JP3848534B2 - 通信方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、技術的プロセスの制御及び（又は）監視のために設けられた通信加入者間の通信のための通信方法であって、通信加入者はバスシステム、特にフィールドバス、を介して互いに通信可能に接続され、アドレスに基づいて同定可能であり、各通信加入者が第１の群のリファレンスをいわゆるサービスアクセスポイントとして管理する通信方法に関する。
【０００２】
受信資源（受信リソース）の管理のためのモデルがヨーロッパ規格 EN 50 170 の Part I により定義されている。この定義は、関与している通信加入者のソースアドレス（以下原アドレス）と目的アドレス（以下宛先アドレス）を拡張し、究極的には、受信データ又は発信データを一義的に取り扱い可能にするリファレンスを表している。これらの拡張された原アドレス及び宛先アドレスは、以下ではサービスアクセスポイント、略してＳＡＰと呼ばれる。例えば、予め定められ得る接続関係を送信者と受信者のデータでもって、〔送信者：ステーション１、受信者：ステーション３〕のごとく定義した場合、これらは通信加入者に対するそれぞれのサービスアクセスポイントの指定によって、例えば〔送信者：ステーション１．ＳＡＰ３、受信者：ステーション３．ＳＡＰ５〕のように拡張される。このようにしてそれぞれの通信加入者に対する複数の他の通信加入者への通信関係も、これらの通信関係の各々にそれぞれ一義的なサービスアクセスポイントが利用に供され得る限り、それぞれ一義的に、すなわち曖昧さなしに取扱いが可能となる。これらの定義は、他の通信プロトコルにおいても形は変わりこそすれ同様な考え方が取り入れられている。
【０００３】
多数の通信関係においては各通信関係に対するＳＡＰは暗黙に計画により決められる。さらに、送信者が先ずテレグラムを潜在的な受信者に送り、潜在的な受信者から受取り通知として自由なサービスアクセスポイントを逆供給されて受け取り、それを経てその後にデータが潜在的な受信者に送られ得る通信関係も存在する。その後に本来のテレグラムがこの受信者にこのようにして決められたサービスアクセスポイントを経て送られる。
【０００４】
しかし通信加入者あたりの利用可能なサービスアクセスポイントの数は制限されているので、このようにして取扱うことのできる可能な接続の数はサービスアクセスポイントの数に制限されている。
【０００５】
通常は各サービスアクセスポイントに対して、どの通信加入者がこのサービスアクセスポイントを利用する権利を有するかが決められる。しかしサービスアクセスポイントに対して、すべての関与している通信加入者がこのサービスアクセスポイントを利用し得るように決めることもできる。このことは一見して可能な接続の数を高めるけれども、複数の通信加入者による同じサービスアクセスポイントの利用によって作動中に許容できない問題が生じ得る。
【０００６】
例えばすべての加入者に開放されているサービスアクセスポイントを経て第１の通信加入者がデータを送り、この通信加入者がその送られたデータへの反応として直接的に回答、レスポンスを期待する場合、回答データが直接的に自由に使用し得るときにのみ、そのレスポンスは受信されたデータに直接続いて送られる。それに対して回答データが直接的に自由に使用されないときには、通信加入者はその後の時点でもう一度、データがいま用意されているか否かを照会しなければならない。中間の時間に他の通信加入者が同じサービスアクセスポイントにアクセスすると（このことは、サービスアクセスポイントはすべての通信加入者に対して開放されているので妨げられない）、本来第１の通信加入者に対して予定されているデータが突然に、中間の時間すなわち最初の送信となお行われるべき回答データの受信との間にサービスアクセスポイントにアクセスする通信加入者に到達する。
かかる問題点は、同様に送受信待ち行列における問題の解決を図ろうとした米国特許第５６４４７５４号によっても解決されていない。
【０００７】
本発明の課題は、公知の通信方法において、利用可能な接続資源を、通信の質および確実性または有効性を阻害することなしに、拡張することである。
【０００８】
この課題は、技術的プロセスの制御及び（又は）監視のために設けられた通信加入者の間の通信のための通信方法であって、その通信加入者はバスシステムを介して互いに通信可能に接続され、それらのアドレスに基づいて同定可能であり、各通信加入者が第１の群のリファレンスをいわゆるサービスアクセスポイントとして管理する通信方法において、サービスアクセスポイントの少なくとも１つに対して第２の群のリファレンスが管理され、この第２の群のリファレンスからの個別のリファレンスへのアクセスがアクセスする通信加入者のアドレスに基づいて行われることにより解決される。
【０００９】
