JP6301027B2 - 組込み装置、通信方法及び通信プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、スレーブ局に組み込まれる組込み装置、通信方法及び通信プログラムに関する。
近年、ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ・Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）システムでは、ＦＡコントローラ間及びＦＡコントローラとＩ／Ｏ間でＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ベースの産業用フィールドネットワーク（ＩＦＮＷ：Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ・Ｆｉｅｌｄ・ｎｅｔｗｏｒｋ）が使用されている。以降、ＦＡコントローラをマスタ局、Ｉ／Ｏをスレーブ局とする。
マスタ局が複数のスレーブ局を制御する場合、省配線を目的として、ライン型のネットワークトポロジーで、機器間が接続される。こうした産業用フィールドネットワークでは、プロトコルの種別に応じて、トークンフレームを用いたフレームの送受信が行われている。
マスタ局が複数のスレーブ局を制御する場合、省配線を目的として、ライン型のネットワークトポロジーで、機器間が接続される。こうした産業用フィールドネットワークでは、プロトコルの種別に応じて、トークンフレームを用いたフレームの送受信が行われている。
サーボシステムのように、同期性及びリアルタイム応答性が必要なシステムでは、あるスレーブ局が自局宛てトークンフレームを受信してから、次の局に対してトークンフレームを渡すまでの処理時間を短くすることで、タクトタイムの短縮が図られ、単位時間当たりの生産性が向上する。
このように、トークンフレームを用いたプロトコルでは、ある局が自局宛てトークンフレームを受信してから、次局に対してトークンフレームを送信するまでの時間が重要となる。
一般的にこのようなシステムのスレーブ局は、トークンフレームを受信すると、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ・Ｓｐｅｃｉｆｉｃ・Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ・Ｃｉｒｃｕｉｔ）のような専用ハードウェアにより、フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ：Ｆｒａｍｅ・Ｃｈｅｃｋ・Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を付与して専用フレームを生成する。そして、スレーブ局は、生成した専用フレームにより自局データを送信後、即座に次局に向けてトークンフレームを送信する。このような処理は、ソフトウェアの処理とは独立に実行される。このように、専用ハードウェアを用いることで、ソフトウェアから独立して、専用フレームを生成可能であり、同期性及びリアルタイム応答性の高いＦＡシステムが構築可能となる。
このように、高精度で同期性及びリアルタイム応答性の高いＦＡシステムを構築可能なＩＦＮＷについて、特許文献１に記載されている。
このように、トークンフレームを用いたプロトコルでは、ある局が自局宛てトークンフレームを受信してから、次局に対してトークンフレームを送信するまでの時間が重要となる。
一般的にこのようなシステムのスレーブ局は、トークンフレームを受信すると、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ・Ｓｐｅｃｉｆｉｃ・Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ・Ｃｉｒｃｕｉｔ）のような専用ハードウェアにより、フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ：Ｆｒａｍｅ・Ｃｈｅｃｋ・Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を付与して専用フレームを生成する。そして、スレーブ局は、生成した専用フレームにより自局データを送信後、即座に次局に向けてトークンフレームを送信する。このような処理は、ソフトウェアの処理とは独立に実行される。このように、専用ハードウェアを用いることで、ソフトウェアから独立して、専用フレームを生成可能であり、同期性及びリアルタイム応答性の高いＦＡシステムが構築可能となる。
このように、高精度で同期性及びリアルタイム応答性の高いＦＡシステムを構築可能なＩＦＮＷについて、特許文献１に記載されている。
しかし、特許文献１の技術では、専用ハードウェアが必要となるため、スレーブ局の製品コストが上がるという課題がある。また、ハードウェアによりプロトコル処理が固定化されてしまうため、後から付加的な機能の追加が不可能であるという課題がある。そこで、専用ハードウェアではなく、ソフトウェアによって、プロトコルを処理したいという要求がある。このように、ソフトウェアプロトコルスタックがフレームを生成する場合、フレームチェックシーケンスの付与など、フレームの生成にかかわる処理をソフトウェアにて行う必要がある。
ここで、ソフトウェアによってフレームチェックシーケンスの付与を行う場合の課題について説明する。フレームチェックシーケンスはフレームチェックバイトともいう。フレームチェックシーケンスとしては、一般的に巡回冗長検査（ＣＲＣ：Ｃｙｃｌｉｃ・Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ・Ｃｈｅｃｋ）が使用されることが多い。Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームのフレームチェックシーケンスは、一般的に、汎用のＬＡＮコントローラにより付与されるため、ソフトウェアが意識する必要がない。しかし、プロトコルの仕様によっては、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームのフレームチェックシーケンス以外の領域に、フレームチェックのデータを付与する必要がある。こうしたプロトコルにおいて、送信データに対するフレームチェックデータを付与するためにＣＲＣを算出する場合、ＣＲＣのアルゴリズムでは、自局から送信するデータを全て読み出す必要がある。ここで、スレーブ局で使用されるハードウェアは、貧弱なＣＰＵ性能あるいはＩ／Ｏ性能であることが多く、自局の送信フレームのメモリ読み出しに大幅な時間がかかってしまい、自局宛てトークンフレームを受信してから、自局のデータを送信するまでの時間が伸びてしまう。この結果、他局がすべてハードウェアによるスレーブ局であっても、ソフトウェアスレーブ局が一つあるだけで、システム全体の同期性及びリアルタイム応答性が悪化してしまう。
本発明は、応答時間以内にフレーム送信処理が完了しないと判定された場合であっても、応答時間内に正しいフレームを送信することで、他のハードウェアスレーブ局の周期性に影響を与えないことを目的とする。
本発明に係る組込み装置は、
応答フレームの送信指示を受信してから前記応答フレームの送信が完了するまでの応答時間を記憶する応答時間バッファと、
第１データと前記第１データから計算されたフレームチェックシーケンスとを計算済みフレームとして記憶する計算済みバッファと、
前記送信指示を受信すると、第２データを取得して前記第２データからフレームチェックシーケンスを計算する処理を開始すると共に、前記第２データと前記第２データから計算されたフレームチェックシーケンスとを作成して前記応答フレームとして送信するフレーム送信処理が前記応答時間以内に完了するか否かを判定し、前記フレーム送信処理が前記応答時間以内に完了しないと判定した場合、前記計算済みバッファに記憶されている前記計算済みフレームを前記応答フレームとして送信する送信部とを備える。
