WO2007148416A1

WO2007148416A1 - Ｉ／ｏ装置、ｉ／ｏ装置によるネットワークシステム、及びｉ／ｏ装置によるネットワークシステムの通信方法

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Publication number: WO2007148416A1
Application number: PCT/JP2006/315981
Authority: WO
Inventors: Akihiro Amagai
Original assignee: Sanritz Automation Co., Ltd.
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2007-12-27
Also published as: JPWO2007148416A1; WO2007148421A1; US20090177811A1; US8028112B2; JP4726956B2; EP2031804A1

Abstract

ノード間の時計を正確に同期させ、その時計からデバイスの駆動信号を直接作り出すことを可能にし、以てホストコンピューター上での処理のゆらぎ、通信路の遅延等に関わりなく、ノード間の動作タイミングの同期を図ることができ、また、ノード間の通信フレームの送受信、通信フレームの内容の書き換え等を効率よく行なうものであって、少なくともデバイスへ入出力する時刻を指示する内容を含む情報を受信する受信手段と、受信される情報に含まれる入出力時刻を示す時刻タグを生成してデバイス制御手段へ出力する時刻タグ生成手段と、現在時刻を示す時計信号を出力する計時手段と、を備え、デバイス制御手段が、時刻タグ生成手段から出力される時刻タグで示される入出力時刻と、計時手段から出力される時計信号で示される現在時刻とを比較することにより、入出力時刻にデバイスへ指定されたデータを出力し、又はデバイスからデータを入力する。

Description

I /o装置、 I /O装置によるネットワークシステム、及び I 装置によるネットワークシステムの通 ίϋ 鎌分野

本発明は、 I /〇装置、 I Ζο装置に明よるネットワークシステム、及ぴ I /ο装置の通信;^去、より詳細には、時刻に同期した 1糸デバイスの,睡を魏する Ι ,Ο装置、ノ一田

ド間の時計を正確に同期させる I /〇装置によるネットワークシステム、及びバス型と同様に扱うことができる I /O装置の通信方法に関する。背景鎌

ホストコピューターが I /Oデバイス, «を行なう複数のノードに対して指令を出し、この指令を受けた各 I /Oノードが、その指令を鐘して、対応する I /Oデノイスを ϋ®τΤるデバイス睡システムが存する。

しかるに、この:^去の齢、ホストコンピューター上処理の揺らぎが生ずると、その揺らぎがそのまま指令発行時間の揺らぎとなるため、 -正確な時間に指令を発 iTf" ることは困難である。

また、通信路は必ず趣を^ ため、リモート側（I /Oノード） 4旨令が伝わるまでに時間を要する。しかも、通信路の画時間に揺らぎがある;^が多く、リモート側 4旨令が到針る時間に揺らぎが出る。リモート側がフトウェア処理等によつてデバイスを ι»τる、このリモート側の処理時間の揺らぎがデバイスの β時間の揺らぎとなって ξ¾τる。

特に、時間的に »した制御を行なうは、各 I /Oノードがそれぞれの内部水晶発 βで動作するため、時間的な誤差（水晶発 βの周波衡差に起因する）力 S累 '積し、ノード間の動作タイミング誤差は、時間と共に大きくなつていく。

更に、従来の方法においては、出力したいデータが、出力纖デパイスへ雄書き込まれるが、出力デノ^スの,睡タイミングが C PUによって賊されるため、時間精度は低いものとなる。

また、従来の方法においては、各ノードが持つ水晶発観の周波数を分周することで目的の周波数を得るようにしてレ、る。しかし、水晶発 βの周波数を分周したのみでは、目力 ^¾定になり、また、水晶発の周體織差が累積していくという問題がある。 '

E t h e r n e t (養商標）に代表される、従来のボイントツ一ボイント型の通信には、 "^にスター型トポロジーが翻される。この^ \ データの処理は通信フレーム単位で行なわれ、通信フレームの伝送はストァ'アンド.フォヮ一ドによつて行なわれるため、 1つの通信フレーム全体がハブに受信されるまで、ハブから隱ノードへのデータ車は開始されない。また、各ノードが通信フレームを^ るタィミングは制御されてレ、なレヽ。

