JP2000269993A - データ伝送方法と伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の伝送手順を改良し、衝
突発生による伝送遅延やデータ廃棄を防止する 【解決手段】 電源投入後はＣＳＭＡ／ＣＤ方式の伝送
手順で伝送制御を行い、データフレーム送信に成功する
と、それ以降は、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式で決まる送信タイ
ミングは用いず、送信タイマ１３を送信成功時に起動
し、タイムアップすると送信を行うという動作を繰り返
す。ここで送信タイマ１３に設定するタイマ時間をすべ
ての伝送装置について同一としておけば、各伝送装置は
送信成功後は互いに衝突することがなくなり、伝送遅延
やデータ廃棄は生じない。また、何れかの伝送装置に障
害が発生してデータフレームを送信できなくなったとし
ても、他の伝送装置はデータ伝送を継続できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ伝送方法と
伝送装置に係り、特にＣＳＭＡ／ＣＤ方式でデータ伝送
を行うときのデータ伝送方法と伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の伝送装置が伝送路に共通結
合され、それらの伝送装置間で伝送路を通して相互にデ
ータフレームの送受を行うデータ伝送方式、特に各伝送
装置が共有メモリを有し、その共有メモリは伝送装置毎
に送信エリアが割り当てられているデータ伝送方式につ
いては、既に知られているところである。

【０００３】図２は、このようなデータ伝送システムの
概要を示しており、図３は、図２のシステムにおける共
有メモリのデータ収納状態を示す図である。このシステ
ムは、図２のように、伝送装置３０１〜３０３が伝送路
３００を介して共通結合され、伝送装置３０１〜３０３
の各々は計算機３１１〜３１３にそれぞれ接続されてい
る。各伝送装置３０１〜３０３は、それぞれ共有メモリ
を有しており、これら共有メモリには、接続された計算
機３１１〜３１３によって書込み可能なエリアが予め割
り当てられている。即ち、図３に示されているように、
計算機３１１には２つのエリアＡ１、Ａ２が、計算機３
１２には２つのエリアＢ１、Ｂ２が、計算機３１３には
同じく２つのエリアＣ１、Ｃ２がそれぞれ割り当てられ
ており、それぞれの計算機は、この共有メモリの割り当
てられたエリアに対して周期的にデータの書込みを行
う。また、それぞれの伝送装置３０１〜３０３は、自分
に割り当てられたエリアに書込まれたデータフレームを
所定の送信周期で伝送路３００上に送信して他計算機の
共有メモリへ書き込むことによって、伝送路３００に共
通結合されたそれぞれの伝送装置３０１〜３０３のそれ
ぞれの共有メモリの内容を一致させるようしている。

【０００４】例えば、計算機３１１は、共有メモリの割
り当てられたエリアＡ１、Ａ２にデータの書込みを行
う。伝送装置３０１は、エリアＡ１、Ａ２に書込まれた
データに、その共有メモリのエリアＡ１、Ａ２の先頭ア
ドレスを示すメモリアドレスを識別子として付加した
上、フレーム化して伝送路３００上に所定の周期で同報
送信する（全伝送装置宛）。この場合データフレーム
は、例えば図５に示すようなフォーマットのものであっ
て、各フレームの区切りを示すヘッダ、送信すべき伝送
装置の宛先アドレスを示すＤＡ、送信を行った伝送装置
の送信元アドレスを示すＳＡ、データ長情報、データ
部、フレーム伝送誤り検出用のＦＣＳ部からなってい
る。また、データ部には、エリアＡ１、Ａ２にそれぞれ
書込まれている共有データとその共有データに対応する
共有メモリのメモリアドレスａ１、ａ２が含まれる。こ
のデータフレームを受信した他の伝送装置３０２、３０
３は、データフレーム内のメモリアドレスａ１、ａ２を
見て、自己の共有メモリの対応したエリア内にそのデー
タの書込みを行う。計算機３０２及び３０３によって書
込まれた共有メモリのエリアＢ１、Ｂ２及びエリアＣ
１、Ｃ２のデータも同様にして他の伝送装置へ転送さ
れ、それぞれ対応したエリアに書込まれる。、同様に、
エリアＣ１、Ｃ２のデータが送信された場合は、他の伝
送装置３０１、３０２の共有メモリの対応したエリアに
書込まれるものである。そして、これら各伝送装置から
のデータフレームの送信周期は、各計算機がデータを共
有メモリに書込む周期と非同期になっている。