応答フレームの送信指示を受信してから前記応答フレームの送信が完了するまでの応答時間を記憶する応答時間バッファと、
第１データと前記第１データから計算されたフレームチェックシーケンスとを計算済みフレームとして記憶する計算済みバッファと、
前記送信指示を受信すると、第２データを取得して前記第２データからフレームチェックシーケンスを計算する処理を開始すると共に、前記第２データと前記第２データから計算されたフレームチェックシーケンスとを作成して前記応答フレームとして送信するフレーム送信処理が前記応答時間以内に完了するか否かを判定し、前記フレーム送信処理が前記応答時間以内に完了しないと判定した場合、前記計算済みバッファに記憶されている前記計算済みフレームを前記応答フレームとして送信する送信部とを備える。
本発明に係る組込み装置によれば、計算済みフレームを記憶する計算済みバッファと、送信指示を受信すると、応答フレームを送信するフレーム送信処理が応答時間以内に完了するか否かを判定し、応答時間以内にフレーム送信処理が完了しないと判定した場合、計算済みバッファに記憶されている計算済みフレームを応答フレームとして送信する送信部とを備えるので、応答時間以内にフレーム送信処理が完了しないと判定した場合であっても正しい応答フレームを応答時間以内に送信することができるという効果を奏する。
実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１は、本実施の形態に係る組込み装置１００を含むＩＦＮＷ４００を示す図である。
マスタ局４０１は、ＩＦＮＷ４００全体のネットワークを管理する局である。
ソフトウェアスレーブ局４０２は、本実施の形態に係る組込み装置１００を搭載した局である。
ハードウェアスレーブ局４０３は、ハードウェアによりフレームを送受信する局である。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１は、本実施の形態に係る組込み装置１００を含むＩＦＮＷ４００を示す図である。
マスタ局４０１は、ＩＦＮＷ４００全体のネットワークを管理する局である。
ソフトウェアスレーブ局４０２は、本実施の形態に係る組込み装置１００を搭載した局である。
ハードウェアスレーブ局４０３は、ハードウェアによりフレームを送受信する局である。
ソフトウェアスレーブ局４０２は、マスタ局４０１から送信指示３１０を受信する。送信指示３１０は、応答フレーム３２０の送信を指示するトークンフレームである。ソフトウェアスレーブ局４０２の組込み装置１００は、送信指示３１０を受信すると、応答フレーム３２０を生成し、マスタ局４０１に向けて送信するとともに、他のスレーブ局に送信指示３１０を転送する。
本実施の形態では、応答フレーム３２０の生成にかかわる処理をソフトウェアにて行うソフトウェアスレーブ局４０２に搭載される組込み装置１００について説明する。本実施の形態に係る組込み装置１００は、フレームチェックシーケンスを算出する処理にオーバヘッドがある場合でも、一定時間内に応答することができる。
図２は、本実施の形態に係るＩＦＮＷ４００において送受信されるフレーム３００の構成を示す図である。上述した応答フレーム３２０及び送信指示３１０は、フレーム３００の例である。
フレーム３００は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ３０２、ＩＦＮＷヘッダ３０３、ＩＦＮＷデータ３０４、ＩＦＮＷフレームチェックシーケンス３０５を含む。
フレーム３００は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ３０２、ＩＦＮＷヘッダ３０３、ＩＦＮＷデータ３０４、ＩＦＮＷフレームチェックシーケンス３０５を含む。
Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ３０２は、送信元ＭＡＣアドレスと、送信先ＭＡＣアドレスと、フレームタイプとを含むフィールドである。
ＩＦＮＷヘッダ３０３は、ＩＦＮＷ４００で定義されるヘッダである。ＩＦＮＷヘッダ３０３は、送信元アドレス、送信先アドレスといった情報を含む。
ＩＦＮＷデータ３０４は、ＩＦＮＷ４００で定義されるデータである。ＩＦＮＷデータ３０４は、入力デバイスの状態を示すデータといった情報である。
ＩＦＮＷフレームチェックシーケンス３０５は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ３０２、ＩＦＮＷヘッダ３０３及びＩＦＮＷデータ３０４の値から算出されるフレームチェックシーケンス用のフィールドである。一般的にはＣＲＣ−３２が使用される。以降の処理において、フレームチェックシーケンスの算出と記載する場合は、ＩＦＮＷフレームチェックシーケンス３０５に設定するフレームチェックシーケンスの算出を意味するものとする。
ＩＦＮＷヘッダ３０３は、ＩＦＮＷ４００で定義されるヘッダである。ＩＦＮＷヘッダ３０３は、送信元アドレス、送信先アドレスといった情報を含む。
ＩＦＮＷデータ３０４は、ＩＦＮＷ４００で定義されるデータである。ＩＦＮＷデータ３０４は、入力デバイスの状態を示すデータといった情報である。
ＩＦＮＷフレームチェックシーケンス３０５は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ３０２、ＩＦＮＷヘッダ３０３及びＩＦＮＷデータ３０４の値から算出されるフレームチェックシーケンス用のフィールドである。一般的にはＣＲＣ−３２が使用される。以降の処理において、フレームチェックシーケンスの算出と記載する場合は、ＩＦＮＷフレームチェックシーケンス３０５に設定するフレームチェックシーケンスの算出を意味するものとする。
図３を用いて、本実施の形態に係る組込み装置１００の構成について説明する。
本実施の形態において、組込み装置１００は、コンピュータである。組込み装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）９０１、通信装置９１０、記憶装置９２０、入力デバイス９３０、出力デバイス９４０、タイマ９５０といったハードウェアを備える。記憶装置９２０は、メモリ９２１と補助記憶装置９２２とを含む。
本実施の形態において、組込み装置１００は、コンピュータである。組込み装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）９０１、通信装置９１０、記憶装置９２０、入力デバイス９３０、出力デバイス９４０、タイマ９５０といったハードウェアを備える。記憶装置９２０は、メモリ９２１と補助記憶装置９２２とを含む。
また、組込み装置１００は、機能構成として、スレーブ受信部１１０と、計算時間算出部１２０と、送信部１３０と、記憶部１５０とを備える。送信部１３０は、ＦＣＳ算出部１３１と、スレーブ送信部１３２とを備える。以下の説明では、組込み装置１００におけるスレーブ受信部１１０と、計算時間算出部１２０と、送信部１３０との機能を、組込み装置１００の「部」の機能という。送信部１３０の機能とはＦＣＳ算出部１３１とスレーブ送信部１３２との機能である。組込み装置１００の「部」の機能は、ソフトウェアで実現される。
また、記憶部１５０は、メモリ９２１で実現される。記憶部１５０は、応答時間バッファ１１と、開始時刻バッファ１２と、経過時間バッファ１３と、計算済みバッファ１４と、計算中バッファ１５と、推定時間バッファ１６と、受信時刻バッファ１７とを備える。
ＣＰＵ９０１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
ＣＰＵ９０１は、プロセッシングを行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ・Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。ＣＰＵ９０１は、プロセッサである。