このスター型のトポロジーは、酉量が多くなるという欠点がある。また、 E t h e r n e t.はフレーム全体で 1つの検査符号しカ祷たないため、通信フレーム全体を受信するまでエラーの有無を判 1IH~ることができず、通信フレームの内容を書き換えて^¾するには、一 i信フレーム全体を受信し、通信フレームの中身を書き換え、 ¾ί言するという手順になる。このため、 1つのノードを通過するのに多くの時間力 s必要となる。また、通信フレームの: Wタイミングが制御されていないため、一定時間内に通信フレーム力 s到着することを保証できないという問題もある。

更に、従来の^去においては、通信艇の計測は、通信舰を計測したいノード間で通信フレームを往復させることによって行なってレ、た。このような計測；^去の齢、 2点間の通信麗は計測できるが、その中間点の通信運を計測することができず、必要なノードの数だけ、計測を繰り返さざるを得な!/、という欠点がある。

儘午文献 1 ^Bg5 1 - 1 3 9 7 4-^^ 発明の開示

発明力 S解決しようとする譲. '

本発明は上記従来;^去における種々の問題点に鑑みてなされたもので、ノ一ド間の Bff十を正確に同期させ、その時計からデバイスの屠言号を作り出すことを可能にし、以てホストコンピューター上での »のゆらぎ、通信路の舰等に関わりなく、

' ノード間の動作タイミングの同期を図ることができ、また、ノード間 (¾1信フレームの信、通信フレームの内容の書き換え等を効率よく行なうことが可能な I ,ο装置、 I Ζο装置によるネットワークシステム、及び I /ο装置の通信去をすることを！ ¾ とする。 '

I ^を解決するための手段 '

上記廳を解決するために本発明は、デバイスへのデータの入出力を制御するデバイス制御手段を有する I Ζο装置であって、少なくとも tiff己デバイスへ入出力する時刻をする内容を含む it¾を受る受信手段と、編己受信手段で受信される†t¾ に含まれる前出力時刻を示す時刻タグを生成して前記デパィス制御手段へ出力する時刻タグ «手段と、現在時刻を示す時 in言号を出力する計日转段と、を備え、前記デバイス制御手段が、 l己時刻タグ «手段から出力される時刻タグで示される入 • 出力時刻と、 tuts計 B粹段から出力される時言言号で示される ¾時刻とを比較することにより、 ΙίίΙΕΛ出力時刻に觸己デバイス定されたデータを出力し、又は嫌己デバイスからデータを入力することが可能であることを敫とする Iノ o装置を提唱する。

また、上記調を解決するため〖発明は、デバイスへのパルスの出力を制御するデバイス制御手段を有する I /O装置であって、 tilt己デバイスへ出力するノルスの開始時刻とパルスの間隔を^^する内容むデータを受ィ11"る受信手段と、嫌己受信手段で受信されるデータに ΙϋΙΞ^ルスの開始時刻とパルスの間隔を示す時刻タグをタグ付けして tffSデバイス制御手段へ出力するタグ付け手段と、 ¾時刻を示す時 fH言号を出力する計日转段と、を備え、嫌己デバイス制御手段が、嫌己タグ付け手段から出力されるデータの時刻タグで示されるノルスの開始時刻と、鍵己計日耗段から出力される時 fH言号で示される時刻とを比較することにより、肅己開始 H該 IJに廳己デパイス〜ルスの出力を開始し、 fiflEタグ付け手段から出力されるデータの時刻タグで示されるノ《ルスの間隠こ従って ΙίΐΐΒデバイスに聽的なパルスを出力することが可能な 1 ,〇装置を提唱する。更に、上記廳を解決するための本発明に係る I Zo装置によるネットワークシステムは、時計を 1 /0装置により構成されるマスターノードと、鎌己マスターノ一ドの I /〇装置が持つ時計の時刻と同期する時計を^ I Ζο装置により構成される 1又は複数のスレーブノードと、を備えることを糊敷とする。

