訊息向鄰接局發送的訊息發送手段;在前述第2頻帶內,當接收到從一方的鄰接局來的訊息時,將該訊息向另一方的鄰接局中繼,或者當該訊息的目標為自裝置時,取得該訊息的訊息接收手段。
  13. 如請求項12所記載的節點裝置,其中,前述第2頻帶內的預定的定時係設為該第2頻帶的開始時間。
  14. 如請求項13所記載的節點裝置,其中,前述第2頻帶內的預定的定時係在全部的前述節點裝置設為相同定時。
  15. 如請求項12~14中任1項所記載的節點裝置,其中,前述資料發送接收手段,在有自裝置的訊息發送要求時,在前述自裝置的資料附加要求數並發送,同時在前述其他裝置的發送資料附加有該其他裝置的前述要求數時,記憶該要求數;該節點裝置更具有:基於前述記憶的要求數與預先設定的預定值,決定各節點裝置的訊息發送許可數,來藉此決定自裝置的訊息發送許可數的訊息發送許可數決定手 段;前述訊息發送手段,在有自裝置的訊息發送要求時,發送前述自裝置的訊息發送許可數的訊息。
  16. 如請求項15所記載的節點裝置,其中,前述訊息發送許可數決定手段係基於前述記憶的要求數與前述預先設定的預定值、以及現在的前述各節點裝置的優先順位,來決定前述各節點裝置的訊息發送許可數。
  17. 如請求項15所記載的節點裝置,其中,前述預定值為整個系統在前述第2頻帶內能夠發送的訊息數即上限值;前述訊息發送許可數決定手段,係基於前述記憶的要求數與該上限值,以使全部節點裝置所造成的前述訊息發送許可數的合計不超過該上限值的方式,來決定前述訊息發送許可數。
  18. 如請求項16所記載的節點裝置,其中,前述預定值為整個系統在前述第2頻帶內能夠發送的訊息數即上限值;前述訊息發送許可數決定手段,係基於前述記憶的要求數與該上限值,以使全部節點裝置所造成的前述訊息發送許可數的合計不超過該上限值的方式,同時優先對前述優先順位高的節點裝置進行分配,來決定前述訊息發送許可數。
TW106104129A 2016-02-22 2017-02-08 控制網路系統及其節點裝置 TWI734743B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016031502 2016-02-22
JP2016-031502 2016-02-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201731257A true TW201731257A (zh) 2017-09-01
TWI734743B TWI734743B (zh) 2021-08-01

Family

ID=59685032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106104129A TWI734743B (zh) 2016-02-22 2017-02-08 控制網路系統及其節點裝置

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3328003B1 (zh)
JP (1) JP6665924B2 (zh)
KR (1) KR101991114B1 (zh)
CN (1) CN107925606B (zh)
TW (1) TWI734743B (zh)
WO (1) WO2017145567A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111819818A (zh) * 2018-03-09 2020-10-23 三菱电机株式会社 控制设备、通信方法及通信程序

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4975904A (en) * 1984-06-01 1990-12-04 Digital Equipment Corporation Local area network for digital data processing system including timer-regulated message transfer arrangement
JP4241343B2 (ja) 2003-11-26 2009-03-18 富士電機システムズ株式会社 送信タイミング決定方法、バス使用権の調停方法、ネットワークシステム、プログラム
WO2006044140A2 (en) * 2004-10-14 2006-04-27 Motorola, Inc. System and method for time synchronizing nodes in an automotive network
CN100566279C (zh) * 2005-12-09 2009-12-02 松下电器产业株式会社 网络系统及中继装置
CN101252426B (zh) * 2007-09-11 2011-05-11 北京东土科技股份有限公司 一种高可靠性分布式冗余环网的实现方法
CN102265562B (zh) * 2008-12-25 2014-11-26 三菱电机株式会社 通信管理装置、通信系统以及数据通信方法
JP5197765B2 (ja) * 2008-12-25 2013-05-15 三菱電機株式会社 通信管理装置および通信装置
EP2410697A1 (en) * 2010-07-20 2012-01-25 ABB Research Ltd. Frame transmission and communication network
KR101390842B1 (ko) 2012-04-27 2014-05-08 삼성중공업 주식회사 선박용 추진장치 및 이를 갖춘 선박
CN103763377B (zh) * 2014-01-24 2017-03-01 北京仿真中心 一种分布式仿真时间推进和消息传输的同步方法
JP6265058B2 (ja) * 2014-06-19 2018-01-24 富士電機株式会社 ネットワーク伝送システム、そのマスタノード、スレーブノード

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111819818A (zh) * 2018-03-09 2020-10-23 三菱电机株式会社 控制设备、通信方法及通信程序

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2017145567A1 (ja) 2018-06-14
TWI734743B (zh) 2021-08-01
JP6665924B2 (ja) 2020-03-13
EP3328003A4 (en) 2018-07-11
WO2017145567A1 (ja) 2017-08-31
CN107925606B (zh) 2021-02-26
KR101991114B1 (ko) 2019-06-19
EP3328003B1 (en) 2019-05-15
EP3328003A1 (en) 2018-05-30
KR20180031031A (ko) 2018-03-27
CN107925606A (zh) 2018-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9585113B2 (en) Method and device for time-synchronization in ad hoc network
CN103974440B (zh) 一种车联网中时隙资源的处理方法及装置
CN111698787B (zh) 调度规则确定方法及其装置
CN108605006B (zh) 控制网络系统及其节点装置
TW201731257A (zh) 控制網路系統,及其節點裝置
EP2498455A1 (en) Method and system to coordinate the communication channel access in a technology independent way in order to improve channel efficiency and to provide QoS guarantees
KR20200071638A (ko) Tsch 환경에서 다중 경로 전송 지원을 위한 방법 및 다중 경로 전송 tsch 환경의 노드장치
JP2008211538A (ja) スケジューラ端末
TWI688239B (zh) 控制網路系統及其節點裝置
WO2015185526A1 (en) Method of contending for access to a communication channel and associated communication device
WO2013114465A1 (ja) 無線マルチホップ通信装置及び通信制御方法
Du et al. A history-based scheduling protocol for ad hoc networks
KR101266949B1 (ko) 네트워크에서의 데이터 전송방법
Fey et al. Efficient central resource management algorithm for time slotted system with high PER
Petig et al. PAPER I
Merhi et al. EVAM-MAC: An Event Based Medium Access Control for Wireless sensor Networks with Multihop Support
JP2008199130A (ja) ネットワーク中継方法、ネットワーク要素およびネットワーク中継システム
Ali et al. Asynchronous session reservation multi-channel MAC for Ad Hoc networks
JPWO2013114465A1 (ja) 無線マルチホップ通信装置及び通信制御方法