ＣＰＵ９０１は、プロセッシングを行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ・Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。ＣＰＵ９０１は、プロセッサである。
補助記憶装置９２２は、具体的には、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ・Ｏｎｌｙ・Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、又は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ・Ｄｉｓｋ・Ｄｒｉｖｅ）である。メモリ９２１は、具体的には、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ・Ａｃｃｅｓｓ・Ｍｅｍｏｒｙ）である。記憶部１５０は、メモリ９２１により実現されるが、補助記憶装置９２２及びメモリ９２１の両方により実現されてもよい。
通信装置９１０は、具体的には、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ・Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ・Ｃａｒｄ）である。通信装置９１０は、受信ＮＩＣ９１１と送信ＮＩＣ９１２とを備える。受信ＮＩＣ９１１は、上位の局からフレームを受信し、ＣＰＵ９０１に通知する。送信ＮＩＣ９１２は、ＣＰＵ９０１の指示により下位の局に対し、フレームを送信する。受信ＮＩＣ９１１はレシーバであり、送信ＮＩＣ９１２はトランスミッタである。
入力デバイス９３０は、ユーザからの入力あるいは工場のラインのセンサ情報などに応じて、ＣＰＵ９０１に対し入力状態を通知する。出力デバイス９４０はＣＰＵ９０１の指示により、ＬＥＤの表示といったユーザに対する通知、あるいは工場のラインの状態を変更する。
タイマ９５０は、処理の経過時間を取得するために用いられる。
タイマ９５０は、処理の経過時間を取得するために用いられる。
補助記憶装置９２２には、「部」の機能を実現するプログラムが記憶されている。「部」の機能を実現するプログラムを通信プログラム５２０ともいう。このプログラムは、メモリ９２１にロードされ、ＣＰＵ９０１に読み込まれ、ＣＰＵ９０１によって実行される。
「部」の処理の結果を示す情報、データ、信号値、及び、変数値は、補助記憶装置９２２、メモリ９２１、又は、ＣＰＵ９０１内のレジスタ又はキャッシュメモリに記憶される。
「部」の機能を実現するプログラムは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｃ）といった可搬記録媒体に記憶されてもよい。
なお、通信プログラムプロダクトと称されるものは、「部」として説明している機能を実現するプログラムが記録された記憶媒体及び記憶装置であり、見た目の形式に関わらず、コンピュータ読み取り可能なプログラムをロードしているものである。
なお、通信プログラムプロダクトと称されるものは、「部」として説明している機能を実現するプログラムが記録された記憶媒体及び記憶装置であり、見た目の形式に関わらず、コンピュータ読み取り可能なプログラムをロードしているものである。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
スレーブ受信部１１０のスレーブ受信処理は、受信ＮＩＣ９１１から受信したデータを各バッファに記憶し、必要な処理を呼び出す処理である。
計算時間算出部１２０の計算時間算出処理は、ネットワーク初期化時に、この組込み装置１００においてフレームチェックシーケンスの処理時間を算出する場合に、どの程度の処理時間がかかるかを推定する処理である。
ＦＣＳ算出部１３１のＦＣＳ算出処理は、送信するフレームからフレームチェックシーケンスを算出する処理である。
スレーブ送信部１３２のスレーブ送信処理は、送信ＮＩＣ９１２に対し、送信するデータを通知する処理である。
スレーブ受信部１１０のスレーブ受信処理は、受信ＮＩＣ９１１から受信したデータを各バッファに記憶し、必要な処理を呼び出す処理である。
計算時間算出部１２０の計算時間算出処理は、ネットワーク初期化時に、この組込み装置１００においてフレームチェックシーケンスの処理時間を算出する場合に、どの程度の処理時間がかかるかを推定する処理である。
ＦＣＳ算出部１３１のＦＣＳ算出処理は、送信するフレームからフレームチェックシーケンスを算出する処理である。
スレーブ送信部１３２のスレーブ送信処理は、送信ＮＩＣ９１２に対し、送信するデータを通知する処理である。
応答時間バッファ１１は、ネットワーク起動時にマスタ局４０１から通知される応答時間Ｔｍを保持する。応答時間Ｔｍは、スレーブ局において応答フレーム３２０の送信指示３１０を受信してから応答フレーム３２０の送信が完了するまでの時間である。
開始時刻バッファ１２は、フレームチェックシーケンスを算出するＦＣＳ算出部１３１がフレームチェックシーケンス算出処理を開始した際に、タイマ９５０から取得した開始時刻ｔｓを保持するバッファである。
経過時間バッファ１３は、開始時刻バッファ１２に保持されているフレームチェックシーケンス算出処理の開始時刻ｔｓから現在時刻ｔｋまでのフレームチェックシーケンス算出処理の経過時間Ｔｋを保持するバッファである。
計算済みバッファ１４は、ＦＣＳ算出部１３１により算出されたフレームチェックシーケンスを含む計算済みフレーム１４１を保持するバッファである。
計算中バッファ１５は、ＦＣＳ算出部１３１によるフレームチェックシーケンス算出処理に使用されているフレーム情報を保持するバッファである。フレーム情報はヘッダとデータのみであり、フレームチェックシーケンスは含まれていない。
推定時間バッファ１６は、計算時間算出部１２０により算出されたフレームチェックシーケンス算出処理の処理時間である計算時間Ｔｆを記憶するバッファである。計算時間Ｔｆは、計算時間算出部１２０により推定されたフレームチェックシーケンス算出処理の処理推定時間ともいう。
受信時刻バッファ１７は、スレーブ受信部１１０がトークンフレームである送信指示３１０を受信した際に、タイマ９５０から取得した受信時刻ｔ０を保持するバッファである。
開始時刻バッファ１２は、フレームチェックシーケンスを算出するＦＣＳ算出部１３１がフレームチェックシーケンス算出処理を開始した際に、タイマ９５０から取得した開始時刻ｔｓを保持するバッファである。
経過時間バッファ１３は、開始時刻バッファ１２に保持されているフレームチェックシーケンス算出処理の開始時刻ｔｓから現在時刻ｔｋまでのフレームチェックシーケンス算出処理の経過時間Ｔｋを保持するバッファである。
計算済みバッファ１４は、ＦＣＳ算出部１３１により算出されたフレームチェックシーケンスを含む計算済みフレーム１４１を保持するバッファである。
計算中バッファ１５は、ＦＣＳ算出部１３１によるフレームチェックシーケンス算出処理に使用されているフレーム情報を保持するバッファである。フレーム情報はヘッダとデータのみであり、フレームチェックシーケンスは含まれていない。
推定時間バッファ１６は、計算時間算出部１２０により算出されたフレームチェックシーケンス算出処理の処理時間である計算時間Ｔｆを記憶するバッファである。計算時間Ｔｆは、計算時間算出部１２０により推定されたフレームチェックシーケンス算出処理の処理推定時間ともいう。
受信時刻バッファ１７は、スレーブ受信部１１０がトークンフレームである送信指示３１０を受信した際に、タイマ９５０から取得した受信時刻ｔ０を保持するバッファである。
＜通信処理Ｓ１００＞
図４を用いて、本実施の形態に係る組込み装置１００の通信方法５１０及び通信プログラム５２０による通信処理Ｓ１００について説明する。
通信処理Ｓ１００は、接続準備処理Ｓ１１０と、送信指示３１０を受信した際の送信処理Ｓ１２０とを有する。送信処理Ｓ１２０は、トークン受信時処理ともいう。
