WO2008041271A1

WO2008041271A1 - Système d'émission/reception, noeud et procédé de communication

Info

Publication number: WO2008041271A1
Application number: PCT/JP2006/319419
Authority: WO
Inventors: Takuya Terasawa; Takashi Arai; Shunichi Ko; Koichi Mita; Akira Shimamura; Koji Mikami; Naoya Komada
Original assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Semiconductor Ltd; Fujitsu Electronics Inc
Current assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Semiconductor Ltd; Fujitsu Electronics Inc
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2009-03-29
Also published as: JP4814950B2; US8311054B2; JPWO2008041271A1; US20090213870A1

Description

明細書

送受信システム、ノード及び通信方法

技術分野

[0001] 本発明は、次世代の車載ネットワークの通信方式として標準化が進められているフレックスレイ (FlexRay)のように固定領域と可変領域力成る柔軟なセグメント構成を特徴とする TDMA方式の通信に関するものであり、その送受信システム、ノード及び通信方法に関するものである。

背景技術

[0002] 近年の自動車に対しては、エコロジ一'省スペース '安全性の観点からのニーズがあり、高速伝送'リアルタイム性'高信頼性の実現とともに、きめ細かな制御が求められている。

[0003] この要求に応えるため、自動車内の各モジュールは電子制御化が進められ、それぞれ複数の電子制御装置 (ECU)が搭載されている。また、これらの ECUはネットヮークを構成し、 ECU間通信にて各制御情報のやり取りが行なわれている。

[0004] この ECU間通信のために現在使用されている、例えばコントローラエリアネットヮーク（CAN)など通信プロトコルでは、上記要求が益々求められる中、能力不足が課題と考えられている。そのために、高信頼性を有し高度な制御に対応するものとして、次世代通信方式であるフレックスレイが注目されて、る。

[0005] 以下において、固定領域と可変領域から成る柔軟なセグメント構成を特徴とする T DMA方式の 1つである、フレックスレイを例に説明するが、これに限定するものではない。

フレックスレイはタイムトリガー方式（別の言い方では TDMA方式）の通信であり、一定時間 (通信サイクル)内をスロットに分割し、そのスロットに決められたノードがフレームを送信する。したがって、予め決められたスケジュールによりデータを確実に転送することが可能であるから、事象の発生に合わせてノードが通信要求を出すィベントトリガー方式 (例えば CAN)などに比べデータ通信のリアルタイム性を高めており、また 2本の通信路を用いることにより信頼性を高めて、る。 [0006] 図 1は、フレックスレイを採用した複数のノード力もなるクラスタのネットワーク構成例を示す図である。図 1の例示では、チャネル A用のバス (21)とチャネル B用のバス (22) により ECU#1(11)、 ECU#2(12)、 ECU#3(13)、 ECU#4(14)、 · · ·、 ECU#n(ln)が相互に接続されている。

[0007] 図 2は、フレックスレイにおける通信サイクルとセグメント Zスロットの構成を説明する図である。

フレックスレイの通信スケジュールは、図示のように 6ビットで 0〜63までを繰り返しカウントする通信サイクルと、その 1つの通信サイクル内の時分割多重アクセス (TD MA)を管理するセグメント、及びスロットで構成される。セグメントは、スタティックセグメントとダイナミックセグメントに分割されている。

[0008] スタティックセグメントのスロット数は 2〜 1023であり、スロット IDがスタティックセグメントのスタティックスロットからダイナミックセグメントのダイナミックスロットにかけて付けられている。スロット IDの最大値は 2047である。スタティックスロットは固定長であるが、ダイナミックスロットは、ミニスロットをいくつ力集めて形成され、可変長となっている。

[0009] 図 2に示す例では、スロット IDが 2のスタティックスロットは、 ECU#2に割り当てられ、データの送信されないアイドル部、 ECU#2用のスタティックフレーム、アイドル部から構成されている。スロット IDが 51のダイナミックスロットは、 ECU#nに割り当てられ、ァイドル部、 ECUfti用のダイナミックフレーム、アイドル部の構成となっている。また、通信サイクルの最後には、特別な記号を送信するための固定長のタイムスロットであるシンボルウィンドウ SWと、各通信サイクルの最後に設けられた無通信の期間であり、各ノードの通信コントローラがこの期間にいくつかの演算処理を行うネットワークアイドノレタイム NITに害 ijり当てられて!/ヽる。

[0010] 図示のように、スタティックスロットの各 ECUへの割当は、通信サイクルが 1から 2になっても同じであり、スロット 1は ECU#1に、スロット 2は ECU#2に、のように割り当てられている。

[0011] 図 3はスタティックセグメントの送信処理を説明する図である。通信サイクルの先頭でチャネル A用及びチャネル B用のスロットカウンタは初期化され、スロットカウンタで現在のスロット位置を監視する。そして、自 ECUが使用するフレーム IDとスタティックスロット番号が一致したときにフレームを送信する。各チャネルのスロットカウンタはスタティックセグメント期間中も別々の制御を受ける力同一のカウント値となる。

[0012] 先に述べたように、スタティックセグメントの各スロットのサイズは固定長であり、マクロティック（MT)というクラスタ内で同一の長さ（時間）を有する単位で 4〜659MTの範囲の値をとる。そのスロット内でのフレームの送受信は各通信サイクルで毎回保証される。

[0013] 図 4はダイナミックセグメントの送信処理を説明する図である。ダイナミックセグメントは、スロットより小さく最小単位である時間領域を占めるミニスロットから構成される可変長スロットの転送領域を持っている。したがって、ダイナミックセグメントでは可変長フレームの送受信が可能である。ミニスロットの長さは 2〜63MTの範囲であり、その数は 0〜7986の範囲である。

[0014] 図 4に例示したように、スタティックセグメントの最後のスロット IDが 50とすると、スロットカウンタはそのカウント値を引き継ぎ、チャネル A用のスロットカウンタもチャネル B用のスロットカウンタもカウント値 _m= 51となる。そして、ダイナミックセグメントにおいては、スロットカウンタは現在のミニスロット位置を監視する。

[0015] スロットカウンタはチャネル毎に個別の動作となる。図 4の例示では、チャネル Aではスロットカウンタ値が _mの時にフレームが送信され、その期間のカウンタ値は mである力チャネル Bではその間にカウント値が m、 m+ l、 m+ 2、とカウントアップし、 m + 3でフレーム IDが m+ 3のフレームが転送されて!、る。フレームが転送されて!、な V、領域ではミニスロット毎にスロットカウンタのカウント値がインクリメントされて!/、る。

[0016] また、ダイナミックセグメントのスロットは、スロット ID番号の若いスロットから優先的に送信されるため、従来のダイナミックセグメントにはスロット ID番号が大きいほどスロットの送信の優先度が下がる。このため、ダイナミックセグメント内でデータサイズの大き、フレームがスロット IDの小さ!/、番号で送信されると、以降のスロットにお!/ヽてフレーム送信時間が足りなくなりフレームが送信出来なくなる場合がある。

[0017] 図 5はダイナミックセグメントにおける制約を説明する図である。

ダイナミックセグメントに関して、順次フレームを転送した後にフレーム転送が可能である最後に至つたかを判別するための pLatestTxというパラメータが用いられる。このパラメータは 0〜7981ミニスロットの範囲の値をとることができる力最大長のダイナミックフレームを最後に送信できるように決定する必要がある。ダイナミックフレームの最大長は、ヘッダ、ペイロード、トレイラの長さの和であり、 262バイトである。

[0018] 順次ダイナミックフレームが送信され、 pLatestTxまでのミニスロットの時間領域を最後として新たなスロットの送信は禁止される。したがって、スロット ID番号の若いスロットを使う優先度の高、フレームが pLatestTxまで送信された場合、優先度の低!ヽフレームは、現在のサイクルでは送信することができな、。

[0019] このため、優先順位付けの必要が無、場合にも必然的に IDによる優先付けが行なわれてしま!/ヽ、本来優先順位的に同等なスロットの送信にも割り付けられた ID番号により送信完了の頻度に格差が生じてしまう。