【０００５】かかるデータ伝送方式においては、イーサ
ネット（登録商標）をベースとして標準化されたＣＳＭ
Ａ／ＣＤ方式（キャリア検知多重アクセス／衝突検出、
ＩＥＥＥ８０２委員会標準）が、伝送制御方式として多
く用いられている。それぞれの伝送装置におけるデータ
の送信タイミングが非同期であるため、同時に伝送路が
アクセスされることによってデータフレーム間で衝突が
発生することがあるが、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式において
は、データフレーム間に衝突が発生すると、データフレ
ームの送信を中断し、規定時間待った後に再送し、この
再送時においてもデータフレームの衝突が発生した場合
は、同様の再送手順を繰返し実行し、規定回数以上連続
してデータフレームの衝突が発生した場合は、そのデー
タフレームを廃棄するようにしていた。このため、ＣＳ
ＭＡ／ＣＤ方式では、データフレームの送信遅延時間が
増大し、送信データフレームの廃棄が発生するという弊
害を有する。

【０００６】このような弊害を除去するため、最近にな
って、データフレームの衝突の発生を防いだデータ伝送
方式が開発されるようになり、その一例として、特開平
１−１５２８３６号に開示の手段がある。この手段は、
複数の伝送装置（ステーション）が１つの伝送路に共通
結合され、１つの伝送装置から送信されるデータを残り
の伝送装置が受信するように構成された同報通信伝送を
行うデータ伝送方式に係わるものであって、各伝送装置
の中の１つをマスタ伝送装置、他の伝送装置をスレーブ
伝送装置と定め、マスタ伝送装置は、自己を含めて各伝
送装置の送信タイミング時間を決定して各伝送装置に通
知し、マスタ伝送装置は、自己の送信タイミング時間毎
にデータフレームの送信を行い、各スレーブ伝送装置
は、マスタ伝送装置から伝送されて伝送されてきたデー
タフレームの受信時から自己に設定されている送信タイ
ミング時間に従ってデータフレームの送信を行うように
しており、それによって、データフレーム間の衝突をな
くすようにしたもので、一種のＴＤＭＡ方式である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記した特開平１−１
５２８３６号に開示の手段は、マスタ伝送装置の送信し
たデータフレームを基準として、他のスレーブ伝送装置
がそれぞれ異なるタイミングで送信することにより衝突
を防ぐようにしたものである。しかるに、このようなデ
ータ伝送方式にあっては、マスタ伝送装置の決定方法、
マスタ伝送装置の移設や障害時の代替マスタ伝送装置の
決定方法、スレーブ伝送装置にそれぞれ異なる送信タイ
ミングを設定する必要がある、等の問題がある。また、マ
スタ伝送装置が、何等かの理由により自己の送信タイミ
ング時間にデータフレームの送信を行うことができなか
ったり、データフレームの送信を行ってもそのデータフ
レームがスレーブ伝送装置に届かなかったりすると、各
スレーブ伝送装置は、同じく自己の送信タイミング時間
にデータフレームの送信を行うことができないという問
題がある。

【０００８】本発明は、前記各問題点を除去するもの
で、その目的は、マスタ伝送装置を決定することなく、
また各伝送装置に異なる送信タイミング時間を設定する
ことなしに、各伝送装置が自己の送信周期に同期してデ
ータフレームを送信し、かつ続けて衝突が発生しないよ
うにすることで、送信遅延時間の増大やフレームの廃棄
が生じないようにしたデータ伝送方法と伝送装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、伝送路に共通
結合された複数の伝送装置間でＣＳＭＡ／ＣＤ方式の伝
送制御により相互にデータフレームの送受信を行うため
のデータ伝送方法であって、前記各伝送装置にタイマ手
段を設けると共に、各伝送装置は、その電源が投入され
ると、自装置内のタイマ手段に各伝送装置について同一
値に定められたタイマ時間を設定したのち任意のタイミ
ングでデータフレームを送信し、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の
伝送制御のもとで最初にデータフレーム送信が成功する
と前記タイマ手段を起動し、この時点以降は、前記タイ
マ手段のタイムアップ時にデータフレーム送信を行い、
データフレームの送信が成功すると前記タイマ手段を起
動するという動作を繰り返すようにしたことを特徴とす
るデータ伝送方法を開示する。