＜接続準備処理Ｓ１１０＞
図５を用いて、本実施の形態に係る組込み装置１００の接続準備処理Ｓ１１０について説明する。
ステップＳ１１１において、スレーブ受信部１１０は、マスタ局４０１から受信した応答時間Ｔｍを応答時間バッファ１１に記憶する。すなわち、応答時間バッファ１１には、応答フレーム３２０の送信指示３１０を受信してから応答フレーム３２０の送信が完了するまでの応答時間Ｔｍが記憶される。
ステップＳ１１２において、スレーブ受信部１１０は、計算時間算出部１２０を呼び出す。
ステップＳ１１３において、計算時間算出部１２０は、フレームチェックシーケンス算出処理の処理時間を推定し、計算時間Ｔｆとして推定時間バッファ１６に記憶する。すなわち、計算時間算出部１２０は、フレームチェックシーケンスの計算にかかる計算時間Ｔｆを算出する。計算時間算出部１２０は、スレーブ受信部１１０に処理を戻す。
ステップＳ１１４において、スレーブ受信部１１０はＦＣＳ算出部１３１を呼び出す。
ステップＳ１１５において、ＦＣＳ算出部１３１は、入力デバイス９３０から初期状態を示す第１データを取得し、第１データのフレームチェックシーケンスを算出し、計算済みバッファ１４に記憶する。第１データとは入力デバイス９３０から取得した機器の状態を表すデータであり、ここでは初期状態の入力デバイス９３０から取得した機器の状態を表すデータである。なお、第１データには入力デバイス９３０から取得したデータ自体とヘッダとが含まれるものとする。計算済みバッファ１４には、第１データと第１データから計算されたフレームチェックシーケンスとが計算済みフレーム１４１として記憶される。
図４を用いて、本実施の形態に係る組込み装置１００の通信方法５１０及び通信プログラム５２０による通信処理Ｓ１００について説明する。
通信処理Ｓ１００は、接続準備処理Ｓ１１０と、送信指示３１０を受信した際の送信処理Ｓ１２０とを有する。送信処理Ｓ１２０は、トークン受信時処理ともいう。
＜接続準備処理Ｓ１１０＞
図５を用いて、本実施の形態に係る組込み装置１００の接続準備処理Ｓ１１０について説明する。
ステップＳ１１１において、スレーブ受信部１１０は、マスタ局４０１から受信した応答時間Ｔｍを応答時間バッファ１１に記憶する。すなわち、応答時間バッファ１１には、応答フレーム３２０の送信指示３１０を受信してから応答フレーム３２０の送信が完了するまでの応答時間Ｔｍが記憶される。
ステップＳ１１２において、スレーブ受信部１１０は、計算時間算出部１２０を呼び出す。
ステップＳ１１３において、計算時間算出部１２０は、フレームチェックシーケンス算出処理の処理時間を推定し、計算時間Ｔｆとして推定時間バッファ１６に記憶する。すなわち、計算時間算出部１２０は、フレームチェックシーケンスの計算にかかる計算時間Ｔｆを算出する。計算時間算出部１２０は、スレーブ受信部１１０に処理を戻す。
ステップＳ１１４において、スレーブ受信部１１０はＦＣＳ算出部１３１を呼び出す。
ステップＳ１１５において、ＦＣＳ算出部１３１は、入力デバイス９３０から初期状態を示す第１データを取得し、第１データのフレームチェックシーケンスを算出し、計算済みバッファ１４に記憶する。第１データとは入力デバイス９３０から取得した機器の状態を表すデータであり、ここでは初期状態の入力デバイス９３０から取得した機器の状態を表すデータである。なお、第１データには入力デバイス９３０から取得したデータ自体とヘッダとが含まれるものとする。計算済みバッファ１４には、第１データと第１データから計算されたフレームチェックシーケンスとが計算済みフレーム１４１として記憶される。
＜送信処理Ｓ１２０＞
図６を用いて、本実施の形態に係る組込み装置１００の送信処理Ｓ１２０について説明する。まず、送信処理Ｓ１２０の概要について説明する。
送信処理Ｓ１２０において、送信部１３０は、送信指示３１０を受信すると、第２データを取得して第２データからフレームチェックシーケンスを計算する処理を開始する。第２データとは現在の入力デバイス９３０から取得した機器の状態を表すデータである。なお、第２データには入力デバイス９３０から取得したデータ自体とヘッダとが含まれるものとする。
また、送信部１３０は、第２データからフレームチェックシーケンスを計算する処理を開始すると共に、第２データと第２データから計算されたフレームチェックシーケンスとを作成して応答フレーム３２０として送信するフレーム送信処理が応答時間Ｔｍ以内に完了するか否かを判定する。
送信部１３０は、フレーム送信処理が応答時間Ｔｍ以内に完了しないと判定した場合、計算済みバッファ１４に記憶されている計算済みフレーム１４１を応答フレーム３２０として送信する。
送信部１３０は、フレーム送信処理が応答時間Ｔｍ以内に完了すると判定した場合、第２データと第２データから計算されたフレームチェックシーケンスとを応答フレーム３２０として送信すると共に、応答フレーム３２０を計算済みバッファ１４に記憶されている計算済みフレーム１４１に上書きする。
図６を用いて、本実施の形態に係る組込み装置１００の送信処理Ｓ１２０について説明する。まず、送信処理Ｓ１２０の概要について説明する。
送信処理Ｓ１２０において、送信部１３０は、送信指示３１０を受信すると、第２データを取得して第２データからフレームチェックシーケンスを計算する処理を開始する。第２データとは現在の入力デバイス９３０から取得した機器の状態を表すデータである。なお、第２データには入力デバイス９３０から取得したデータ自体とヘッダとが含まれるものとする。
また、送信部１３０は、第２データからフレームチェックシーケンスを計算する処理を開始すると共に、第２データと第２データから計算されたフレームチェックシーケンスとを作成して応答フレーム３２０として送信するフレーム送信処理が応答時間Ｔｍ以内に完了するか否かを判定する。
送信部１３０は、フレーム送信処理が応答時間Ｔｍ以内に完了しないと判定した場合、計算済みバッファ１４に記憶されている計算済みフレーム１４１を応答フレーム３２０として送信する。
送信部１３０は、フレーム送信処理が応答時間Ｔｍ以内に完了すると判定した場合、第２データと第２データから計算されたフレームチェックシーケンスとを応答フレーム３２０として送信すると共に、応答フレーム３２０を計算済みバッファ１４に記憶されている計算済みフレーム１４１に上書きする。
次に、送信処理Ｓ１２０について具体的に説明する。
ステップＳ１２１において、スレーブ受信部１１０は、受信ＮＩＣ９１１を介してトークンフレームである送信指示３１０を受信する。スレーブ受信部１１０は、送信指示３１０を受信すると、ＦＣＳ算出部１３１を呼び出す。ＦＣＳ算出部１３１は、第２データをフレーム情報として計算中バッファ１５に記憶すると共に、第２データのフレームチェックシーケンス算出処理を開始する。また、ＦＣＳ算出部１３１は、第２データのフレームチェックシーケンス算出処理を開始した開始時刻ｔｓを開始時刻バッファ１２に記憶する。
ステップＳ１２２において、ＦＣＳ算出部１３１は、タイマ９５０から取得した現在時刻ｔｋと、開始時刻バッファ１２に保持されている開始時刻ｔｓとの差分を経過時間Ｔｋとして経過時間バッファ１３に保持する。ＦＣＳ算出部１３１は、スレーブ送信部１３２を呼び出す。
ステップＳ１２１において、スレーブ受信部１１０は、受信ＮＩＣ９１１を介してトークンフレームである送信指示３１０を受信する。スレーブ受信部１１０は、送信指示３１０を受信すると、ＦＣＳ算出部１３１を呼び出す。ＦＣＳ算出部１３１は、第２データをフレーム情報として計算中バッファ１５に記憶すると共に、第２データのフレームチェックシーケンス算出処理を開始する。また、ＦＣＳ算出部１３１は、第２データのフレームチェックシーケンス算出処理を開始した開始時刻ｔｓを開始時刻バッファ１２に記憶する。
ステップＳ１２２において、ＦＣＳ算出部１３１は、タイマ９５０から取得した現在時刻ｔｋと、開始時刻バッファ１２に保持されている開始時刻ｔｓとの差分を経過時間Ｔｋとして経過時間バッファ１３に保持する。ＦＣＳ算出部１３１は、スレーブ送信部１３２を呼び出す。