また更に、上記 ^決するための本発明に係る I /Ο装置によるネットワークシステムの通信方法は、複数の I /〇装置がディジーチェー^^されこネットワ一クシステムにおいて、マスターノードと耑のスレーブノードがアクティブノードであり、その他の中間のスレーブノ一ドカ Sパッシブノ一ドであって、通信フレームの生成は嫌己アクティブノードにおいてのみ行なわれることを榭敫とする。

好ましくは、嫌己マスターノドにおいて «される通信フレームと肅耑のァクティブノードにぉレヽてされる通信フレームは、嫌 S®信路に同時に反対方向に流されるようにする。 '

また、好ましくは、 1^ヽ°ッシブノードは、それぞれそこを通過する ΙίίΙΚΙί言フ.レームから必要なデータを読み取ると同時に、自分の出力データを書き込むようにする。更に、好ましくは、嫌己マスターノードと嫌己スレーブノードとの間を往復する通信フレームのタイムスタンプを嫌己スレープノ一ドが内部に麟し、嫌 Si信フレームには、それを鎌己マスターノードが受信した時刻と、次に廳己マスターノードから週言される時刻との差に関する時間'！ t#が含まれ、 tfitsスレーブノードは、謙 a®信フレームが自分を通過したときのタイムスタンプと IfifS時間 ' 艮とから自分と嫌己マスターノードとの間の通信纏を算出するようにする。

また更に、好ましくは、 tfrtsffi信フレームは、データと誤り ΙΠΕ符号が付加された

1又は複数の固定長データを含み、藤己固定長データ単位で処理されるようにする。発明の効果

本発明は上記のとおりであって、本発明によれば、通信^ホストコンピューターの処 SSS、リモート側のソフトウェアに起因する、リモート I ZOデバイスの纖タイミングの性を除去することができ、長時間に渡る連続的な Iン〇を行なつても、タイミング誤差が累積しないという効果がある。，また、デバイスの動作タイミングが時刻のみで決定されるため、通信やソフトゥエアの処理時間の ¾を受けることなく、正確なタイミングでデパイスが動作できる。時刻に基づレ、てデ、バイス »クロックの ± ^を行なうことで、周? ¾だけではなく、ィ目も時刻から一意に決めることができる。

バス型の通信路と比較して、高速な通信路を用いることが可能である。スター型トポロジ一と比較して、省酉になる。ポイントツーポイントの結線でありながら、バス型と同様に、データのブロードキャストが可能!?ある。このため、ノード同士がマスタを経由することなく通ィ言することができる。

通信 «時間、通信帯域が保証されており、また、等時! 4データ通信用の帯域を予め予約しておき、空いた帯域を非同期データに割り振るため、等時性データ通信と非同期データ通信の雜が可能である。ノードを通過するのにかかる時間力ストア' アンド ·フォヮード型のスィツチと比較して、非常に短くなる。

通信計測を行なうために、マスターノード内で処理したタイムスタンプデータのみを 5¾するため、通信 «計測のために多くの帯域を割く必要がなレ、。発明を ¾するための最良の形態

以下、図面を参照して発明をするための最良の形態を説明する。図 1乃至図 3 は、本発明に係る I /O装置を説明するための図であり、図 6乃至囱 1 7は、本発明に係る Iノ〇装置によるネットワークシステム、及び当該 I ΖΟ装置によるネットヮークシステムの通 ί言方法を説明するための図である。

先ず、図 1及び図 2を参照して、本発明に係る I /O装置について説明する。図 1 は、'本発明に係る I /〇装置のハードウエアの構成を示すプロック図である。 I /〇装置 1は、 C PU 2、この C PU 2で薪亍されるプログラムや C PU 2でされるデータを記るためのメモリー 3、 C PU 2によって制御されネットワーク上の他の 1 〇装置と通信を行なう通信制御部 4、アナログ I /O 5、デジタル 1ノ〇6、及ひ诗言+¾ 7を備えている。 .