【００１０】また、本発明は、前記タイマ手段のタイム
アップ時に送信データがないかまたは送信データが準備
されていないときは、予め用意したダミーデータフレー
ムを送信することことを特徴とするデータ伝送方法を開
示する。

【００１１】また、本発明は、送信するデータフレーム
の長さを一定フレーム長として予め定めておくと共に、
前記タイマ手段タイムアップ時に送信要求のあるデータ
長が前記一定フレーム長より短いときはダミーデータを
付加して前記一定フレーム長のデータフレームを送信す
るようにしたことを特徴とするデータ伝送方法を開示す
る。

【００１２】また、本発明は、前記タイマ手段のタイム
アップ時に送信データがないか又は準備されていないと
きは、前記タイムアップ時にデータフレーム長に相当す
る時間を前記同一値に定められたタイマ時間に加えた値
を前記タイマ手段のタイマ時間として次の送信タイミン
グを決定するようにしたことを特徴とするデータ伝送方
法を開示する。

【００１３】また、本発明は、前記同一値に定められた
タイマ時間をＴsとし、また予め定めたデータフレーム
の基準送信時間をＴ0としたとき、前記タイマ手段のタ
イムアップ時に送信要求のあるデータの送信時間がＴで
あると、そのデータフレーム送信後に起動される前記タ
イマ手段のタイマ時間をＴs＋Ｔ0−Ｔとして次の送信タ
イミングを決定するようにしたことを特徴とするデータ
伝送方法を開示する。

【００１４】さらに、本発明は、伝送路に結合されてＣ
ＳＭＡ／ＣＤ方式の伝送制御により互いにデータフレー
ムの送受信を行う伝送装置であって、ＣＳＭＡ／ＣＤ方
式の手順でもって伝送制御を行う第１の制御手段と、伝
送路に結合されたすべての伝送装置に対して同一のタイ
マ時間を設定されるタイマ手段と、電源投入後に最初に
データフレーム送信が成功するとその時及びそれ以後の
データフレーム送信成功時ごとに前記タイマ手段を起動
する第２の制御手段と、前記最初のデータフレーム送信
以降は前記タイマ手段のタイムアップ時点を送信タイミ
ングとするように制御する第３の制御手段とを備えたこ
とを特徴とする伝送装置を開示する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の特徴とする
伝送装置の構成例を示すブロック図で、図２のような伝
送システムの各伝送装置として用いられる。なお、図２
のネットワーク３００は、ＬＡＮ（ローカルエリアネッ
トワーク）等の伝送路であり、バス形状のものとする。

【００１６】図１の伝送装置１は、伝送制御回路１０、
送受信制御回路１１、受信バッファ１２、送信タイマ１
３、ＤＭＡＣ１４、送信バッファ１５、ダミーデータ用
送信バッファ１６、選択回路１７、インターフェース回
路１８、内部バス１９及び２０、共有メモリ２１を備え
ており、伝送制御回路１０はＣＳＭＡ／ＣＤ（ＩＥＥＥ
８０２、３標準）アクセス方式にもとづく制御を行うも
ので、伝送路２３（図２のネットワーク３００）に接続
されている。インターフェース回路１８は対応する計算
機２２に接続される。伝送制御回路１０、受信バッファ
１２、選択回路１７は、それぞれ送受信制御回路１１の
制御の基に内部バス１９に結合可能に構成されている。
また、受信バッファ１２、ＤＭＡＣ１４、送信バッファ
１５、インターフェース回路１８、共有メモリ２１は、
それぞれ送受信制御回路１１の制御の基に内部バス２０
に結合可能に構成されている。また、送受信制御回路１
１自体も内部バス２０とデータ授受可能である。