[0020] 例えば、フレックスレイ伝送路と他のプロトコルによる伝送路を接続するゲートウェイシステムにおいて、フレックスレイ側の出力キューのゲートウェイ内での優先順位には差がないとしても、フレックスレイ側の出力キューごとに送信出力用のダイナミックス口ットを割り当てた場合、スロット IDの割り当てにより、本来の優先順位としては等しいはずのキュー同士でもスロット IDによる優先度の差異からメッセージ転送量に差が生じてしまうことが起こり得る。

[0021] 上述のフレックスレイの規格文書は、下記非特許文献 1のホームページにアクセスすることにより、ダウンロードすることが可會である。

下記特許文献 1には、フレックスレイと同様にタイムトリガー方式を採用した通信方式にぉ、て、制御チャネルあるいはデータチャネルの容量をダイナミックに変更する技術が開示されている。

[0022] 下記特許文献 2には、 CAN伝送路のメッセージとフレックスレイ伝送路のメッセージを相互に変換する通信メッセージ変換装置が記載されている。

特許文献 1：特表平 11 514812号公報

特許文献 2：特開 2005— 328119号公報

非特許文献 1：「フレックスレイコミュニケーションシステムプロトコルスぺシフィケーシヨン」 Ver.2.1 Rev.A (2005年 12月 22日）（htt

D:// www.ilexray.com/ index, php) 発明の開示

[0023] 上述のように、フレックスレイを採用したネットワークにおいては、スタティックスロットは各ノードから均等に送信されるものの、ダイナミックスロットについては、割り付けられた ID番号が大きいものは送信される頻度が少なく、 ID番号が小さいものは送信頻度が多、と、う ID番号による送信機会の不平等が存在する。

[0024] すなわち、フレックスレイのプロトコル仕様では、ダイナミックセグメントの帯域が足りなくなった場合、現通信サイクルでは送信できなくなり、次の通信サイクルにフレーム送信が延期される。また、スロット IDが小さい番号でフレームを数多ぐもしくは長いフレームを送信した場合は、常にダイナミックセグメント時間が足りなくなりスロット IDが大き、番号の送信ノードからはなかなか送信できな、可能性が高い、。

[0025] しかし、スロット IDが大き、ため優先度が低ソードであったとしても、現通信サイクルで送信しなければならないフレームが発生することも考えられる。

そこで本発明は、ダイナミックスロットにおける送信機会の不平等を必要に応じて解消できるようにしょうというものであり、 ID番号の大きいスロット力 ID番号の小さいスロットと同程度以上の送信を可能とする方式を提供するものである。

[0026] 本発明によれば、フレックスレイを採用した送受信システムにお、て、各通信サイクル内にダイナミックスロット送信の優先制御を行うための制御フィールドを設け、一つの送受信システムを構成するノードは、制御フィールドに該ノードが送信可能なダイナミックスロットに対する優先使用要求を含む制御情報を設定し、ダイナミックスロットの優先使用要求を前記送受信システム内の全ノードに通知する。

[0027] そして本発明によれば、送受信システム内の各ノードは、通知されたダイナミックスロットに対する制御情報に基づ!、て同一通信サイクルあるいは次の通信サイクルで実際に送信可能なダイナミックスロットを判定する。つまり、この優先使用要求の制御情報をもとに、受信したノードでは優先判定を行い、非優先であるスロットを持つ送信ノードでは、帯域が不足する場合には非優先フレームの送信を止め、優先要求して V、るスロットのために帯域を空ける。

[0028] このよう優先使用要求をすることにより、 IDの番号が大きく優先度が低いスロットにおいても、確実にフレームを送信することが可能となる。したがって、本発明によれば、各ノードがダイナミックセグメントで送信する必要性が生じた場合に、ダイナミックスロットの優先使用要求を行うことで ID番号が大きいために送信完了の頻度が低下するダイナミックスロットの送信を救済することが可能となる図面の簡単な説明

[図 1]フレックスレイを採用したネットワーク構成例を示す図である。

圆 2]フレックスレイにおける通信サイクルとセグメント Zスロットの構成を説明する図である。

[図 3]スタティックセグメントの送信処理を説明する図である。

[図 4]ダイナミックセグメントの送信処理を説明する図である。

[図 5]ダイナミックセグメントにおける制約を説明する図である。

圆 6]本発明による制御フィールドの第 1の構成例を説明する図である。

圆 7]本発明による制御フィールドの第 2の構成例を説明する図である。

[図 8A]バス接続によるクラスタ構成例を示す図である。

圆 8B]スター接続とバス接続の混在したクラスタ構成例を示す図である。

圆 9]本発明によるノード構成例を説明する図である。

[図 10A]本発明の実施例 1において制御フィールドの第 1の構成例を採用した場合を説明する図である。

[図 10B]本発明の実施例 1において制御フィールドの第 2の構成例を採用した場合を説明する図である。

圆 11]本発明の実施例 1において 1ビットの優先情報を用いた場合の送信可能なダイナミックスロットの判定例を説明する図である。

[図 12]本発明の実施例 1にお、て 1ビットの優先情報を用いた場合のダイナミックス口ットの送信処理フロー例を示す図である。

圆 13]本発明の実施例 1において 2ビットの優先情報を用いた場合の送信可能なダイナミックスロットの判定例を説明する図である。

圆 14]本発明の実施例 1において優先情報と送信バイト数を用いた場合の送信可能なダイナミックスロットの判定例を説明する図である。 [図 15]本発明の第 2の実施例を説明する図である。

[図 16]本発明の実施例 2にお、て 1ビットの優先情報を用い、かつグループ単位で優先判定を行う場合の送信可能なダイナミックスロットの判定例を説明する図である。

[図 17]本発明の実施例 3において 1ビットの優先情報を用いた場合の送信可能なダイナミックスロットの判定例を説明する図である。

[図 18]本発明の実施例 3において 2ビットの優先情報を用い、かつ最高優先度とその次の優先度の優先要求に対してダイナミックセグメント全体で優先判定を行う場合の送信可能なダイナミックスロットの判定例を説明する図である。

[図 19]本発明の実施例 3において優先情報と送信バイト数を用いた場合の送信可能なダイナミックスロットの判定例を説明する図である。

発明を実施するための最良の形態

[0030] 本発明を実施するための形態は、様々な観点から見たそれぞれの実施形態が存在する。

最初に本発明の制御フィールドをどのように構成するかについての実施形態について説明し、次に制御フィールドに設定された制御情報に基づいてどのように優先判定を行うかという形態について、実施例 1〜3として説明する。また、ハードウェア構成についても説明する。

[0031] 図 6は、本発明による制御フィールドの第 1の構成例を説明する図である。図 6にお V、てスタティックセグメントのスロット 3を拡大して示して、るように、第 1の構成例ではスタティックスロットのペイロード部分にダイナミック要求フラグ領域 (制御フィールド）を設ける。

[0032] 制御フィールドの第 1の構成例を採用することにより、優先使用を要求する制御情報の送受信の確実性が向上し、ダイナミックセグメントが始まる前に制御情報が得られるので処理が容易であるという効果が得られる。したがって、制御フィールドの送信を毎回確実に行う必要がある場合に有効である。

[0033] 制御フィールドに格納される制御情報は、使用される全てのダイナミックスロットに対応するビット情報の集合である。図示のようにダイナミックスロットのスロット番号が n 力も n+kであれば、制御フィールドの制御情報はスロット n使用要求ビットからスロット n+k使用要求ビットにより構成される。図示の例では、スロット 3に割り当てられた送信ノードが使用することを求めるスロット Mに該当する位置のビットを 1にすることでダイナミックスロットの優先使用を要求して!/、る。

[0034] 各ノードでは、スタティックスロット受信処理にぉ、て、各スタティックスロットの制御情報を確認し、自ノードに割り当てられたダイナミックスロット以降のダイナミックスロットに対して優先使用の要求があり、自ノードが送信することにより優先使用要求がされているスロットの送信帯域が不足することになるのであれば、自ノードに割り当てられたダイナミックスロットを用いたフレームの送信をキャンセルする。