スレーブ送信部１３２は、計算時間Ｔｆを用いて、応答時間Ｔｍ以内に応答フレーム３２０の送信が完了するか否かを判定する。
ここで、図７を用いて、ステップＳ１２３及びステップＳ１２４において、スレーブ送信部１３２が応答時間Ｔｍ内にフレーム送信処理が間に合うか否かを判定する処理について説明する。応答時間Ｔｍ内にフレーム送信処理が間に合うとは応答時間Ｔｍ内にフレーム送信処理が完了することであり、応答時間Ｔｍ内にフレーム送信処理が間に合わないとは応答時間Ｔｍ内にフレーム送信処理が完了しないことである。
ステップＳ１２３において、スレーブ送信部１３２は、経過時間バッファ１３に記憶されている経過時間Ｔｋと、推定時間バッファ１６に記憶されている計算時間Ｔｆとの差分を必要残り時間Ｔｈとして算出する。また、スレーブ送信部１３２は、応答時間Ｔｍから、受信時刻ｔ０から開始時刻ｔｓまでの受信後時間Ｔ０と経過時間Ｔｋとを減算し、減算結果を許容時間Ｔｍｓとする。スレーブ送信部１３２は、必要残り時間Ｔｈと、許容時間Ｔｍｓとに基づいて、フレーム送信処理が応答時間Ｔｍ内に終了するか否かを判定する。すなわち、スレーブ送信部１３２は、必要残り時間Ｔｈと許容時間Ｔｍｓとに基づいて、応答時間Ｔｍ内にフレーム応答が間に合うか否かを判定する。
具体的には、スレーブ送信部１３２は、許容時間Ｔｍｓと必要残り時間Ｔｈとを比較し、必要残り時間Ｔｈが許容時間Ｔｍｓ以下の場合は、応答時間Ｔｍ内にフレーム応答が間に合うと判定する。
ここで、図７を用いて、ステップＳ１２３及びステップＳ１２４において、スレーブ送信部１３２が応答時間Ｔｍ内にフレーム送信処理が間に合うか否かを判定する処理について説明する。応答時間Ｔｍ内にフレーム送信処理が間に合うとは応答時間Ｔｍ内にフレーム送信処理が完了することであり、応答時間Ｔｍ内にフレーム送信処理が間に合わないとは応答時間Ｔｍ内にフレーム送信処理が完了しないことである。
ステップＳ１２３において、スレーブ送信部１３２は、経過時間バッファ１３に記憶されている経過時間Ｔｋと、推定時間バッファ１６に記憶されている計算時間Ｔｆとの差分を必要残り時間Ｔｈとして算出する。また、スレーブ送信部１３２は、応答時間Ｔｍから、受信時刻ｔ０から開始時刻ｔｓまでの受信後時間Ｔ０と経過時間Ｔｋとを減算し、減算結果を許容時間Ｔｍｓとする。スレーブ送信部１３２は、必要残り時間Ｔｈと、許容時間Ｔｍｓとに基づいて、フレーム送信処理が応答時間Ｔｍ内に終了するか否かを判定する。すなわち、スレーブ送信部１３２は、必要残り時間Ｔｈと許容時間Ｔｍｓとに基づいて、応答時間Ｔｍ内にフレーム応答が間に合うか否かを判定する。
具体的には、スレーブ送信部１３２は、許容時間Ｔｍｓと必要残り時間Ｔｈとを比較し、必要残り時間Ｔｈが許容時間Ｔｍｓ以下の場合は、応答時間Ｔｍ内にフレーム応答が間に合うと判定する。
応答時間Ｔｍ内にフレーム応答が間に合う場合、すなわちステップＳ１２４でＹＥＳの場合は、ステップＳ１２５に進む。
応答時間Ｔｍ内にフレーム応答が間に合わない場合、すなわちステップＳ１２４でＮＯの場合は、ステップＳ１２７に進む。
応答時間Ｔｍ内にフレーム応答が間に合わない場合、すなわちステップＳ１２４でＮＯの場合は、ステップＳ１２７に進む。
ステップＳ１２５において、スレーブ送信部１３２は、ＦＣＳ算出部１３１を呼び出し、フレームチェックシーケンス算出処理を継続する。ＦＣＳ算出部１３１は、フレームチェックシーケンス算出処理の完了後、計算中バッファ１５に記憶されている第２データと、算出したフレームチェックシーケンスとを計算済みフレーム１４１として計算済みバッファ１４に記憶する。ＦＣＳ算出部１３１は、スレーブ送信部１３２に処理を戻す。
ステップＳ１２６において、スレーブ送信部１３２は、計算済みバッファ１４に記憶されている計算済みフレーム１４１を送信する。すなわち、スレーブ送信部１３２は、計算済みバッファ１４に記憶されている第２データに、算出したフレームチェックシーケンスを付与し、応答フレーム３２０として送信ＮＩＣ９１２に渡す。その後、送信完了後定常処理Ｓ１３０に移行する。
ステップＳ１２６において、スレーブ送信部１３２は、計算済みバッファ１４に記憶されている計算済みフレーム１４１を送信する。すなわち、スレーブ送信部１３２は、計算済みバッファ１４に記憶されている第２データに、算出したフレームチェックシーケンスを付与し、応答フレーム３２０として送信ＮＩＣ９１２に渡す。その後、送信完了後定常処理Ｓ１３０に移行する。
ステップＳ１２７において、スレーブ送信部１３２は、計算済みバッファ１４に記憶されている計算済みフレーム１４１を応答フレーム３２０として送信する。このときの計算済みフレーム１４１は、接続準備処理Ｓ１１０において計算済みバッファ１４に記憶された計算済みフレーム１４１の場合もあれば、前回送信済みの応答フレーム３２０の場合もある。すなわち、スレーブ送信部１３２は、計算済みバッファ１４に記憶されているヘッダ及びデータに計算済みバッファ１４に記憶されているフレームチェックシーケンスを付与して応答フレーム３２０として送信する。その後、送信完了後定常処理Ｓ１３０に移行する。
＜送信完了後定常処理Ｓ１３０＞
図８を用いて、本実施の形態に係る組込み装置１００の送信完了後定常処理Ｓ１３０について説明する。まず、送信完了後定常処理Ｓ１３０の概要について説明する。
送信部１３０は、応答フレーム３２０の送信が完了した後、第３データからフレームチェックシーケンスを計算し、第３データと第３データから計算されたフレームチェックシーケンスとを計算済みバッファ１４に記憶されている計算済みフレーム１４１に上書きする。第３データとは送信完了後定常処理Ｓ１３０を開始した際に入力デバイス９３０から取得した機器の状態を表すデータである。なお、第３データには入力デバイス９３０から取得したデータ自体とヘッダとが含まれるものとする。
図８を用いて、本実施の形態に係る組込み装置１００の送信完了後定常処理Ｓ１３０について説明する。まず、送信完了後定常処理Ｓ１３０の概要について説明する。
送信部１３０は、応答フレーム３２０の送信が完了した後、第３データからフレームチェックシーケンスを計算し、第３データと第３データから計算されたフレームチェックシーケンスとを計算済みバッファ１４に記憶されている計算済みフレーム１４１に上書きする。第３データとは送信完了後定常処理Ｓ１３０を開始した際に入力デバイス９３０から取得した機器の状態を表すデータである。なお、第３データには入力デバイス９３０から取得したデータ自体とヘッダとが含まれるものとする。
次に、送信完了後定常処理Ｓ１３０について具体的に説明する。
Ｓ１４１において、ＦＣＳ算出部１３１は、第３データを計算中バッファ１５に記憶する。第３データとは、送信先情報から生成されるフレームのヘッダ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ３０２およびＩＦＮＷヘッダ３０３）と、入力デバイス９３０から取得されるフレームのデータ（ＩＦＮＷデータ３０４）である。
Ｓ１４２において、ＦＣＳ算出部１３１は、タイマ９５０から、フレームチェックシーケンス算出処理の開始時の開始時刻ｔｓを開始時刻バッファ１２に記憶する。
Ｓ１４３において、ＦＣＳ算出部１３１は、計算中バッファ１５に記憶された第３データを用いて、フレームチェックシーケンス算出処理を実行する。
Ｓ１４４において、ＦＣＳ算出部１３１は、フレームチェックシーケンスの計算完了後、計算中バッファ１５のヘッダ及びデータ、すなわち第３データを計算済みバッファ１４に記憶する。また、ＦＣＳ算出部１３１は、計算後のフレームチェックシーケンスも計算済みバッファ１４に記憶する。すなわち、ＦＣＳ算出部１３１は、第３データと第３データから計算されたフレームチェックシーケンスとを計算済みフレーム１４１として計算済みバッファ１４に記憶する。
