JP3351744B2 - データ伝送システム - Google Patents

データ伝送システム

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JP3351744B2
JP3351744B2 JP25694298A JP25694298A JP3351744B2 JP 3351744 B2 JP3351744 B2 JP 3351744B2 JP 25694298 A JP25694298 A JP 25694298A JP 25694298 A JP25694298 A JP 25694298A JP 3351744 B2 JP3351744 B2 JP 3351744B2
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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/02Details
    • 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]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の伝送局(ノ
ード)に、それぞれイーサネット規格に従いイーサネッ
トフレームの送出、受信、通信処理が可能な複数の伝送
機器を備え、該各伝送機器相互間が、伝送路により接続
され、予め定められた時間以内に伝送フレームの送出が
可能となるリアルタイム性の用途に適したデータ伝送シ
ステムに関する。
【0002】
【従来の技術】情報処理系を中心としたLAN応用の進
展は著しく、なかでも、イーサネット、もしくはIEE
E802.3方式イーサネット(以下、両者を含めてイ
ーサネットと記述)を中心とするネットワークの進展は
著しく、情報処理系はもとより監視制御系にいたるまで
浸透が、伝送スピードや通信処理機能の性能向上ととも
に、また大量標準製品による性能に見合う低価格化によ
り堅調となっている。
【0003】10Mbpsのバス型伝送路をもつもの、
および、ハブ装置やリピータ、スイッチングハブ装置を
組み合わせて構成するスター型伝送路からなるイーサネ
ットは、10Mbps、100Mbps、1Gbpsの
伝送速度を有する製品を容易に組み合わせて利用するこ
とが現状可能となっている。
【0004】現状は、将来ともに応用が期待されるイー
サネットであるが、伝送制御方法としてCSMA/CD
(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detectio
n)方式を用いていることから、その基本原理により、如
何に伝送速度が高速化しても、伝送フレームを確実に伝
送路上に送出するまでに待たねばならない時間を確定的
に予測することができない。
【0005】即ち、CSMA/CD方式では、各伝送局
が共通伝送路上のキャリアを監視し、一定時間の空きが
あれば伝送フレームの送出を開始する。キャリアがあ
り、空きがなければ、伝送路上の空きができるまで送出
を遅らせる。更に、送出を開始しても、同じように送出
を開始した他の伝送局との衝突がないかを監視し、衝突
の発生を検知した場合は、送出を中断して、定められた
時間だけ遅れて再度送信を試行する。
【0006】従って、各伝送局による伝送路の使用率が
高くなると、必然的に衝突が頻繁に発生し、更には、い
つまでに伝送フレームの送出ができない状態が発生す
る。即ち、伝送フレーム送出までの待ち時間が確率的で
あり、必要な時間以内に情報交換を行うことで、物の動
きやプロセスを制御するような、いわゆるリアルタイム
性を要求される制御用途には、適用が制限されている。
【0007】現状、応用されている監視制御系について
も、高速な伝送能力を有しているにもかかわらず、情報
交換するトラフィック総量や伝送システムを構成する伝
送局総数を、抑えて前述した状況が無視できる十分な余
裕を持ったシステム設計や、運用状態による更なる調整
で対応されている。
【0008】そこで、一定時間以内に確実に情報交換が
可能となるリアルタイム性を実現するために、IEEE
802.4規格に代表されるトークンパッシング方式に
おける明示的なトークンフレームのやり取りを省いて非
明示的な方法で、あたかもトークンパッシング方式を実
現する方式として、本発明者は、すでに特公平4−39
819号公報に示すデータ伝送システム(以下公知のデ
ータ伝送システムと称する)を提案している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、公知の
データ伝送システムは、イーサネット伝送制御LSIを
利用するが、イーサネットが規定するフレームフォーマ
ットに、伝送制御用の特別な信号パターンを付加するこ
とで、特定の同期伝送局が発する同期信号をトークンパ
スの開始タイミングとし、また同期信号に続いて各伝送
局が順番に伝送フレームを送出可能とすることで、CS
MA/CD方式の欠点である衝突の発生を抑えた、いわ
ゆるインプリシット(暗黙論理)・トークンパス方式を
実現している。
【0010】このように構成された公知のデータ伝送シ
ステムでは、イーサネットを構成するLSIやコネク
タ、ケーブル、ソフトウェア資源等を活用することが可
能となっているが、伝送路上を伝播する信号列は、イー
サネットが規定するフレームフォーマットとは異なる。
【0011】従って、イーサネット規格により構成され
た伝送システム内に、リピータやハブ装置、スイッチン
グハブ装置などのイーサネット機器やイーサネット伝送
局に混在させて、このデータ伝送伝送局を接続しても、
本来のインプリシット・トークンパス方式を実施するこ
とや、このデータ伝送伝送局とイーサネット伝送局間の
情報交換を行うことは実現できず、あくまでも、専用の
独立したデータ伝送システムとならざるを得なかった。
【0012】そこで、本発明は、このような事情に基づ
きなされたもので、イーサネット規格に従ったイーサネ
ット機器で構成された伝送路に接続でき、イーサネット
伝送局との混在が可能となり、イーサネット伝送局との
情報交換はもとより、イーサネット伝送局の通信に影響
をされないで、予め定められた時間以内に伝送フレーム
の送出が可能となるリアルタイム性を有するデータ伝送
システムを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1に対応する発明は、複数の伝送局相互間が
伝送路により接続され、各伝送局はそれぞれイーサネッ
ト規格に従いイーサネットフレームの送出、受信、通信
処理が可能な伝送機器を備えたデータ伝送システムにお
いて、前記伝送局のうちの一部を、インプリシット・ト
ークンパスの開始タイミングを周期的に発信する同期伝
送局として特定し、インプリシット・トークンパス方式
を実現可能にしたデータ伝送システムである。
【0014】前記目的を達成するために、請求項2に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記同期伝送局は、周期的に到来を期待する、宛先
アドレスが特定の群同報アドレスであって、伝送フレー
ムの特定フィールドに特定の制御識別子として同期信号
を有するイーサネットフレームを、前記宛先アドレスが
周期的に到来する時間周期に見合う時間内で検出できな
い場合、各伝送局毎に決定される時間経過後に、前記宛
先アドレスを前記特定の群同報アドレスとし、その特定
フィールドに前記同期信号を含めたイーサネットフレー
ムを送出し、前記伝送路上で衝突なく送出が完了したこ
とで、前記イーサネットフレームを送出した伝送局を、
該同期信号を含むイーサネットフレームを周期的に送信
する同期伝送局として特定するようにしたことを特徴と
する請求項1記載のデータ伝送システムである。
【0015】請求項1、請求項2に対応する発明によれ
ば、イーサネット規格に従ったイーサネット機器で構成
された伝送路に接続でき、イーサネット伝送局との混在
が可能となり、イーサネット伝送局との情報交換はもと
より、イーサネット伝送局の通信に影響をされないで、
予め定められた時間以内に伝送フレームの送出が可能と
なるリアルタイム性を有するデータ伝送システムを提供
できる。
【0016】前記目的を達成するために、請求項3に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記同期伝送局は、特定の群同報アドレスを宛先と
し、少なくとも、特定のフィールドに、特定の制御識別
子として同期信号、伝送局に対して与えられる識別用の
特定の論理伝送局番号、前記データ伝送システムに加入
している伝送局の総数を示す加入伝送局数を含むイーサ
ネットフレームを、予め定められた時間周期で、自ら送
出することを特徴とする請求項1記載のデータ伝送シス
テムである。
【0017】前記目的を達成するために、請求項4に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記各伝送局は、宛先アドレスが特定の群同報アド
レスで、特定のフィールドに特定の制御識別子として同
期信号を含めたイーサネットフレームを識別可能とし、
該同期信号を含むイーサネットフレームを送出した以外
の伝送局は、該イーサネットフレームを受信した場合、
該イーサネットフレーム受信の完了タイミングで、デー
タ伝送システムが運用状態になったことを示すオンライ
ン状態への遷移し、準備段階にある同期信号を含む伝送
フレームの送出禁止を含む既にセットされている同期伝
送局状態への準備状態のリセットを行うことを特徴とす
る請求項1記載のデータ伝送システムである。
【0018】前記目的を達成するために、請求項5に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記各伝送局は、運用状態において、予め定められ
た時間周期を越えた時間を経過した後にも、特定のフィ
ールドに特定の制御識別子として同期信号を含むイーサ
ネットフレームの受信がない場合、運用状態を示すオン
ライン状態を、非運用状態を示すオフライン状態に遷移
し、伝送局毎に決定される時間経過後に、宛先アドレス
を特定の群同報アドレスとし、前記特定のフィールドに
前記同期信号を含めたイーサネットフレームを送出し、
前記伝送路上で衝突なく送出が完了した場合に、前記同
期信号を含むイーサネットフレームを送出した伝送局を
新たな同期伝送局として該イーサネットフレームを予め
定めた時間周期で自ら送出できるようにしたことを特徴
とする請求項1記載のデータ伝送システムである。
【0019】前記目的を達成するために、請求項6に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記各伝送局は、宛先アドレスが特定の群同報アド
レスで、伝送フレームの特定のフィールドに特定の制御
識別子として送出完了信号を有するイーサネットフレー
ムにより、伝送局が該イーサネットフレームの送出完了
後には続けて送出するフレームがないことを示すように
し、前記伝送局のうち伝送フレームの送出タイミングを
待つ待機伝送局では、前記同期伝送局が発信する同期信
号を受信して、前記伝送局内部に有するスロットカウン
タをリセットし、伝送フレームの送出タイミングにある
送出伝送局から発信された送出完了信号を含むイーサネ
ットフレームの正常受信の完了タイミングで、該イーサ
ネットフレームに含まれる該送出伝送局のスロットカウ
ント値を、該待機伝送局のスロットカウンタにセットす
るとともに+1加算してスロットカウント値とし、該ス
ロットカウンタ値が該待機伝送局に与えられたスロット
番号値に一致する場合に、該待機伝送局が次の送出伝送
局として伝送フレームの送出タイミングを獲得できるよ
うにした複数の伝送局で構成されたことを特徴とする請
求項1記載のデータ伝送システムである。
【0020】前記目的を達成するために、請求項7に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記伝送局のうち指定により送出タイミングを獲得
した伝送局では、伝送路上のキャリアの有無にかかわら
ず、宛先アドレスが特定の該群同報アドレスをもつイー
サネットフレームの送出が開始できることを特徴とする
請求項1記載のデータ伝送システムである。
【0021】前記目的を達成するために、請求項8に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記伝送局のうち指定より送出タイミングにある伝
送局では、イーサネットフレームの送出時に、該データ
伝送システムの他の伝送局やイーサネット規格に従いイ
ーサネットフレームの送出が可能な伝送路上の伝送局か
らの伝送フレームとの衝突を検出した場合、予め定めら
れた時間にわたりイーサネット・プリアンブルの送出を
継続しつづけた後も、なお衝突が解消されない場合に、
イーサネット・フレームの送出を停止するようにしたこ
とを特徴とする請求項1記載のデータ伝送システムであ
る。
【0022】前記目的を達成するために、請求項9に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記伝送局のうち指定により送出タイミングにある
伝送局では、イーサネットフレームの送出時に、該デー
タ伝送システムの他の伝送局やイーサネット規格に従い
イーサネットフレームの送出が可能な伝送路上の伝送局
からの伝送フレームとの衝突を検出した場合、予め定め
られた時間にわたりイーサネット・プリアンブルの送出
を継続しつづけ、衝突が解消された場合、継続して該イ
ーサネットフレームの送出を行うようにしたことを特徴
とする請求項1記載のデータ伝送システムである。
【0023】前記目的を達成するために、請求項10に
対応する発明は、次のように構成したものである。すな
わち、複数の伝送局相互間が伝送路により接続され、各
伝送局はそれぞれイーサネット規格に従いイーサネット
フレームの送出、受信、通信処理が可能な伝送機器を備
えたデータ伝送システムにおいて、前記伝送局のうち同
期伝送局から送出するイーサネットフレームとして、宛
先アドレスが特定の群同報アドレスで、伝送フレームの
特定フィールドに特定の制御識別子として、同期信号と
送出完了信号を加えた信号を有するイーサネットフレー
ムにより、これを受信する伝送局に対して、同期信号と
送出完了信号を併せ持つ伝送フレームとなるようにした
ことを特徴とする請求項1記載のデータ伝送システムで
ある。
【0024】前記目的を達成するために、請求項11に
対応する発明は、次のように構成したものである。すな
わち、前記伝送局のうち指定された送出タイミングにあ
る伝送局から送出されるべきイーサネットフレームとし
て、該イーサネットフレームの送出完了後には続けて送
出するフレームのないことを示す送出完了信号を含み、
