JP4257995B2

JP4257995B2 - 半二重通信制御方式

Info

Publication number: JP4257995B2
Application number: JP2004522006A
Authority: JP
Inventors: 孝一新開
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2023-05-09
Also published as: US7515554B2; DE10392734B3; US20050078617A1; JPWO2004100484A1; WO2004100484A1

Description

この発明は、ケーブルを使用した１対１での半二重通信の制御方式に関わり、２台の機器が両方同時に送信を開始してしまうことを防止する通信制御方式に関するものである。

従来の半二重通信を行う機器の動作について以下に説明する。
機器は送信を開始するときに送信要求信号を出力するが、送信要求信号を出力すると自機器の送信可信号に入力されるため、送信可能と判断してすぐにデータ送信を開始する。
しかし、上記の動作は２台の機器が非同期に実行しているため、両方の機器から同時に送信を開始してしまうことがある。この場合は送信開始後に２台の機器両方にキャリア検出信号が入力されることになるが、このときはあらかじめ設定しておいた優先順位の設定により、どちらかの機器が送信を中断する。
送信を中断する機器は、送信要求信号を解除して相手機器から送信されるデータを受信し、受信が完了した後に再度送信要求信号を出力して送信を再開する。
送信を開始したい機器は送信要求信号を出力し、その信号は相手機器の受信要求信号として入力される。
受信側の機器は受信要求信号が入力されると、受信側の機器が送信中でなければ受信可能であるため受信可能信号を出力し、その信号は送信側の機器の送信可信号として入力される。
送信側の機器は送信可信号が入力された後にデータの送信を開始するため、双方向から送信要求信号を出力した場合においても、受信可能信号を出力しないことにより２台の機器から同時に送信を開始してしまうことを防止することが可能である。

また、別の従来例として、一例として、特開昭６０−４１８４４号公報に示されるように、自機器から送信要求信号（伝送路取得要求信号）を出力したあとに、所定時間内に受信可能信号（許可信号）が入力されない場合はエラー判別をするものもある。

従来の半二重通信制御方式では、ケーブル内で必要な制御信号線は２本という少ない本数で済むが、送信要求信号出力を自機器の送信許可信号入力としているため、２台の機器から同時に送信要求信号が出力されたときに２台とも送信可能と判断してしまい、２台の機器から同時に送信を開始してしまうことがある、という問題点があった。
また、２台の機器から同時に送信したときの動作として、あらかじめ片方の機器には「送信継続」の設定をしておき、もう一方の機器には「送信中断」の設定をしておくことにより、同時送信時に「送信継続」の設定をした機器からの送信は可能であるが、両方の機器に「送信継続」と設定した場合や、「送信中断」と設定した場合の設定間違いを検出できないという問題点があった。
また、上述の別の従来例のものでは、相手機器が受信可能かの信号を送信側の機器が確認した後に送信を開始するため２台の機器から同時に送信を開始することはないが、ケーブル内で４本の信号線を制御信号として使用する必要があるためケーブルが太くなり、ケーブルの配線性が悪くなることや、ケーブルの価格が高くなるなどの問題点があった。
さらに、制御信号線をＨ／Ｗで監視しているため監視用の複雑な回路が必要となり、通信機器のサイズが大型になってしまうことや、通信機器の価格が高価になってしまうことなどの問題点があった。

そこで、この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、両方の機器から同時に送信を開始することを防止し、また、あらかじめ優先順位などの設定が不要な半二重通信制御方式を提供することを目的とするものである。

この発明は、第一の機器及びこの第一の機器と２本の信号線により接続された第二の機器を有し、前記２台の機器のそれぞれが自機器が通信可能かの状態を相手機器に通知して一対一の半二重通信を行う半二重通信制御方式において、前記第一の機器は通信要求の状態を通知する送信要求出力を前記第一の機器からオープンコレクタバッファを使用して送信要求信号として前記第二の機器へ出力するとともにその送信要求出力を前記第一の機器内で折り返して前記第一の機器内で送信要求入力として通信可能の状態を確認するとともに、前記第一の機器から送信された送信要求信号に対し、前記第二の機器は、当該第二の機器の送信要求出力の状態により送信側か受信側かを判断し、受信可能である場合に通信可能の状態を通知する送信許可出力を前記第二の機器からオープンコレクタバッファを使用して送信許可信号として前記第一の機器へ出力するとともにその送信許可出力を前記第二の機器内で折り返して前記第二の機器内で送信許可入力として通信可能の状態を確認するようにした半二重通信制御方式を提供するものである。