Ｓ１４１において、ＦＣＳ算出部１３１は、第３データを計算中バッファ１５に記憶する。第３データとは、送信先情報から生成されるフレームのヘッダ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ３０２およびＩＦＮＷヘッダ３０３）と、入力デバイス９３０から取得されるフレームのデータ（ＩＦＮＷデータ３０４）である。
Ｓ１４２において、ＦＣＳ算出部１３１は、タイマ９５０から、フレームチェックシーケンス算出処理の開始時の開始時刻ｔｓを開始時刻バッファ１２に記憶する。
Ｓ１４３において、ＦＣＳ算出部１３１は、計算中バッファ１５に記憶された第３データを用いて、フレームチェックシーケンス算出処理を実行する。
Ｓ１４４において、ＦＣＳ算出部１３１は、フレームチェックシーケンスの計算完了後、計算中バッファ１５のヘッダ及びデータ、すなわち第３データを計算済みバッファ１４に記憶する。また、ＦＣＳ算出部１３１は、計算後のフレームチェックシーケンスも計算済みバッファ１４に記憶する。すなわち、ＦＣＳ算出部１３１は、第３データと第３データから計算されたフレームチェックシーケンスとを計算済みフレーム１４１として計算済みバッファ１４に記憶する。
＊＊＊他の構成＊＊＊
なお、本実施の形態では、フレームチェックシーケンスの算出処理がオーバヘッドとなる場合に着目した。しかし、本実施の形態は、フレームチェックシーケンスの算出処理以外の処理がオーバヘッドとなった場合でも、適用することができる。この場合、組込み装置がオーバヘッドとなる処理の処理時間の推定を行い、本実施の形態と同様に送信処理を実行することで、本実施の形態を適用可能となる。フレームチェックシーケンスの算出処理以外の処理がオーバヘッドとなる場合の具体例は、入力デバイスの取込み処理が遅い場合などである。また、本実施の形態では、応答時間に間に合わない場合に前回値といった計算済みフレームを送信したが、ネットワークプロトコルの仕様によっては、プロトコル仕様として正しいフレームを送信してもよい。プロトコル仕様として正しいフレームの具体例は、無効なフレームを意味するＮＵＬＬフレームである。
なお、本実施の形態では、フレームチェックシーケンスの算出処理がオーバヘッドとなる場合に着目した。しかし、本実施の形態は、フレームチェックシーケンスの算出処理以外の処理がオーバヘッドとなった場合でも、適用することができる。この場合、組込み装置がオーバヘッドとなる処理の処理時間の推定を行い、本実施の形態と同様に送信処理を実行することで、本実施の形態を適用可能となる。フレームチェックシーケンスの算出処理以外の処理がオーバヘッドとなる場合の具体例は、入力デバイスの取込み処理が遅い場合などである。また、本実施の形態では、応答時間に間に合わない場合に前回値といった計算済みフレームを送信したが、ネットワークプロトコルの仕様によっては、プロトコル仕様として正しいフレームを送信してもよい。プロトコル仕様として正しいフレームの具体例は、無効なフレームを意味するＮＵＬＬフレームである。
また、本実施の形態では、組込み装置１００の機能がソフトウェアで実現されるが、変形例として、組込み装置１００の機能がハードウェアに実装されていてもよい。
図９を用いて、本実施の形態の変形例に係る組込み装置１００の構成について説明する。
図９に示すように、組込み装置１００は、処理回路９０９、通信装置９１０、入力デバイス９３０、出力デバイス９４０といったハードウェアを備える。
図９を用いて、本実施の形態の変形例に係る組込み装置１００の構成について説明する。
図９に示すように、組込み装置１００は、処理回路９０９、通信装置９１０、入力デバイス９３０、出力デバイス９４０といったハードウェアを備える。
処理回路９０９は、前述した「部」の機能及び記憶部１５０を実現する専用の電子回路である。処理回路９０９は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ（Ｇａｔｅ・Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ・Ｓｐｅｃｉｆｉｃ・Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ・Ｃｉｒｃｕｉｔ）、又は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ・Ｇａｔｅ・Ａｒｒａｙ）である。
「部」の機能は、１つの処理回路９０９で実現されてもよいし、複数の処理回路９０９に分散して実現されてもよい。
別の変形例として、組込み装置１００の機能がソフトウェアとハードウェアとの組合せで実現されてもよい。即ち、組込み装置１００の一部の機能が専用のハードウェアで実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
ＣＰＵ９０１、記憶装置９２０、及び、処理回路９０９を、総称して「プロセッシングサーキットリ」という。つまり、組込み装置１００の構成が図３及び図９のいずれに示した構成であっても、「部」の機能は、プロセッシングサーキットリにより実現される。
「部」を「工程」又は「手順」又は「処理」に読み替えてもよい。また、「部」の機能をファームウェアで実現してもよい。
また、本実施の形態では、図７に示すように、スレーブ送信部は、フレームチェックシーケンスの算出処理についての必要残り時間Ｔｈと、応答時間Ｔｍの時間限度である許容時間Ｔｍｓとに基づいて、応答時間Ｔｍ内にフレーム応答が間に合うか否かを判定している。すなわち、フレームチェックシーケンス算出処理が、応答時間Ｔｍ以内に終われば、応答時間Ｔｍ内にフレーム応答が間に合うと判定している。
しかし、フレーム応答が間に合うか否かの判定に、フレームチェックシーケンス算出処理の完了後から応答フレームを送信するまでの送信必要時間Ｔａを考慮してもよい。つまり、図１０に示すように、スレーブ送信部は、必要残り時間Ｔｈと送信必要時間Ｔａとを加算した必要時間Ｔｙと許容時間Ｔｍｓとを比較して、応答時間Ｔｍ内にフレーム応答が間に合うか否かを判定してもよい。このような判定方法とすることにより、より精度の高い判定を行うことができる。
しかし、フレーム応答が間に合うか否かの判定に、フレームチェックシーケンス算出処理の完了後から応答フレームを送信するまでの送信必要時間Ｔａを考慮してもよい。つまり、図１０に示すように、スレーブ送信部は、必要残り時間Ｔｈと送信必要時間Ｔａとを加算した必要時間Ｔｙと許容時間Ｔｍｓとを比較して、応答時間Ｔｍ内にフレーム応答が間に合うか否かを判定してもよい。このような判定方法とすることにより、より精度の高い判定を行うことができる。
＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
以上のように、本実施の形態に係る組込み装置１００によれば、ソフトウェアスレーブ局が応答フレームを送信する際、フレームチェックシーケンス算出処理が指定された応答時間に間に合わない場合であっても、一定時間内に正しいフレームを送信することができる。よって、組込み装置１００によれば、他のハードウェアスレーブ局の周期性に影響を与えることなく、ネットワーク全体の応答性を保つことができる。
以上のように、本実施の形態に係る組込み装置１００によれば、ソフトウェアスレーブ局が応答フレームを送信する際、フレームチェックシーケンス算出処理が指定された応答時間に間に合わない場合であっても、一定時間内に正しいフレームを送信することができる。よって、組込み装置１００によれば、他のハードウェアスレーブ局の周期性に影響を与えることなく、ネットワーク全体の応答性を保つことができる。
実施の形態２．
本実施の形態では、主に、実施の形態１と異なる点について説明する。
実施の形態１では、組込み装置１００は、送信指示３１０の受信のたびにフレーム送信処理が応答時間Ｔｍに間に合うか否かを判定している。この場合、ユーザはどの程度の遅れでソフトウェアスレーブ局が応答フレーム３２０を送信できるのかわからない。そこで、本実施の形態では、応答時間Ｔｍが設定された段階で、どの程度の遅延でソフトウェアスレーブ局が応答フレーム３２０を送信できるかをユーザに通知する組込み装置１００ａについて説明する。