宛先アドレスが特定の群同報アドレスをもつイーサネッ
トフレームが、予め定められた時間以上にわたり伝送路
上に送出されない場合に、伝送局では、前記スロットカ
ウント値を+1することを特徴とする請求項6記載のデ
ータ伝送システムである。
【0025】前記目的を達成するために、請求項12に
対応する発明は、次のように構成したものである。すな
わち、複数の伝送局相互間が伝送路により接続され、各
伝送局はそれぞれイーサネット規格に従いイーサネット
フレームの送出、受信、通信処理が可能な伝送機器を備
えたデータ伝送システムにおいて、前記伝送局では、宛
先アドレスが特定の群同報アドレスで、伝送フレームの
特定フィールドに特定の制御識別子として、該伝送局に
より指定された送出タイミングにある伝送局から送出さ
れるべきイーサネットフレームとして、該イーサネット
フレームの送出完了後には続けて送出するフレームのな
いことを示す送信完了信号を含むイーサネットフレーム
を受信し、該イーサネットフレームに含まれる送信元伝
送局アドレスと該データ伝送システムにより指定された
送出タイミングを表わすスロットカウント値を保持し、
検定することで、該スロットカウント値を与えられた伝
送局からのイーサネットフレームの送出が正常に行われ
ているかを判定するようにしたことを特徴とする請求項
6記載のデータ伝送システムである。
【0026】前記目的を達成するために、請求項13に
対応する発明は、次のように構成したものである。すな
わち、前記同期伝送局が発信する同期信号を含むイーサ
ネットフレームを受信した伝送局では、該イーサネット
フレームに含まれる該データ伝送システムの加入伝送局
数を、加入伝送局数カウンタに保持すると共に、各伝送
局が送出した送出完了信号を含むイーサネットフレーム
の正常受信の完了タイミング毎に、該加入伝送局数カウ
ンタから1を減じ、加入伝送局数カウンタの値が0にな
った時点では、次に該同期信号を受信するまで、データ
伝送システムに加入している伝送局からの該宛先アドレ
スが特定の群同報アドレスをもつデータフレームの送出
を行わないことを特徴とする請求項3記載のデータ伝送
システムである。
【0027】前記目的を達成するため、請求項14に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記伝送局のうち加入を待機する待機伝送局では、
前記同期伝送局の発信する同期信号を含むイーサネット
フレームを受信し、該イーサネットフレームに含まれる
該データ伝送システムの加入伝送局数を読み出し保持
し、加入伝送局が送出する送出完了信号を含むイーサネ
ットフレームを受信し、該加入伝送局数カウンタを減
じ、加入伝送局数カウンタが0となった後、次の該同期
信号が到来するまでの期間を加入勧誘期間として、伝送
局毎に決定される時間経過後に、宛先アドレスを該同期
伝送局アドレスとし、データ伝送システムへの新たな加
入の要求を示す加入要求信号を含めたイーサネットフレ
ームを送出し、伝送路上で衝突なく送出が完了したこと
で、新たな伝送局の加入を勧誘するようにしたことを特
徴とする請求項6記載のデータ伝送システムである。
【0028】前記目的を達成するため、請求項15に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記同期伝送局では、加入を要求する伝送局からの
加入要求信号を含むイーサネットフレームを受信する
と、その送信元伝送局アドレスを読み出し保持し、ま
た、保持している加入伝送局総数を+1して新加入伝送
局総数とし、伝送フレームの特定フィールドに特定の制
御識別子として、加入要求に対する受付と伝送局に対し
てフレーム送出のタイミングを通知する加入受付信号を
含み、さらに特定のフィールドに前記した新加入伝送局
総数を通知スロット番号として含めたイーサネットフレ
ームを、前記保持した送信元伝送局アドレスの伝送局に
送出し、これを受信した加入要求信号を送出していた伝
送局では、受信したイーサネットフレームに含まれる前
記スロット番号値を読み出し、設定するようにして、デ
ータ伝送システム内でフレーム送出のタイミングを受け
渡すことで伝送局の加入受け付けを行うことを特徴とす
る請求項14記載のデータ伝送システムである。
【0029】前記目的を達成するため、請求項16に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記伝送局から送出される同期信号、送出完了信
号、同期信号+送出完了信号、加入要求信号、加入受付
信号をあらわす制御識別子を、イーサネットが規定する
フレームフォーマット中のフィールドタイプ内に設定
し、すでに規定された識別番号に一致しない値を指定し
たことを特徴とする請求項1記載のデータ伝送システム
である。
【0030】前記目的を達成するため、請求項17に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記同期伝送局から送出される同期信号、送出信
号、該同期信号と該送出完了信号を加算した信号、加入
要求信号、加入受付信号をあらわす制御識別子を、IEEE
802.3 規格によるCSMS/CD 方式イーサネットが規定する
フレームフォーマット中のEthernet Type フィールド内
に設定し、すでに規定された識別番号に一致しない値を
指定したことを特徴とする請求項14記載のデータ伝送
システムである。
【0031】前記目的を達成するため、請求項18に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記同期伝送局から送出される同期信号を含む同期
信号フレームに含ませる加入伝送局数を設定する特定フ
ィールドを、IPプロトコルヘッダ中のオプションワード
内に設定したことを特徴とする請求項3記載のデータ伝
送システムである。
【0032】前記目的を達成するため、請求項19に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記同期伝送局から送出される同期信号を含むイー
サネットフレームに含ませる論理伝送局番号、および、
伝送局から送出される送出完了信号を含むイーサネット
フレームに含ませるスロットカウント値を設定する特定
フィールドとして、制御識別子と同じTypeまたはEthern
etTypeフィールドとし、16ビット中の制御識別子に割
り当てた残りのビットを用いるように割り当てたことを
特徴とする請求項3記載のデータ伝送システムである。
【0033】前記目的を達成するため、請求項20に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記同期伝送局から送出される同期信号を含むイー
サネットフレームに含ませる論理伝送局番号、および、
前記伝送局から送出される送出完了信号を含むイーサネ
ットフレームに含ませるスロットカウント値を設定する
特定フィールドとして、IPプロトコルヘッダ中のオプシ
ョンワード内に設定したことを特徴とする請求項3記載
のデータ伝送システムである。
【0034】前記目的を達成するため、請求項21に対
応する発明は、次のように構成したものである。すなわ
ち、前記同期伝送局から送出される同期信号を含む同期
信号フレームに含ませる加入伝送局数を設定する特定フ
ィールドとして、制御識別子と同じTypeまたはEthernet
Typeフィールドとし、16ビット中の制御識別子に割り
当てた残りのビットを用い、また、前記同期伝送局の論
理伝送局番号としては暗黙に特定値を用いるように設定
することを特徴とする請求項3記載のデータ伝送システ
ムである。
【0035】前記目的を達成するため、請求項22に対
応する発明は、インプリシット・トークンパスの開始タ
イミングを周期的に発信する同期伝送局を特定し、イン
プリシット・トークンパス方式に従うリアルタイム伝送
局と、イーサネット規格に従いイーサネットフレームの
送出、受信、通信処理が可能な複数の伝送機器としてイ
ーサネット伝送局とを共通の伝送路上に混在してシス
テムを構成するデータ伝送システムにおいて、前記リア
ルタイム伝送局のうちの同期伝送局の発する同期信号で
始まるサイクルの前半をリアルタイム伝送局からのイー
サネットフレームの送出に割り当て、前記データ伝送シ
ステムに加入している全てのリアルタイム伝送局からの
イーサネットフレームの送出が完了した後のサイクルの
後半は、該データ伝送システムへの加入のための、およ
び、前記イーサネット伝送局からのイーサネットフレー
ムの送出のための期間として割り付けたことを特徴とす
るデータ伝送システムである。
【0036】前記目的を達成するため、請求項23に対
応する発明は、インプリシット・トークンパスの開始タ
イミングを周期的に発信する同期伝送局を特定し、イン
プリシット・トークンパス方式に従うリアルタイム伝送
局と、イーサネット規格に従いイーサネットフレームの
送出、受信、通信処理が可能な複数の伝送機器としてイ
ーサネット伝送局とを共通の伝送路上に混在してシス
テムを構成するデータ伝送システムにおいて、前記リア
ルタイム伝送局のうちの同期伝送局の発する同期信号で
始まるサイクルの前半を、該リアルタイム伝送局からの
該特定の群同報アドレスを有し特定フィールドに特定の
制御識別子を有するイーサネットフレームを含むイーサ
ネットフレームの送出に割り当て、前記伝送路に接続さ
れている全てのリアルタイム伝送局からのイーサネット
フレームの送出が完了した後のサイクルの後半は、該伝
送路への接続のためおよび前記イーサネット伝送局から
のイーサネットフレームの送出のための期間とし割り付
け、かつ前記リアルタイム伝送局内に送出時間管理タイ
マをもうけ、イーサネットフレームの送出時点で該送出
時間管理タイマの残値内には該イーサネットフレームの
送出が完了しないと判断した場合に、該イーサネットフ
レームの送出に代えて、前記記載の特定フィールドに該
送出完了信号を含むイーサネットフレームを送出するこ
とで、前記サイクルの前半期間が、予め設定した時間と
なるようにしたことを特徴とするデータ伝送システムで
ある。
【0037】前記目的を達成するため、請求項24に対
応する発明は、インプリシット・トークンパスの開始タ
イミングを周期的に発信する同期伝送局を特定し、イン
プリシット・トークンパス方式に従うリアルタイム伝送
局と、イーサネット規格に従いイーサネットフレームの
送出、受信、通信処理が可能な複数の伝送機器としてイ
ーサネット伝送局とを共通の伝送路上に混在してシス
テムを構成するデータ伝送システムにおいて、前記リア
ルタイム伝送局として、該リアルタイム伝送局が繋がる
伝送路に接続するための少なくとも一つの伝送路インタ
フェースとしてのリアルタイムインタフェースと、前記
イーサネット伝送局が繋がる伝送路に接続するための少
なくとも一つの伝送路インタフェースとしてのイーサネ
ットインタフェースとを有し、前記リアルタイム伝送局
に割り当てられたサイクルの前半では、前記リアルタイ
ムインタフェースから受信したイーサネットフレーム
を、イーサネットインタフェースに中継し、更に、該リ
アルタイムインタフェースで伝送路上にキャリアがない
場合は、タイミングを取ってイーサネットプリアンブル
信号を発信してイーサネットインタフェースに送出し、
更に、該サイクルの後半では、前記リアルタイムインタ
フェースによるプリアンブルの発信とイーサネットイン
タフェースへの送信を行わないようにし、リアルタイム
伝送局とイーサネット伝送局のセグメントの分離が行え
るデータ伝送システムである。
【0038】前記目的を達成するため、請求項25に対
応する発明は、複数の伝送局相互間が伝送路により接続
され、前記伝送局として、インプリシット・トークンパ
スの開始タイミングを周期的に発信する同期伝送局を特
定し、インプリシット・トークンパス方式に従うリアル
タイム伝送局及びイーサネット規格に従いイーサネット
フレームの送出、受信、通信処理が可能な複数の伝送機
器を備えたイーサネット伝送局とを具備し、前記イーサ
ネット伝送局およびリアルタイム伝送局の間において情
報が交換可能で、イーサネット規格に従うリピータを含
み構成されるバス型伝送路によるイーサネットや、リピ
ータハブやスイッチングハブを含み構成されるスター型
伝送路によるイーサネットに、該リアルタイム伝送局を
混在して伝送システムを構成できることを特徴とするデ
ータ伝送システムである。
【0039】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1は本発明が適用されるデ
ータ伝送システムの概要を示す系統図で、図1(a)は
バス型データ伝送システムを示し、図1(b)はスター
型データ伝送システムを示し、図1(c)はバス型とス
ター型の混在したデータ伝送システムを示している。
【0040】図中101,102,…10k、111,
121,131,141、11n,12n,13n,1
4nは、本発明によるデータ伝送システムの伝送局(リ
アルタイムイーサネット伝送局:#1RETH,#2RETH …#kRE
TH、#11 RETH,#21 RETH,#31 RETH,#41 RETH、#1n RE
TH,#2n RETH,#3n RETH,#4n RETH)を示している。
【0041】また、20m…20n、210,211,
212,…21n、231,…23nは、一般的なイー
サネット伝送局(#mETH ,#nETH ,#10 nETH ,#11 ETH ,#
12 ETH,…1nETH )を示している。
【0042】401,402はイーサネット・スイッチ
ングハブ装置(#1SW ,#2SW)を示し、また300,30
1,302は、イーサネット・リピータハブ装置(#1HU
B ,#2 HUB ,#3HUB )はイーサネット・リピータハブ装
置を示している。
【0043】このような構成のものにおいて、RETH伝送
局とETH 伝送局とは、実施形態では、RETH伝送局同士の
更新はもとより、RETH伝送局とETH 伝送局同士の交信
を、共通伝送路L 、もしくは、ハブ装置HUB 、スイッチ
ングハブ装置内部の共通バスを介して行うことが可能に
なっている。
【0044】図4(a)は、これらの伝送局間で交信さ
れるデータフレームのイーサネットフレームフォーマッ
トを示し、また、図4(b)にIEEE802.3 方式イーサネ
ットフレームフォーマットを示す。図中、PRE はプリア
ンブル(ダミーフレーム)、SFD はStart Frame Delimi
ter 、DAはDestination Node Address、SAはSource Nod
e Address 、 IP はInternet Protocol 、TCP/UDP はTr
ansmission Control Protocol /User Datagram Protoco