通信卸部 4、アナログ 1 ,05、デジタル I 06、時 |17は、それぞれ内部バスで結ばれてレ、るが、それと «giJのバスによって、時言传 7に対して通信制御部 4、アナ口グ I /O 5、デジタル Iノ〇 6がそれぞれ結ばれてレ、る。

Iノ O装置 1は、通信制御部 4を介してネットワークに換镜され、ネットワーク上トドを構成し、ネットワーク上のノードを構 J^t"る他の 1ノ0装置との間でザ一タ通信を行なう。

ネットワーク上のノ一ドを構る他の I /Ο装置との間でデータ通信を行なう際 , に、通信制御部 4で亍される処理の手順を図 2に示す。通信制御部 4は、ネットヮ

→に赚された他の I Ζο装置とのデータ通信に際し、データを受け取り、データ通信を制御する機能を果たすもので、受信したデータをデコードするデコード郁 1 1、処理するデータと聿≤¾するデータを己するデータ^ IS部 1 2、 «する非同期データと等時 |~生データを振り分けるデータ紛部 1 3、処理した非同期データと等時生データを!^するデータ 1 4、 ΙΕϋするデータに ΙίίΙ結合したデータを埋め込むデータ部 1 5、車^するデータをェンコ一ドするェンコ一ド郁 1 6を備えている。 . . ネットワークに^^された他の I 装置からデータを受 "ると、受信したデータは、まずデコード¾51 1に送られる。デコード郁 1 1は、受信データをデコードし、データ^ S己部 1 2にデコードしたデータを送る。 .

データ^ Ε部 1 2は、デコード 1 1からのデータを受け、該データの中から、自 I /Ο装置 1で処理するように割り当てられた処理データを抽出してデータ 1 3に送り、処理データを抽出した後のデ'、一タを車 ^データとしてデータ 1 5に送る。 ' データ 3は、データ己部 1 2からの処理データを受け、該処理データが非同期データの^には C PU 2に非同期データを送り、等時 )■生データのにはァナログ I /〇 5又はデジタル I /Ο 6に等時性データを送る。

一方、自 I ΖΟ装置 1で処理されたデータとして、アナログ Iノ Ο 5又はデジタル I /O 6力は等時性データ力 C P U 2力は非同期データ力 Sデータ,^^ 1 4へ送られる。データ結^ ¾ 1 4は、アナ口グ I /Ο 5又はデジタル I Ζ〇 6から等時データを、また、 C PU 2から非同期データを受けると、それらを^したデータをデータ艇部 1 5に送る。 ' データ： tj^部 1 5は、データ己部 1 2からの車≤¾データと、データからの ί データを受け、聿データに!^^ タを埋め込んでェンコ一ド¾51 6に送る。エンコード ¾ 1 6は、データ: Si i部 1 5からデータを受けると、そのデタをェンコ一ドし、そのェンコ一ドしたデータを他の I /O装置に送る。

アナ口グ I ZO 5及びデジタル I XO 6は、 I O装雷 1に纖されるデバイス間のデータの入出力のタイミングを制御するためのものである。入力したデータの内容に基づレ、てるデバイスカ S赚されてレヽる：^には、アナ口グ I /O 5及びデジタル I Z〇6は、デノ^ Tスの β)に必要なデータを出力する。また、入力した外部パノレスに基づレ、て 1¾ΓΤるデバイスカ嫌されてレヽる ^には、アナ口グ I /〇 5及びデジタル I /〇 6は、デバイスの βに必要なパルスを出力する。

入力データの内容によって ΜτΤるデパイスカ s換铳されてレ、る、アナ口グ I /

〇 5又はデジタル Iノ Ο 6に入力されるデータは、そのデバイスの麵に必要なデータであり、 f亥データには、デバイスへデータを出力する時刻を定めた時刻タグが付されている。

アナログ I /O 5又はデジタル I /O 6は、入力されたデータの時刻タグ以外のデータをデバイスに出力する。入力されたデータは、データ本体と時刻タグとに分離され、データ本体は、出力されずに職され、時刻タグは、■図示しなレ、内蔵の比^^ 送られる。