本実施の形態では、主に、実施の形態１と異なる点について説明する。
実施の形態１では、組込み装置１００は、送信指示３１０の受信のたびにフレーム送信処理が応答時間Ｔｍに間に合うか否かを判定している。この場合、ユーザはどの程度の遅れでソフトウェアスレーブ局が応答フレーム３２０を送信できるのかわからない。そこで、本実施の形態では、応答時間Ｔｍが設定された段階で、どの程度の遅延でソフトウェアスレーブ局が応答フレーム３２０を送信できるかをユーザに通知する組込み装置１００ａについて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１１を用いて、本実施の形態に係る組込み装置１００ａの構成について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１と同様の機能を有する構成部には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図１１を用いて、本実施の形態に係る組込み装置１００ａの構成について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１と同様の機能を有する構成部には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
組込み装置１００ａは、実施の形態１で説明した組込み装置１００のハードウェア構成に加え、出力装置９９０を備える。出力装置９９０は、出力端子９６０と表示機９７０とを備える。
出力端子９６０は外部に対し、ソフトウェアスレーブ局４０２の内部状態を通知するための端子である。なお、内部状態には、どの程度の遅延でソフトウェアスレーブ局が応答フレーム３２０を送信できるかを示す送信間隔Ｉが含まれる。
表示機９７０は、ソフトウェアスレーブ局４０２の内部状態を表示する。
出力端子９６０は外部に対し、ソフトウェアスレーブ局４０２の内部状態を通知するための端子である。なお、内部状態には、どの程度の遅延でソフトウェアスレーブ局が応答フレーム３２０を送信できるかを示す送信間隔Ｉが含まれる。
表示機９７０は、ソフトウェアスレーブ局４０２の内部状態を表示する。
また、組込み装置１００ａは、実施の形態１で説明した組込み装置１００の機能構成に加え、送信間隔算出部１４０を備える。すなわち、本実施の形態では、組込み装置１００ａの「部」の機能に送信間隔算出部１４０の機能が加わる。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１２を用いて、本実施の形態に係る接続準備処理Ｓ１１０ａについて説明する。
接続準備処理Ｓ１１０ａは、実施の形態１で説明した接続準備処理Ｓ１１０に加え、ステップＳ１１３とステップＳ１１４との間に、送信間隔算出部１４０によるステップＳ１１３ａからステップＳ１１３ｃを有する。
送信間隔算出部１４０は、推定時間バッファ１６に記憶されている計算時間Ｔｆと、応答時間バッファ１１に記憶されている応答時間Ｔｍとから、組込み装置１００ａがどの程度の周期で入力デバイス９３０からデータを取り込めるかを推定する。すなわち、送信間隔算出部１４０は、応答時間Ｔｍと計算時間Ｔｆとを用いて、フレーム送信処理を完了するまでに受信する送信指示３１０の数を送信間隔Ｉとして算出する。
図１２を用いて、本実施の形態に係る接続準備処理Ｓ１１０ａについて説明する。
接続準備処理Ｓ１１０ａは、実施の形態１で説明した接続準備処理Ｓ１１０に加え、ステップＳ１１３とステップＳ１１４との間に、送信間隔算出部１４０によるステップＳ１１３ａからステップＳ１１３ｃを有する。
送信間隔算出部１４０は、推定時間バッファ１６に記憶されている計算時間Ｔｆと、応答時間バッファ１１に記憶されている応答時間Ｔｍとから、組込み装置１００ａがどの程度の周期で入力デバイス９３０からデータを取り込めるかを推定する。すなわち、送信間隔算出部１４０は、応答時間Ｔｍと計算時間Ｔｆとを用いて、フレーム送信処理を完了するまでに受信する送信指示３１０の数を送信間隔Ｉとして算出する。
以下に、接続準備処理Ｓ１１０ａについて詳しく説明する。
ステップＳ１１１からステップＳ１１３までの処理は、実施の形態１の図５のステップＳ１１１からステップＳ１１３までと同様である。
ステップＳ１１３ａにおいて、スレーブ受信部１１０は、送信間隔算出部１４０を呼び出す。
ステップＳ１１１からステップＳ１１３までの処理は、実施の形態１の図５のステップＳ１１１からステップＳ１１３までと同様である。
ステップＳ１１３ａにおいて、スレーブ受信部１１０は、送信間隔算出部１４０を呼び出す。
ステップＳ１１３ｂにおいて、送信間隔算出部１４０は、計算時間Ｔｆと、応答時間Ｔｍと、フレーム送信処理においてフレームチェックシーケンス算出処理以外の時間である送信処理時間Ｔｔとを取得する。具体的には、送信間隔算出部１４０は、図１０に示す受信後時間Ｔ０と送信必要時間Ｔａとを送信処理時間Ｔｔとして取得する。送信間隔算出部１４０は、計算時間Ｔｆと応答時間Ｔｍと送信処理時間Ｔｔとから、組込み装置１００ａが応答フレーム３２０の送信指示３１０を受信して最新の応答フレーム３２０を送信するまでのフレーム送信処理が何回の送信処理Ｓ１２０で完了するかを算出する。すなわち、送信間隔算出部１４０は、フレーム送信処理が何回のトークン受信時処理で完了するかを算出する。
以下、具体例を用いて説明する。
応答時間Ｔｍが１５秒、フレームチェックシーケンス算出処理の計算時間Ｔｆが１０秒、それ以外の送信処理時間Ｔｔが１０秒であるとする。この場合、フレームチェックシーケンス算出処理とそれ以外の送信処理時間Ｔｔとで２０秒となり、応答時間が１５秒であるため、フレーム送信処理は応答時間Ｔｍ以内に間に合わない。そこで、送信間隔算出部１４０は、応答時間Ｔｍと送信処理時間Ｔｔとの差分が５秒であり、計算時間Ｔｆが１０秒であるため、２回の送信処理Ｓ１２０で最新の応答フレーム３２０のフレーム送信処理が完了すると判定する。すなわち、応答時間Ｔｍの１５秒のうち、フレームチェックシーケンス算出処理は５秒実施した後途中で打ち切り、１０秒で前回のフレームの送信を行う。直後に送信指示３１０を受信した場合、５秒でフレームチェックシーケンス算出処理を完了し、今度は最新の応答フレーム３２０の送信が可能となる。つまり、入力デバイス９３０のデータを送信する応答フレーム３２０のフレーム送信処理を完了するまで受信する送信指示３１０の数は２回である。このように、上記の具体例であれば１回前の入力デバイス９３０のデータを使用可能ということがわかる。よって、送信間隔算出部１４０は、送信間隔Ｉを２として算出する。
応答時間Ｔｍが１５秒、フレームチェックシーケンス算出処理の計算時間Ｔｆが１０秒、それ以外の送信処理時間Ｔｔが１０秒であるとする。この場合、フレームチェックシーケンス算出処理とそれ以外の送信処理時間Ｔｔとで２０秒となり、応答時間が１５秒であるため、フレーム送信処理は応答時間Ｔｍ以内に間に合わない。そこで、送信間隔算出部１４０は、応答時間Ｔｍと送信処理時間Ｔｔとの差分が５秒であり、計算時間Ｔｆが１０秒であるため、２回の送信処理Ｓ１２０で最新の応答フレーム３２０のフレーム送信処理が完了すると判定する。すなわち、応答時間Ｔｍの１５秒のうち、フレームチェックシーケンス算出処理は５秒実施した後途中で打ち切り、１０秒で前回のフレームの送信を行う。直後に送信指示３１０を受信した場合、５秒でフレームチェックシーケンス算出処理を完了し、今度は最新の応答フレーム３２０の送信が可能となる。つまり、入力デバイス９３０のデータを送信する応答フレーム３２０のフレーム送信処理を完了するまで受信する送信指示３１０の数は２回である。このように、上記の具体例であれば１回前の入力デバイス９３０のデータを使用可能ということがわかる。よって、送信間隔算出部１４０は、送信間隔Ｉを２として算出する。