l 、Information はユーザデータ、FCS はFrame Check
Sequence(CRC32)である。
【0045】また、Len はLength of Data Unit 、DSAP
はDestination Servise Access Point Addres 、 SSAP
は Source Servise Access Point Address 、CNT はCo
ntrol Information 、Pad はPad character である。
【0046】図2及び図3は、本発明によるデータ伝送
システムの実施形態のハードウェア構成を示すブロック
図であり、以下の説明で真とは正論理のときの“1”を
指している。
【0047】後述するように、2組のインタフェース、
即ち、リアルタイムインタフェースに加え、イーサネッ
トインタフェースも含んだハードウェアの構成例となっ
ている。
【0048】すなわち、リアルタイムインタフェースへ
の第1受信回路(Rec1)1の受信信号Rec-Inに対してリア
ルタイムインタフェースへの第1トランシーバ回路(Tc
v1)19または第2衝突信号発生回路(Cols gen2) 40
の送信信号Tx-outが対応している。
【0049】また、イーサネットインタフェースへの第
2受信回路(Rec2)37の受信信号入力ERec-In に対し
て、第2トランシーバ回路(Tcv2)42または第1衝突信
号発生回路(Cols gen1) 43のイーサネットインタフェ
ースへの送信信号ETx ー out に対応している。
【0050】受信回路1は受信信号Rec-Inを受信し、伝
送フレーム検出回路(Rec-Srt-End)2により該受信信
号Rec-Inの識別が行われる。伝送フレーム検出回路2に
より受信開始のときは伝送フレームの受信開始検出信号
Rvsrt と受信終了のとき受信終了検出信号Rvend が検出
される。受信回路1からの受信信号Rec ー Inは、第1デ
コーダ回路(Decl)3によりデジタル化された信号列と
なる。
【0051】特定群同報アドレス判定回路(BC-Det)4
は、デコーダ回路3の出力を入力し、後述する出力側レ
ジスタ回路(OutーReg )6からの特定の群同報アドレス
のセット信号(特定群同報アドレスセット信号)BCー se
t が入力されたとき、該受信したフレームの宛先アドレ
スが、本発明でいう特定の群同報アドレスであるかどう
かを判定し、宛先アドレスが一致する場合、特定の群同
報アドレスの一致信号(特定群同報アドレス一致信号)
BC-coin が真となる。
【0052】特定群同報アドレス一致信号BC-coin は、
マイクロコントローラ回路(μPU回路)5のマイクロプ
ロセッサバス(MP)53を介して出力側レジスタ回路6
に入力され、マイクロコントローラ回路5によりBC-coi
n を書き込むことで、特定群同報アドレスセット信号BC
-setが、特定群同報アドレス判定回路4に導かれる。
【0053】誤り判定回路(CRC-Rev )7では、伝送フ
レーム検出回路2からの伝送フレームの受信開始検出信
号Rvsrt および伝送フレームの受信終了検出信号Rvend
のタイミング信号を用いて受信した全てのフレームの誤
り判定が行われる。すなわち、誤り判定回路7におい
て、フレームの誤りがない場合、伝送フレームの正常受
信完了信号Gd-CRCが真となり、また後述する例えばフレ
ーム送信制御回路(TxーFrameーCnt)13内で設けた誤り
信号発生器により生成した巡回冗長検査コードCRC があ
る場合は、伝送フレームの異常受信完了信号Bd-CRCが真
となる。
【0054】コマンド検出回路(CMD-Det )8では、宛
先アドレスが特定の群同報アドレスに一致するときに、
受信したフレームの特定フィールドを検定することで、
受信フレームが同期信号SYN および送出完了信号CMP を
含むかを判定する。判定結果は、同期信号SYN および送
出完了信号CMP が夫々真となる。
【0055】図3(a)の同期信号渋滞検出タイマ(SY
N-Stall-Timer )9は、後述する受信ステート制御回路
(Rec-State-Cnt )10からの同期信号フレームの正常
受信信号Gd-SYNの入力毎にカウント値が、同期信号無状
態検出時間設定値SYN-Stall-set にリセットされるダウ
ンカウンタで構成される。同期信号無状態検出時間設定
値SYN-Stall-set は、マイクロコントローラ回路5か
ら、その値が出力側レジスタ回路6に書き込まれ、同期
信号渋滞検出タイマ9に導かれる。
【0056】同期信号フレームの正常受信信号Gd-SYN
は、図3(b)の受信ステート制御回路(Rec-State-Cn
t )10により、同期信号SYN が真、正常受信完了信号
Gd-CRCが真、伝送フレームの受信終了検出信号Rvend が
真のとき生成される。
【0057】即ち、正常受信信号Gd-SYNは、同期信号フ
レームの正常受信毎に発生する。正常受信信号Gd-SYNが
同期信号無状態検出時間設定値SYN-Stall-set を経過し
ても尚受信がない場合、同期信号渋滞検出タイマ9がカ
ウントアップし、同期信号SYN の到来が途絶えているこ
とを示す同期信号の無状態検出信号SYN-Stall-Det を発
生する。
【0058】無状態検出信号SYN-Stall-Det は、図3
(a)のノード遅延タイマ(Node-Delay-Timer)11に
導かれ、ここで予め設定されたノードの遅延時間の遅延
時間設定値Node-Delay-setを経過しても尚同期信号の無
状態検出信号SYN-Stall-Det が真の場合に、データ伝送
システムの同期機能が異常となっていることを示す同期
信号無状態信号SYN-Stall を発生する。この場合のノー
ド遅延時間設定値Node-Delay-setは、出力側レジスタ回
路6に値を書き込むことで設定される。
【0059】以下各請求項に対応した実施形態について
説明する。請求項1(全体の概略構成)、請求項2(立
ち上げ時の同期伝送局の決定)に対応する実施形態で
は、インプリシット(暗黙論理)・トークンパス方式を
実現するために、データ伝送システムの中の特定の伝送
局を、インプリシット・トークンパスの開始タイミング
を周期的に発信する同期伝送局として、データ伝送シス
テムの立ち上げ時点で、未だ、同期伝送局が確定してい
ない場合に、データ伝送システムの中の伝送局から、新
たな一つを同期伝送局として特定する。
【0060】この場合、イーサネット規格に従いイーサ
ネットフレームの送信、受信、通信処理が可能な複数の
伝送機器とともに構成される伝送局で、周期的に到来を
期待する、宛先アドレスが特定の群同報アドレスで、伝
送フレームの特定フィールドに特定の制御識別子として
同期信号を有するイーサネットフレームを、該時間周期
に見合う時間内で検出できない場合、伝送局毎に決定さ
れる時間経過後に、宛先アドレスを該特定の群同報アド
レスとし、その特定フィールドに同期信号を含めたイー
サネットフレームを送出し、伝送路上で衝突なく送出が
完了したことで、該イーサネットフレームを送出した伝
送局を、該同期信号を含むイーサネットフレームを周期
的に送信する同期伝送局として特定する。
【0061】これを実施する具体的な手段は、受信回路
1、伝送フレーム検出回路2、受信ステート制御回路
(RecーStateーCnt )10、同期信号渋滞検出タイマ9、
ノード遅延タイマ11、フレーム送信制御回路(TxーFra
meーCnt)13、共有メモリ回路(CM)14、第1衝突検
出回路(ColsーDet1 )15、マイクロコントローラ回路
5、プリアンブル送出制御回路(PREーTxーCnt)16、送
信ステート制御回路(Tx-State-Cnt)17、第1エンコ
ーダ回路(Encl)18、第1トランシーバ回路(Tcvl)
19からなっている。
【0062】伝送局の立ち上げ時点において、コマンド
検出回路8および受信ステート制御回路10が同期信号
SYN を含むフレームが周期的に伝送路上に送出されてい
るかを、同期信号フレームの正常受信信号Gd-SYNの発生
の有無により判定する。正常受信信号Gd-SYNが周期的に
発生している場合には、既に、データ伝送システムが立
ち上がっており、同期伝送局が機能していることにな
る。
【0063】同期伝送局が機能している場合は、後述の
新伝送局の加入手順に従って、伝送局を稼働中のデータ
伝送システムに組み入れる。受信ステート制御回路10
からの正常受信信号Gd-SYNの発生がなく、ノード遅延タ
イマ11からの同期信号無状態表示信号SYS-Stall が真
のときは、送信ステート制御回路(TxーStateーCnt)17
は、以下のように動作する。
【0064】すなわち、同期信号無状態表示信号SYS-St
all が真、自局が同期局を示す同期ノード信号SYN-Node
が非真、データ伝送システムのオンライン状態を示すオ
ンライン状態信号On-line が非真の条件により、送信ス
テート制御回路17において同期信号送出指示信号Tx-S
YSが生成される。同期信号送出指示信号Tx-SYSは、フレ
ーム送信制御回路(TxーFrameーCnt)13に対して、宛先
アドレスが特定の群同報アドレスで、その特定フィール
ドに同期信号を含めたイーサネットフレームの送出を指
示する。
【0065】フレーム送信制御回路13では、共有メモ
リ回路14内に予め用意されている同期フレームデータ
を、読み出し、送信を開始する。フレーム送信制御回路
13からは、同期フレームを送信中であることを示す同
期フレーム送信中信号Txing-SYN が出力される。
【0066】送信データは、後述する、特に請求項8、
9に対応する実施形態に関係し、フレーム送出の競合を
制御するプリアンブル送出制御回路16を経由して、第
1エンコーダ回路18により符号化された後、トランシ
ーバ回路19により伝送路上に送出される。フレーム送
信制御回路13からは、送信完了信号(フレーム送信完
了のタイミング信号)Tx-endが同様に出力される。送信
完了信号Tx-endは、割り込み入力回路20を介してマイ
クロコントローラ回路5の割り込み入力となる。
【0067】一方、受信回路1は同期フレームの送出と
ともに、受信信号Rec-Inにより送出フレームの受信が行
われる。この場合、第1衝突検出回路15により、伝送
路上のキャリア検出信号Crs と衝突発生信号Colsが出力
される。衝突発生信号Colsは、受信ステート制御回路1
0に導かれる。受信ステート制御回路10において、同
期フレーム送信中信号Txing-SYN が真、衝突発生信号Co
lsが非真、正常受信完了信号Gd-CRCが真、同期信号SYN
が真、内部で遅延された同期信号の無状態検出信号SYN-
Stall-Det が真、受信終了検出信号Rvend が真により、
衝突なく同期フレームの送出が完了した場合に、同期伝
送局状態を示す同期ノード表示信号SYN-Nodeが真とな
り、同期フレームを送出した伝送局が同期伝送局となる
ばかりでなく、また、データ伝送システムがオンライン
状態を示すオンライン状態信号On-line も真となる。衝
突発生信号Colsが真の場合には、伝送路上で衝突が発生
しており、同期ノード表示信号SYN-Nodeが非真となる。
フレーム送信制御回路13からの送信完了信号Tx-endの
割り込みに応じて、入力側レジスタ回路(IN-Reg)21
に導かれている、同期ノード信号SYN-Nodeを検定するこ
とで、マイクロコントローラ回路5のプログラムによ
り、自伝送局が同期伝送局かを判定する。
【0068】入力側レジスタ回路21により、同期信号
の無状態検出信号SYN-Stall-Det を読み出すことで、デ
ータ伝送システムのストール状態、即ち、同期伝送局が
機能していないことを判定できる。以上の動作は、同期
伝送局が立ち上がるまで各伝送局にて行われる。
【0069】請求項3(同期フレーム要件)に対応する
実施形態は、概略では、特定した同期伝送局がインプリ
シット(暗黙論理)・トークンパス方式を実施するため
に発信する同期信号を含むイーサネットフレームとし
て、イーサネット規格に従いイーサネットフレームの送
出、受信、通信処理が可能な複数の伝送機器とともに混
在して構成するデータ伝送システム中で、同期伝送局
は、特定の群同報アドレスを宛先とし、少なくとも、特
定のフィールドに、同期信号、同期伝送局をデータ伝送
システムの各伝送局で識別できるように特定の論理伝送
局番号、該データ伝送システムに加入している伝送局の
総数が各伝送局で認識できるように加入伝送局数を含
め、予め定められた時間周期で、同期伝送局が自ら送出
するように構成したものである。
【0070】請求項3に対応する実施形態は、具体的に
は同期伝送局において、コマンド検出回路8からの周期
的に送出される同期信号SYN を送出する時間に対応する
同期信号の送出周期時間設定値SYN-Time-setを、出力側
レジスタ回路6に書き込むことで、図3(c)の同期タ
イマ回路(SYN-Timer )22に設定する。同期タイマ回
路22は周期的に、同期信号の送出要求信号SYN-Tx-Tim
e を発生する。送出要求信号SYN-Tx-Time は、送信ステ
ート制御回路17に導かれ、受信ステート制御回路10
からの同期ノード信号SYN-Nodeが真、オンライン状態信
号On-line が真により、送信ステート制御回路17にお
いて同期信号送出指示信号Tx-SYSが生成される。同期信
号送出指示信号Tx-SYSにより、周期的に伝送路上に同期
フレームが送出される。
【0071】請求項4(同期伝送局競合回避)に対応す
る実施形態は、概略同期信号を発信できる同期伝送局が
データ伝送システム内に存在し、リアルタイム性をもっ
た伝送制御を行える状況になっていることや、請求項1
の方式で同期伝送局が特定される場合、ほぼ同じ時期に
同期伝送局になろうとしていた他の伝送局の同期伝送局
への要求フレームの送出準備状態をリセットし同期伝送
局への競合を回避するために、同期伝送局が送出した宛
先アドレスが該特定の群同報アドレスで、その特定フィ
ールドに同期信号を含めたイーサネットフレームを受信
し識別が可能な伝送局では、該イーサネットフレームの
受信の完了タイミングで、データ伝送システムが運用状
態になったことを示すオンライン状態への遷移や表示、
準備段階にある同期信号を含む伝送フレームの送出禁
止、既にセットされている同期伝送局状態への準備状態
のリセットを行うように構成したものである。
【0072】請求項4に対応する実施形態は、具体的に
は、データ伝送システムの立ち上げ状態で各伝送局によ
る同期伝送局への競合を避けるために、同期フレームを
受信した各伝送局では、受信ステート制御回路10にお
いて、フレーム送信制御回路13からの同期フレーム送
信中信号Txing-SYN が非真で、コマンド検出回路8から