該比 βには、 7から常時出力される? 時刻を示すデータ力 s入力されており、時刻タグが送られてくると、この時刻タグで定められたデバイスへデータを出力する時刻と現在時刻との比較を開始する。そして、出力時刻に針ると、保留してお V、たデータをデパイスへ出力する。

また、外部パルスで ®¾H "るデパイスカ纖されてレ、る齢、アナログ I /O 5又はデジタル I /O 6に入力されるデータは、そのデパイスへ出力するノルスの開始時刻とパルスの間隔をする内容を含むデータである。

アナ口グ I /〇 5又はデジタル Iノ〇 6は、定められたパルスの開始時刻と現在時刻を比較し、開始時刻にると、ノルスをデバイスへ出力する。そして、定められたパルスの間隔で定められた時間と難時刻のパルス開始からの ¾1時間を比較し、ノ《ルスの間隔で定められた時間力 s¾iすると、次のパルスをデパイスへ出力する処理を繰り返す。

次に、本発明に係る I ZO装置によるネットワークシステムの娠について、図 3 を参照しつつ説明する。本 I /O装置によるネットワークシステムは、複数の I /O 装置が、より対線や同軸ケーブル、光ファイバ一等によってディジーチェ一されたネットワークで構成されるネットワークシステムを形财る。

材、ットワークシステムを構る各 1 0装置は、 1つのマスターノードと、 1 又は複数のスレーブノードに分類される。マスターノードは、同期源としての時言"!^ を有し、この時 ff部に基づく同期通信フレームをスレーブノードに供することができる。

スレーブノードのうち、ネットワーク内で耑に位置して、通 ί言フレームを自ら生成して上流のノードに供糸ることができるものがアクティブノードとなり、その他のスレーブノードはパッシブノードとなる。 · 図 3に示す例では、同期源としての時言を有するノード 2 1がマスターノードとなっている。また、マスターノード 2.1を除くネットワーク内でにィ gl ""るノードがァクティブノードとなる。図 3に示す例では、ノード 2 4がアクティブノードとなっている。

そして、その他の各ノードは、マスターノード及びアクティブノードに ¾ "るパッシブノードとなる。図 3に示す例では、マスターノード 2 1及びァクティブノード 2 4を除く各ノード 2 2、 2 3は、マスターノード 2 1及ぴアクティブノード 2 4'に対するパッシブノードとなる。

また、マスターノード 2 1を除く各ノードは、マスターノード 2 1に ¾ "るスレーブノードとな.り、各スレーブノードは、自ノードが有する B f†¾を用いてマスターノ一ドからされる同期通信フレームに同期することができる。

このようにして、；ットワークシステムは、マスターノード 2 1力 S他のノード

2 2乃至 2 4に対して同期通信フレムを微合し、各ノードが供給される同期通信フレームに同期して、デパィスの制御等の動作を行なうように構成されてヽる。

そして、図 3に^"ように、マスターノード 2 1には、マスターノード 2 1を制御するためのホストコンピューター 2 5力 S されており、スレーブノードとなる各ノード 2 2乃至 2 4には、制御纖となるデバイス 2 6力 S換镜され、必要に応じて端末 2 7力される。

次に、本発明に関わる I /O装置によるネットワークシステムにおける通信; ^去について、図 4乃至図 1 7を参照して説明する。まず、本通信方法で极ぅ通信フレームにつヽて、図 4を参照して説明する。

本通信方法では、マスターノード 2 1にされるホストコンピューター 2 5で決められた数の通信フレーム単位で処理が繰り返きれる。以下、繰り返される «の 1 周期を 1サイクルと呼ぶ。

また、 1つの通信フレームは、 1又は複数の固定長データから構成され、 1つの固定長データは、データと誤り HIE符号から構成される。誤り言 ΠΕ符号は、データを読み出す際、データの誤りを ΙΠΕするために本来のデータとは別に付加される冗長なデータである _α · このような構成の通信フレームによる本通信方法の大まかな流れを、図 5を参照して説明する。マスターノード 2 1で^^された通信フレームは、アクティブノード 2 4に向かって送られていく。また、アクティブノード 2 4で^された通信フレームは、マスターノード 2 1に向かって送られていく。

