JP4938667B2 - データキューから部分的に受信されたメッセージの破棄 - Google Patents
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Description
本発明は、プロセス制御システムにおける、現場計器及び他のデバイスに使用する通信コントローラに関する。具体的には、本発明は、受信データメモリから部分的に受信されたメッセージを破棄するシステム及び方法である。
本発明は、複数のメッセージを格納可能なデータキューから部分的に受信されたメッセージを破棄するシステム及び方法である。メッセージが受信されたときに、データキューにおける書込ポインタの元の位置が格納される。そして、受信メッセージは、書込ポインタの元の位置で始まるデータキューに書き込まれる。受信メッセージがデータキューに書き込まれると、書込ポインタの位置がインクリメントされる。メッセージが破棄される場合には、書込ポインタは元の位置に戻され、通信デバイスによって受信された次のメッセージが、破棄される受信メッセージを上書きする。
<プロセス制御システムの概要>
本発明は、プロセス制御システムにおける現場計器と他のデバイスとに用いられる通信コントローラに関する。通信コントローラの用途は、メッセージとタイマ管理とのリンク層処理の大部分を実行することで、アプリケーションプロセッサもしくはCPUを解放し、アプリケーションプロセッサもしくはCPUが他の機能を実行できるようにすることである。本詳細な説明のために、ファウンデーション・フィールドバス通信プロトコルを用いるシステムを背景にして通信コントローラを説明する。ただし、通信コントローラは、パケットに基づいた通信プロトコルに対して一般的適用性を有している。
図2に、メッセージをセグメント12上に送信するのに用いられる物理層プロトコルデータユニット(PhPDU)のフォーマットを示す。PhPDUは、プリアンブルと、スタート・デリミタ(SD)と、データリンク・プロトコル・データ・ユニット(DLPDU)と、エンド・デリミタ(ED)とを含んでいる。プリアンブルは、PhPDUメッセージの最初の数ビットである。フィールドバス仕様では、1〜8バイトのプリアンブルが許容されている。メッセージを受信するデバイスは、プリアンブルを用いて、到来するメッセージと同期する。図2に示すように、プリアンブルにおける最初のバイト列は、1 0 1 0 1 0 1 0となっている。
活動開始(SOA)は、キャリア検出信号が有効になり、キャリア検出信号が少なくとも1ビット時間、もしくは2ビット時間(おおよそ16〜32μ秒)の間、安定したのちに発生する。この時間は、メッセージを受信するデバイスの内部クロックに対して、いつキャリア検出が有効になるかに依存する。キャリア検出信号が安定したのちに活動開始(SOA)が発生することによって、デバイスの通信コントローラは、プリアンブルの前半で起こる可能性が非常に高いノイズ異常を無視できる。追加時間は、ビット境界との同期に用いられ、それによりセグメント12上の短いノイズバーストが活動として誤解釈される可能性が排除される。送信メッセージの場合、送信イネーブルがいったん有効になると(つまり、PhPDUのプリアンブルがセグメント12へ送出されると)、SOAが発生する。
SOM_xmtは、メッセージ送信開始であり、送信メッセージのFCバイトが検出されたときの最初のビットの始まりで発生する。
<デバイス・アーキテクチャ>
図3は、基本デバイス24における通信部のブロック図を示している。尚、基本デバイス24における通信部は、デバイス20−28の各々のアーキテクチャを代表するものである。基本デバイス24は、中央処理装置(CPU)30と、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)32と、フラッシュ・メモリ34と、通信コントローラ36と、媒体接続装置(MAU)38とを備えている。
図4は、通信コントローラ36の機能ブロック図である。本実施形態では、通信コントローラ36は、デバウンス回路42と、ディジタル位相同期回路(PLL)44と、フロントエンドステートマシン46と、受信メッセージフィルタリング48と、受信先入れ先出し(FIFO)メモリ50と、送信ステートマシン52と、送信FIFOメモリ54と、送信ドライバ回路56と、受信/送信事象マネージャ58と、レジスタ群60と、クロック生成回路62と、発振器64と、タイマ群68と、CPUインターフェイス回路70とを備えている。
RxA線が無効になることで、フロントエンドステートマシン46は初期状態に復帰する。フロントエンドステートマシン46は、フィールドバス・セグメント12上の次の活動まで(つまり、再度RxAにてキャリア検出信号が供給されるまで)初期状態のままでいる。
通信ハードウェアは、一般的に、ネットワークから受信されたメッセージをフィルタ処理し、ソフトウェアに関連するメッセージのみを通過させる役割を担っている。メッセージのフィルタ処理は、ハードウェアに対して特別な問題、つまり、メッセージフィルタは、メッセージをフィルタ処理するか否かを決定する前に、メッセージを部分的に受信する必要があり得るという問題をもたらす。メッセージフィルタがメッセージをフィルタ処理すると決定した場合には、部分的に受信されたメッセージは破棄される必要がある。メッセージフィルタがメッセージをフィルタ処理しないと決定した場合には、ハードウェアは、既に部分的に受信された部分を含め、メッセージ全体をソフトウェアに送る必要がある。
Claims (10)
- 通信媒体上で通信を行うデバイスであって、
該デバイスは、
前記通信媒体上でメッセージの受信及び送信を行う媒体接続装置(MAU)と、
受信されたメッセージに格納されたデータの処理と、送信されるメッセージに格納されるデータの生成とを行う中央処理装置(CPU)と、