【００１７】共有メモリ２１は、図４に図示のような内
部構成を有し、単位長データ（Ｎワード）毎にブロック
化されている。これらの各ブロックは、伝送装置毎に送
信エリアの割り付けが行われ、図５に示した送信データ
フレームの形成時に、共有メモリ２１のメモリアドレス
ａ１、ａ２を付され、ブロック単位（Ｎワード）で組み
込まれる。この共有メモリ２１の割り付けと、送信周期
を示す情報は、対応する計算機２２によって送受信制御
回路１１内に設定される。送信タイマ１３は本発明の特
徴とする回路で、その設定値は、計算機２２によって送
信制御回路１１に設定される。このタイマ１３は、ハー
ドウェア、ソフトウェアのいずれの手段で実現してもよ
い。以下、図１の伝送装置の動作を、いくつかの場合に
分けて説明する。

【００１８】（１）電源投入後の最初のデータフレーム
送信（送信衝突がない場合） 伝送装置１に電源が投入されると送受信制御回路１１が
動作を開始し、まずはじめに、送信タイマ１３にデータ
フレームの送信を決定するタイマ値を設定する。次にあ
て先アドレスＤＡ、送信元アドレスＳＡ、送信データ長
を送信バッファ１５に書き込み、ＤＭＡＣ１４を制御す
ることにより、当該伝送装置の送信エリアとして共有メ
モリ２１に割り付けられているブロックのデータを送信
バッファ１５へ転送する。この転送が完了すると、選択
回路１７を送信バッファ１５側を選択するよう設定し、
以上の処理が終了した後、送受信制御回路１１は伝送制
御回路１０に対し送信起動をかける。送信起動をかけら
れた伝送制御回路１０は、伝送路２３上の電気信号を監
視（キャリアセンス）し、何も信号がないとき空き状態
と判断し、送信バッファ１５から前記転送されたデータ
を読み出すとともに、ヘッダ、ＦＣＳを生成、付加し、
データフレーム化して伝送路上へ送信する。データフレ
ームの送信が正常終了すると、伝送制御回路１０から送
信完了が送受信制御回路１１に対し通知されるととも
に、送信タイマ１３が起動され、選択回路１７がダミー
データ用送信バッファ１６側を選択するように設定す
る。

【００１９】（２）電源投入後の２回目以降のデータフ
レーム送信（送信衝突がない場合） 送受信制御回路１１は、前記電源投入後の最初のデータ
フレーム送信が完了した後に、特に優先する処理がなけ
れば、電源投入後第２回目に送信するデータを前記と同
様な手順にて送信バッファ１５へ転送し、選択回路１７
を送信バッファ側が選択されるように設定する。通常は
この設定は送信タイマ１３がタイムアウトする前に終了
する。この状態で送信タイマ１３がタイムアウトする
と、タイムアウトを通知された送受信制御回路１１は伝
送制御回路１０に対し送信起動をかけ、この起動指令を
受けた伝送制御回路１０は第１回目の送信と同様に伝送
路が空き状態であれば送信バッファ１５内のデータをデ
ータフレーム化して送信する。また、異常処理などの優
先度の高い処理が行われたために送信バッファ内に送信
データが準備できていない状態でタイマ１３がタイムア
ップしたときは、選択回路１７はダミーデータ用送信バ
ッファ１６側を選択するようにし、ダミーデータをデー
タフレーム化して送信することになる。ダミーデータフ
レームの宛先アドレスは、伝送路に接続された各伝送装
置が絶対受信しないアドレスに設定しておけば、各伝送
装置の受信負荷とはならない。電源投入後第３回目以降
のデータフレーム送信も第２回目のデータフレーム送信
と同様な処理手順を繰り返す。