[0035] なお、優先使用要求の制御対象のダイナミックスロットは、同一通信サイクル内とすることもできるし、次の通信サイクルのダイナミックスロットとすることもできる。

図 7は、本発明による制御フィールドの第 2の構成例を説明する図である。第 2の構成例では、制御フィールドをダイナミックセグメントに設定する。この場合、ダイナミックセグメントは制御情報用のスロット領域とデータ用のスロット領域に分割される。各ノードに対して、 1つずつ制御情報用のスロットが割り当てられる。

[0036] スタティックセグメントは、スロット長、フレーム長、ペイロード長が固定であり一部のフレームでサイズが大きくなつたとしても全体のスタティックスロットに影響するので

、制御フィールドの第 1の構成例を採用した場合、スタティックセグメント全体の帯域が不必要に大きくなる可能性がある。そこで、制御フィールドの第 2の構成例を採用し、ダイナミックセグメントに制御情報を移すことにより、スタティックスロットの帯域の最小化が可能となる。

[0037] また、毎回確実に制御フィールドを送信する必要がなぐ例えば要求するときにのみ制御フィールドを送信する場合、第 1の構成例のようにスタティックスロットで制御フィールドを送信するとオーバーヘッドが大き!/、。

[0038] 一方、ダイナミックセグメント領域は、必要がなければフレームを送信する必要がな

V、ので優先使用要求が無ければ優先使用要求用のフレーム送信する必要がな、。したがって、帯域を効率的に使用することができる。

[0039] 図 7においてダイナミックセグメントのスロット n+ 2を拡大して示しているように、第 2 の構成例の制御情報用のダイナミックスロットは、ヘッダ部と制御フィールドと CRCチエック用のトレイラ部から構成される。図示のようにデータ領域のダイナミックスロットのスロット番号が n+mから n+m+1であれば、制御フィールドはスロット n+m使用要求ビットからスロット n+m+1使用要求ビットで構成される。図示の例では、スロット n+ 2 に割り当てられた送信ノードが使用することを求めるスロット Mに該当する位置のビットを 1にすることでダイナミックスロットの優先使用を要求して!/、る。

[0040] 各ノードは、ダイナミックスロットの優先使用を要求するときのみ、制御情報用のスロットに優先使用の要求情報を送信する。

要求情報の送信方法としては、図示のようにダイナミックスロットに対応したビット位置による方法のほかダイナミックスロットの IDを指定する方法が考えられる。しかし、フレックスレイにおいては、 1つのノードが複数のダイナミックスロットに対してフレームを送信可能である。したがって、優先使用の要求情報の送信方法を決めるには、 1つのノードが複数のダイナミックスロットに対し送信要求を行なう場合を考慮する必要がある。すると、図 6及び図 7に示したように、制御フィールド内の情報として、優先使用要求されうる全ダイナミックスロットごとに優先使用要求情報淛御ビット)を設ける手法力同時に複数のダイナミックスロットの優先使用要求情報を送信する場合に有効である。

[0041] 全ダイナミックスロットごとに制御ビットを設けることにより、その通信サイクルあるいは次の通信サイクルでのダイナミックセグメント内で優先要求されるスロットが明確になり、優先要求に応じたダイナミックセグメント時間内での帯域の割り当てが可能となる。

[0042] そして、優先使用情報のフォーマットは予め定められた全ダイナミックスロットに対応した形になることから、クラスタ内の全送信ノードが同一フォーマットにて優先使用情報を設定することができ、全受信ノードでの処理方法が統一され、かつ判定結果が同一になる。また、 1つのノードが複数のスロットに対する優先使用要求情報を送信することも可會である。

[0043] さらに、送信可能なダイナミックスロットの帯域幅を一定とすれば、優先使用要求の要求数のみで送信可能なスロットの判定をすることができるので、判定方法が容易である。

また、後に説明するように、 1つのスロットに対する制御ビットを複数ビットにすることにより、優先度のレベルも設定可能となりきめの細かい制御が可能となる。

[0044] 上記のようにして送信された優先使用要求情報に対する各ノードの制御情報用スロット受信処理において、各ノードは制御情報を確認する。自ノードに割り当てられたダイナミックスロット以降のダイナミックスロットに対して優先使用の要求があり、自ノードが送信することにより優先使用要求がされているスロットの送信帯域が不足することになるのであれば、自ノードに割り当てられたダイナミックスロットを用いたフレームの送信をキャンセルする。

[0045] なお、第 2の構成例を採用した場合も、第 1の構成例を採用した場合と同様に、優先使用要求の制御対象のダイナミックスロットは、同一通信サイクル内とすることもできるし、次の通信サイクルのダイナミックスロットとすることもできる。

[0046] 次に、本発明を実施するためのハードウェア構成について説明する。

図 8Aはバス接続によるクラスタ構成例を示す図である。図 8Aに示す例では、バス（ 80)により、ノード 1(81)、ノード 2(82)、ノード 3(83)、ノード 4(84)、 · · ·、ノード M(8m)が接続され、 1つの送受信システムであるクラスタを構成して！/、る。

[0047] 図 8Bはスター接続とバス接続の混在したクラスタ構成例を示す図である。図 8Bに示す例では、スターカプラ (89)により、ノード 1(81)、ノード 2(82)、ノード 3(83)、バス (80) が接続され、ノード 4(84)、 · · ·、ノード M(8m)がバス (80)により接続されて全体で 1つのクラスタを構成している。

[0048] 勿論、スター接続だけによるクラスタ構成も可能である。また、上記のクラスタ構成自体は従来のものと同じである。また、ノスやスターを 1本の線で表記している力先に述べたとおり、物理的には 2本の伝送路力構成されて、る。

[0049] 図 9は、本発明によるノード構成例を説明する図である。ノード (90)は送受信データの処理や制御を行う CPU(91)と他のノードとのバスを介した通信の制御を実行するコミュ-ケーシヨンコントロール部 (92)力ら構成される。

[0050] コミュニケーションコントロール部 (92)は、 CPU(91)とのインタフェースを提供する CP U— IF部 (93)、タイムトリガーのタイミング制御を実行するタイミング制御部 (94)、バスとの間でデータの送受信制御を行うバス送受信制御部 (95)、優先情報を記憶する優先情報部 (96)、及び送受信メッセージを格納するメッセージ情報部 (97)を含んで構成される。

[0051] CPU(91)は送信した、データをこのメッセージ情報部 (97)に設定する。また、受信データはこのメッセージ情報部 (97)力読み出す。

バス送受信制御部 (95)は、タイミング制御部 (94)の情報をもとに、フレームの送信および受信を行う。また、フレームフォーマットの組み立てあるいは分解も行う。

[0052] フレームを送信するときは、タイミング制御部 (94)からの指示でメッセージ情報部 (97) より送信データを移動しバスへの送信制御を行う。また、送信する優先情報があるならば情報フィールドに印加して送信する。

[0053] バス力フレームを受信した場合は、メッセージ情報部 (97)に受信データを格納する。また優先使用要求の情報は、優先情報部 (96)に格納する。

タイミング制御部 (94)は、タイムトリガ (別の言!、方では TDMA)のタイミングを制御する。すなわち、自ノードの送信スロットになるとバス送信要求をバス送受信制御部 (9 5)に指示する。また、優先情報部 (96)の優先情報をもとにバス送信タイミングの優先制御を行う。あるいは、 CPU(91)からの送信指示でバス送信タイミングの制御を行う。

[0054] 優先情報部 (96)は、自ノード用 (送信)優先情報を格納するレジスタである Txレジスタ (98)と他ノード力の優先情報を制御単位毎に格納するレジスタ群 (Rxレジスタ (99》を備える。

[0055] これらのレジスタは、優先制御されるスロットの数だけフィールドを有する。

自ノードが優先情報を設定する場合、 CPU(91)が CPU— IF部 (93)を通して Txレジスタ (98)の該当フィールドに優先情報を設定し、メッセージ情報と共にペイロードデータを構成して、ノス送受信制御部 (95)から自ノードの送信スロットのタイミングでバスに送信される。