の同期信号SYN が真、誤り判定回路7からの正常受信完
了信号Gd-CRCが真、内部的に遅延された無状態検出信号
SYN-Stall-Det が真、伝送フレーム検出回路2からの受
信終了検出信号Rvend が真により、受信ステート制御回
路10から出力されるオンライン状態信号On-line を真
とし、また、受信ステート制御回路10から出力される
正常受信信号Gd-SYNにより、ノード遅延タイマ11から
の同期信号無状態表示信号SYS-Stall をリセットし、同
期信号送出指示信号Tx-SYSの条件を非真とすることで、
同期伝送局となった伝送局に引き続いて、すぐに発生が
考えられる同期フレームの送出が各伝送局から発生しな
いように構成したものである。
【0073】請求項5(同期伝送局機能のバックアッ
プ)に対応する実施形態は、概略、オンライン状態で運
用されているデータ伝送システムで、同期伝送局の機能
が失われた場合に、これに代ってデータ伝送システムの
他の伝送局が同期伝送局として機能させるために、予め
定められた時間周期を越えた時間を経過した後にも、同
期信号を含むイーサネットフレームの受信がない場合、
運用状態を示すオンライン状態を、非運用状態を示すオ
フライン状態に遷移し表示し、伝送局毎に決定される時
間経過後に、宛先アドレスを特定の群同報アドレスと
し、その特定フィールドに同期信号を含めたイーサネッ
トフレームを送出し、伝送路上で衝突なく送出が完了し
た場合に、該同期信号を含むイーサネットフレームを送
出した伝送局を新たな同期伝送局とする構成となってい
る。
【0074】請求項5に対応する実施形態は、具体的に
は、運用状態において、同期伝送局でない伝送局におい
ては、ノード遅延タイマ11から同期信号無状態検出信
号SYN-Stall-Det が発生した場合、前述のように受信ス
テート制御回路10から出力されるオンライン状態信号
On-line が非真となり、更に同期信号無状態表示信号SY
S-Stall により送信ステート制御回路17により同期信
号送出指示信号Tx-SYSを発生し、同期フレームを送出す
ることにより、今までの同期伝送局に代わって別の伝送
局が同期伝送局となるように構成されている。
【0075】請求項6(送出タイミングの獲得)に対応
する実施形態は、概略データ伝送システムに加入してい
る伝送局が、順番に周期的に伝送フレームを送出できる
タイミングを獲得できるようにするために、イーサネッ
ト規格に従いイーサネットフレームの送出、受信、通信
処理が可能な複数の伝送機器とともに、本方式の伝送局
を混在して構成したデータ伝送システム途中で、宛先ア
ドレスが特定の群同報アドレスで、伝送フレームの特定
フィールドに特定の制御識別子として送出完了信号を有
するイーサネットフレームにより、伝送局がこのイーサ
ネットフレームの送出完了後には続けて送出するフレー
ムがないことを示すようにし、伝送フレームの送出タイ
ミングを待つ待機伝送局では、同期伝送局が発信する同
期信号を受信して、伝送局内部のスロットカウンタ回路
(Slotーcounter)23をリセットし、伝送フレームの送
出タイミングにある送出伝送局から発信された送出完了
信号を含むイーサネットフレームの正常受信の完了タイ
ミングで、このイーサネットフレームに含まれる送出伝
送局のスロットカウント値を、待機伝送局の内部に設け
たスロットカウンタにセットするとともに+1加算して
新たなスロットカウント値とし、このスロットカウンタ
値が待機伝送局に与えられたスロット番号値に一致する
場合に、待機伝送局が次の送出伝送局として伝送フレー
ムの送出タイミングを獲得できるように構成したもので
ある。
【0076】請求項6に対応する実施形態は、具体的に
は、送出完了信号CMP を含むフレームを伝送局が受信す
ると、コマンド検出回路8により送出完了信号CMP が真
となる。特定フィールドに含まれている送出完了フレー
ムを送出した伝送局のスロットカウント値が、送出完了
信号検出回路(Rcv-Slot)24に保持される。
【0077】送出完了信号CMP が真、伝送フレームの正
常受信完了信号Gd-CRCが真、伝送フレームの受信完了検
出信号Rvend が真のタイミングで、送出完了信号の受信
完了信号CMP-end が、受信ステート制御回路10により
生成され、伝送局内部に設けたスロットカウンタ回路
(Slot-counter)23に、送出完了信号検出回路(Rcv-
Slot)24に保持されている送出完了フレームの送出伝
送局のスロット値がセットされると共に、加算回路(Ad
d+1 )25により、スロットカウンタ回路23が+1さ
れる。
【0078】スロットカウンタ回路23の値は、一致検
出回路(Coin-Det)26により、自伝送局に割り当てら
れたスロット番号値Slt-Noと比較される。一致検出回路
26の比較により一致が検出されると、一致検出信号Tx
-Coin が真となる。一致検出信号Tx-Coin は、受信ステ
ート制御回路10に導かれ、受信終了検出信号Rvendが
真のタイミングで、次回の送出許可信号Tx-next を出力
する。
【0079】次回の送出許可信号Tx-next が真となるこ
とで、この伝送局が次に伝送路上にフレームを送出でき
る。次回の送出許可信号Tx-next により、送信ステート
制御回路17で、データフレームの送出をフレーム送信
制御回路13に指示するデータフレームの送信指示信号
Tx-Data が生成される。送信指示信号Tx-Data により、
フレーム送信制御回路13では、共有メモリ回路14内
に予め用意されているフレームデータを、読み出し、送
信を開始する。
【0080】同期フレームの送出と同様に、プリアンブ
ル送出制御回路16、エンコーダ回路18を経由して、
トランシーバ回路19より伝送路上に送出される。尚、
スロットカウンタ回路23は、同期フレームの正常受信
毎に、リセットが行われる。また、一致検出回路26に
おいて、送出完了信号毎に新たな値が設定され、自伝送
局のスロット番号値SltーNoとの比較が行われる。
【0081】自伝送局のスロット番号値SltーNoは、後述
する新伝送局の加入手順において同期伝送局から値が割
り当てられる。割り当てられた値を、マイクロコントロ
ーラ回路5のプログラムにより、出力側レジスタ回路6
にスロット番号値Slt-Noとして書き込むことで、自伝送
局のスロット番号値SltーNoとなる。
【0082】請求項7(伝送フレームの強制出力)に対
応する実施形態は、概略イーサネット規格に従いイーサ
ネットフレームの送出、受信、通信処理が可能な複数の
伝送機器とともに本発明のデータ伝送システムの伝送局
を混在してデータ伝送システムを構成する場合、前記の
ように、同期伝送局により発信される同期信号に続い
て、順番に伝送フレームの送出タイミングを獲得するこ
とが可能となるが、伝送路上に接続されたイーサネット
伝送局からの伝送フレームの送出と重なることがある場
合にも、本提案のデータ伝送システムの各伝送局では、
期待された時間以内で伝送フレームの送出が完了できる
ように、送出タイミングを獲得した伝送局では、伝送路
上のキャリアの有無にかかわらず、宛先アドレスが特定
の群同報アドレスをもつイーサネットフレームの送出を
開始するように構成したものである。
【0083】請求項7に対応する実施形態では、具体的
に後述する請求項8または請求項9に対応する実施形態
において、イーサネット規格としては、動作状態に遷移
しないモードである伝送路上に信号がある状態にも関わ
らず信号送出が行えるように、フレームの最初に出力さ
れるイーサネットで規定するプリアンブル信号部分の送
信を制御するプリアンブル送出制御回路16から出力さ
れるフレーム送出停止信号Txーstpおよびフレーム送出再
開始信号Txーreーsrt により、プリアンブルに引き続き出
力される送信フレームデータ部分の送出を制御するフレ
ーム送信制御回路13の出力を制御するように構成した
ものである。
【0084】請求項8(データ伝送システムにおける伝
送局間での送出競合対応)に対応する実施形態では、概
略伝送局のうち指定より送出タイミングにある伝送局で
は、イーサネットフレームの送出時に、該データ伝送シ
ステムの他の伝送局やイーサネット規格に従いイーサネ
ットフレームの送出が可能な伝送路上の伝送局からの伝
送フレームとの衝突を検出した場合、予め定められた時
間にわたりイーサネット・プリアンブルの送出を継続し
つづけた後も、なお衝突が解消されない場合に、イーサ
ネット・フレームの送出を停止するようにしたことを特
徴とする請求項1記載のデータ伝送システムである。
【0085】請求項8に対応する実施形態では、請求項
7の実施形態で一部記述したが、フレーム送信制御回路
13に対するフレーム送出が送信ステート制御回路17
からの出力により指示された場合に、フレーム送出指示
信号Tx-On がプリアンブル送出制御回路16に渡され
る。プリアンブル送出制御回路16では、フレーム送出
指示信号Tx-On をタイミングとして、プリアンブル信号
を発生しエンコーダ回路18に出力する。伝送路上で衝
突が発生すると、第1衝突検出回路15から出力される
衝突発生信号Colsが真となる。
【0086】予め定めた時間にわたってプリアンブル信
号を発生し続けた後にも、衝突発生信号Colsが、非真に
変化しない場合には、プリアンブル送出制御回路16よ
りフレーム送出の停止信号Tx-stpが出力されると共に、
フレーム送信制御回路13に導かれフレーム送出を停止
する。
【0087】そして、フレーム送信制御回路13から出
力されるフレーム送出指示信号Tx-On が、非真となり、
プリアンブル信号の発生が停止する。プリアンブル送出
制御回路16から出力されるフレーム送出停止信号Tx-s
tpは、マイクロコントローラ回路5の割り込み入力信号
となり、マイクロコントローラ回路5のプログラムによ
りフレーム送出が停止したことを判別する。
【0088】請求項9(イーサネット伝送局からの送出
タイミングの強奪)に対応する実施形態では、概略請求
項8と同様な状況において、イーサネット規格に従うイ
ーサネット伝送局では、衝突発生から一定時間内には、
イーサネットフレームの送出が禁止されることから、イ
ーサネット規格にしたがいイーサネットフレームの送
出、受信、通信処理が可能な複数の伝送機器とともに本
方式の伝送局を混在して構成したデータ伝送システム中
では、本方式による送出タイミングにある伝送局は、イ
ーサネットフレームの送出時に、衝突を検出した場合、
予め定められた時間にわたりイーサネット・プリアンブ
ルの送出を継続しつづけ、衝突が解消された場合には、
継続してイーサネットフレームの送出を行うようにした
ものである。
【0089】請求項9に対応する実施形態は、具体的に
は前述したように、フレーム送信制御回路13から出力
されるフレーム送出指示信号Tx-On により、プリアンブ
ル送出制御回路16によるプリアンブル信号が発生す
る。伝送路上で衝突が発生すると、第1衝突検出回路1
5からの衝突発生信号Colsが真となるが、予め定めた時
間、即ち、衝突検出を確実に実現し、最小バックオフ時
間により十分短い時間にわたり、更にプリアンブル信号
を送出した後、衝突発生信号Colsが非真の場合は、その
タイミングで、プリアンブル送出制御回路16からのプ
リアンブル信号発生を一旦停止する。
【0090】イーサネット規格のインタフレームスペー
ス間時間より幾分小さな時間で、プリアンブル信号発生
を再開する。プリアンブル送出制御回路16は、8バイ
ト相当のプリアンブル信号を発生後に、フレーム送出再
開始信号Tx-re-srt を、フレーム送信制御回路13へ送
出する。フレーム送出再開始信号Tx-re-srt を受けたフ
レーム送信制御回路13では、共有メモリ14から読み
出し準備状態にあるフレームデータ部分をプリアンブル
送出制御回路16に送り出すと共に、同時に、フレーム
送出開始信号Tx-srtを送出してフレームデータの出力が
開始したタイミングをプリアンブル送出制御回路16に
対して提示する。
【0091】プリアンブル送出制御回路16では、タイ
ミングを取って、プリアンブルに引き続いてフレームデ
ータをプリアンブル信号に代えてエンコーダ回路18に
送出する。フレームデータの送出に引き続いて、フレー
ム送信制御回路13内に設けた誤り信号発生器により生
成した巡回冗長検査コードCRC が出力される。巡回冗長
検査コードCRC の出力が完了時に、フレーム送出の完了
を示す送信完了信号Tx-endが出力される。なお、引き続
いて送出すべきフレームデータがある場合には、前述の
動作を繰り返す。
【0092】該連続フレームの制御は、共有メモリ14
内に用意され、共有メモリ14より読み出した1フレー
ム毎のフレームディスクリプタ(FD)と、FDにより
指定された連結された幾つかのバッファディスクリプタ
(BD)により指定される。FDには、データフレーム
のデータ数を示すWord-countが含まれる。同様に、各々
のBDにもデータ数を示すWord-countがある。連続フレ
ームの場合は、複数のFDが連結される。1フレーム毎
の送信データバッファ制御語の構成例を図7に示す。
【0093】請求項10(制御識別子の統合)に対応す
る実施形態は、概略、同期伝送局は、同期信号を含むイ
ーサネットフレームにより、送信データを送出すること
ができるが、更なる送出データがもはやない場合には、
送出完了信号を含み送出データを含まないイーサネット
フレームを送出することとなり、伝送路効率が悪化す
る。そこで、同期伝送局から送出するイーサネットフレ
ームとして、宛先アドレスが特定の群同報アドレスで、
伝送フレームの特定フィールドに特定の制御識別子とし
て、同期信号兼送出完了信号を有するイーサネットフレ
ームにより、これを受信する伝送局に対して、同期信号
と送出完了信号を併せ持つ伝送フレームとなるように構
成したものである。
【0094】請求項10に対応する実施形態は、具体的
には、同期伝送局が1フレームのみ送出する場合に、同
期信号SYN とともに送出完了信号CMP を同時に通知でき
るようにしたもので、図2および図3の構成例では、同
期兼送出完了信号SYNCMPを受信すると、コマンド検出回
路8により同期信号SYN および送出完了信号CMP が同時
に発生することで、各々の機能を実行するものである。
【0095】請求項11(伝送局による送出タイミング
にある伝送局の送出完了の監視と異常状態の回復)に対
応する実施形態は、概略、伝送フレームの送出タイミン
グを獲得した伝送局は、送出する最終のイーサネットフ
レームとして、特定の群同報アドレスとし、送出完了信
号CMP を含めて送出を行う。
【0096】ところが、この伝送局から送出完了信号CM
P の送出がない場合にも、問題なくインプリシットトー
クンパッシングの機能が継続できるように、イーサネッ