また、この発明は、２台の機器から同時に送信要求出力を出力した場合の、再度の送信要求出力を出力するまでの時間は、前記２台の機器に対しそれぞれ異なる時間をマイコンのプログラムによりランダムに決定するものである。

この発明は、各機器が送信許可を相手機器からの出力で判断するようにしたため、相手機器が受信可能かを確認した後での送信が可能になり、両方の機器から同時に送信を開始してしまうことを防止することができるものである。

又、各機器が送信要求出力を再度出力するまでの時間を２台の機器で異ならせることにより、２台同時の送信要求出力が競合して通信できない状態が続くことを防止することができるものである。

実施の形態１．
この発明の好適な実施の形態を、図を用いて説明する。
第１図は、この発明におけるケーブルを使用した半二重通信を行う機器の構成及び配線を示すブロック図であり、同図において、各通信機器の送信要求出力（ＲＥＱＯＨ）は自機器から相手機器に対して送信するときにＨを出力する信号であり、送信要求入力（ＲＥＱＩＨ）は相手機器から自機器に対して送信するとき、または、自機器から相手機器に対して送信するときにＨが入力される信号である。

上記と同様に、各機器の送信許可出力（ＡＣＫＯＨ）は相手機器から自機器に対しての送信を許可するときにＨを出力する信号であり、送信許可入力（ＡＣＫＩＨ）は相手機器から自機器に対して送信を許可したとき、または、自機器から相手機器に対して送信を許可したときにＨが入力される信号である。

ＲＥＱは２台の通信機器の間を接続するケーブル内の信号であり、少なくともどちらか片方の機器が送信要求出力をＨにしているときにＬになる信号で、各機器の送信要求出力からオープンコレクタのバッファを通したあとの信号を接続した信号である。２台の機器が両方とも送信要求出力をＬにしているときはバッファの出力はＺ（ハイインピーダンス）となっているが、通信機器内のプルアップ抵抗によりＲＥＱはＨとなる。

上記と同様にＡＣＫは２台の通信機器の間を接続するケーブル内の信号であり、少なくともどちらか片方の機器が送信許可出力をＨにしているときにＬになる信号で、各機器の送信許可出力からオープンコレクタのバッファを通したあとの信号を接続した信号である。２台の機器が両方とも送信許可出力をＬにしているときは、通信機器内のプルアップ抵抗によりＡＣＫはＨとなる。

次に、この実施の形態のものの動作について、第２図と第３図のフローチャートを参照して、以下に説明する。
各機器の送信要求出力、及び送信許可出力は、通常はＬであり、ケーブル内でのＲＥＱ、及びＡＣＫは、オープンコレクタのバッファの出力がＺであるため、機器内のプルアップ抵抗によりＨとなっている。
上記状態ではＲＥＱ、及びＡＣＫがＨであるため、送信要求入力、及び送信許可入力は、インバータバッファによりＬが入力される。
通信機器１が通信機器２に対して送信するときには、まず通信機器１は送信要求出力をＨにする（Ｓ１）。これによりＲＥＱがＬとなるため、通信機器１と通信機器２の送信要求入力にはＨが入力される（Ｓ２，Ｓ１００）。

送信要求入力にＨが入力された機器は、自機器の送信要求出力の状態によって送信側か受信側かの判断をおこなう。通信機器１の状態である送信要求出力にＨを出力していれば、相手機器に対して送信許可要求中（送信側）であるため何もしないが、通信機器２の状態である送信要求出力にＬを出力していれば、相手からの送信許可要求中（受信側）であるため、自機器が受信可能であれば送信許可出力にＨを出力する（Ｓ１０１，Ｓ１０２）。
受信側通信機器が送信許可出力にＨを出力することにより、ＡＣＫがＬとなるため、通信機器１と通信機器２の送信許可入力にはＨが入力される（Ｓ３，Ｓ１０３）。
送信要求出力にＨを出力した送信側の通信機器は、送信許可入力にＨが入力されると相手機器が受信可能であると判断して、データの送信を開始する（Ｓ４）。また、受信側の通信機器は、データの受信を開始する（Ｓ１０４）。