[0056] 他ノードからの優先使用情報は、 Rxレジスタ (99)に格納され、制御単位ごとに各受信スロットからの優先使用情報の論理和として格納される。

例えば、同一の制御単位であるスロット 1とスロット 2がある場合、スロット 1からの受信優先使用情報が" 00010"とし、スロット 2からの受信優先使用情報が" 00100"であれば、 Rxレジスタに格納される情報は" 00110"となる。

[0057] 後に詳細に説明するが、優先制御判定を行う制御単位ごとに同一通信サイクル内の全ての優先使用情報が格納されると、優先制御の計算が行われる。そして、タイミング制御に必要な情報をタイミング制御部 (94)通知する。

[0058] 優先制御の計算を行なう処理方法は、優先情報部 (96)内に演算処理部を設けるハ一ドウエア処理、または CPU(91)が CPU— IF部 (93)を通して優先情報を取得し、演算を行なうソフトウェア処理の 2つの方法がある。

[0059] 以下にそれぞれの処理例の概要を示す。

ハードウェア処理の場合、全ての優先使用情報取得後、同一の通信サイクル内の制御対象ダイナミックセグメントに対し送信制御されるまでの間に優先情報部 (96)内の演算部で、優先処理演算を行う。演算の結果優先使用により送信キャンセルを行なうダイナミックスロットがあれば、タイミング制御部 (94)に演算処理結果を通知する。

[0060] タイミング制御部 (94)は演算処理結果に応じ、ダイナミックスロットの送信をキャンセルする。

また、優先情報の Rxレジスタのリセットは、演算処理結果通知後、次の通信サイクルが開始されるまでに行なわれる。

[0061] ソフトウェア処理の場合、全ての優先使用情報取得後、 CPU(91)が優先情報の Rx レジスタの情報を取得し、優先処理演算を行ないその結果を、 CPU— IF部 (93)を通してタイミング制御部 (94)に通知する。

[0062] タイミング制御部 (94)は演算処理結果に応じ、ダイナミックスロットの送信をキャンセルする。

なお、この場合の制御対象となるダイナミックスロットは、同一通信サイクル内のダイナミックスロット、または、次の通信サイクル内のダイナミックスロットのいずれかの制御が可能となる。

[0063] また、優先情報の Rxレジスタのリセットは、演算処理結果通知後、 CPU(91)の操作により行なわれる。

実施例 1

[0064] 次に本発明の実施例 1として、ダイナミックセグメント内の全ダイナミックスロットについて一括で送信可能なスロットを判定する態様を説明する。実施例 1では、必然的にダイナミックセグメント全体で一括して優先判定を行うことになる。 [0065] 送信可能なノードは 1つでないため、複数ノードがそれぞれの送信ダイナミックス口ットに対し優先使用要求を出す場合を考慮する必要がある。また、 1つの通信サイクル内でトータル的に判定する必要がある。

[0066] 1通信サイクルのダイナミックセグメントを一括して判定する実施例 1の判定方式では、通信サイクル単位で 1回の判定で済むので処理が容易である。また、ハード Zソフトによるリアルタイムの制御も可能である力ソフトの処理では厳しいときなどは、今回の通信サイクルで得た優先使用要求情報を次の通信サイクルの送信割付に反映して処理することも可能であり柔軟性が高!、。

[0067] 図 10Aは、本発明の実施例 1において制御フィールドの第 1の構成例を採用した場合を説明する図である。以下、ノード 1(101)、ノード 2(102)、ノード 3(103)がバス接続されたクラスタを例に説明する。

[0068] なお、以下、具体例を挙げて説明をするときは、同じクラスタ構成のものを前提として説明をする。

制御フィールドの第 1の構成例では、スタティックスロットで転送されるフレームに制御フィールドを設ける。制御フィールドを送信するスロットに送信可能なフレームには、図示のように制御情報とともにペイロードを送信するものと、制御情報のみを送信するものとがある。図示の例ではスタティックスロットがノードの数と同数の 3スロットしかないがもっと多くてもよい。

[0069] スタティックスロットで各ノードが優先使用要求情報を送信し、受信側では全ての優先使用要求情報を取得して優先使用要求を制御する。

図 10Bは、本発明の実施例 1において制御フィールドの第 2の構成例を採用した場合を説明する図である。

[0070] 制御フィールドの第 2の構成例では、ダイナミックセグメントの先頭力ノード数分のスロットで転送されるフレームに制御フィールドを設ける。図示の例では、 3ノードの構成なのでダイナミックセグメントの最初の 3スロット分を制御フィールドを送信するフレーム用のスロットとして割り付けている。この割り付けられたスロットに各ノード力も優先使用要求情報を送信する。この場合、第 1の構成例と同じぐ割り付けられたスロットにペイロードを合わせて送信することも可能である。また、第 1の構成例の場合と同じく、受信側では全ての優先使用要求情報を取得して優先使用要求を制御する。

[0071] 次に、実施例 1における受信側での優先使用要求情報を用いた優先判定方法について詳細に説明する。先に説明したように、実施例 1においては、優先使用要求をする送信ノードから送信されたフレーム内の制御フィールド情報を各受信ノードにてバッファリングを行ヽ、その通信サイクル内のダイナミックセグメントで使用される全ての優先使用要求情報を揃えてから一括して優先判定を行なう。

1.全ての制御フィールド情報を得た後に、優先使用要求スロットの数（ p個)を算出する。

2.全送信可能ダイナミックスロットの数 (totaLdslot個)は既知であるため、 1.の結果から優先使用要求のされていないスロットの数 (np)は以下の [式 1]で求められる。

[0072] [式 1] np = totaLdslot - p

3.また、以下の [式 2]により、送信可能な優先スロット数 (allow_p)、及び送信可能な非優先スロット数 (allow_np)を求める。

[0073] [式 2] segment— length > (allow— p + allow— np) X slot— length

但し、

segment— length：ダイナミックセグメント長

allow_p ：送信可能な優先スロット数（0≤ allow_p≤ p) allow— np ：送信可能な非優先スロット数（0≤ allow— np≤ np) slotjength ：ダイナミックスロット長

各ノードではこの [式 2]をもとに、全優先要求スロットの送信に必要な帯域を計算し、送信するダイナミックスロットを決定する。そのために、下記の手順を実行する。

4.まず、 allow_pを求める。

[0074] [式 3] segment— length > p X slotjength

が成立すれば、 allow.p = pとなり、次に下記 5.に示すように [式 2]を満足する最大値として allow_npを求める。

[0075] [式 3]が成立しない場合、次の式で allow_pを求める。

[式 4] allow— p = segment— length ÷ slotjength (小数点以下切捨て）この場合、送信可能な非優先スロットの割当てはなぐまた、要求されている優先スロットの中から送信可能なスロットを選択する必要がある。

[0076] 送信可能なスロットの選択は、スロット番号の小さ、方が優先度が高くなつて、るので、要求されて、る優先スロットのスロット IDに従、行われる。

5. [式 3]が成立した場合、次のように allow_npを求める。

[0077] [式 2]より以下の式が展開できる。

L式; 3」 allow— np = segment— length ÷ slot— length— allow— p

(小数点以下切捨て）

この [式 5]より非優先スロットの送信可能なスロットが判明し、スロット番号の小さい方が優先度が高くなつているので、そのスロット IDに従い送信可能なスロットを割当てる

6.この割当てられた送信可能なスロットにより、各送信ノードが送信の有無の設定を行う。

[0078] なお、上記手順は、 slotjengthが同一の場合として求めた例である。後述のデータ長（スロット長）も制御フィールドにおいて通知される場合には、各スロット個別のスロット長の累積和が上記各式を成立させるようにして送信可能なスロットを求めることができる。

[0079] また、同じく後述の優先使用要求レベルを複数持たせる場合は、上記の優先→非優先の順番で送信可能なスロットを判定したのと同様に、高、優先レベル力も順番に送信可能なスロットを決めて、く。

