JP6207768B1

JP6207768B1 - 定周期データ伝送方法

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Publication number: JP6207768B1
Application number: JP2016566841A
Authority: JP
Inventors: 真鍋　勝重; 勝重真鍋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-05-26
Filing date: 2016-05-26
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2036-05-26
Also published as: WO2017203651A1; JPWO2017203651A1

Abstract

【課題】ネットワークに接続される複数の端末間で共有するメモリを更新する定周期データ伝送方法において、ネットワークの帯域の消費を低減することを目的とする。【解決手段】ネットワークに接続される複数の端末間で共有するメモリを更新する定周期データ伝送方法において、定周期データを送信する際に、端末は、他の端末からの共有メモリデータの受信状態と、変更された自端末の共有メモリデータを所定の時間周期で送信するようにした。

Description

この発明は、ネットワーク上の共有メモリを用いた定周期データ伝送方法に関するものである。

従来のネットワーク上の共有メモリを用いた定周期データ伝送方法においては、ネットワークに接続された複数の端末間で共有される情報を格納するための共有メモリがあり、自端末の共有メモリデータを他の端末へ定周期で送信し、一方、共有メモリデータを受信した端末は、その共有メモリデータに基づいて、自身の共有メモリにおける送信元の端末に割り当てられた領域のデータを更新する。自端末が定周期で共有メモリデータを送信する場合、送信元端末は、自端末の共有メモリデータに変更のない場合には同一の値となり、変更のあった場合に値が変更されるデータパターンIDを付加し、そのデータを受信した端末は、共有メモリデータを含むデータを受信すると、そのデータのデータパターンIDを含む送達確認応答を送信元端末に送信し、また、送達確認応答を受信した端末は、同一のデータパターンIDに対応する共有メモリデータの送信を停止するようにしている。（特許文献１を参照）

特開２０１０−１５７９１２号公報

従来のネットワーク上の共有メモリを用いた定周期データ伝送方法では、送信元端末が定周期で送信する共有メモリデータの送信を停止するためには、受信先端末から送達確認応答を受信することが必要であり、送達確認応答がなんらかの理由により送信元に届かない場合、送信元は、定周期データを送信し続けるため、ネットワークの帯域を消費し続けてしまう問題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、ネットワークの帯域の消費を低減できる定周期データ伝送方法を得ることを目的とする。

この発明になる定周期データ伝送方法は、ネットワークに接続される複数の端末で構成され、前記各端末は、端末間で共有する情報を格納するための共有メモリを有し、前記共有メモリにおける自端末に割り当てられた領域に格納されているデータである自端末データを他の端末へ共有メモリデータとして送信し、一方、共有メモリデータを受信した端末は、その共有メモリデータに基づいて自身の共有メモリにおける送信元の端末に割り当てられた領域のデータを更新するものであり、前記端末は、他の端末からの共有メモリデータの受信状態と、変更された自端末の共有メモリデータを所定の定周期で送信する定周期データ伝送方法において、
定周期データを送信する際に、送信元端末は自端末データに変更のない場合には、受信状態のみを送信し、変更があれば、受信状態と自端末データを送信するようにしたことを特徴とするものである。
また、この発明になる定周期データ伝送方法は、ネットワークに接続される複数の端末で構成され、前記各端末は、端末間で共有する情報を格納するための共有メモリを有し、前記共有メモリにおける自端末に割り当てられた領域に格納されているデータである自端末データを他の端末へ共有メモリデータとして送信し、一方、共有メモリデータを受信した端末は、その共有メモリデータに基づいて自身の共有メモリにおける送信元の端末に割り当てられた領域のデータを更新するものであり、前記端末は、他の端末からの共有メモリデータの受信状態と、変更された自端末の共有メモリデータを所定の定周期で送信する定周期データ伝送方法において、
自端末からの共有メモリデータが所定の周期時間の間、受信されていないと判断した場合に、自端末の共有メモリデータを送信することを特徴とするものである。

この発明になる定周期データ伝送方法によれば、定周期データを送信する際に、送信元端末は自端末データに変更のない場合には、受信状態のみを送信し、変更があれば、受信状態と自端末データを送信するようにしたので、前記特許文献１のように、送達確認応答を受信するまで自端末データを送信し続ける必要がないので、その分、ネットワーク帯域の消費を低減できる効果を奏する。