送信側の通信機器は送信が完了すると、Ｈを出力していた送信要求出力をＬにする（Ｓ５）。これによりＲＥＱがＨとなり、送信側、及び受信側の通信機器での送信要求入力がＬになる（Ｓ６，Ｓ１０５）。
受信側の通信機器では、Ｈが入力されていた送信要求入力がＬに変化したことにより、相手機器からの送信が完了したと判断して（Ｓ１０６）、Ｈを出力していた送信許可出力をＬにする（Ｓ１０７）。これによりＡＣＫがＨとなり、送信側、及び受信側の通信機器での送信許可入力がＬになり（Ｓ７，Ｓ１０８）、初期状態に戻る。

送信側機器が送信要求出力にＨを出力している状態において、送信許可入力が一定時間Ｈにならない場合は、相手機器が受信不可であると判断して、送信側機器は一度送信要求出力をＬに戻して、暫くした後に再度送信要求の動作をおこなう。

両方の機器から同時に送信要求出力にＨを出力したときは（Ｓ１０，Ｓ１１０）、両方の機器とも、送信要求入力がＨになるが送信要求出力にＨを出力しているので、送信許可要求中（送信側）であると判断して送信許可出力にＨを出力しないため、上記動作により両方の機器とも相手機器が受信不可であると判断して、送信要求出力をＬに戻して（Ｓ１２，Ｓ１１２）、暫くした後に再度送信要求の動作をおこなう（Ｓ１４，Ｓ１１４）。

マイコンからマイコンバスを介して送信要求出力を直接制御することにより、送信要求出力をＬに戻した機器が再度送信要求出力をＨにするまでの時間をマイコンで決定することが可能になる。これにより、各機器が送信要求出力を再度出力するまでの時間をマイコンのプログラムでランダムとして、以降、２台同時に送信要求出力が競合して通信できない状態が続くことを防止する。

以上のようにこの発明によれば、各機器が送信許可を相手機器からの出力で判断するようにしたため、相手機器が受信可能かを確認した後での送信が可能になり、両方の機器から同時に送信を開始してしまうことによる通信エラーを防止することができるものである。

以上のように、この発明にかかる半二重通信制御方式は、ＦＡ機器等の通信において用いられるのに適している。

第１図は、この発明による半二重通信を行う機器の構成及び配線を示すブロック図である。第２図は、この発明による通常通信時の制御信号の動作を示すフローチャートである。第３図は、この発明による通信競合時の制御信号の動作を示すフローチャートである。

Claims

第一の機器及びこの第一の機器と２本の信号線により接続された第二の機器を有し、前記２台の機器のそれぞれが自機器が通信可能かの状態を相手機器に通知して一対一の半二重通信を行う半二重通信制御方式において、
前記第一の機器は通信要求の状態を通知する送信要求出力を前記第一の機器からオープンコレクタバッファを使用して送信要求信号として前記第二の機器へ出力するとともにその送信要求出力を前記第一の機器内で折り返して前記第一の機器内で送信要求入力として通信可能の状態を確認するとともに、前記第一の機器から送信された送信要求信号に対し、前記第二の機器は、当該第二の機器の送信要求出力の状態により送信側か受信側かを判断し、受信可能である場合に通信可能の状態を通知する送信許可出力を前記第二の機器からオープンコレクタバッファを使用して送信許可信号として前記第一の機器へ出力するとともにその送信許可出力を前記第二の機器内で折り返して前記第二の機器内で送信許可入力として通信可能の状態を確認するようにしたことを特徴とする半二重通信制御方式。
２台の機器から同時に送信要求出力を出力した場合の、再度の送信要求出力を出力するまでの時間は、前記２台の機器に対しそれぞれ異なる時間をマイコンのプログラムによりランダムに決定することを特徴とする請求項第１項記載の半二重通信制御方式。