第１の群のリファレンス、サービスアクセスポイント、は例えば、利用可能なメモリ範囲を指示するいわゆるポインタの群または各フィールド要素が特定のメモリ範囲として利用可能なフィールドであってよい。規格から知られている通信方法では、ポインタもしくはフィールド要素を介して参照されるメモリ範囲が、直接的に通信データを一時記憶する役割をするか、又はそのメモリ範囲が通信データを一時記憶するためのメモリ範囲を示す適切なデータ構造を含んでいる。
【００１０】
以下に、リファレンスの群がメモリ範囲を示すポインタの群として実現されている前述の代替例に対する説明が続けられる。全体として５つのサービスアクセスポイントが利用可能であれば、リファレンスの群はその結果としてそれぞれ離れたメモリ範囲を示す５つのポインタを含んでいる。これらのメモリ範囲は直接的に又は間接的に、それらが実際のメモリ範囲を別のポインタを用いて参照することによって、到来または出発する通信データを一時記憶する役割をする。
【００１１】
本発明によれば、サービスアクセスポイントの少なくとも１つに対して第２の群のリファレンスが管理されるように構成されている。すなわちサービスアクセスポイントに相応するポインタは直接的に上記のメモリ範囲を指示するのではなく、例えば再びポインタの群を含んでいるメモリ範囲を指示する。最初にこの群からのポインタが実際に上記のメモリ範囲を指示する。いま例えばアドレス１を有する第１の通信加入者へのデータの転送が計画に従って決められている番号５を有するサービスアクセスポイントを介して行われ、アドレス３を有する通信加入者がデータを送るならば、本発明により、受信されたデータを一時記憶するために第５のポインタ（サービスアクセスポイント５）が第１の群のリファレンスから選び出され、またこのポインタによりアドレス指定される第２の群のリファレンスを含んでいるメモリ範囲から第３のポインタが選び出される。なぜならば、この第２の群のリファレンスの第３のポインタがデータ転送する通信加入者のアドレス３と一致するからである。
【００１２】
本発明の他の特徴、利点および応用可能性は従属請求項、図面による実施例の以下の説明および図面自体から明らかになる。その際にすべての説明かつ（または）図示される特徴はそれ自体としてまたは任意の組み合わせで特許請求の範囲へのまとめ方に関係なく本発明の対象物を形成する。
【００１３】
図１はバスシステムＢとそれに接続されている通信加入者Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４を示す。通信加入者Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は互いに通信するためバスシステムＢにアクセスする。その際にそれらはバスシステムＢを介しての通信に対して定義されるプロトコルを使用する。実施例ではバスシステムに対して定義されるこのプロトコルはいわゆるＰｒｏｆｉｂｕｓプロトコル、特にＰｒｏｆｉｂｕｓ‐ＤＰ、であり、このプロトコルについては冒頭にあげたEN 50 170 Part Iに記載されている。もちろん本発明は基本的に他の通信プロトコルでも実施可能である。
【００１４】
図２は図１による通信加入者Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を他の示し方で示す。各通信加入者はバスＢにアクセスする。そのために各通信加入者に対して、通常の仕方で特別なＡＳＩＣにより実現されているアクセス手段がバスＢ上に設けられている。ソフトウェアまたはファームウェアにより実現されるバス接続の機能は、特にサービスアクセスポイントＳＡＰ１、ＳＡＰ２、ＳＡＰ３、ＳＡＰ４の機能を含んでいる。
【００１５】
サービスアクセスポイントＳＡＰ１、ＳＡＰ２、ＳＡＰ３、ＳＡＰ４がいわばそれぞれ関与している通信加入者Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の原アドレス又は宛先アドレス拡張を可能にし、それによって通信加入者と多くの他の通信加入者との一義的な通信関係を可能にすることは既に説明された。
【００１６】
図２によれば例えば通信加入者Ｓ１から通信加入者Ｓ４および通信加入者Ｓ２への通信関係が存在している。このことは、関与している通信加入者Ｓ１に対して、一義的なサービスアクセスポイントの選択を介して識別可能にとどまる少なくとも２つの通信関係が存在していることを意味する。図２による例では通信加入者Ｓ４への接続はステーションＳ１の第１のサービスアクセスポイントを介して行われ、またステーションＳ２との通信はステーションＳ１の最後から２番目のサービスアクセスポイントを介して行われる。全く類似の状況が通信関係に関与している他の通信加入者Ｓ２またはＳ４に対しても生ずる。
【００１７】