この発明に係る定周期伝送システムの概略構成を示す図である。この発明の実施の形態１における定周期データ送信方法を示す図である。この発明の実施の形態１における定周期データ受信方法を示す図である。この発明の実施の形態１における定周期伝送方式によるデータ送信の一例を示すチャート図である。この発明の実施の形態２における定周期データ送信方法を示す図である。この発明の実施の形態３における定周期データ送信方法を示す図である。この発明の実施の形態４における定周期データ送信方法を示す図である。この発明の実施の形態５における定周期データ送信方法を示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１〜図４に基づいて説明する。図１はこの発明の対象となる定周期伝送システムの概略構成図であり、図において、端末１−１〜１−５は、ネットワーク２に接続されている。また、端末１−１〜１−５は、アプリケーション処理部１１と、定周期データ伝送処理部１２と、プロトコル処理部１３を備えている。図１では、端末１−１のみ内部構成を示しているが、端末１−２〜端末１−５も端末１−１と同様の構成として説明を省略する。また、定周期データ伝送処理部１２は、内部に共有メモリ１４、受信状態メモリ１５を備えている。共有メモリ１４の内容は、ネットワーク２に接続される全端末間で同一性が確保されることが要求されている。受信状態メモリ１５の内容は、他の端末から受信した共有メモリデータの受信状態を格納する。

プロトコル処理部１３は、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）、ＩＰ（Internet Protocol）、Ethernet(登録商標)等の汎用のプロトコル処理を行う。一般のプロトコル処理部が行うのと同様に、プロトコル処理部１３では、主にＩＰ層以下の処理を行う。定周期データ伝送処理部１２は、定周期データ伝送に関する処理を実施し、定周期データ伝送で共有するデータを保持している共有メモリ１４への書込みや、他の端末から受信した共有メモリデータの受信状態を受信状態メモリ１５へ格納するなどの動作を行う。また、アプリケーション処理部１１は、共有メモリ１４の内容を参照してアプリケーション動作を実施する。

次に動作について説明する。
図２は、共有メモリ１４と受信状態メモリ１５の構成と共有メモリ１４に格納されているデータと受信状態メモリ１５に格納されているデータの送信方法を示す図である。共有メモリ１４、および、受信状態メモリ１５は、ネットワーク２に接続された端末毎に領域が割り当てられている。ここでは、端末１−１，１−２，…，１−５の識別子をそれぞれ＃１，＃２，…＃ｎ（この場合はｎ＝５）として示している。端末＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、所定の周期時間で共有メモリ１４から自身に割り当てられた端末＃ｉ用領域のデータ（以下、自端末データと称す）と前回送信した自端末データ１４−１を比較し、変更があれば、自端末データを前回送信した自端末データ１４−１へコピーすると共に（図中ａステップ）、送信カウンタ１４−２をインクリメントする。変更がなければ、何もしない。

次に送信カウンタ１４−２を受信状態メモリ１５の自身に割り当てられた端末＃ｉ受信状態と比較し、変更があれば、送信カウンタ１４−２を端末＃ｉ受信状態にコピーすると共に（図中ｂステップ）、プロトコル処理部１３により受信状態メモリ１５と前回送信した自端末データ１４−１（変更ずみ）を読み出し（図中ｃ１、ｃ２ステップ）、読み出したデータを定周期データ伝送データとして、Ethernet(登録商標)やUDP/IP等の汎用のプロトコルヘッダを付加して送信する。変更がなければ、受信状態メモリ１５のみ読み出し、読みだしたデータを定周期データ伝送データとして、Ethernet(登録商標)やUDP/IP等の汎用のプロトコルヘッダを付加して送信する。

図３は、共有メモリ１４と受信状態メモリ１５の構成と共有メモリ１４に格納されているデータと受信状態メモリ１５に格納されているデータの受信方法を示す図である。共有メモリ１４、および、受信状態メモリ１５は、ネットワーク２に接続された端末毎に領域が割り当てられている。ここでは、端末１−１，１−２，…，１−５の識別子をそれぞれ＃１，＃２，…＃ｎ（この場合はｎ＝５）として示している。受信端末は、Ethernet(登録商標)やUDP/IP等の汎用のプロトコルとして、定周期データ伝送データを受信すると、汎用のプロトコルヘッダ情報から送信元端末を端末＃ｉと識別する。次に定周期データ伝送データにある受信状態から端末＃ｉ受信状態を読み出し、受信状態メモリ１５に割り当てられた端末＃ｉ受信状態と比較し、変更があれば、受信状態メモリ１５に割り当てられた端末＃ｉ状態に読み出した状態をコピーすると共に（図中ステップd）、定周期データ伝送データにある自端末データを読み出し、共有メモリ１４に割り当てられた端末＃ｉ用領域にコピーする（図中ステップe）。変更がなければ、受信状態メモリ１５に割り当てられた端末＃ｉ状態に読みだした状態をコピーする（図中ステップd）だけとする。