【００２０】（３）データフレーム送信（送信衝突した
場合） 複数の伝送装置が電源投入後の第１回目のデータフレー
ム送信を同時に開始しようとした場合、データフレーム
の送信を同時に開始することになるため伝送路上でデー
タフレームの衝突が発生する。伝送制御回路１０は衝突
を検出するとＣＳＭＡ／ＣＤ方式の再送アルゴリズムに
従い、送信成功するまで何回かの再送を繰り返し、送信
が成功した時点で送受信制御回路１１に送信完了を通知
し、送信タイマ１３を起動する。

【００２１】（４）データフレーム受信 次にデータフレーム受信時の処理について説明する。伝
送制御回路１０は、伝送路上に伝送されているデータフ
レームを監視し、その宛先アドレスＤＡをチェックし、
それが自伝送装置宛であれば当該伝送フレームを受信バ
ッファ１２に転送するとともに、送受信制御回路１１に
受信通知を出力する。そうすると送受信制御回路１１
は、ＤＭＡＣ１４を起動し、受信バッファ１２内のデー
タを対応する共有メモリ２１のエリアへ転送する。

【００２２】次に、以上に説明した動作を行う伝送装置
を図２のようにネットワークに接続して構成したシステ
ムとしての動作を説明する。図６は、図２に図示された
データ伝送システムにおいて、すべての伝送装置の電源
が一斉に投入され、第１回目のデータフレーム送信を同
時に開始した場合の動作を示す送信タイミング図であ
る。図６において、Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃはそれぞれ伝送装
置３０１〜３０３が送信するデータフレーム、Ｃａ１及
びＣａ２はそれぞれ伝送装置３０１の第一回目及び第２
回目の送信衝突時の再送待ち時間、Ｃｂ１及びＣｂ２は
それぞれ伝送装置３０２の第一回目及び第２回目の送信
衝突時の再送待ち時間、Ｃｃ１は伝送装置３０３の第一
回目の送信衝突時の再送待ち時間で、これらの各待ち時
間はＣＳＭＡ／ＣＤ方式によりランダムに決められる。
また、Ｔsは、伝送装置の構成要素である送信タイマ１
３により計測されるタイムアウト時間で、この値は各伝
送装置で同一の値が設定されている。

【００２３】ここで送信衝突は、１つの伝送装置がフレ
ームを送信してこれが他の伝送装置で受信されるまでに
はある程度の時間がかかり、それから以降に伝送路ビジ
ーであることが検出される。このため、ほぼ同時に２以
上の伝送装置が送信動作を行うと、伝送路ビジー検出前
に送信を行ってしまうから衝突が発生し、このときは一
般に受信信号の電圧レベルが低下するので、各伝送装置
はその電圧レベル低下から衝突の発生を知り、再送動作
を行う。

【００２４】さて、伝送装置３０１〜３０３の電源が一
斉に投入され、電源投入後の最初のデータフレーム送信
を同時に開始すると、伝送路上でデータフレームＦａ、
Ｆｂ、Ｆｃの衝突が発生する（時刻ｔ１）。伝送路上で
衝突が発生すると各伝送装置３０１〜３０３の伝送制御
回路１０は、前記のようにして衝突を検出するととも
に、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に従いランダムに再送待ち時間
Ｃａ１と、Ｃｂ１、Ｃｃ１を決定し、その時間経過後に
前記衝突したデータフレームを再送する。このとき伝送
装置３０１の再送待ち時間Ｃａ１と伝送装置３０２の再
送待ち時間Ｃｂ１が同一で伝送装置３０３の再送待ち時
間Ｃｃ１がＣａ１とＣｂ１に比べ短かったとすると、伝
送装置３０３のデータフレームＦｃの送信は成功し（時
刻ｔ２）、伝送装置３０１、３０２のデータフレームＦ
ａ、Ｆｂの送信は再度衝突する（時刻ｔ３）。送信成功
後の伝送装置３０３はその後、送信タイマ１３起動→次
回の送信データ準備→送信タイマ１３のタイムアウト検
出→データフレームの送信→送信完了→送信タイマ起動
という動作を繰り返す。