さらに、すべての計画すべき通信関係に対して十分でないサービスアクセスポイントの場合には特定のサービスアクセスポイントが複数の通信加入者によりまたは特にすべての通信加入者により利用されることは既に説明された。それによって生ずる問題は特に、１つのステーション、例えばステーションＳ１、が他のステーション、例えばステーションＳ４、からデータを要求し、またこれらのデータを直接的に供給せず、これらのデータをその後の時点でステーションＳ１から新たに質問されなければならないことにある。ステーションＳ１の最初の質問と新たな質問との間の中間の間に他のステーション、例えばステーションＳ２、がすべての通信加入者に対して利用可能なステーションＳ４のサービスアクセスポイントにアクセスすると、本来ステーションＳ１に対して指定されているデータが誤ってステーションＳ２に到達する。
【００１８】
精確にこのことを避けるため、図３中に示されているように、各サービスアクセスポイントに原アドレスフィルタテーブルＱＡＣが対応付けられている。それによりいわば、リファレンスとしてその特性に基づいてそれ自体既に“ユーザーブランチ”の形式を呈する各個々のサービスアクセスポイントがもう一度別々の“ユーザーブランチ”に分割される。これらのユーザーブランチの各々はその際に関与している通信加入者に一義的に通信加入者のアドレスおよびそれと一致するユーザーブランチ番号を介して対応付けられている。
【００１９】
それゆえ、図２の例えばステーションＳ４におけるサービスアクセスポイントの拡張された機能を示すところの図３において、ステーションＳ１もステーションＳ２も同様にステーションＳ４のサービスアクセスポイント４を利用するとするならば、ステーションＳ１のすべてのデータが番号１を有するユーザーブランチに、また、ステーションＳ２のすべてのデータが番号２を有するユーザーブランチに到達する。前述したように、同じサービスアクセスポイント、即ち番号４を有するサービスアクセスポイントが使用されたとしても同様である。
【００２０】
第１の通信加入者は別の通信加入者との間の通信の際に前もって決められているサービスアクセスポイントを介して常にユーザーブランチにアクセスし、そのユーザーブランチの番号は直接的に第１の通信加入者のステーション番号と一致するか、もしくは他の仕方で例えば一義的なルックアップテーブルと対応付け可能である。バスにおけるアドレス衝突は許容されないので、通信加入者のアドレスは常に一義的であり、ユーザーブランチへのアクセスはいつでも衝突なしに行われることが保証される。
【００２１】
場合によっては設けられているルックアップテーブルは、例えば一方では各通信加入者のアドレスを含ませることができ、これらに好ましくは０（零）で始まる昇順または降順の数列からのそれぞれ１つの自然数が対応付けられている。他方では通信加入者のアドレスはしばしば各々のステーションアドレスからの先頭ビットをマスキングするという簡単な方法で、直接的にユーザーブランチ番号として解釈可能な自然数が得られるようにコード化されている。
【００２２】
それぞれポインタとして構成されているリファレンスに対するメモリ内の状況は図４および５により示される。しかし、リファレンスは必ずしもポインタとして構成されていなくてもよいことを指摘しておく。例えば、相応のデータ構造を定め、このようなデータ構造の個々の構成要素に直接的に各識別子に基づいてアクセスされ得るように構成することも可能である。
【００２３】
図４は既に知られているサービスアクセスポイントに対する可能なメモリ利用を示す。図４中に符号ＳＡＰを付されている第１の群のリファレンスは一次元のフィールドに編成されているポインタの群を含んでいる。フィールド番号、例えば２、により各サービスアクセスポイントがアクセスされ得る。フィールド番号はこうして直接的にサービスアクセスポイントと一致する。各番号のもとで参照可能なフィールド内に、通信データの一時記憶のために設けられているメモリ範囲を指す少なくとも１つのポインタが見出される。こうしてサービスアクセスポイント１に対応付けられているポインタはメモリ範囲Ｍ１をも指し、サービスアクセスポイント２に対応付けられているポインタはメモリ範囲Ｍ２をも指し、以下同様である。
【００２４】
それに対して図５は請求項１に示されている通信方法の範囲内のメモリの可能な利用を示す。再びサービスアクセスポイントは一次元の、そのつどのフィールド番号を介して参照可能なフィールドに編成される。これらのフィールドの各々は、図４中に示されている状況と対照的にいま直接的にメモリ範囲を指すのではなく、原アドレスコーディングのためのテーブルＱＡＣを指す少なくとも１つのポインタを有する。直接的または間接的に自然数２と一致するアドレスを有する通信加入者が請求項１に示されているような通信方法を実行し得る通信加入者にデータを送ると、送られたデータは以下に説明されるプランに従って各メモリ範囲に到達する。
【００２５】