以下、マスターノード 2 1からアクティブノード 2 4に向かう通信フレームを下り通信フレームと呼び、アクティブノード 2 4からられ、マスターノード 2 1に向力う通信フレームを上り通信フレームと呼ぶ。

マスターノード 2 1とアクティブノード 2 4に挟まれたパッシプノ一ド 2 2、 2 3は、それ自身が通信フレームを発生させることはない。ノッシプノード 2 2、 2 3 は、マスターノード 2 1及びアクティブノード 2 4から発せられた通信フレームに、自分が纖した、データを埋め込んで赚ノ一ド作をする。上り通信フレームと下り通信フレームは、同期して^ ¾される。

例えばパッシブノード 2 2は、下り通信フレーム f 1でマスターノード 2 1が出したデータを得、上り通信フレーム f 2でアクティブノード 2 4及びパッシブノード 2 3が出したデータを得る。また、パッシブノード 2 3は、下り通信フレーム f 1でマスターノード 2 1及びパッシブノード 2 2が出したデータを得、上り通信フレーム f 2でァクティブノード 2 4が出したデータを得る。各ノードは、上り通信フレームの内容と下り通信フレームの内容を足し合わせることで、全ノ一ドのデータを揃えることができる。

マスターノード 2 1とアクテブノード 2 4における通信フレームの^は、同時になされる。パッシブノード 2 2、 2 3は、通過する通信フレームを読み取りつつ、自分のデータを埋め込む。この処理が、上り下り両方の通信フレームに対して行なわれ、最後に、マスターノード 2 1とアクティブノード 2 4がデータを回収する。図 6は、 1サイクル分の通信フレームの伝播を示す図である。図中、白地の〇、口、 △は、マスターノード 2 1からアクティブノード 2 4へ向けてる各通信フレームを示すもので、この、〇、口、 △の 3.つの通信フレームで 1サイクルとなる。ァクティブノード 2 4からマスターノード 2 1へる通信フレームを示す黒地の〇、口、厶で示す通信フレームについても同様である。

このような本通信力法におけるパッシブノード 2 2、 2 3におけるフレームに対する鍵にっレ、て、図 7を参照して説明する。パッシブノード 2 2、 2 3におレ、ては、それぞれ予約しておレヽた領域に、自分の ¾ί言データを埋め込み、上り下り両方向^!己 ¾ る。

下り通信フレームは、麵の固定長データから順にデータ力 s埋まっていき、上り通信フレームで後の固定長データから順にデータ力 s埋まつていく。そして、両方の通信フレームを合^ ることで、全ノードからのデータを集めることができる。次に、パッシブノード 2 2、 2 3力上り通信フレーム及ひ下り通信フムに対して行なう処理を、より詳細に説明する。図 8は、マスターノード 2 1力ら出力される下り通信フレームの一例を示す図である。そこにおいて f r a m e 0は、同期情報専用の通信フレームである。各ノードは、 1通信フレーム中、何番目力ら何番目までの固定長データをする、という固定長データの割り当てを行なう。

図 8の下り通信フレームのうち、パッシブノード 2 2が受信する固定長データを図 9に示す。そこにおレ、て灰色の固定長デタ力パッシプノード 2 2の受信となる固定長データである。そのうち、パッシブノード 2 2力 S処理するとなる固定長データを図 1 0に示す。そこにおレヽて灰色の固定長デ'ータ力 S、ノッシプノード 2 2において書き換えの纖となる固定長データである。各ノードは、自分に割り当てられてレ、る固定長データに、自分が出した!/、データを書き込んで次のノ一ド^ 。図 1 1は、その下り通信フレームのパッシプノード 2 3力 S受ィ計る固定長データを示す図であり、そこにおいて灰色の固定長データが、パッシブノード 2 3の受信纖となる固定長データである。