【００２５】再度送信衝突した伝送装置３０１、３０２
それぞれの伝送制御回路１０は、衝突を検出するととも
にＣＳＭＡ／ＣＤ方式に従い、再びランダムに再送待ち
時間Ｃａ２、Ｃｂ２を決定し、その時間経過後に再度前
記再送信しようとしたデータフレームを再送信する。こ
のとき待ち時間Ｃｂ２がＣａ２より短かったとすると、
伝送装置３０２のデータフレームＦｂ送信が成功し（時
刻ｔ４）、次いで伝送装置３０１のデータフレームＦａ
送信の順が成功する（時刻ｔ５）。伝送装置３０１、３
０２の送信成功後の動作は、前記伝送装置３０３の送信
成功後の動作と同様である。

【００２６】以上の図６の動作を全体としてみると、各
伝送装置は自データフレームの伝送成功までは従来のＣ
ＳＭＡ／ＣＤ方式で衝突を避けるように試み、一旦送信
が成功した時以降はランダムではなく、本発明の特徴と
する送信タイマを用いて一定のタイマ時間Ｔsを周期と
して送信する。従って、各伝送装置がすべて一度送信成
功するとそれ以後は正常動作を続けている限り送信衝突
を生じることはない。また、何れかの伝送装置が障害や
電源断などによりデータフレームの送信を停止しても、
他の伝送装置はデータフレームの送信を衝突なしで継続
可能である。

【００２７】図７は、すべての伝送装置３０１〜３０３
のデータフレーム送信が成功した後の送信タイミングの
一例を示す図で、伝送装置３０２の送信タイマの精度が
悪く、そのタイムアウト時間Ｔs' が他の伝送装置３０
１、３０３送信タイマのタイムアウトＴsに比べ短い場
合を示している。伝送装置３０１、３０２、３０３の順
にデータフレームＦａ、Ｆｂ、Ｆｃの送信が成功し（時
刻ｔ１、ｔ２、ｔ３）、次に伝送装置３０１が送信タイ
マのタイムアウト時間Ｔs経過後にデータフレームＦａ
を送信し（時刻ｔ４）、さらに伝送装置３０２が送信タ
イマのタイムアウト時間Ｔs'経過後にデータフレームＦ
ｂを送信しようとするとき（時刻ｔ５）、Ｔs′がＴsよ
り短いため、伝送装置３０１のデータフレームＦａ送信
中に伝送装置３０２の送信タイマがタイムアウトする可
能性がある。しかしこのときは伝送装置３０２の伝送制
御回路はデータフレームＦａが伝送路上にあることを検
出し、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に従いデータフレームＦｂの
送信開始を延期し、データフレームＦａが伝送路上から
なくなった時点（時刻ｔ６）にデータフレームＦｂの送
信を開始し、その送信完了後送信タイマを起動するとと
もに、送受信制御回路１１に送信完了を通知する。デー
タフレームＦｂ送出時点が毎回遅らされても、伝送装置
３０２は毎回送信完了後にその送信タイマを起動するた
め、他伝送装置間とのタイマ誤差が累積することはな
い。また、１回の送信周期当りのタイマ誤差がデータフ
レーム長より小さければ送信衝突も発生しないため、ハ
ードウェア障害などが発生した場合を除き、送信衝突は
発生しない。

【００２８】次に、伝送装置の送信タイマがタイムアウ
トした時点で次の送信データフレームが準備されていな
い場合は、図１を用いて説明したようにダミーフレーム
を送信し、ダミーフレームの送信完了により送信タイマ
の起動を行えば次のデータフレームの送信タイミングが
狂うことはない。しかし、送信データフレームがないと
き、ダミーフレームを送信しないで送信タイミングを調
整することもできる。図８は、そのような方法を説明す
るためのタイムチャートで、全伝送装置のデータフレー
ム送信が成功した後に伝送装置３０１の送信データフレ
ームがない場合について示した図である。伝送装置３０
２、３０３の送信タイミングについては省略してある。
この図で、伝送装置３０１が、データフレームＦａの送
信完了後（時刻ｔ１）に起動した送信タイマのタイムア
ウト時間Ｔsが経過した時点で（時刻ｔ２）、次に送信
するデータフレームがない、あるいは準備されていなか
ったとすると、送受信制御回路１１は、送信タイマ１３
に通常の送信周期Ｔsに送信データフレーム長分の時間
Ｔｆを加えた値であるＴｆｓを送信タイマ１３に設定し
てそれを起動する。これにより、送信データフレームが
ない場合にダミーフレームを送信しないでも、次回の送
信タイマ１３がタイムアウトするタイミングはデータフ
レームを送信した場合と同様に保つことができる。