前記MAUと前記CPUとを接続する通信コントローラであって、データキューと、受信メッセージオブジェクトのキューとを含み、前記データキューが、前記通信媒体上で受信された複数のメッセージを格納し、各受信メッセージオブジェクトが、前記データキューに格納されたメッセージに対応し、前記データキューに対する読込動作及び書込動作が書込ポインタと、読込ポインタと、現在位置ポインタとによって維持される、通信コントローラと
を備え、
前記通信媒体上でメッセージを受信する前に、第1の受信メッセージオブジェクトが有効にされて、該メッセージが前記データキューに格納可能となり、該第1の受信メッセージオブジェクトが有効にされると、前記書込ポインタの元の位置が前記現在位置ポインタに格納され、前記データキューにメッセージが書き込まれると、前記書込ポインタがインクリメントされ、前記データキューからメッセージが読み込まれると、前記読込ポインタがインクリメントされ、
前記デバイスは、前記メッセージの受信が完了する前に、該メッセージを前記データキューから破棄すべきか決定し、該メッセージを破棄すべき場合には、前記第1の受信メッセージオブジェクトと前記書込ポインタとが無効にされて、該メッセージが前記データキューにさらに格納されるのを防止し、
前記メッセージを破棄すべき場合には、前記データキューの書込ポインタが前記現在位置ポインタによって格納された、前記読込ポインタと同じ位置である前記元の位置に戻される
ことを特徴とするデバイス。 - 請求項1に記載のデバイスであって、
受信メッセージオブジェクトを有効化するために有効フラグが設定され、該受信メッセージオブジェクトを無効化するために該有効フラグがクリアされる
ことを特徴とするデバイス。 - 請求項1に記載のデバイスであって、
前記メッセージの活動終了信号が受信されると、第2の受信メッセージオブジェクトが有効化される
ことを特徴とするデバイス。 - 請求項1に記載のデバイスであって、
前記データキューは、リングバッファに格納されている
ことを特徴とするデバイス。 - メッセージ全体が受信される前に、通信デバイスにおいて該メッセージをフィルタ処理する方法であって、
該方法は、
前記メッセージを受信する前に、第1の受信メッセージオブジェクトを有効化することと、
受信データメモリにおける書込ポインタの元の位置を現在位置ポインタに格納することと、
前記書込ポインタの前記元の位置で始まる前記受信データメモリに前記メッセージを書き込むことと、
前記メッセージが前記受信データメモリに書き込まれると、前記書込ポインタの位置をインクリメントすることと、
前記受信データメモリから前記メッセージが読み込まれると、読込ポインタの位置をインクリメントすることと、
前記通信デバイスが前記メッセージを破棄することを決定したときに、該メッセージが前記受信データメモリにさらに格納されるのを防止するために、前記受信データメモリにおける該メッセージの受信が完了する前に前記第1の受信メッセージオブジェクトと前記書込ポインタとを無効化することと、
前記メッセージの受信が完了する前に前記第1の受信メッセージオブジェクトが無効化された場合に、前記書込ポインタを前記現在位置ポインタによって格納された、前記読込ポインタの位置と同じ位置である前記元の位置に戻すことと
を含んでいることを特徴とする方法。 - 請求項5に記載の方法であって、
前記メッセージから活動開始信号を受信したときに、前記第1の受信メッセージオブジェクトは、有効化される
ことを特徴とする方法。 - 請求項5に記載の方法であって、さらに、
前記メッセージの活動終了信号が受信されると、第2の受信メッセージオブジェクトを有効化すること
を含んでいることを特徴とする方法。 - 請求項5に記載の方法であって、
前記第1の受信メッセージオブジェクトを有効化することは、
該第1の取得可能な受信メッセージオブジェクトの有効フラグを設定すること
を含んでいることを特徴とする方法。 - 請求項5に記載の方法であって、
前記第1の受信メッセージオブジェクトを無効化することは、
該第1の取得可能な受信メッセージオブジェクトの有効フラグを非設定にすること
を含んでいることを特徴とする方法。 - 通信媒体上で受信された複数のメッセージを格納する、通信デバイスのデータキューから部分的に受信されたメッセージを削除する方法であって、
該方法は、
前記通信媒体上でメッセージを受信する前に有効なデータオブジェクトを有効化することと、
前記メッセージの一部を受信する前に、データキューの書込ポインタの元の位置を現在位置ポインタに格納することと、
前記書込ポインタの前記元の位置で始まる前記データキューに前記受信メッセージを書き込むことと、
前記受信メッセージが前記データキューに書き込まれると、前記書込ポインタの位置をインクリメントすることと、
前記データキューから前記受信メッセージが読み込まれると、読込ポインタの位置をインクリメントすることと、
前記データキューへの前記メッセージの受信が完了する前に、前記メッセージを破棄すべきか決定することと、
前記メッセージが破棄される場合に、該メッセージが前記データキューにさらに格納されるのを防止するために、前記有効なデータオブジェクトと前記書込ポインタとを無効化することと、
前記メッセージの受信が完了する前に前記有効なデータオブジェクトが無効化される場合に、前記通信デバイスによって受信された次のメッセージが前記受信メッセージを上書きするように、前記書込ポインタを前記現在位置ポインタによって格納された前記元の位置に戻すことであって、前記データキューの書込ポインタを、前記読込ポインタの位置と同じ位置である前記元の位置に戻すことと
を含んでいることを特徴とする方法。
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