図 1 2は、アクティブノード 2 4からの上り通信フレームを^ T図である。そこにおいて f r a m e 0の、固定長デ'ータの ί立置 =自 I Dとなる位置にステータスを埋め込む。また、自分に割り当てられている固定長データの範囲に、自分の出力データを書き込む。図 1 2の通信フレームのうち、パッシブノード 2 3が受^ "Τる固定長データを図' 1 3に示す。そこにお、て灰色の固定長データカ、パッシブノード 2 3の受信となる固定長デ'ータである。'

図 1 4は、，本通信方法における通信開始までの »を示す図であり、図 1 5は、マ ■ スターノード 2 1によるノードのスキャンを承す図である。マスターノード 2 1は、 I Ρ通信でいう p i n gのような動作をすることで、ネットワーク上に fcするノードー覧をる。 . ,

各ノードは、 TT L= 1の通信フレームを受け取ったときに、自分の中の受ィ言バッファ^ 5¾する。 TT L > 1の通信フレームの ^giま、 TT Lを 1減らして次のノードへ！^する。 TT L= 0の齢は鶴する。 .

マスターノード 2 1は、 TT Lを 1、 2、 3、 · · ·と増やしていき、返答が得られなくなった時点で、そこを耑ノードとし織する。図 1 5はスレーブノードが 2 つ (パッシブノードとアクティブノードが各 1 ) のの鍵である。その、 Τ T L= 3に設定した通信フレームでは返答が得られないことから、マスターノード 2 1は、スレーブノードが 2台しカ^ ½しないことを知る。

また、返答通信フレームには、各ノード固有の IJ子とタイムスタンプを含める。これにより、マスターノード 2 1は、何番目にどのノードが纖されていて、どの通信 «があるのかを知ることができる。

各スレープノ一ドを構^ 1 "る I Ζ〇装置 1の時 7は、マスターノード 2 1から言される同期通信フレームに従って調時される。図 1 6に示すように、 I /〇装置 1の時言 7は、同期フレームに含まれるデータと、同期フレームを受信したタイミングを示す受信タイムスタンプとを比較しながら、時間を fi¾していく。

図 1 7は、本発明に係る I /O装置によるネットワークシステムの通信開始後における通信誕計測方法を示す図である。この; ^去は、同期通信フレームのみを使って、全ノードの通信艇を一斉に計測する方法である。図中、 ¾mタイムスタンプを τ、受信タイムスタンプを R、マスターノード 2 1における受信タイムスタンプ Rの時間力言タイムスタンプ Tまでの時間を aとすると、通信 «時間= (R-T- a ) Z 2となる。

この発明をある詳細にその最も好ましレヽ¾½ ^態につ！/ヽて説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる »^態を構 j»ることができることは明白なので、この発は樹胄求の範囲において限定した以外はその特定の態に制約されるものではない。図面の簡単な説明

[図 1]本発明に係る I Ζο装置のハードウエアの構成をすプロック図である。

[図 2] I ZO装置の通信制御部で実行される処理の手順を示すプロック図である。

[図 3]本発明に係るネットワークシステムのネットワーク構成を図である。

[図 4]本発明に係る通信方法における通信フレームの構成を示す図である。

[図 5]本発明に係る通信; ^去の大ま力なを示す図である。 ' [図 6] 1サイクル分の通信フレームの伝播を示す図である。

[図 7] Λ、,、シブノ一ドにおけるデータ処理を示す図である。

[図 8] マスターノード 2 1力出力される通信フレームの一例を示す図である。

[図 9]パッシプノード 2 2が受 Τる固定長データを示す図である。

[図 1 0]パッシブノード 2 2力 S鍵する纖となる固定長データを示す図である。

[図 1 1]パッシブノード 2 3力 S受ィる固定長データを示す図である。

[図 1 2]アクティブノード 2 4力の上り通信フレームを示す図である。

[図 1 3]ノ、。ッシプノード 2 3が受 ifi "る固定長データを図 1 3に示す図である。 [図 1 4]本発明に係る通信方法における通信開始までのを示す図である。

[図 1 5]マスターノード 2 1によるノードのスキャンを ^1~図である。'