【００２９】図９は、何れかの伝送装置の送信するデー
タフレーム長が、送信するごとに大きく変動するような
システムでの問題点について示した送信タイミング図で
ある。伝送装置３０１、３０２、３０３のデータフレー
ムＦａ、Ｆｂ、Ｆｃが送信完了した後、各伝送装置はそ
れぞれ送信タイマを起動したとする。次に伝送装置３０
１の送信タイマがタイムアウトし（時刻ｔ１）、伝送装
置３０１はデータフレームＦａを送信するが、この時の
送信データフレーム長が前回送信したデータフレーム長
より長く、この長いデータフレームＦａの送信途中に伝
送装置３０２、３０３の送信タイマがともにタイムアウ
トしたとする。そうすると伝送装置３０２、３０３はそ
れぞれデータフレームＦｂ、Ｆｃの送信を開始しようと
するが、伝送路上にデータフレームＦａが送信中である
ことを検出し（キャリアセンス）、データフレームＦａ
の送信が完了するまでデータフレームＦｂ、Ｆｃの送信
を延期する。そして、データフレームＦａの送信が完了
した時点に（時刻ｔ２）、伝送装置３０２、３０３はそ
れぞれ送信延期していたデータフレームＦｂとＦｃの送
信を開始することになり、データフレームＦｂ、Ｆｃの
送信衝突が発生する。この衝突発生後、伝送装置Ｂ、Ｃ
の伝送制御回路１０は、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の再送アル
ゴリズムにしたがってそれぞれ再送待ち時間Ｃｂ１、Ｃ
ｃ１経過した後、データフレームＦｂ、Ｆｃを再送す
る。このデータフレームの再送は１回で成功する場合も
あるが、何回か衝突と再送を繰り返すこともあり、好ま
しくない。

【００３０】この問題は、送信するデータフレーム長を
一定にすることにより解決できる。この場合、データフ
レーム長を一定にするのは伝送装置単位でよく、各伝送
装置間のデータフレーム長は異なっていても問題無い。
データフレーム長を一定にする方法としては、例えば図
４に示したデータフレームフォーマット中のサイクリッ
クデータ部の後端部に付加するダミーデータの長さを調
節すればよく、例えば図１において、送受信制御回路１
１が送信データを送信バッファ１５に転送するときに、
送信データ長が所定の長さより短い場合はダミーデータ
を付加して所定の長さにした送信データを送信バッファ
１５に転送するようにすればよい。

【００３１】また、データフレーム長が変動する場合
に、データフレーム長を一定にするのではない別の対処
法もある。それは、最も長いデータフレームを想定し、
その長さをＴ0とし、これより短い長さＴのデータフレ
ーム送信時には、起動時に設定されたタイマ時間Ｔsを
Ｔs＋（Ｔ0−Ｔ）に変更してその長さＴのデータフレー
ム送信し、タイマを起動する方法である。この方法によ
れば、各伝送装置の送信周期は常にＴs＋Ｔ0となり、図
９で説明したような衝突を回避できる。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式
を基本とし、送信成功後は一定周期の送信を行うように
することで、伝送遅延やデータ廃棄などの生じないデー
タ伝送システムを実現できる。また、マスタ伝送装置を
用いたＴＤＭＡ方式ではないから、何れかの伝送装置に
障害が発生してデータフレームを送信できなくなったと
しても、他の伝送装置はデータ伝送を中断することな
く、データ伝送を継続できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるデータ伝送装置の構成例を示す
ブロック図である。