ト規格に従いイーサネットフレームの送出、受信、通信
処理が可能な複数の伝送機器とともに混在して構成する
データ伝送システム中で、本発明の方式により送出タイ
ミングにある伝送局から送出されるべき、該送出完了信
号を含む宛先アドレスが特定の群同報アドレスをもつイ
ーサネットフレームが、予め定められた時間以上にわた
り伝送路上に送出されない場合には、各伝送局におい
て、スロットカウンタ値を+1することで、あたかも送
出完了信号を受信したようにする。+1することで、伝
送局に割り当てられたスロット番号と一致する伝送局
が、送出タイミングをえるように構成したものである。
【0097】請求項11に対応する実施形態は、具体的
には、送出タイミングにある伝送局から送出されるべき
送出完了信号を含むデータフレームの送出が正常に行わ
れない場合に対応して、各伝送局に、図3(d)に示す
送出完了信号の監視タイマ(CMP-Timer )27を設けて
いる。
【0098】監視タイマ27は、受信ステート制御回路
10からの送出完了信号の正常受信を示す送出完了信号
の受信完了信号CMP-end および同期信号フレームの正常
受信信号Gd-SYNによりセットされ、送出完了信号の受信
完了信号CMP-end が、出力側レジスタ回路6により予め
設定した送出完了信号時間設定値CMP-Time-setを経過し
た後も真で無い場合に、タイムアップして、送出完了信
号の受信無状態検出信号CMP-lostを真とする。受信無状
態検出信号CMP-lostは、スロットカウンタ回路(Slotーc
ounter)23の加算回路25に導かれ、加算回路25の
値を+1する。これにより、スロットカウンタ回路23
の値を進めることができ、引き続いて別の伝送局に対し
て送信タイミングを与えることができる。
【0099】請求項12(伝送局の送出機能監視)に対
応する実施形態は、概略、データ伝送システムに加入し
ている伝送局からのイーサネットフレームの送出が順番
通りに行われているかを、異常が発生して各伝送局によ
り送出完了信号の遅延が検出されたかを判定するため
に、各伝送局で、宛先アドレスが特定の群同報アドレス
で、伝送フレームの特定フィールドに特定の制御識別子
として送信完了信号を含むイーサネットフレームを受信
し、該イーサネットフレームに含まれる送信元伝送局ア
ドレスとスロットカウント値を保持し、同期信号の各サ
イクル毎に検定することで、スロットカウント値を与え
られた伝送局からのイーサネットフレームの送出が正常
に行われているかを判定できるように構成したものであ
る。
【0100】請求項12に対応する実施形態は、具体的
には、請求項11に対応する実施形態に記述したよう
に、送信タイミングにある伝送局から送出完了信号CMP
を含むデータフレームが送出されない場合に、次のスロ
ット数を持つ伝送局に送信タイミングが移行する。
【0101】そこで、受信したフレームは、図2で示す
共有メモリ14に保持されることから、マイクロプロセ
ッサ回路5により、共有メモリ14に保持されている受
信したフレームのそのフレーム内に含まれる送信元伝送
局アドレスとスロットカウント値を受信したフレーム毎
に順番に読み出して、共有メモリ14に保持すると共
に、スロットカウント値毎に、送信元伝送局アドレスが
前回の検定値と同じく変化がなく順番に繰り返されてい
るかを検定する。
【0102】請求項13(データフレーム送出期間の設
定)に対応する実施形態では、概略データ伝送システム
に加入している全ての伝送局からの伝送フレームの送出
が完了したかを判定するために、同期伝送局が発信する
同期信号を含むイーサネットフレームを受信した伝送局
では、イーサネットフレームに含まれる加入伝送局数
を、加入ノード数カウンタ回路に保持すると共に、各伝
送局が送出した送出完了信号を含むイーサネットフレー
ムの正常受信の完了タイミング毎に、加入ノード数カウ
ンタ回路から1を減じ、該加入ノード数カウンタ回路の
値が0になった時点で判定する。次に同期信号SYN を受
信するまでは、データ伝送システムに加入している伝送
局からの宛先アドレスが特定の群同報アドレスをもつイ
ーサネットフレームの送出がないとし、例えば一般イー
サネット伝送局からの送信専用期間に設定することが可
能となる構成となっている。
【0103】請求項13に対応する実施形態では、具体
的にはデータフレーム送出期間を区切るために、同期伝
送局が送出する同期フレームに含まれるデータ伝送シス
テムの加入ノード数を、加入ノード数カウンタ回路(To
tal-N0de-counter)28に保持する。加入ノード数カウ
ンタ回路28は、送出完了信号の受信完了信号CMP-end
により、減算回路48(Add−1)の出力で1が減算
される。加入ノード数分の伝送局からのフレーム送出が
完了した時点では、加入ノード数カウンタ回路28の値
は、0となる。この時、加入受付期間信号Cycle-Onが真
となる。このように加入受付期間信号Cycle-Onが真とな
ることで、特定群同報アドレスを有するフレームの送信
は、送信ステート制御回路17により禁止される。
【0104】請求項14(新伝送局のデータ伝送システ
ムへの加入要求)に対応する実施形態は、概略運用状態
にあるデータ伝送システムに新たな伝送局を加入するた
めに、加入を待機する伝送局では、同期伝送局の発信す
る同期信号を受信し、イーサネットフレームに含まれる
該加入伝送局数を保持し、送出伝送局が送出する送出完
了信号を受信し、加入ノード数カウンタが0となった
後、伝送局毎に決定される時間経過後に、宛先アドレス
を同期伝送局アドレスとし、データ伝送システムへの新
たな加入の要求を示す加入要求信号を含めたイーサネッ
トフレームを送出する。送出時点で、イーサネット伝送
路上で衝突がないことを判断して、加入要求が完了した
とするように構成したものである。
【0105】請求項14に対応する実施形態は、具体的
には加入ノード数カウンタ回路28からの加入受付期間
信号Cycle-Onが真の間は、特に、新伝送局の加入と加入
受付期間として、割り当てる。既に運用状態として同期
伝送局が機能している状態では、加入を希望する伝送局
は、共有メモリ14内に加入要求信号を含み宛先アドレ
スを同期伝送局としたフレームデータを準備する。
【0106】その後、出力側レジスタ6に対して、加入
要求信号の送出要求信号REQ-onを書き込む。送出要求信
号REQ-onは、送信ステート制御回路17に導かれ、加入
受付期間信号Cycle-On= 真で、加入要求フレームの送出
を指示する比較出力Tx-CMPをアクティブにしてフレーム
送信制御回路13に出力する。フレーム送信制御回路1
3は、加入要求フレームデータを共有メモリ14から読
み出して送出する。
【0107】フレーム送信制御回路13からは、要求フ
レーム送信中信号Txing-REQ が出力される。要求フレー
ム送信中信号Txing-REQ は、受信ステート制御回路10
に導かれ、伝送フレームの正常受信完了信号Gd-CRCが
真、衝突発生信号Colsが非真、受信終了検出信号Rvend
が真のタイミングで、正常受信信号Gd-REQをアクティブ
にする。正常受信信号Gd-REQはマイクロコントローラ回
路5に導かれ、割り込みプログラムにより入力側レジス
タ回路21の正常受信信号Gd-REQを確認することで、伝
送局の加入要求フレームの送出成功を確認する。
【0108】請求項15(伝送局加入受付とスロット番
号通知)に対応する実施形態では、概略同期伝送局が加
入を要求する伝送局からの加入要求信号を含むイーサネ
ットフレームを受信した場合に、保持している加入ノー
ド総数を+1して新加入ノード数とする。伝送フレーム
の特定フィールドに特定の制御識別子として、加入要求
に対する受付と加入要求した伝送局に対して伝送フレー
ム送出のタイミングとなるスロット番号値を通知する加
入受付信号を含み、さらに特定のフィールドに更新した
加入ノード数を通知スロット番号値として含めたイーサ
ネットフレームを、加入要求を送出した伝送局へ、受信
したイーサネットフレームから読み出した送信元ノード
アドレスを使って送出することで新規伝送局からのデー
タ伝送システムへの加入受付と伝送局に対するスロット
番号値の通知を行う。同期伝送局からの加入受付信号を
受信した伝送局では、受信したイーサネットフレームに
含まれるスロット番号値を読み出し、スロット番号レジ
スタに設定・保持することで、次回の伝送サイクル内で
伝送フレームの送出が可能となるように構成したもので
ある。
【0109】請求項15に対応する実施形態では、具体
的には同期伝送局は、加入受付期間信号Cycle-Onが真の
期間で、加入を要求する伝送局からの加入要求信号を含
むフレームを受信する。アドレス検出回路(IA-Det)2
9は、設定された伝送局の個別アドレスセット信号IA-s
etに一致するフレームを検出すると個別アドレス一致信
号IA-coin を真とする。フレーム判定回路[受付確認回
路(RAC-Det )]30では、個別アドレスに一致するフ
レームが加入要求フレームの場合や加入受付フレームか
を判定し、それぞれ加入要求信号REQ 、加入受付信号AC
P を出力する。これらの信号は、受信ステート制御回路
10に導かれ、受信終了検出信号Rvendが真、正常受信
完了信号Gd-CRCが真により、それぞれ加入要求フレーム
の正常受信信号Gd-REQ、加入受付フレームの正常受信信
号Gd-ACPが真となる。
【0110】個別アドレス一致信号IA-coin 、デコーダ
回路3の出力、フレームの受信開始検出信号Rvsrt およ
び受信完了検出信号Rvend 、ならびに特定群同報アドレ
ス一致信号BC-coin は、フレーム受信制御回路(Rcv-Fr
ame-Cnt )31へ導かれる。フレーム受信制御回路31
は、受信アドレスが設定された個別アドレス、および指
定された特定群同報アドレスを有するフレームデータを
取り込み、直並列交換しつつ、受信メモリのアクセス許
可信号RMem-reqにより、機器インタフェース回路47お
よびマイクロコントローラ回路5に接続されているバス
調停回路32に対して、共有メモリ14へのアクセス許
可要求を出力する。バス調停回路32からのアクセス許
可信号RM-grtを受けると、受信しつつあるフレームデー
タRM-DT、メモリ書き込み制御/メモリアドレス信号RMe
m-Adrs/RWにより共有メモリ14に書き込む。
【0111】受信フレームデータの書き込みは、前述し
た送信データの読み出しと同様な、受信データ用のフレ
ームディスクリプタFDを用い、FDにリンクされているデ
ータバッファディスクリプタBDの指定する受信バッファ
エリアに書き込まれる。書き込まれたデータ長がWord-c
ountに書き込まれ、更に、全体の総書き込み数がFDのWo
rd-countエリアに書き込まれる。
【0112】受信ステート制御回路10から出力される
伝送フレームの受信完了信号Rv-Frame-endによる割り込
みタイミングで、マイクロコントローラ回路5のプログ
ラムは、入力側レジスタ回路21から正常受信信号Gd-R
EQを読み出し、加入要求フレームの受信を確認した後、
受信バッファエリアから、その送信元ノードアドレスを
読み出し保持する。更に、保持している現状の加入ノー
ド総数に対して+1し、新たな加入ノード総数とする。
【0113】伝送フレームの特定フィールドに特定の制
御識別子として、加入要求に対する受付と伝送局に対し
てフレーム送出のタイミングを通知する加入受付信号を
含み、さらに特定のフィールドに新加入ノード総数を通
知スロット番号として含めたイーサネットフレームを準
備する。この加入受付フレームを、加入要求した送信元
ノードアドレスの伝送局に送出を行う。
【0114】これを受信した加入要求信号を送出してい
た伝送局では、フレーム判定回路30からの加入受付信
号ACP によりフレームの正常受信の場合は、加入要求フ
レームの正常受信信号Gd-ACPに応答して、入力側レジス
タ回路(INーReg)21から正常受信信号Gd-ACPに
より確認を行う。更に、受信したフレームデータに含ま
れる同期伝送局から通知されたスロット番号値を読み出
し、自伝送局スロット番号値Slt-Noとして設定する。
【0115】請求項16(制御識別子の設定フィールド
の特定)に対応する実施形態は、概略本発明の伝送制御
方式を行う上で必要な制御識別子を現状のイーサネット
規格に適合して組み込むために、伝送局から送出される
同期信号、送出完了信号、同期信号兼送出完了信号、加
入要求信号、加入受付信号をあらわす制御識別子を、イ
ーサネットが規定するフレームフォーマット中のTypeフ
ィールド内に設定し、すでに規定された識別番号に一致
しない値を指定するように構成したものである。
【0116】請求項17(制御識別子の設定フィールド
の設定)に対応する実施形態は、概略現状のIEEE802.3
方式イーサネット規格に適合するように、伝送局から送
出される同期信号、送出完了信号、同期信号兼送出完了
信号、加入要求信号、加入受付信号をあらわす制御識別
子を、IEEE802.3 規格によるCSMS/CD 方式イーサネット
が規定するフレームフォーマット中のEthernetTypeフィ
ールド内に設定し、すでに規定された識別番号に一致し
ない値を指定するように構成したものである。
【0117】なお、本発明方式では、これらの制御識別
子を有したデータフレームの送出以外に、これらの制御
識別子を含まないデータフレームの送出には、イーサネ
ット規格、IEEE802.3 方式イーサネット規格の各々にお
いて規定されている。データフレームのフォーマットを
用いる。
【0118】請求項16または請求項17に対応する実
施形態は、具体的には、図5に伝送局から送出される同
期信号SYN 、送出完了信号CMP 、同期信号兼送出完了信
号SYNCMP、加入要求信号REQ 、加入受付信号ACP を表す
制御識別子を、図4(a)および図4(b)に示すイー
サネット、または、IEEE802.3 イーサネットが規定する
フレームフォーマット中のTypeフィールド内に設定し、
すでに規定された識別番号に一致しない値を指定する。
【0119】請求項18(同期フレーム中に含め各伝送
局に通知する加入伝送局数を設定する特定)に対応する
実施形態は、概略同期フレーム中に含め各伝送局に通知
する加入伝送局数を設定する特定にフィールドとして、
イーサネットの標準通信プロトコルであるIPプロトコル
のヘッダ内に設定されているオプションワード内に設定
するように構成したものである。
【0120】請求項18に対応する実施形態は、具体的
には、同期伝送局から送出される同期信号を含む同期信
号フレームに含ませる加入ノード数を設定する特定フィ
ールドを、図6(a)、(b)で示すIPプロトコルヘッ
ダ中のオプションワード内に設定する。
【0121】請求項19(同期、送出完了フレーム中の