計画に従って通信のためにサービスアクセスポイントが設けられている。サービスアクセスポイント１が使用されるものと仮定する。このサービスアクセスポイントには、原アドレスコーディングのためのテーブルＱＡＣ１を指すポインタが対応付けられている。データ転送する加入者のアドレスは２であり、または数２と対応する。従って原アドレスコーディングのためのテーブルＱＡＣ１から要素２が選択される。この要素のポインタはメモリ範囲Ｍ１２を指す。このメモリ範囲は個別的にこの通信過程に対してのみ利用可能である。他の通信加入者、例えばアドレス１を有する通信加入者、からのデータは、メモリ範囲Ｍ１２から完全に離れているメモリ範囲Ｍ１１に行き着く。
【００２６】
各メモリ範囲Ｍ１１、Ｍ１２、・・・Ｍ２１、Ｍ２２、・・・は必ずしも直線的にアドレス指定可能なメモリとして使用されないことが認められる。図６中にはメモリ範囲の利用の可能な形態が示されている。それによれば、メモリ範囲は受信待ち行列の第１の要素ＥＨ、即ち、ヘッド要素ＥＨ、受信待ち行列ＥＱおよびその要素ＥＱ′を有する受信待ち行列を指す少なくとも１つのポインタを含んでいる。完全に同様に、送信待ち行列のヘッドＲＨおよび送信待ち行列の要素ＲＱおよびＲＱ′を有する送信待ち行列も管理される。
【００２７】
バスを経て伝送されるデータの、原アドレスコーディングによりもたらされる一義的な対応付け可能性は、同じアクセスポイントの利用の際にもクロストラフィックの枠内で特に有利に表面に現れる。この目的でクロストラフィックの際には、クロストラフィックのためにのみ設けられているサービスアクセスポイントが使用される（基本的にはしかしもちろん各々のサービスアクセスポイントに対して、又はサービスアクセスポイントとのクロストラフィックが可能である）。
【００２８】
以下ではこのサービスアクセスポイントはクロストラフィック‐サービスアクセスポイントと呼ばれる。このクロストラフィック‐サービスアクセスポイントの標識およびコーディングは、クロストラフィックの可能性が利用されるべきときには常にこのサービスアクセスポイントが使用されるように、テレグラムのなかで特に固定的に予め定められている。このクロストラフィック‐サービスアクセスポイントにも原アドレスコーディングテーブルが対応付けられているので、パブリッシャからの各々のテレグラムはクロストラフィックの枠内で、クロストラフィック‐サービスアクセスポイントによりパブリッシャの原アドレスと結び付けて決められているメモリの一義的なアドレスに到達する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の対象とするバスシステムの構成図である。
【図２】 本発明の対象とするバスシステムを異なる表現により示した構成図である。
【図３】 本発明の実施例の構成図である。
【図４】 サービスアクセスポイントに対するメモリの利用形態の説明図である。
【図５】 本発明の実施例のサービスアクセスポイントに対するメモリの利用形態の説明図である。
【図６】 本発明のメモリの利用形態の説明図である。
【符号の説明】
Ｂ バス
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４ 通信加入者
ＳＡＰ１、ＳＡＰ２、ＳＡＰ３、ＳＡＰ４ サービスアクセスポイント
ＱＡＣ アドレスフィルタテーブル
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ_n、Ｍ₁₁〜Ｍ₂₂ メモリ範囲
ＥＨ 受信待ち行列のヘッド
ＥＱ 受信待ち行列の要素
ＲＨ 送信待ち行列のヘッド
ＲＱ 送信待ち行列の要素

Claims (3)

1. 技術的プロセスの制御及び（又は）監視のために設けられた通信加入者（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）の間の通信のための通信方法であって、通信加入者はバスシステム（Ｂ）を介して互いに通信可能に接続され、アドレスに基づいて同定可能であり、各通信加入者が第１の群のリファレンスをいわゆるサービスアクセスポイントとして管理する通信方法において、サービスアクセスポイントの少なくとも１つに対して第２の群のリファレンスが管理され、この第２の群のリファレンスからの個別のリファレンスへのアクセスがアクセスする通信加入者のアドレスに基づいて行われることを特徴とする通信方法。
2. 第２の群のリファレンスを管理するため、リファレンスの群に関して一義的な自然数がそれぞれ一義的にリファレンスと一致することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
3. バスシステムに接続されている通信加入者の各アドレスが、一義的にリファレンスと一致する自然数の１つに一義的に直接的に相当するか、又は一義的にリファレンスと一致する自然数の１つに一義的に移行され得ることを特徴とする請求項２記載の通信方法。

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