[0080] なお、制御フィールドの構成としてダイナミックセグメントに優先使用要求情報を送受信する第 2の構成例を採用した場合には、ダイナミックセグメント時間から、優先使用要求情報の送受信したスロット分の時間を差し引いて処理を行う必要がある。

[0081] 図 11は、本発明の実施例 1において 1ビットの優先情報を用いた、すなわち制御情報を各ダイナミックスロット毎に 1ビットで優先/非優先の情報を定義した場合の送信可能なダイナミックスロットの判定例を説明する図である。図示の例では制御フィールドがスタティックスロットに設けられた第 1の構成例のものである力第 2の構成例の場合も同じである。

[0082] 図示の例 (1)では、ノード 1(101)のみがスタティックスロット 1で送信したフレームの制御フィールドでダイナミックセグメントのスロット 4、 7、 10の優先使用を要求している。

[0083] また、図示の例では、ノード 1(101)の送信可能なダイナミックスロットはスロット 4、 7、

10であり、ノード 2(102)の送信可能なダイナミックスロットはスロット 5、 8、 11、ノード 3(

103)の送信可能なダイナミックスロットはスロット 6、 9、 12となっている。さらに、ダイナミックセグメント時間 (segmenUength)は、そのクラスタでの最大スロット長（slotjength)

X 5スロット分の場合である。

[0084] 図示の例 (1)のように、優先使用要求がトータルで 3スロットの場合、 5スロットより少ないので、非優先スロットは 2スロットを割当てることが可能である。

よって、若い番号のスロット 5と 6を使った送信は可能である力スロット 8、 9、 11、 1

2での送信はキャンセルするように該当ノードが処理を行う（図ではノード 2(102)とノード 3(103))。

[0085] 図示の例 (2)では、ノード 1(101)に加えてノード 2(102)がスロット 5、 8、 11の優先使用要求を行っている。優先使用要求がトータルで 6スロットの場合、全体で送信可能なスロット数は 5であるため、 1つ送信することができない。このときは、スロット番号の大きい IDのスロットによる送信がキャンセルされる。図ではスロット 11である。非優先スロット分の送信可能なスロットは 0である。

[0086] 図 12は、本発明の実施例 1において 1ビットの優先情報を用いた場合のダイナミツクスロットの送信処理フロー例を示す図である。制御フィールドはスタティックスロットに設定されてヽるものとする。

[0087] まずステップ S 10でスタティックスロット nを受信する。次にステップ SI 1で、ステップ

S 10で受信したスタティックスロット n力も制御情報を取得する。そしてステップ S12に進み、スタティックセグメントが終了した力判定する。

[0088] 終了していなければステップ S 10に戻って次のスタティックスロットの処理を繰り返し

、終了していればステップ S20に移行する。

ステップ S20では取得した制御情報力優先使用要求が出されたスロット数を算出する。次にステップ S21において、ステップ S20で算出された優先使用要求が出されたスロット数とダイナミックセグメントで送信可能なスロット数、及びダイナミックスロットの ID番号力も送信可能な優先スロットを決定する。 [0089] 続、てステップ S22にお、て、送信可能なダイナミックスロット数と優先使用要求が出されたスロット数の比較に基づ、て優先使用要求が出されてヽな、ダイナミックスロットで送信可能なものがあるカゝ判定する。送信可能なものがなければステップ S30 に移行し、送信可能なものがあるとき、ステップ S23でその数を算出する。

[0090] 次にステップ S24で、ステップ S23で算出した送信可能な非優先スロットの数とダイナミックスロットの ID番号力も送信可能な非優先スロットを決定する。

続いてステップ S 30に移行し、ステップ S 21とステップ S 24での決定処理に基づき、ダイナミックスロット kが送信可能か判定する。

[0091] 送信可能であればステップ S31に進み、送信可能でなければステップ S32に進むステップ S31ではダイナミックスロット kを送信し、ステップ S32ではバス送受信制御部により送信を中止する。

[0092] 次にステップ S33に移行し、ダイナミックセグメントが終了したか判定をする。

終了していなければステップ S30に戻り、次のダイナミックスロットに対する判定を繰り返す。終了していれば、ステップ S10に戻り、次の通信サイクルでの処理を行う。

[0093] 上記図 12のステップ S10からステップ S12までの処理はスタティックセグメントにおける処理であり、図 11の例示では、スロット 1からスロット 3に対する処理に該当する。ステップ S30からステップ S33までの処理はダイナミックセグメントにおける処理であり、ステップ S20からステップ S24までの処理は、セグメント間における処理である。

[0094] 図 13は、本発明の実施例 1において複数ビットの優先情報を用いた場合の送信可能なダイナミックスロットの判定例を説明する図である。

図 13の例示は、制御情報を 2ビットにした場合であり、 "11"が最高優先で順番に" 1 0"、 "01"、 "00"と優先度が下がってくる例である。

[0095] 優先判定の計算方法を変更する必要はな!、が、最高優先から順番に送信可能か判定を行っていくことになる。

図示の例では、ノード 1(101)がスロット 7に要求" 01"を、ノード 2(102)がスロット 2とスロット 8に要求" 10"、スロット 11に要求" 01"を、ノード 3(103)がスロット 3とスロット 12に要求" 11"を出している。そこで、図示の 2重丸を付されたスロットが最初に送信可能とされ、次に丸印の付されたスロットが送信可能とされ、さらにその次に黒丸の付されたスロットが送信可能とされ、最後に 3角印の付されたスロットが送信可能とされる。

[0096] この例ではダイナミックセグメントで 7スロット送信可能として、るため、非優先スロットのうちスロット 1は送信可能である力 S、スロット 9と 10は送信不可となる。

図 14は、本発明の実施例 1にお!/、て優先情報と送信バイト数を用いた場合の送信可能なダイナミックスロットの判定例を説明する図である。

[0097] 優先使用の許可判定においては、各ダイナミックスロットで送信されるフレームは可変長であるためその使用帯域を考慮する必要がある。しかし、使用帯域が不明の場合には、ダイナミックスロットで送信されるフレームのフレーム長として、システムで取りうる最大のフレーム長を用いて許可判定を行わざるを得な、。

[0098] ところが、スロット優先割り当て判定の際、ダイナミックスロットのフレーム最大長を用いて計算すると、実際に必要な帯域に対して過剰な帯域を割り当てることが発生し、そのため、本来送信できるはずのダイナミックフレームが帯域不足により送信出来ない可能性がある。

[0099] したがって、過剰な帯域を割り当てることがないようにしたものが、図 14に示す例であり、制御フィールドに対し、各ダイナミックスロットごとの優先使用要求情報に各ダイナミックスロットのデータサイズ情報を追加している。これにより、必要な帯域のみを優先要求スロットに割当てるので帯域を有効的に使用可能となる。

[0100] 図示の例の場合、優先情報は 1ビットで、送信サイズは 2ビットで表して、る。データサイズは例えば、 "00"が 32ビット以下、 "01"が 64ビット以下、 "01"が 128ビット以下、 "11"が 256ビット以下のように分類することにより、少ないビット数である程度必要な帯域を知ることが可能となる。またそれによりデータサイズの判定も容易に実行することがでさる。

[0101] 帯域の割付は、まず優先順位が高い方力も送信サイズにしたがってスロットの帯域を順々に割付る。ダイナミックセグメントでの送信可能サイズで全スロットを送信できな

V、場合は、最低の優先情報かつフレーム IDの大き、番号力送信をキャンセルし、送信可能サイズにまるまで判定処理を行う。

[0102] 図示の場合、ノード 1からスロット 4、 7に、ノード 2からスロット 11にノード 3からスロット 12に優先使用要求が出されて、る。優先使用要求の出て!/、るスロットの送信サイズ ίま、ス Ρット 4力 32ビット、ス Ρット 7力 64ビット、ス Ρット 11と 12力 32ビットであり、言十力 S 160ビットとなる。一方、非優先スロットの送信サイズは、スロット 5力 4ビット、スロッ卜 6力 256ビット、ス Ρッ卜 8力 128ビット、ス Ρッ卜 9力 32ビット、ス Ρッ卜 10力 128ビットであり、合計 608ビットである。