論理伝送局番号、スロットカウント値の設定フィール
ド)をに対応する実施形態は、概略同期信号および送出
完了信号を含むイーサネットフレームに含ませる同期伝
送局の論理伝送局番号、同期伝送局を含む各伝送局のス
ロットカウント値を通知する特定のフィールドとして、
イーサネット規格またはIEEE802.3 イーサネット規格の
伝送フレーム中で、制御識別子と同じTypeまたはEthern
etTypeフィールドに設定し、規格で定まる16ビット中
で、制御識別子に割り当てた残りのビットを用いるよう
に構成したものである。
【0122】請求項19に対応する実施形態は、具体的
には、図5に示すように、同期フレームに含ませる論理
伝送局番号、および、送出完了フレームに含ませるスロ
ットカウント値を設定する特定フィールドとして、制御
識別子と同じTypeまたはEthernetTypeフィールドとし、
16ビット中の制御識別子に割り当てた残りのビットを
用いるように割り当てる。
【0123】請求項20(同期、送出完了フレーム中の
論理伝送局番号、スロットカウント値の設定フィール
ド)に対応する実施形態は、概略同期信号および送出完
了信号を含むイーサネットフレームに含ませる同期伝送
局の論理伝送局番号、同期伝送局を含む各伝送局のスロ
ットカウント値を通知する特定のフィールドの別例とし
て、IPプロトコルヘッダ中のオプションワード内に設定
するように構成したものである。
【0124】請求項20に対応する実施形態は、具体的
には、同期フレームに含ませる論理伝送局番号、およ
び、送出完了フレームに含ませるスロットカウント値を
設定する特定フィールドとして、図6(a)、(b)に
示すIPプロトコルヘッダ中のオプションワード内に設定
する。
【0125】請求項21(同期フレーム中の加入伝送局
数の設定フィールド、暗黙論理伝送局番号)に対応する
実施形態は、概略同期信号を含むイーサネットフレーム
に含ませる加入伝送局数、論理伝送局番号を通知する特
定のフィールドの別例として、加入伝送局数は、制御識
別子と同じTypeまたはEthernetTypeフィールドとし、1
6ビット中の制御識別子に割り当てた残りのビットを用
い、また、同期伝送局の論理伝送局番号としては暗黙に
特定値、たとえば、0を用いるようにしたものである。
【0126】請求項21に対応する実施形態では、具体
的には、同期フレームに含ませる加入伝送局数を設定す
る特定フィールドとして、制御識別子と同じTypeまたは
EthernetTypeフィールドとし、16ビット中の制御識別
子に割り当てた残りのビットを用い、また、同期伝送局
の論理伝送局番号としては暗黙に特定値を用いるように
て設定する。
【0127】請求項22(混在伝送局システムでのサイ
クル内の通信期間の分割)に対応する実施形態では、概
略イーサネット規格にしたがいイーサネットフレームの
送出、受信、通信処理が可能な複数の伝送機器としてイ
ーサネット伝送局と、本提案の通信方式に従う伝送局と
してリアルタイム伝送局を伝送路上に混在してシステム
を構成する場合、リアルタイム伝送局からのデータフレ
ームの送出が、イーサネット伝送局からのデータフレー
ム送出により影響されないよう混在伝送局システムでの
サイクル内の通信期間の分割をおこなうために、前記し
た請求項7や請求項9の機能を用いることで、リアルタ
イム伝送局のうちの同期伝送局の発する同期信号で始ま
るサイクルの前半をリアルタイム伝送局からのイーサネ
ットフレームの送出に割り当て、データ伝送装置に加入
している全てのリアルタイム伝送局からのイーサネット
フレームの送出が完了した後の、サイクルの後半は、デ
ータ伝送装置への加入のための、および、イーサネット
伝送局からのイーサネットフレームの送出のための期間
としたものである。
【0128】請求項23(リアルタイム伝送局への伝送
帯域の割付、管理)に対応する実施形態は、概略請求項
22の実施形態によりリアルタイム伝送局のためにサイ
クルの前半を割り付けるが、この割り付けられた時間が
一定となるように、リアルタイム伝送局内に送出時間管
理タイマを設け、イーサネットフレームの送出時点で該
送出時間管理タイマの残値内では該イーサネットフレー
ムの送出が完了しないと判断した場合に、該イーサネッ
トフレームの送出に代えて、前記記載の特定フィールド
に該送出完了信号を含むイーサネットフレームを送出す
るように構成したものである。
【0129】請求項23に対応する実施形態では、具体
的には、送出時間管理タイマ(Tx-Timer)33としてダ
ウンカウンタ回路を設ける。送出時間管理タイマ33
は、出力側レジスタ回路6から出力される同期伝送局の
同期信号の送出周期時間設定値SYN-Time-setが設定され
る。伝送局が送出タイミングとなると、即ち、受信ステ
ート制御回路10からの次回の送出許可信号Tx-next が
アクティブの時点で、送出時間管理タイマ33の残値が
残存時間送出管理タイマ34に設定されると共に、送出
時間管理タイマ33はリセットして、送出周期時間設定
値SYN-Time-setに設定され、再び、ダウンカウントを開
始する。残存時間送出管理タイマ34は、フレーム送信
制御回路13から出力される、例えばバイト単位の送出
タイミング信号TX-Byte で、減算回路(Dcrt)35によ
り減算される。
【0130】新たなイーサネットフレームの送出開始時
点で、フレームディスクリプタFDのWord-count値が、フ
レーム送信制御回路13から送信カウント信号TX-count
として比較回路(Cpr-chk )36に導かれる。送信カウ
ント信号Tx-countを残存時間送出管理タイマ34の値が
比較され、予め決めた値より残存時間送出管理タイマ3
4の値が小さい時は、送出時間管理タイマ33の残値内
にはイーサネットフレームの送出が完了しないと判断す
る。この場合、比較出力Tx-CMPがアクティブとなる。比
較出力Tx-CMPはフレーム送信制御回路13に導かれ、該
イーサネットフレームの送出に代えて、送出完了フレー
ムを送出するように指示する。
【0131】請求項24(イーサネットとリアルタイム
伝送局のセグメントの分離)に対応する実施形態は、概
略イーサネット規格にしたがいイーサネットフレームの
送出、受信、通信処理が可能な複数の伝送機器としてイ
ーサネット伝送局と、本発明の通信方式に従う伝送局と
してリアルタイム伝送局を伝送路上に混在して構成する
データ伝送システムで、例えば、スイッチングハブ装置
#1 #2SW などに繋がるイーサネット伝送局間では原則的
に衝突が生じないことから、前記した衝突検知を利用し
た方式によるイーサネット伝送局からの伝送フレームの
送出の抑制ができない。
【0132】結果として、イーサネット伝送局からの予
期しないタイミングでの予測できない量の伝送フレーム
の送出が発生することが有り、スイッチングハブ装置#1
#2SW でリアルタイム伝送局からの伝送フレームと重な
る。スイッチングハブ装置#1#2SW において過負荷状態
が発生すると、イーサネット伝送局およびリアルタイム
伝送局を問わず、どちらの伝送局からの伝送フレームも
廃棄が発生する。また、スイッチングハブ装置#1 #2SW
内での滞留も発生し、従って、リアルタイム伝送局から
の一定時間以内での伝送フレームの送出開始や、確実な
送出に対して影響がでる。
【0133】そこで、これらを解消するために、リアル
タイム伝送局では、リアルタイム伝送局が繋がる伝送路
に接続するための少なくとも一つの伝送路インタフェー
スとしてのリアルタイムインタフェースと、イーサネッ
ト伝送局が繋がる伝送路に接続するための少なくとも一
つの伝送路インタフェースとしてのイーサネットインタ
フェースとを有し、リアルタイム伝送局に割り当てられ
たサイクルの前半では、リアルタイムインタフェースか
ら受信したイーサネットフレームを、イーサネットイン
タフェースに中継し、更に、リアルタイムインタフェー
スで伝送路上にキャリアがない場合は、タイミングを取
ってイーサネットプリアンブル信号を発信してイーサネ
ットインタフェースに送出し、更に、サイクルの後半で
は、リアルタイムインタフェースによるプリアンブルの
発信とイーサネットインタフェースへの送出を行わない
ようにして、イーサネットインタフェースに接続される
イーサネット伝送局からの伝送フレームの送出を抑制す
るようにした構成したものである。
【0134】請求項24に対応する実施形態では、具体
的にはリアルタイム伝送局が繋がる伝送路に接続するた
めのインタフェースとしては、前述のリアルタイムイン
タフェースへの受信信号Rec-Inおよび送信信号Tx-outに
つながる回路で構成する。また、イーサネット伝送局が
繋がる伝送路に接続するための伝送路インタフェースと
しては、受信信号Erec-In および送信信号ETX-out につ
ながる回路として、第2受信回路(Rec2)37、第2デ
コーダ回路(Dec2)38、第2衝突検出回路(Cols-Det
2 )39、第2衝突信号発生回路(Cols-gene2)40と
してプリアンブル相当を発生する回路、フレーム受信の
開始を検出する検出回路(Rstrt )46、および、第2
エンコーダ回路(Enc2)41、第2トランシーバ回路
(Tcv2)42、第1衝突信号発生回路(Cols-gen1 )4
3としてプリアンブル信号相当を発生する回路からな
る。
【0135】前記記載のリアルタイム伝送局に割り当て
られたサイクルの前半では、即ち、加入受付期間信号Cy
cle-On= 非真の期間では、リアルタイムインタフェース
から受信したフレームを、リピート回路[中継制御回路
(Reepeat-cnt1)]44の中継機能によりイーサネット
インタフェース側に中継する。更に、リピート回路44
では、伝送路上のキャリア検出信号Crs によりリアルタ
イムインタフェース側の伝送路上のキャリアがない場合
は、タイミングを取ってイーサネットプリアンブル信号
をイーサネットインタフェースに送出する。
【0136】また、加入受付期間信号Cycle-On =真の期
間では、このプリアンブルのイーサネットインタフェー
スへの送出を行わないようにする。尚、回り込み防止回
路(FI-Det)45は、フレーム信号を中継する際の、中
継した信号の送信側への還流を避けるために伝送フレー
ム検出回路2からの受信開始信号Rvsrt およびフレーム
受信開始検出回路46からの受信開始信号Resrt の先着
判定により送出禁止を行うための送出禁止信号Rinh1 ,
Rinh2 を出力するものである。
【0137】前述の動作を行うことで、リアルタイム伝
送局とイーサネット伝送局のセグメントの分離や拡張が
行える。例えば、スイッチングハブ装置では、これにつ
ながる伝送局の間では、原理的に衝突が発生しないこと
から、本提案によるイーサネット伝送局からのフレーム
送信中にも関わらずリアルタイム伝送局から強制的にフ
レーム送信し、同期伝送局の発するサイクル時間を維持
する機能を実施することができない。そこで、イーサネ
ット伝送局をリアルタイム伝送局に設けたイーサネット
インタフェースに接続することで、両者を混在すること
は勿論のこと、スイッチングハブ装置による伝送距離の
拡張が可能となる。
【0138】請求項25(バス型、スター型伝送システ
ムの構成が可能なもの)に対応する実施形態は、概略前
記記載した本提案の方法を組み合わせて、リアルタイム
伝送局とイーサネット伝送局を混在し、リアルタイム伝
送局は、イーサネット伝送局の通信に影響されることな
く、一定時間以内には、伝送フレームの送出が可能とな
り、また、相互の伝送局間での情報交換が可能となる。
即ち、10Base2 、10Base5 のようなバス型イーサネット
に対しては、請求項1から18の手段により実現が可能
となる。また、10Base-Tや、100Base-T 、今後の1Gbps
イーサネット等のリピータハブ装置やスイッチングハブ
装置を用いたスター型イーサネットに対しては、請求項
1から20、特に請求項20の実施形態により、イーサ
ネット伝送局をリアルタイム伝送局を介して接続するこ
とで実現する。
【0139】以上述べた各実施形態によれば、次のよう
な作用効果が得られる。 (1)リアルタイム伝送局は、イーサネット機器で構成
されたネットワーク内に混在させることが可能であり、
立ち上げ状態で決まる一つの伝送局が同期伝送局となっ
て発信する同期信号の時間周期内に必ず送出タイミング
を得て、イーサネットパケットを送信することが可能と
なる。
【0140】(2)送出タイミングに達すると伝送路上
にイーサネットパケットをいつでも送出でき、イーサネ
ット伝送局とのパケットの競合では、衝突を発生させ
て、イーサネット伝送局のパケットの送出を停止させる
ことで、リアルタイム伝送局の送出タイミングは、イー
サネット機器が混在しても最小の外乱時間に抑えること
ができる。また、リアルタイム伝送局間では、同期信号
の時間周期内で順番に送出タイミングを与えることがで
きる。さらに、リアルタイム伝送局群とイーサネット伝
送局群との送出可能期間を分離することができ、相互の
干渉を最小限に抑えることができる。
【0141】(3)リアルタイム伝送局間での送出タイ
ミングの制御には、イーサネット標準プロトコルである
IP、TCP 、UDP などの標準手順の範囲内で実現できるこ
とから、リアルタイム伝送局間での交信はもとより、ネ
ットワーク内に混在させたイーサネット機器との交信も
可能となる。
【0142】(4)リアルタイム伝送局間での送出タイ
ミングの制御には、交信用のデータパケットに制御信号
を含めて実現でき、交信データを持たない専用のパケッ
トを余分に必要としないために、伝送路の使用効率を維
持することができる。
【0143】(5)リアルタイム伝送局内に設けた送出
時間管理タイマにより、一定時間周期内で必ず予定した
パケットを送出することができることと共に、他のリア
ルタイム伝送局の送出データ量が減少した場合、相応す
るデータ量のパケットを必要時には、余分に送出するこ
とができる。
【0144】
【発明の効果】本発明によれば、イーサネット規格に従
ったイーサネット機器で構成された伝送路に接続でき、
イーサネット伝送局との混在が可能となり、イーサネッ
ト伝送局との情報交換はもとより、イーサネット伝送局
の通信に影響をされないで、予め定められた時間以内に
伝送フレームの送出が可能となるリアルタイム性を有す
るデータ伝送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデータ伝送システムをバス型、スター
型、バス型とスター型を組み合わせた型に適用した例を
示す図。
【図2】本発明のデータ伝送システムのハードウェアの
構成を示すブロック図。
【図3】本発明のデータ伝送システムのハードウェアの
構成を示すブロック図。
【図4】図2および図3のイーサネットおよびIEEE802.