[図 1 6]本発明に係るスレーブノードの時 |5の時刻の fS¾^法を図である。

[図 1 7]通信開始後における通信舰計測雄を示す図である。

Claims

請求の範囲

デパイスへのデータの入出力を制御するデバイス制御手段を有する' Iノ0装置であって、

少なくとも ΙίίΙΞデバイスへ入出力する時刻を ¾^する内容を含む iff^を受 iti"る受信手段と、 '

編己受信手段で受信される '瞎こ含まれる tfjmx出力日該 |」を示す時刻タグを^ ¾ して纖己デバイス制御手段へ出力する時刻タグ«手段と、

現在時刻を示す時 H言号を出力する計 B祥段と、

を備え、

編己デバイス制御手段が、 tiff己時刻タグ^ ¾手段から出力される時刻タグで示される入出力時刻と、嫌己計 ^段から出力される BtfH言号で示される現在時刻とを比較することにより、嫌 ΒΛ出力時刻に歸己デバイズ 4旨定されたデータを出力レ又は ΙίίΙΒデバイスからデータを入力することが可能であることを樹敫とする I Z〇デバイスへのパルスの出力を制御するデバイス制御手段を有する I /O装置であつて、 ,

Ιίίΐ己デバイスへ出力するノルスの開始時刻とパルスの間隔を ^する内容を含むザ→を受 ί言する受ィ言手段と、

膽3受信手段で受信されるデータに歸5 ^ルスの開始時刻とパルスの間隔を示す時刻タグをタグ付けして嫌己デバイス制御手段へ出力するタグ付け手段と、現在時刻を示す時計信号を出力する計 Β ¥段と、 .

を備え、

謙己デパイス制御手段が、 If 已タグ付け手段から出力されるデータの時刻タグで示されるパルスの開始時刻と、'謙 3計日祥段から出力される B韓惯号で示される現在時刻とを比^ることにより、 ΙίίΐΕ開 ½H寺刻に ttif己デバイス〜レスの出力を開始し、嫌 Sタグ付け手段から出力されるデータの時刻タグで示されるノルスの間隔に従って嫌己デバイスに連铳的なパルスを出力することが可倉であることを糊敷とする I /O装 , 3 時計を^ I /O装置により構成されるマスターノードと、

Ml己マスターノードの I Z。装置が持つ時計の時刻と同期する時計を持つ I /o 装置により構成される 1又は複数のスレーブノードと、

を備えた I Ζο装置によるネットワークシステム。

4 複数の I /〇装置がディジーチェ一されたネットワークシステムにおレ、て、マスターノードと «のスレープノードがアクティブノードであり、その他の中間のスレーブノードがパッシブノードであって、通信フレームの^ ¾は fflfSァクティブノ一ドにぉレヽてのみ行なわれることを糊敷とする Iノ〇装置によるネットワークシステムの通 ί言方

5 嫌己マスターノードにおいて 4 ^される通信フレームと ΙίίΙΒ*^のアクティブノ一ドにおいて ^^される通信フレームは、 tfjtffii信路に同時に反対方向に流される請求項 4に fB¾の I 〇装置によるネットワークシステムの通 ί言力

6 ッシプノ一ドは、それぞれそこを通過する謙 Si信フレームから必要なデ —タを読み取ると同時に、自分の出力データを書き込む請求項 4に言纖の I /〇装置によるネットワークシステムの通信方 .

7 fiit己マスターノードと Ιίίΐ己スレーブノードとの間を往復する通信フレームのタイムスタンプを嫌 Sスレーブノードが内部にィ維し、 tiffffiii言フレームには、それを歸己マスターノ一ドが受信した時刻と、次に嫌己マスターノ一ドカ適言される時刻との差に関する時間 '購艮が含まれ、廳3スレーブノードは、謝 01信フレームが自分を通過したときのタイムスタンプと filfS時間†f¾とから自分と ttJtSマスターノードとの間の通信 «を算出する請求項 4に!^の I /O装置によるネットワークシステムの通信方

8 嫌 Si信フレームは、データと誤り ΙΠΕ符号が付加された 1又は複数の固定長データ ½み、嫌己固定長データ単位で処理される請求項 4乃至 7のレヽずれかに雄の I ZO装置によるネットワークシステムの通信方