[0103] 優先スロットと非優先スロットの送信サイズの合計は 768ビットとなる力ダイナミックセグメント全体で送信可能なサイズが例えば 600ビットとすると、すべてのスロットは送信できない。

[0104] そこで非優先で最も大き、ID番号のスロット 10の送信サイズ 128ビットの送信をキヤンセルし、以後 ID番号の降順に送信可能になるまで送信をキャンセルしていくと、図示のようにさらにスロット 9、 8が送信不可となる。

[0105] なお、図 13において説明したように優先情報を複数ビットで与える場合にも、上記と同様に送信サイズによる制御が可能であることは明らかである。

実施例 2

[0106] 次に本発明の実施例 2として、ダイナミックスロットを一定時間間隔ごとにグループ分けし、グループ単位で送信可能なスロットの判定を行う態様を説明する。

先に述べたように、フレックスレイの仕様によれば、スロット IDの小さいスロットの送信が優先されるが、実施例 2は、本発明による優先使用要求に既存の (優先要求されて、な、)スロット IDに基づく優先順位も考慮したものである。

[0107] 1通信サイクルのダイナミックセグメントを一括でなく任意にグループ分けされた単位で送信可能性を判定をする場合は、グループ単位で優先度制御を行うので、スロッ HDの小さ、番号が優先度が高、と、う本来の仕様に近、優先制御が可能になる。（スロット IDが小さい非優先フレームの送信も考慮されるという意。）

また、グループ単位でダイナミックセグメントの残り時間をもとに判定するので、非優先スロットを含め有効且つ効率的な帯域の利用が可能である。

[0108] 図 15は本発明の第 2の実施例を説明する図である。クラスタ構成は、図 10Aに例示したものと同じである。グループ分けについては、図 14に示す例ではスロット 4〜6 がグループ 1、スロット 7〜9がグループ 2、スロット 10〜 12がグループ 3としている。実施例 2では、例えば上記グループ 1〜 3のそれぞれのグループごとに送信スロットを判定する。

[0109] 送信スロットの判定は、図示の矢印のタイミングである、各グループ 1〜3の先頭のスロットの前までに行う必要がある。その場合、ダイナミックセグメント送信の残り時間を考慮して行う。例えば 1番目の矢印のタイミングでのグループ 1の送信スロットの判定では、ダイナミックセグメント全体の時間を使うことが可能である力 2番目の矢印のタイミングでのグループ 2のための送信スロットの判定では、グループ 1で使用された時間を除いた残り時間し力使うことができない。

[0110] したがって、実施例 1よりもスロット IDによる優先度を維持して送信スロットの判定をすること〖こなる。

実施例 1と同様に、優先使用要求情報をやり取りする制御フィールドは、スタティックフレームを使用することも、ダイナミックセグメントの先頭スロット（ノード分）を使用することも可能である。

[0111] 次に受信した優先使用要求情報を取得し、送信可能なスロットの判定を行う判定方法について、詳細に説明する。先に説明したように、実施例 2においては、ダイナミツクセグメントの各ダイナミックスロットを複数のグループに分割し、若、スロット IDを含むグループ力送信可能なスロットの判定を行なう。

7.予め複数のダイナミックスロットをグループ化しておき、グループ単位で優先使用要求スロットの数 (p n)を算出する。グループィ匕は、 IDの番号順に任意の ID数で行な

8.既知であるグループ内で送信可能ダイナミックスロットの数 (group_dslot_n)と上記 7 .の結果から、グループ毎に優先使用要求のされていないスロットの数 (np_n)を下記 [ 式 6]により算出する。

[0112] [式 6] np_n = group— dslot—n— p— n (n:グループ番号）

9.以下の [式 7]をもとに、先頭グループカゝらグループ単位に送信可能な優先スロット数 (allow_p_n)、及び送信可能な非優先スロット数 (allow_np_n)を求める。

[0113] [式 7] segment— length— r— segment— length >、allow— p— n + allow— np—n)

X slot— length 但し、

segment— length ：ダイナミックセグメント長

r_segment_length：割り当て済みダイナミックセグメントの合計

allow_p_n ：送信可能な優先スロット数（0≤ allow_p_n≤ p_n) allow_np_n ：送信可能な非優先スロット数 (0≤ allow_np_n≤ np_n) slotjength ：ダイナミックスロット長

(n:グループ番号）

割り当て済みダイナミックセグメントの合計 r_segment_lengthは、次の [式 8]により求める。

[0114] n-1

[式 8」 r— segment—length =∑ ((allow— p—i + allow— np—i) X slotjength )

(n番

、ての計算時）

各ノードでは [式 7]をもとに、グループ単位に優先要求スロットの送信に必要な帯域を計算し、送信するダイナミックスロットを決定する。

[0115] また、ダイナミックセグメント内で送信可能な帯域がなくなるまで、このグループ単位での帯域の割り当てを行う。

そのために、グループ単位での判定を下記の手順を実行する。

10.まず、送信可能な優先スロット数 allow_p_nを求める。

[0116] [式 9] segment— lengtn—r—segmentjength > p— n X slotjengtn

が成立すれば、 allow_p_n = p_nとなり、次に下記 11. に示すように、送信可能な非優先スロット数 allow— np—nを永める。

[0117] [式 9]が成立しない場合、次の式で allow_p_nを求める。

segment— length— r— segment— length = allow— p—n X slotjength [式 10] allow— p—n = (segment— length— r— segment— length) ÷ slotjength

(小数点以下切捨て）

[式 9]が成立せず、この [式 10]で送信可能な優先スロット数が求められた場合、送信可能な非優先スロットの割り当てはなぐまた、要求されている優先スロットの中力も送信可能なスロットを選択する必要がある。 [0118] この場合、スロット番号の小さい方が優先度が高くなつているので、そのスロット ID に従、送信可能なスロットが決定される。

11. [式 9]が成立した場合、次のように allow_np_nを求める。

[0119] [式 7]より以下の式が展開できる。

[式 11] allow— np—n =、segment—length― r— segment— length) ÷ slot—length

― allow— p—n

(小数点以下切捨て）

この [式 11]より非優先スロットの送信可能なスロット数が判明し、スロット番号の小さ V、方が優先度が高くなつて、るので、そのスロット IDに従、送信可能なスロットを割当てる。

12.上記 11.の処理後まだダイナミックセグメント時間が残っているなら、次のグループの処理を行う。

13.この割当てられた送信可能なスロットにより、各送信ノードが送信の有無の設定を行う。

[0120] なお、上記手順は、 slotjengthが同一の場合で求めた場合である。データ長 (スロット長)も制御フィールドにおいて通知される場合には、各スロット個別のスロット長の累積和が上記各式を成立させるようにして送信可能なスロットを求めることができるのは、実施例 1の場合と同様である。

[0121] また実施例 1の場合と同様に、優先使用要求レベルを複数持たせる場合は、上記の優先→非優先の順番で送信可能なスロットを判定したのと同様に、高、優先レべルカも順番に送信可能なスロットを決めていく。

[0122] さらに、制御フィールドの構成としてダイナミックセグメントに優先使用要求情報を送受信する第 2の構成例を採用した場合には、ダイナミックセグメント時間から、優先使用要求情報の送受信したスロット分の時間を差し引いて処理を行う必要があることも実施例 1の場合と同様である。

[0123] 図 16は、本発明の実施例 2において 1ビットの優先情報を用い、かつグループ単位で優先判定を行う場合の送信可能なダイナミックスロットの判定例を説明する図である。グループ単位で優先判定を行うため、各グループの先頭までに優先判定処理を行う必要がある。

[0124] 図 16に例示するクラスタは図 15において例示したクラスタと同じであり、図示のとおり、ノード 2からスロット 11に対して、ノード 3からスロット 6とスロット 9に対して優先使用要求がされているとする。