3 イーサネットのフレームフォーマットを示す図。
【図5】図2および図3のTypeフィールドの設定例を示
す図。
【図6】図2および図3のIPプロトコルヘッダのフォー
マットを示す図。
【図7】図2および図3の1フレーム毎の送信データバ
ッファ制御語の構成例を示す図。
【符号の説明】
101,102,〜10k、…リアルタイムイーサネッ
ト伝送局(#1〜#kRETH) 20m〜20n…イーサネット伝送局(#m〜#nET
H) 111〜11n、121〜12n、131〜13n、1
41〜14n…リアルタイムイーサネット伝送局(#1
1〜#1nRETH、#21〜#2nRETH、#31
〜#3nRETH、#41〜#4nRETH) 210〜21n、231〜23n…イーサネット伝送局
(#10〜#23nETH) 300〜302…ハブ装置(HUB、#1〜#3HU
B) 401,402…イーサネット・スイッチングハブ装置
(#1〜#2SW) 1…第1受信回路(Rec1) 2…伝送フレーム検出回路(RecーSrtーEnd) 3…第1デコーダ回路(Dec1) 4…特定群同報アドレス判定回路(BCーDet) 5…マイクロコントローラ回路(μPU回路) 6…出力側レジスタ回路(OutーReg) 7…誤り判定回路(CRCーRev) 8…コマンド検出回路(CMDーDet) 9…同期信号渋滞検出タイマ(SYNーStall T
imer) 10…受信ステート制御回路(RecーStateーC
nt) 11……ノード遅延タイマ(NodeーDelayーT
imer) 13…フレーム送信制御回路(TxーFrameーCn
t) 14…共有メモリ(CM) 15…第1衝突検出回路(ColsーDet1) 16…プリアンブル送出制御回路(PREーTxーCn
t) 17…送信ステート制御回路(TxーStateーCn
t) 18…第1エンコーダ回路(Enc1) 19…第1トランシーバ回路(Tcv1) 20…割り込み入力回路 21…入力側レジスタ回路(InーReg) 22…同期タイマ回路(SYNーTimer) 23…スロットカウンタ回路(Slotーcounte
r) 24…送出完了信号検出回路(RcvーSlot) 25…加算回路(Add+1) 26…一致検出回路(Coin Det) 27…送出完了信号の監視タイマ(CMPーTime
r) 28…加入ノード数カウンタ回路(TotalーNod
eーcounter) 29…アドレス検出回路(IAーDet) 30…フレーム判定回路[受付確認回路(RACーDe
t)] 31…フレーム受信制御回路(RcvーFrameーC
nt) 32…バス調停回路 33…送出時間管理タイマ(TxーTimer) 34…残存時間送出管理タイマ(TxーRmnーTim
er) 35…ディクリメント回路(Dcrt) 36…比較回路(Cprーchk) 37…第2受信回路(Rec2) 38…第2デコーダ回路(Dec2) 39…第2衝突検出回路(ColsーDet2) 40…第2衝突信号発生回路(Colsーgen2) 41…第2エンコーダ回路(Enc2) 42…第2トランシーバ回路(Tcv2) 43…第1衝突信号発生回路(Colsーgen1) 44…第1リピート回路[中継制御回路(Rpt cn
t1)] 45…回り込み防止回路(FIーDet) 46…フレーム受信開始検出回路(Rstrt) 47…機器インタフェース回路 48…減算回路(Add−1) 50…第3トランシーバ回路(Tcv3) 51…第2リピート回路[中継制御回路(Rpt cn
t2)] 52…第3エンコーダ回路(Enc3) 53…マイクロプロセッサバス(MP) Txーend…送信完了信号(フレーム送信完了のタイ
ミング信号) TxーOn…フレーム送出指示信号 TxーCoin…一致検出信号 TxーCMP…比較出力 Txーcount…送信カウント信号 TxーREQ…送信加入要求信号 TxーSYS…同期信号送出指示信号 TxーData…データフレームの送信指示信号 Txーnext…次回の送出許可信号 Txーstp…フレーム送出停止信号 Txーsrt…フレーム送出開始信号 Txーreーsrt…フレーム送出再開始信号 Txーout…リアルタイムインタフェースへの送信信
号 Txーbyte…バイト毎の送出タイミング信号 RecーIn…リアルタイムインタフェースへの受信信
号 ERecーIn…イーサネットインタフェースへの受信
信号 ETxーout…イーサネットインタフェースへの送信
信号 Rvsrt…伝送フレームの受信開始検出信号 Resrt…伝送フレームの受信開始検出信号 Rvend…伝送フレームの受信終了検出信号 BCーcoin…特定群同報アドレス一致信号 BCーset…特定群同報アドレスセット信号 GdーCRC…伝送フレームの正常受信完了信号 BdーCRC…伝送フレームの異常受信完了信号 GdーREQ…加入要求フレームの正常受信信号 GdーACP…加入受付フレームの正常受信信号 SYN…同期信号 SYNーTimeーset…同期伝送局の同期信号の送
出周期時間設定値 SYNCMP…同期兼送出完了信号 SYNーNode…同期ノード表示信号 SYNーStall…同期信号無状態信号 SYNーStallーDet…同期信号の無状態検出信
号 SYNーStallーset…同期信号無状態検出時間
設定値 GdーSYN…同期信号フレームの正常受信信号 GdーACP…加入要求フレームの正常受信信号 BdーSYN…同期信号フレームの異常受信信号 CMP…送出完了信号 CycleーOn…加入受付期間信号 REQ…加入要求信号 REQーon…加入要求信号の送出要求信号 ACP…加入受付信号 IAーset…個別アドレスセット信号 IAーcoin…個別アドレス一致信号 CMPーend…送出完了信号の受信完了信号 CMPーlost…送出完了信号の受信無状態検出信号 RvーFrameーend…伝送フレームの受信完了信
号 Onーline…オンライン状態信号 NodeーDelayーset…ノード遅延タイマ設定
値 SYSーStall…同期信号無状態表示信号 Crs…伝送路上のキャリア検出信号 Cols…衝突発生信号 Crs…キャリア検出信号 SYNーNode…同期ノード表示信号 SYNーTxーTime…同期信号の送出要求信号 SlotーNo…スロット番号値 FD…受信データ用のフレームディスクリプタ BD…データバッファディクリプタ RMemーreq…受信メモリのアクセス許可要求信号 RMーgrt…バス調停回路のアクセス許可信号 RMemーAdrs/RW…メモリ書き込み制御/メモ
リアドレス信号 RMーDT…フレームデータ TxingーSYN…同期フレーム送信中信号 TxingーREQ…要求フレーム送信中信号
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−336219(JP,A) 特開 平3−289734(JP,A) 特開 平9−247198(JP,A) 特開 昭60−68741(JP,A) 特開 平9−130383(JP,A) 特開 昭61−10342(JP,A) 特開 平11−55293(JP,A) 特開 昭60−218941(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/40

Claims (25)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の伝送局相互間が伝送路により接続
    され、各伝送局はそれぞれイーサネット規格に従いイー
    サネットフレームの送出、受信、通信処理が可能な伝送
    機器を備えたデータ伝送システムにおいて、 前記伝送局のうちの一部を、インプリシット・トークン
    パスの開始タイミングを周期的に発信する同期伝送局と
    して特定し、インプリシット・トークンパス方式を実現
    可能にしたデータ伝送システム。
  2. 【請求項2】 前記同期伝送局は、周期的に到来を期待
    する、宛先アドレスが特定の群同報アドレスであって、
    伝送フレームの特定フィールドに特定の制御識別子とし
    て同期信号を有するイーサネットフレームを、前記宛先
    アドレスが周期的に到来する時間周期に見合う時間内で
    検出できない場合、各伝送局毎に決定される時間経過後
    に、前記宛先アドレスを前記特定の群同報アドレスと
    し、その特定フィールドに前記同期信号を含めたイーサ
    ネットフレームを送出し、前記伝送路上で衝突なく送出
    が完了したことで、前記イーサネットフレームを送出し
    た伝送局を、該同期信号を含むイーサネットフレームを
    周期的に送信する同期伝送局として特定するようにした
    ことを特徴とする請求項1記載のデータ伝送システム。
  3. 【請求項3】 前記同期伝送局は、特定の群同報アドレ
    スを宛先とし、少なくとも、特定のフィールドに、特定
    の制御識別子として同期信号、伝送局に対して与えられ
    る識別用の特定の論理伝送局番号、前記データ伝送シス
    テムに加入している伝送局の総数を示す加入伝送局数を
    含むイーサネットフレームを、予め定められた時間周期
    で、自ら送出することを特徴とする請求項1記載のデー
    タ伝送システム。
  4. 【請求項4】 前記各伝送局は、宛先アドレスが特定の
    群同報アドレスで、特定のフィールドに特定の制御識別
    子として同期信号を含めたイーサネットフレームを識別
    可能とし、該同期信号を含むイーサネットフレームを送
    出した以外の伝送局は、該イーサネットフレームを受信
    した場合、該イーサネットフレーム受信の完了タイミン
    グで、データ伝送システムが運用状態になったことを示
    すオンライン状態への遷移し、準備段階にある同期信号
    を含む伝送フレームの送出禁止を含む既にセットされて
    いる同期伝送局状態への準備状態のリセットを行うこと
    を特徴とする請求項1記載のデータ伝送システム。
  5. 【請求項5】 前記各伝送局は、運用状態において、予
    め定められた時間周期を越えた時間を経過した後にも、
    特定のフィールドに特定の制御識別子として同期信号を
    含むイーサネットフレームの受信がない場合、運用状態
    を示すオンライン状態を、非運用状態を示すオフライン
    状態に遷移し、伝送局毎に決定される時間経過後に、宛
    先アドレスを特定の群同報アドレスとし、前記特定のフ
    ィールドに前記同期信号を含めたイーサネットフレーム
    を送出し、前記伝送路上で衝突なく送出が完了した場合
    に、前記同期信号を含むイーサネットフレームを送出し
    た伝送局を新たな同期伝送局として該イーサネットフレ
    ームを予め定めた時間周期で自ら送出できるようにした
    ことを特徴とする請求項1記載のデータ伝送システム。
  6. 【請求項6】 前記各伝送局は、宛先アドレスが特定の
    群同報アドレスで、伝送フレームの特定のフィールドに
    特定の制御識別子として送出完了信号を有するイーサネ
    ットフレームにより、伝送局が該イーサネットフレーム
    の送出完了後には続けて送出するフレームがないことを
    示すようにし、 前記伝送局のうち伝送フレームの送出タイミングを待つ
    待機伝送局では、前記同期伝送局が発信する同期信号を
    受信して、前記伝送局内部に有するスロットカウンタを
    リセットし、伝送フレームの送出タイミングにある送出
    伝送局から発信された送出完了信号を含むイーサネット
    フレームの正常受信の完了タイミングで、該イーサネッ
    トフレームに含まれる該送出伝送局のスロットカウント
    値を、該待機伝送局のスロットカウンタにセットすると
    ともに+1加算してスロットカウント値とし、該スロッ
    トカウンタ値が該待機伝送局に与えられたスロット番号
    値に一致する場合に、該待機伝送局が次の送出伝送局と
    して伝送フレームの送出タイミングを獲得できるように
    した複数の伝送局で構成されたことを特徴とする請求項
    1記載のデータ伝送システム。
  7. 【請求項7】 前記伝送局のうち指定により送出タイミ
    ングを獲得した伝送局では、伝送路上のキャリアの有無
    にかかわらず、宛先アドレスが特定の該群同報アドレス
    をもつイーサネットフレームの送出が開始できることを
    特徴とする請求項1記載のデータ伝送システム。
  8. 【請求項8】 前記伝送局のうち指定より送出タイミン
    グにある伝送局では、イーサネットフレームの送出時
    に、該データ伝送システムの他の伝送局やイーサネット
    規格に従いイーサネットフレームの送出が可能な伝送路
    上の伝送局からの伝送フレームとの衝突を検出した場
    合、予め定められた時間にわたりイーサネット・プリア
    ンブルの送出を継続しつづけた後も、なお衝突が解消さ
    れない場合に、イーサネット・フレームの送出を停止す
    るようにしたことを特徴とする請求項1記載のデータ伝
    送システム。
  9. 【請求項9】 前記伝送局のうち指定により送出タイミ
    ングにある伝送局では、イーサネットフレームの送出時
    に、該データ伝送システムの他の伝送局やイーサネット
    規格に従いイーサネットフレームの送出が可能な伝送路
    上の伝送局からの伝送フレームとの衝突を検出した場
    合、予め定められた時間にわたりイーサネット・プリア
    ンブルの送出を継続しつづけ、衝突が解消された場合、
    継続して該イーサネットフレームの送出を行うようにし