【図２】データ伝送システムの概略構成を示すブロック
図である。

【図３】データ伝送方式に用いられる共有メモリの説明
図である。

【図４】データフレームのフォーマット例を示す図であ
る。

【図５】共有メモリの内部構成を示す概要図である。

【図６】伝送装置の電源投入直後のデータフレーム送信
タイミングの一例を示す図である。

【図７】送信タイマ誤差がある時の動作例を示す送信タ
イミング図である。

【図８】送信データフレームがない場合の動作例を示す
送信タイミング図である。

【図９】送信データフレーム長が送信周期毎に異なった
場合の送信衝突についての説明図である。

【符号の説明】

１、３０１〜３０３ 伝送装置 ２３、３００ 伝送路 １０ 伝送制御回路 １１ 送受信制御回路 １２ 受信バッファ １３ 送信タイマ １４ ＤＭＡＣ １５ 送信バッファ １６ ダミーデータ用バッファ １７ 選択回路 １８ インタフェース回路 １９、２０内部バス ２１ 共有メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨沢 宏 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 中野 義弘 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 Ｆターム(参考） 5K032 CA08 CA10 DB31 5K033 CA08 DB25

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝送路に共通結合された複数の伝送装置
   間でＣＳＭＡ／ＣＤ方式の伝送制御により相互にデータ
   フレームの送受信を行うためのデータ伝送方法であっ
   て、 前記各伝送装置にタイマ手段を設けると共に、各伝送装
   置は、その電源が投入されると、自装置内のタイマ手段
   に各伝送装置について同一値に定められたタイマ時間を
   設定したのち任意のタイミングでデータフレームを送信
   し、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の伝送制御のもとで最初にデー
   タフレーム送信が成功すると前記タイマ手段を起動し、
   この時点以降は、前記タイマ手段のタイムアップ時にデ
   ータフレーム送信を行い、データフレーム送信が成功す
   ると前記タイマ手段を起動するという動作を繰り返すよ
   うにしたことを特徴とするデータ伝送方法。
2. 【請求項２】 前記タイマ手段のタイムアップ時に送信
   データがないかまたは送信データが準備されていないと
   きは、予め用意したダミーデータフレームを送信するこ
   とことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
3. 【請求項３】 送信するデータフレームの長さを一定フ
   レーム長として予め定めておくと共に、前記タイマ手段
   タイムアップ時に送信要求のあるデータ長が前記一定フ
   レーム長より短いときはダミーデータを付加して前記一
   定フレーム長のデータフレームを送信するようにしたこ
   とを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送方法。
4. 【請求項４】 前記タイマ手段のタイムアップ時に送信
   データがないか又は準備されていないときは、前記タイ
   ムアップ時にデータフレーム長に相当する時間を前記同
   一値に定められたタイマ時間に加えた値を前記タイマ手
   段のタイマ時間として次の送信タイミングを決定するよ
   うにしたことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送
   方法。
5. 【請求項５】 前記同一値に定められたタイマ時間をＴ
   sとし、また予め定めたデータフレームの基準送信時間
   をＴ0としたとき、前記タイマ手段のタイムアップ時に
   送信要求のあるデータの送信時間がＴであると、そのデ
   ータフレーム送信後に起動される前記タイマ手段のタイ
   マ時間をＴs＋Ｔ0−Ｔとして次の送信タイミングを決定
   するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のデー
   タ伝送方法。
6. 【請求項６】 伝送路に結合されてＣＳＭＡ／ＣＤ方式
   の伝送制御により互いにデータフレームの送受信を行う
   伝送装置であって、 ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の手順でもって伝送制御を行う第１
   の制御手段と、伝送路に結合されたすべての伝送装置に
   対して同一のタイマ時間を設定されるタイマ手段と、電
   源投入後に最初にデータフレーム送信が成功するとその
   時及びそれ以後のデータフレーム送信成功時ごとに前記
   タイマ手段を起動する第２の制御手段と、前記最初のデ
   ータフレーム送信以降は前記タイマ手段のタイムアップ
   時点を送信タイミングとするように制御する第３の制御
   手段とを備えたことを特徴とする伝送装置。