[0125] 図 16の (1)、（2)に示すのは送信可能なダイナミックスロットの判定結果例である。例示のクラスタでは最大フレーム長において 5つのスロットで送信可能と仮定している。実施例 2ではグループ単位で送信可能なスロットの決定を行うこと、また図 16に示す例ではグループ単位で優先判定を行うことから、まず、グループ 1内で優先使用要求のされているスロットがある力判定され、スロット 6に対してノード 3が優先使用要求をしているので、スロット 6の送信が最初に決定される。

[0126] すると、送信可能な残りのスロット数力となり、グループ 1内の残りのスロットであるスロット 1とスロット 2が順次送信可能なスロットとして決定される。送信可能な残りのスロット数は 2となる。

[0127] 上記グループ 1に対する判定処理はスロット 4が始まるまでに行う必要がある。また、上述のとおり、このときはダイナミックセグメント時間全体を使用可能なものとして判定処理を実施する。このクラスタでの最大フレーム長にお、て 5つのスロットにお!/、て送信可能な場合、グループ 1では、非優先も含め 3スロット分送信が許可される。

[0128] 次にグループ 2が始まるスロット 7までに、グループ 2のスロットについての判定が行われる。このときの優先判定で使用する時間は、グループ 1で実際に使用した時間を除、たダイナミックセグメントの残り時間で行う。

[0129] 図 16の (1)の例は、グループ 1のスロットがすべて送信された場合である。グループ 2では、スロット 9に対してノード 3が優先使用要求をしているので、スロット 9の送信がまず決定される。残りの送信可能なスロット数は 1となり、グループ 2内の残りのスロットのうち最もスロット IDの小さいスロット 7が送信可能と判定される。

[0130] 送信可能な残りスロットがなくなったことから、グループ 3のスロット 11に対してノード 2から優先使用要求がされていた力スロット 11の送信はキャンセルされる。

図 16の (2)の例では、スロット 5に対し送信許可されていたが送信許可されたノード 2では、送信要求がなく送信しな力つた。このため残り時間がスロット 5の分が増える。グループ 2に対する送信可能スロットの判定は、この実際に増えた時間をもとに行われる。したがって、グループ 2では、非優先を含め 3つのスロットに対し許可が可能となる。

[0131] 上述の説明では、優先使用要求の制御対象のダイナミックスロットを同一通信サイクルのものとした力次の通信サイクルのものであれば、図 16の (1)の例のように判定をすることになる。そして、図 16の (2)に示すのは、上記図 16の (1)のように送信可能なスロットが決定されたダイナミックセグメントにお、て、実際に送信が開始された後に送信可能なダイナミックスロットを変更した例となる。各ノードは送信が許可された各スロットが実際に送信されたかを監視しており、グループ 1のスロット 5が送信許可されたが、実際には送信がな力つたことが検出されると、次のグループ 2のスロットに送信許可が再割り当てされ、スロット 8の送信が許可される。

[0132] グループ 3の優先判定では、それまでに 5つ分のスロットを送信しているとすると、残り時間が不足し優先使用を要求されていても送信許可は与えられない。

しかし、上記優先判定処理において優先判定に使用される時間は、実際に使用できる残り時間であるため、送信許可にもかかわらず送信されないスロットがあるとその帯域をグループ 3でも使用できる可能性がある。

[0133] また例えば、図 16の例では送信許可されたノード全部がこのクラスタでのフレーム最大長で送信したことを想定しているが、最大フレーム長より短いフレームを送信するノードも存在するので、その場合グループ 3における残り時間が増加し送信許可が与えられる可能性が高くなる。

実施例 3

[0134] ダイナミックスロットを一定時間間隔ごとにグループ分けし、グループ単位で送信可能なスロットの決定を行い、 ID番号の小さい低優先スロットが出来る限り送信することを求められるような場合であっても、優先制御についてはダイナミックセグメント時間全体で実行することが求められるような、より複雑な優先制御を求められる場合がある

[0135] 以下、本発明の実施例 3として、優先使用要求はダイナミックセグメント全体で判定して優先使用要求に対しては予め帯域を確保しておき、残った帯域を非優先使用のスロットのためにグループ単位で判定を行う態様を説明をする。

[0136] 実施例 3においても、制御情報に送信バイト数を含めた個別スロット長対応も上記実施例 2と同じく可能であり、また、優先使用要求レベルを複数持たせる場合は、上記実施例 1、 2と同じく優先→非優先の順番のように高い優先レベル力順番に使用帯域を決めていくことができる。

[0137] 実施例 3によれば、グループ単位で送信可能スロットの判定を行うので、スロット ID の小さ、番号が優先度が高、と、う本来の仕様に近、優先制御が可能になる (スロッ HD力、さい非優先フレームの送信も考慮されるという意。）。かつ、スロット IDが大きく低優先であるスロットでも、必ず送信可能となる優先制御が可能となり、さらなるきめ細かな制御ができる。

[0138] さらに、グループ単位でダイナミックセグメントの残り時間をもとに制御するので、非優先スロットを含め有効的かつ効率的な帯域の利用が可能である。

図 17は、本発明の実施例 3において 1ビットの優先情報を用いた場合の送信可能なダイナミックスロットの判定例を説明する図である。クラスタ構成や優先使用要求は図 16に例示したものと同一である。

[0139] まず、優先使用要求の処理を行う。図示の例では、スロット 6と 9と 11が優先使用要求の対象であるので、それらに対し送信許可の判定を行う。

次にグループ 1の送信判定を行う。判定時期はスロット 4が始まるまでに行う必要がある。このクラスタで最大フレーム長において 5つのスロットが送信可能である場合、既に送信許可を判定した優先使用の 3スロットがあるので、残り 2スロットに対して送信許可の判定をすることが可能である。したがって、グループ 1内の残りのスロットであるスロット 4とスロット 5が順次送信可能なスロットとして決定される。結局グループ 1 では 3スロットが送信許可と判定される。

[0140] 次に、グループ 2では、グループ 1で全スロットにお、て送信された場合、残り時間が優先使用分のみなので、優先使用であるスロット 9のみ送信許可と判定される。さらに、グループ 3では、グループ 2と同様に優先使用分のみであるためスロット 11 が送信許可と判定される。

[0141] 以上のようにして、図 17の (1)に示す判定結果が得られる。しかし、図 16において説明したように、各グループが始まる前に実際の残り時間で判定を行うため、スロット 5のように送信を許可された力ード 2で送信要求が無いために実際には送信されない場合は、図 17の (2)に示すようにグループ 2ではスロット 7 に対し送信許可を与えることが可能となる。

[0142] また、上記図 17の例示では最大フレーム長でのフレームを想定して説明している力実際のフレーム長で考えた場合、残り時間が増加しグループ 2および 3において送信許可される可能性が高くなることは、図 16に示した例と同様である。そのほか、図 17に示す例についていえることは、ダイナミックセグメント全体で優先判定を行うことを除いて、図 16に示した例の場合と同様である。

[0143] 図 18は、本発明の実施例 3において複数ビット（2ビット）の優先情報を用い、かつ最高優先度とその次の優先度の優先要求に対してダイナミックセグメント全体で優先判定を行う場合の送信可能なダイナミックスロットの判定例を説明する図である。

[0144] 図 13の例示と同様に図 18に示すものは、制御情報を 2ビットにした場合であり、 "11 "が最高優先で順番に" 10"、 "01"、 "00"と優先度が下がってくる例である。

クラスタ構成、優先情報、最大フレーム長において 7つのスロットで送信可能とする点は図 13に示したものと同様である。

[0145] まず最高優先順位で使用要求がされている図示の 2重丸を付されたスロット 6とスロット 12が送信可能と判定され、次に丸印の付された 2番目の優先順位で使用要求がされているスロット 5とスロット 8が送信可能と判定される。

[0146] 3番目以降の優先順位で使用要求がされているスロットについてはグループごとに判定される。すなわち、図 16に示した例と同じ手法で判定される。

既に送信可能と判定されたスロット数力であり、残りスロット数は 3であるから、ダループ 1では残りのスロット 4が送信可能と判定される。さらに残りスロット数が 2あるので、グループ 2の優先度が" 01"である黒丸印の付されたスロット 7が送信可能と判定され、次に優先度が" 00"である三角印の付されたスロット 9が送信可能と判定される。