    たことを特徴とする請求項1記載のデータ伝送システ
    ム。
  10. 【請求項10】 複数の伝送局相互間が伝送路により接
    続され、各伝送局はそれぞれイーサネット規格に従いイ
    ーサネットフレームの送出、受信、通信処理が可能な伝
    送機器を備えたデータ伝送システムにおいて、 前記伝送局のうち同期伝送局から送出するイーサネット
    フレームとして、宛先アドレスが特定の群同報アドレス
    で、伝送フレームの特定フィールドに特定の制御識別子
    として、同期信号と送出完了信号を加えた信号を有する
    イーサネットフレームにより、これを受信する伝送局に
    対して、同期信号と送出完了信号を併せ持つ伝送フレー
    ムとなるようにしたことを特徴とする請求項1記載のデ
    ータ伝送システム。
  11. 【請求項11】 前記伝送局のうち指定された送出タイ
    ミングにある伝送局から送出されるべきイーサネットフ
    レームとして、該イーサネットフレームの送出完了後に
    は続けて送出するフレームのないことを示す送出完了信
    号を含み、宛先アドレスが特定の群同報アドレスをもつ
    イーサネットフレームが、予め定められた時間以上にわ
    たり伝送路上に送出されない場合に、伝送局では、前記
    スロットカウント値を+1することを特徴とする請求項
    6記載のデータ伝送システム。
  12. 【請求項12】 複数の伝送局相互間が伝送路により接
    続され、各伝送局はそれぞれイーサネット規格に従いイ
    ーサネットフレームの送出、受信、通信処理が可能な伝
    送機器を備えたデータ伝送システムにおいて、 前記伝送局では、宛先アドレスが特定の群同報アドレス
    で、伝送フレームの特定フィールドに特定の制御識別子
    として、該伝送局により指定された送出タイミングにあ
    る伝送局から送出されるべきイーサネットフレームとし
    て、該イーサネットフレームの送出完了後には続けて送
    出するフレームのないことを示す送信完了信号を含むイ
    ーサネットフレームを受信し、該イーサネットフレーム
    に含まれる送信元伝送局アドレスと該データ伝送システ
    ムにより指定された送出タイミングを表わすスロットカ
    ウント値を保持し、検定することで、該スロットカウン
    ト値を与えられた伝送局からのイーサネットフレームの
    送出が正常に行われているかを判定するようにしたこと
    を特徴とする請求項6記載のデータ伝送システム。
  13. 【請求項13】 前記同期伝送局が発信する同期信号を
    含むイーサネットフレームを受信した伝送局では、該イ
    ーサネットフレームに含まれる該データ伝送システムの
    加入伝送局数を、加入伝送局数カウンタに保持すると共
    に、各伝送局が送出した送出完了信号を含むイーサネッ
    トフレームの正常受信の完了タイミング毎に、該加入伝
    送局数カウンタから1を減じ、加入伝送局数カウンタの
    値が0になった時点では、次に該同期信号を受信するま
    で、データ伝送システムに加入している伝送局からの該
    宛先アドレスが特定の群同報アドレスをもつデータフレ
    ームの送出を行わないことを特徴とする請求項3記載の
    データ伝送システム。
  14. 【請求項14】 前記伝送局のうち加入を待機する待機
    伝送局では、前記同期伝送局の発信する同期信号を含む
    イーサネットフレームを受信し、該イーサネットフレー
    ムに含まれる該データ伝送システムの加入伝送局数を読
    み出し保持し、加入伝送局が送出する送出完了信号を含
    むイーサネットフレームを受信し、該加入伝送局数カウ
    ンタを減じ、加入伝送局数カウンタが0となった後、次
    の該同期信号が到来するまでの期間を加入勧誘期間とし
    て、伝送局毎に決定される時間経過後に、宛先アドレス
    を該同期伝送局アドレスとし、データ伝送システムへの
    新たな加入の要求を示す加入要求信号を含めたイーサネ
    ットフレームを送出し、伝送路上で衝突なく送出が完了
    したことで、新たな伝送局の加入を勧誘するようにした
    ことを特徴とする請求項6記載のデータ伝送システム。
  15. 【請求項15】 前記同期伝送局では、加入を要求する
    伝送局からの加入要求信号を含むイーサネットフレーム
    を受信すると、その送信元伝送局アドレスを読み出し保
    持し、また、保持している加入伝送局総数を+1して新
    加入伝送局総数とし、伝送フレームの特定フィールドに
    特定の制御識別子として、加入要求に対する受付と伝送
    局に対してフレーム送出のタイミングを通知する加入受
    付信号を含み、さらに特定のフィールドに前記した新加
    入伝送局総数を通知スロット番号として含めたイーサネ
    ットフレームを、前記保持した送信元伝送局アドレスの
    伝送局に送出し、これを受信した加入要求信号を送出し
    ていた伝送局では、受信したイーサネットフレームに含
    まれる前記スロット番号値を読み出し、設定するように
    して、データ伝送システム内でフレーム送出のタイミン
    グを受け渡すことで伝送局の加入受け付けを行うことを
    特徴とする請求項14記載のデータ伝送システム。
  16. 【請求項16】 前記伝送局から送出される同期信号、
    送出完了信号、同期信号+送出完了信号、加入要求信
    号、加入受付信号をあらわす制御識別子を、イーサネッ
    トが規定するフレームフォーマット中のフィールドタイ
    プ内に設定し、すでに規定された識別番号に一致しない
    値を指定したことを特徴とする請求項1記載のデータ伝
    送システム。
  17. 【請求項17】 前記同期伝送局から送出される同期信
    号、送出信号、該同期信号と該送出完了信号を加算した
    信号、加入要求信号、加入受付信号をあらわす制御識別
    子を、IEEE802.3 規格によるCSMS/CD 方式イーサネット
    が規定するフレームフォーマット中のEthernet Type フ
    ィールド内に設定し、すでに規定された識別番号に一致
    しない値を指定したことを特徴とする請求項14記載の
    データ伝送システム。
  18. 【請求項18】 前記同期伝送局から送出される同期信
    号を含む同期信号フレームに含ませる加入伝送局数を設
    定する特定フィールドを、IPプロトコルヘッダ中のオプ
    ションワード内に設定したことを特徴とする請求項3記
    載のデータ伝送システム。
  19. 【請求項19】 前記同期伝送局から送出される同期信
    号を含むイーサネットフレームに含ませる論理伝送局番
    号、および、伝送局から送出される送出完了信号を含む
    イーサネットフレームに含ませるスロットカウント値を
    設定する特定フィールドとして、制御識別子と同じType
    またはEthernetTypeフィールドとし、16ビット中の制
    御識別子に割り当てた残りのビットを用いるように割り
    当てたことを特徴とする請求項3記載のデータ伝送シス
    テム。
  20. 【請求項20】 前記同期伝送局から送出される同期信
    号を含むイーサネットフレームに含ませる論理伝送局番
    号、および、前記伝送局から送出される送出完了信号を
    含むイーサネットフレームに含ませるスロットカウント
    値を設定する特定フィールドとして、IPプロトコルヘッ
    ダ中のオプションワード内に設定したことを特徴とする
    請求項3記載のデータ伝送システム。
  21. 【請求項21】 前記同期伝送局から送出される同期信
    号を含む同期信号フレームに含ませる加入伝送局数を設
    定する特定フィールドとして、制御識別子と同じTypeま
    たはEthernetTypeフィールドとし、16ビット中の制御
    識別子に割り当てた残りのビットを用い、また、前記同
    期伝送局の論理伝送局番号としては暗黙に特定値を用い
    るように設定することを特徴とする請求項3記載のデー
    タ伝送システム。
  22. 【請求項22】 インプリシット・トークンパスの開始
    タイミングを周期的に発信する同期伝送局を特定し、イ
    ンプリシット・トークンパス方式に従うリアルタイム伝
    送局と、イーサネット規格に従いイーサネットフレーム
    の送出、受信、通信処理が可能な複数の伝送機器として
    イーサネット伝送局とを共通の伝送路上に混在してシ
    ステムを構成するデータ伝送システムにおいて、 前記リアルタイム伝送局のうちの同期伝送局の発する同
    期信号で始まるサイクルの前半をリアルタイム伝送局か
    らのイーサネットフレームの送出に割り当て、前記デー
    タ伝送システムに加入している全てのリアルタイム伝送
    局からのイーサネットフレームの送出が完了した後のサ
    イクルの後半は、該データ伝送システムへの加入のため
    の、および、前記イーサネット伝送局からのイーサネッ
    トフレームの送出のための期間として割り付けたことを
    特徴とするデータ伝送システム。
  23. 【請求項23】 インプリシット・トークンパスの開始
    タイミングを周期的に発信する同期伝送局を特定し、イ
    ンプリシット・トークンパス方式に従うリアルタイム伝
    送局と、イーサネット規格に従いイーサネットフレーム
    の送出、受信、通信処理が可能な複数の伝送機器として
    イーサネット伝送局とを共通の伝送路上に混在してシ
    ステムを構成するデータ伝送システムにおいて、 前記リアルタイム伝送局のうちの同期伝送局の発する同
    期信号で始まるサイクルの前半を、該リアルタイム伝送
    局からの該特定の群同報アドレスを有し特定フィールド
    に特定の制御識別子を有するイーサネットフレームを含
    むイーサネットフレームの送出に割り当て、前記伝送路
    に接続されている全てのリアルタイム伝送局からのイー
    サネットフレームの送出が完了した後のサイクルの後半
    は、該伝送路への接続のためおよび前記イーサネット伝
    送局からのイーサネットフレームの送出のための期間と
    し割り付け、かつ前記リアルタイム伝送局内に送出時間
    管理タイマをもうけ、イーサネットフレームの送出時点
    で該送出時間管理タイマの残値内には該イーサネットフ
    レームの送出が完了しないと判断した場合に、該イーサ
    ネットフレームの送出に代えて、前記記載の特定フィー
    ルドに該送出完了信号を含むイーサネットフレームを送
    出することで、前記サイクルの前半期間が、予め設定し
    た時間となるようにしたことを特徴とするデータ伝送シ
    ステム。
  24. 【請求項24】 インプリシット・トークンパスの開始
    タイミングを周期的に発信する同期伝送局を特定し、イ
    ンプリシット・トークンパス方式に従うリアルタイム伝
    送局と、イーサネット規格に従いイーサネットフレーム
    の送出、受信、通信処理が可能な複数の伝送機器として
    イーサネット伝送局とを共通の伝送路上に混在してシ
    ステムを構成するデータ伝送システムにおいて、 前記リアルタイム伝送局として、該リアルタイム伝送局
    が繋がる伝送路に接続するための少なくとも一つの伝送
    路インタフェースとしてのリアルタイムインタフェース
    と、前記イーサネット伝送局が繋がる伝送路に接続する
    ための少なくとも一つの伝送路インタフェースとしての
    イーサネットインタフェースとを有し、前記リアルタイ
    ム伝送局に割り当てられたサイクルの前半では、前記リ
    アルタイムインタフェースから受信したイーサネットフ
    レームを、イーサネットインタフェースに中継し、更
    に、該リアルタイムインタフェースで伝送路上にキャリ
    アがない場合は、タイミングを取ってイーサネットプリ
    アンブル信号を発信してイーサネットインタフェースに
    送出し、更に、該サイクルの後半では、前記リアルタイ
    ムインタフェースによるプリアンブルの発信とイーサネ
    ットインタフェースへの送信を行わないようにし、リア
    ルタイム伝送局とイーサネット伝送局のセグメントの分
    離が行えるデータ伝送システム。
  25. 【請求項25】 複数の伝送局相互間が伝送路により接
    続され、前記伝送局として、インプリシット・トークン
    パスの開始タイミングを周期的に発信する同期伝送局を
    特定し、インプリシット・トークンパス方式に従うリア
    ルタイム伝送局及びイーサネット規格に従いイーサネッ
    トフレームの送出、受信、通信処理が可能な複数の伝送
    機器を備えたイーサネット伝送局とを具備し、前記イー
    サネット伝送局およびリアルタイム伝送局の間において
    情報が交換可能で、イーサネット規格に従うリピータを
    含み構成されるバス型伝送路によるイーサネットや、リ
    ピータハブやスイッチングハブを含み構成されるスター
    型伝送路によるイーサネットに、該リアルタイム伝送局
    を混在して伝送システムを構成できることを特徴とする
    データ伝送システム。
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