図４は、定周期データ伝送方法によるデータ送信の一例を示すチャート図である。送信元端末＃ｉは、所定の周期時間＃S1において、自端末データに変更があるので、受信状態と自端末データを送信する（ステップＳ１１）。受信端末は、ステップＳ１１で送信された送信データを受信すると、プロトコル処理部１３が所定の処理を行った後に、定周期データ伝送処理部１２が、受信したデータに基づいて、送信元端末＃ｉに対応する受信状態メモリ１５の端末＃ｉ受信状態と共有メモリ１４の端末＃ｉ用領域を更新する。

次に送信元端末＃ｉは、所定の周期時間#S2において、（c1、c2）（ステップＳ１２）。受信端末は、ステップＳ１２で送信された送信データを受信すると、プロトコル処理部１３が所定の処理を行った後に、定周期データ伝送処理部１２が、受信したデータに基づいて、送信元端末＃ｉに対応する受信状態メモリ１５の端末＃ｉ受信状態を更新する。以降、同様にして、所定の周期時間#Sに送信元端末は、定周期データ伝送送信処理を実施し、定周期データを受信した受信端末は、定周期データ伝送受信処理を実施する。

このように、本実施の形態では、定周期データを送信する際に、送信元端末は自端末データに変更がない場合には、受信状態のみを送信し、変更があれば、受信状態と自端末データを送信するようにしたことにより、送達確認応答を受信するまで自端末データを送信し続ける必要がないので、その分、ネットワーク帯域の消費を低減できる。

実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２における定周期データ送信方法を示す図である。
上記実施の形態１では、図４におけるステップＳ１２により、自端末データに変更がない場合には、受信状態のみを送信し、変更があれば、受信状態と自端末データを送信するようにしたものについて述べたが、本実施の形態２においては、図５に示すように、受信カウンタ１５−１を設けることにより、ステップＳ１２において、受信状態メモリ１５の端末＃ｉ受信状態と端末＃ｉ以外の受信状態とを比較し、異なるカウンタ値であれば、受信カウンタ＃１５−１をインクリメントすると共に（ステップf）、所定の周期時間＃Sと比較して、長い周期時間であれば、自端末データを受信できていない端末が存在すると判断し、自端末データに変更がない場合であっても、前回送信した自端末データ１４−１と受信状態メモリ１５の受信状態を読み出し（ステップc1、c2）、読み出したデータを定周期データとして、Ethernet(登録商標)やUDP/IP等の汎用のプロトコルヘッダを付加して再送するようにしたものである。

本実施の形態によれば、自端末からの共有メモリデータが所定の周期時間の間、受信されていないと判断した場合に自端末の共有メモリデータを送信するようにしたので、ネットワークの帯域の消費を低減するとともに、全端末間での同一性の確保において、信頼性を向上させることができる。

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３における定周期データ送信方法を示す図である。
上記実施の形態２では、図５における受信カウンタ１５−１により、自端末データに変更がない場合であっても、前回送信した自端末データ１４−１と受信状態メモリ１５の受信状態を読み出し、読み出したデータを定周期データとして再送信する場合について述べたが、図６に示すように周期時間＃Ｓ１、＃Ｓ２、＃Ｓ３とは別に自端末データが受信されていないと判断する周期時間＃Ｒ１、＃Ｒ２、＃Ｒ３を設け、ステップＲ１１において、受信状態メモリ１５の端末＃ｉ受信状態と端末＃ｉ以外の受信状態とを比較し、異なるカウンタ値であれば、受信カウンタ＃１５−１をインクリメントするとともに、所定の周期時間＃Rと比較して、長い周期時間であれば、自端末データに変更がない場合であっても、前回送信した自端末データ１４−１と受信状態メモリ１５の受信状態を読み出し、読み出したデータを定周期データとして、Ethernet(登録商標)やUDP/IP等の汎用のプロトコルヘッダを付加して再送するようにしたものである。

本実施の形態では、自端末の共有メモリデータが変更されたことを判断する所定の周期時間と自端末からの共有メモリデータが受信されていないことを判断する所定の周期時間とを持つようにしたので、ネットワークの帯域の消費を低減するとともに、全端末間での同一性の確保において、信頼性と再送に対する応答性を向上させることができる。

実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４における定周期データ送信方法を示す図である。
上記実施の形態３では、図６におけるステップＲ１１により、自端末データに変更がない場合であっても、前回送信した自端末データ１４−１と受信状態メモリ１５の受信状態を読み出し、読み出したデータを定周期データとして再送する場合について述べたが、本実施の形態では、図７に示すように離脱カウンタ１６と離脱後検出フラグ１６−１を設け、図６におけるステップＳ１２、および、ステップＲ１１において、受信状態メモリ１５の端末＃ｉ受信状態と端末＃ｉ以外の受信状態とを比較し、異なるカウンタ値であれば、離脱カウンタ１６に割り当てられた該当する端末の離脱カウンタをインクリメントし、同一の値であれば、該当する端末の離脱カウンタをリセットするようにする。次に離脱カウンタ１６において、所定の周期時間＃Rと比較して、短い周期時間となる離脱カウンタ値があれば、該当する端末は、ネットワーク２に接続されていると判断し、離脱再送フラグ１６−１を有意にし、短い周期時間となる離脱カウンタ値がなければ無意とする。そして、離脱再送フラグが有意であれば、受信カウンタ＃１５−１をインクリメントし、無意であれば、リセットするようにしたので、ネットワークから離脱している端末への無為な再送を軽減し、ネットワークの帯域の消費を低減することができる。