[0147] 上記説明においては、最高優先度とその次の優先度の優先要求に対してダイナミックセグメント全体で優先判定を行うとした力それ以外の優先度の組み合わせにつ V、て、ダイナミックセグメント全体で優先判定を行うことも可能である。 [0148] また、図 18に示した例においても、グループ単位の判定においては実際の残り時間をもとに判定していくため、非優先使用であるスロットも有効且つ効果的に送信が可能となる。

[0149] 図 19は、本発明の実施例 3において優先情報と送信バイト数を用いた場合の送信可能なダイナミックスロットの判定例を説明する図である。クラスタ構成、優先情報、送信バイト数情報及びダイナミックセグメント全体で送信可能なサイズ 600バイトは、図 14に示した例と同じである。優先判定制御はダイナミックセグメント一括で行う。

[0150] まず優先度が高!、スロットから送信サイズにしたがってスロットの帯域を順々に割付る。図示の例では、二重丸を付したスロット 4、スロット 7、スロット 11、スロット 12〖こ優先使用要求がされているので、それぞれの送信バイト数を最大サイズの 600バイトを超えないかチェックをしながらカ卩えていく。すると、優先要求のあるスロットの合計サイズは 160バイトとなり、 600バイト以下である。

[0151] そこで、次にグループ単位での非優先スロットの送信割付を行う。

グループ 1では、スロット 5では送信バイト数として 64バイト、スロット 6では送信バイト数として 256バイトが要求されて!、る。 160ノイトに 64ノイトと 256ノイトを足すと 480 バイトであるので、丸印の付されたスロット 5とスロット 6は送信可能と判定される。ダループ 2でも送信可能となるスロットが存在しうる力非優先スロットのうちスロット IDの若い番号のスロット 8の送信バイト数が 128であるため、スロット 8は送信不可となる。

[0152] 図 19に示した例ではスロット 8以降のスロットは送信不可としている力グループ 2において、スロット 9の送信バイト数は 32であるので、このような場合スロット 9の送信を許可するような判定も可能である。つまり、送信バイト数が大きくて送信不可となったスロットの後に残りバイト数の範囲で送信可能なスロットがあればそのスロットの送信が可能であると判定することも可能である。

[0153] また、スロット 8のように残りバイト数が不足するため送信不可となったスロットにおいて、それが適切であれば送信バイト数を減らして送信することもできる。

Claims

請求の範囲

[1] 固定領域と可変領域から成るセグメント構成を特徴とする TDMA方式を採用した送受信システムにお、て、

各通信サイクル内にダイナミックスロット送信の優先制御を行うための制御フィールドを設け、

前記送受信システムのノードは、

前記制御フィールドに該ノードが送信可能なダイナミックスロットに対する優先使用要求を含む制御情報を設定し、前記ダイナミックスロットの優先使用要求を前記送受信システム内の全ノードに通知することを特徴とする送受信システム。

[2] 前記制御フィールドに設定された制御情報は、優先使用を要求する前記ダイナミツクスロット毎の優先使用要求を示す制御ビットを含んで構成されることを特徴とする請求項 1に記載の送受信システム。

[3] 前記制御ビットは複数ビットからなり、前記優先用要求に複数の優先度を設けたことを特徴とする請求項 2に記載の送受信システム。

[4] 前記制御フィールド内の制御情報は当該ダイナミックスロットで送信するデータのサィズ情報を含むことを特徴とする請求項 1又は 2に記載の送受信システム。

[5] 同一通信サイクル内の全てのノードの前記送信可能なダイナミックスロットを一定時間間隔ごとに複数のグループに分け、該グループごとに、該グループに属するダイナミックスロットに対する前記制御情報に基づ、て同一通信サイクルある、は次の通信サイクルで実際に送信可能なダイナミックスロットを判定することを特徴とする請求項 1又は 2に記載の送受信システム。

[6] 固定領域と可変領域から成るセグメント構成を特徴とする TDMA方式を採用した送受信システムであって各通信サイクル内にダイナミックスロット送信の優先制御を行うための制御フィールドが設けられた送受信システム内の他のノードと通信を行うノードにおいて、

自ノードが送信可能なダイナミックスロットの優先使用要求を含む制御情報を前記制御フィールドに設定して送信する制御情報送信手段と、

1つの通信サイクル内においてクラスタ内の全てのノード力送信された前記制御情報に基づ、て同一通信サイクルあるいは次の通信サイクルで実際に送信可能なダイナミックスロットを判定する判定手段と、

を備えたことを特徴とするノード。

[7] 前記制御情報送信手段は、前記制御情報に前記ダイナミックスロット毎の優先使用要求を示す制御ビットを含めて前記制御フィールドに設定することを特徴とする請求項 6に記載のノード。

[8] 前記制御フィールドを自ノードに割り付けられたスタティックスロットに格納して通知することを特徴とする請求項 6又は 7に記載のノード。

[9] 前記制御フィールドをダイナミックセグメントの先頭部分の自ノードに割り付けられたダイナミックスロットに格納して通知することを特徴とする請求項 6又は 7に記載のノード、。

[10] 前記制御フィールド内の制御情報として当該ダイナミックスロットで送信するデータのサイズ情報を含めることを特徴とする請求項 6又は 7に記載のノード。

[11] 前記判定手段は、同一通信サイクル内の全ての前記制御フィールドに設定された前記制御情報に基づ、て、同一通信サイクルある、は次の通信サイクルで実際に送信可能なダイナミックスロットを判定することを特徴とする請求項 6又は 7に記載のノード、。

[12] 前記判定手段は、同一通信サイクル内の全てのノードの前記送信可能なダイナミツクスロットを一定時間間隔ごとに複数のグループに分け、該グループごとに、該グループに属するダイナミックスロットに対する前記制御情報に基づいて同一通信サイクルあるいは次の通信サイクルで実際に送信可能なダイナミックスロットを判定することを特徴とする請求項 6又は 7に記載のノード。

[13] 前記判定手段は、前記グループごとにさらにダイナミックセグメントの実際の残り時間に基づいて送信可能なダイナミックスロットを判定することを特徴とする請求項 12 に記載のノード。

[14] 前記判定手段は、優先使用要求のされているダイナミックスロットについては、一括して同一通信サイクルあるいは次の通信サイクルで実際に送信可能力判定することを特徴とする請求項 12に記載のノード。

[15] 前記判定手段は、前記制御ビットは複数ビットからなり、前記優先使用要求に複数の優先度が設けられ、

2番目までの優先度で優先使用要求のされているダイナミックスロットについては、一括して同一通信サイクルあるいは次の通信サイクルで実際に送信可能力判定することを特徴とする請求項 14に記載のノード。

[16] 固定領域と可変領域から成るセグメント構成を特徴とする TDMA方式を採用した送受信システムの通信方法にぉヽて、

前記送受信システムのノードは、

前記制御フィールドに該ノードが送信可能なダイナミックスロットに対する優先使用要求を含む制御情報を設定し、前記ダイナミックスロットの優先使用要求を前記送受信システム内の全ノードに通知することを特徴とする通信方法。

[17] 前記制御フィールドに設定された制御情報は、優先使用を要求する前記ダイナミツクスロット毎の優先使用要求を示す制御ビットを含んで構成されることを特徴とする請求項 16に記載の通信方法。

[18] 前記制御ビットは複数ビットからなり、前記優先使用要求に複数の優先度を設けたことを特徴とする請求項 17に記載の通信方法。

[19] 前記制御フィールド内の制御情報は当該ダイナミックスロットで送信するデータのサィズ情報を含むことを特徴とする請求項 16又は 17に記載の通信方法。

[20] 同一通信サイクル内の全てのノードの前記送信可能なダイナミックスロットを一定時間間隔ごとに複数のグループに分け、該グループごとに、該グループに属するダイナミックスロットに対する前記制御情報に基づ、て同一通信サイクルある、は次の通信サイクルで実際に送信可能なダイナミックスロットを判定することを特徴とする請求項 16又は 17に記載の通信方法。