実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５における定周期データ送信方法を示す図である。
上記実施の形態４では、図７における離脱カウンタ１６により、自端末データに変更がない場合であっても、前回送信した自端末データ１４−１と受信状態１５を読み出し、読みだしたデータを定周期データとして送信する場合について述べたが、本実施の形態では、図８に示すように更に参入カウンタ１７と参入誤検出フラグ１７−１を設け、図６におけるステップＳ１２、および、ステップＲ１１において、受信状態１５の端末＃ｉ受信状態と端末＃ｉ以外の受信状態とを比較し、同一のカウンタ値であれば、参入カウンタ１７に割り当てられた該当する端末の参入カウンタをインクリメントし、異なるカウンタ値であれば、該当する端末の参入カウンタをリセットする。

次に参入カウンタ１７において、所定の周期時間#Rと比較して、長い周期時間となる参入カウンタ値があれば、該当する端末は、ネットワーク２に接続されていると判断し、参入再送フラグ１７−１を有意にし、長い周期時間となる参入カウンタ値がなければ無意とする。そして、離脱再送フラグ１６−１、または、参入再送フラグ１７−１の何れかが有意であれば、受信カウンタ＃１５−１をインクリメントし、無意であれば、リセットするようにしたので、ネットワークに参入・離脱している端末を的確に把握することで無為な再送を軽減し、ネットワークの帯域の消費を低減することができる。

１−１、１−２、１−３、１−４、１−５端末、２ネットワーク、１１アプリケーション処理部、１２定周期データ伝送処理部、１３プロトコル処理部、１４共有メモリ、１５受診状態メモリ、１４−１前回送信した自端末データ、１４−２送信カウンタ、１５−１受信カウンタ、１６離脱カウンタ、１６−１離脱再送フラグ、１７参入カウンタ、１７−１参入再送フラグ

Claims

ネットワークに接続される複数の端末で構成され、前記各端末は、端末間で共有する情報を格納するための共有メモリを有し、前記共有メモリにおける自端末に割り当てられた領域に格納されているデータである自端末データを他の端末へ共有メモリデータとして送信し、一方、共有メモリデータを受信した端末は、その共有メモリデータに基づいて自身の共有メモリにおける送信元の端末に割り当てられた領域のデータを更新するものであり、前記端末は、他の端末からの共有メモリデータの受信状態と、変更された自端末の共有メモリデータを所定の定周期で送信する定周期データ伝送方法において、
定周期データを送信する際に、送信元端末は自端末データに変更のない場合には、受信状態のみを送信し、変更があれば、受信状態と自端末データを送信するようにしたことを特徴とする定周期データ伝送方法。
ネットワークに接続される複数の端末で構成され、前記各端末は、端末間で共有する情報を格納するための共有メモリを有し、前記共有メモリにおける自端末に割り当てられた領域に格納されているデータである自端末データを他の端末へ共有メモリデータとして送信し、一方、共有メモリデータを受信した端末は、その共有メモリデータに基づいて自身の共有メモリにおける送信元の端末に割り当てられた領域のデータを更新するものであり、前記端末は、他の端末からの共有メモリデータの受信状態と、変更された自端末の共有メモリデータを所定の定周期で送信する定周期データ伝送方法において、
自端末からの共有メモリデータが所定の周期時間の間、受信されていないと判断した場合に、自端末の共有メモリデータを送信することを特徴とする定周期データ伝送方法。
自端末の共有メモリデータが変更されたことを判断する所定の周期時間と、自端末からの共有メモリデータが受信されていないことを判断する所定の周期時間とを持つことを特徴とする請求項２に記載の定周期データ伝送方法。
共有メモリデータの受信状態を受信した端末は、自端末からの共有メモリデータが所定の周期時間の間、受信されていないと判断した場合に、受信されていない端末はネットワークから離脱したと認識することを特徴とする請求項２あるいは３に記載の定周期データ伝送方法。
共有メモリデータの受信状態を受信した端末は、自端末からの共有メモリデータが所定の周期時間の間、受信されていると判断した場合に、受信した端末はネットワークに参入したと認識することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の定周期データ伝送方法。