ステップＳ１１３ｃにおいて、送信間隔算出部１４０は、算出した送信間隔Ｉを出力装置９９０に出力する。出力装置９９０は、送信間隔Ｉを表示機９７０に表示する。また、出力装置９９０は、出力端子９６０に接続された外部機器に対し送信間隔Ｉを出力する。これにより、ユーザに対して今回の入力デバイスの取込み間隔を通知することができる。
＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
以上のように、本実施の形態に係る組込み装置１００ａによれば、ＦＡシステム稼働時のシステム状態の把握を容易にすることができる。また、ＦＡシステム構築時の設計情報として、送信間隔Ｉを活用することができる。
以上のように、本実施の形態に係る組込み装置１００ａによれば、ＦＡシステム稼働時のシステム状態の把握を容易にすることができる。また、ＦＡシステム構築時の設計情報として、送信間隔Ｉを活用することができる。
以上、本発明の実施の形態１及び２について説明したが、これらの実施の形態の説明において「部」として説明するもののうち、いずれか１つのみを採用してもよいし、いくつかの任意の組合せを採用してもよい。つまり、組込み装置の機能ブロックは、上記の実施の形態で説明した機能を実現することができれば、任意である。これらの機能ブロックを、どのような組合せ、あるいは任意のブロック構成で組込み装置を構成しても構わない。また、組込み装置は、１つの装置でなく、複数の装置から構成された通信システムでもよい。
また、実施の形態１及び２について説明したが、これらの２つの実施の形態のうち、複数を部分的に組合せて実施しても構わない。あるいは、これらの２つの実施の形態のうち、１つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。その他、これらの２つの実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組合せて実施しても構わない。
なお、上記の実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
なお、上記の実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
１１ 応答時間バッファ、１２ 開始時刻バッファ、１３ 経過時間バッファ、１４ 計算済みバッファ、１５ 計算中バッファ、１６ 推定時間バッファ、１７ 受信時刻バッファ、１００，１００ａ 組込み装置、１１０ スレーブ受信部、１２０ 計算時間算出部、１３０ 送信部、１３１ ＦＣＳ算出部、１３２ スレーブ送信部、１４０ 送信間隔算出部、１４１ 計算済みフレーム、１５０ 記憶部、３００ フレーム、３０２ Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ、３０３ ＩＦＮＷヘッダ、３０４ ＩＦＮＷデータ、３０５ ＩＦＮＷフレームチェックシーケンス、３１０ 送信指示、３２０ 応答フレーム、４００ ＩＦＮＷ、４０１ マスタ局、４０２ ソフトウェアスレーブ局、４０３ ハードウェアスレーブ局、９０１ ＣＰＵ、９０９ 処理回路、９１０ 通信装置、９１１ 受信ＮＩＣ、９１２ 送信ＮＩＣ、９２０ 記憶装置、９２１ メモリ、９２２ 補助記憶装置、９３０ 入力デバイス、９４０ 出力デバイス、９５０ タイマ、９６０ 出力端子、９７０ 表示機、９９０ 出力装置、Ｓ１００ 通信処理、Ｓ１１０ 接続準備処理、Ｓ１２０ 送信処理、Ｓ１３０ 送信後定常処理、Ｔｍ 応答時間、Ｔｆ 計算時間、Ｔ０ 受信後時間、Ｔｋ 経過時間、Ｔｍｓ 許容時間、Ｔｈ 必要残り時間、Ｔａ 送信必要時間、Ｔｙ 必要時間。
Claims (7)
- 複数の通信機器を有するネットワークシステムに含まれる通信機器に組み込まれた組込み装置において、
予め定められた応答時間であって、他の通信機器から送信された送信指示を受信してから前記送信指示に対する応答フレームの送信が完了するまでの応答時間を記憶する応答時間バッファと、
第１データと前記第１データから計算されたフレームチェックシーケンスとを計算済みフレームとして記憶する計算済みバッファと、
前記送信指示を受信すると、第２データを取得して前記第２データからフレームチェックシーケンスを計算する処理を開始すると共に、前記第２データと前記第２データから計算されたフレームチェックシーケンスとを作成して前記応答フレームとして送信するフレーム送信処理が前記応答時間以内に完了するか否かを判定し、前記フレーム送信処理が前記応答時間以内に完了しないと判定した場合、前記計算済みバッファに記憶されている前記計算済みフレームを前記応答フレームとして送信する送信部と
を備える組込み装置。 - 前記送信部は、
前記フレーム送信処理が前記応答時間以内に完了すると判定した場合、前記第２データと前記第２データから計算されたフレームチェックシーケンスとを前記応答フレームとして送信すると共に、前記応答フレームを前記計算済みバッファに記憶されている前記計算済みフレームに上書きする請求項１に記載の組込み装置。 - 前記送信部は、
前記応答フレームの送信が完了した後、第３データからフレームチェックシーケンスを計算し、前記第３データと前記第３データから計算されたフレームチェックシーケンスとを前記計算済みバッファに記憶されている前記計算済みフレームに上書きする請求項１または２に記載の組込み装置。 - 前記組込み装置は、
フレームチェックシーケンスの計算にかかる計算時間を算出する計算時間算出部を備え、
前記送信部は、
前記計算時間を用いて、前記応答フレームの送信が前記応答時間以内に完了するか否かを判定する請求項１から３のいずれか１項に記載の組込み装置。 - 前記組込み装置は、さらに、
前記応答時間と前記計算時間とを用いて、前記フレーム送信処理を完了するまでに受信する送信指示の数を送信間隔として算出する送信間隔算出部と、
前記送信間隔を外部に出力する出力装置と
を備える請求項４に記載の組込み装置。 - 複数の通信機器を有するネットワークシステムに含まれる通信機器に組み込まれた組込み装置の通信方法において、
ＣＰＵが、予め定められた応答時間であって、他の通信機器から送信された送信指示を受信してから前記送信指示に対する応答フレームの送信が完了するまでの応答時間を応答時間バッファに記憶し、
ＣＰＵが、第１データと前記第１データから計算されたフレームチェックシーケンスとを計算済みフレームとして計算済みバッファに記憶し、
ＣＰＵが、送信指示を受信すると、第２データを取得して前記第２データからフレームチェックシーケンスを計算する処理を開始すると共に、前記第２データと前記第２データから計算されたフレームチェックシーケンスとを作成して前記応答フレームとして送信するフレーム送信処理が前記応答時間以内に完了するか否かを判定し、前記フレーム送信処理が前記応答時間以内に完了しないと判定した場合、前記計算済みバッファに記憶されている前記計算済みフレームを前記応答フレームとして送信する通信方法。 - 複数の通信機器を有するネットワークシステムに含まれる通信機器に組み込まれたコンピュータである組込み装置の通信プログラムにおいて、
予め定められた応答時間であって、他の通信機器から送信された送信指示を受信してから前記送信指示に対する応答フレームの送信が完了するまでの応答時間を応答時間バッファに記憶すると共に、第１データと前記第１データから計算されたフレームチェックシーケンスとを計算済みフレームとして計算済みバッファに記憶する接続準備処理と、
前記送信指示を受信すると、第２データを取得して前記第２データからフレームチェックシーケンスを計算する処理を開始すると共に、前記第２データと前記第２データから計算されたフレームチェックシーケンスとを作成して前記応答フレームとして送信するフレーム送信処理が前記応答時間以内に完了するか否かを判定し、前記フレーム送信処理が前記応答時間以内に完了しないと判定した場合、前記計算済みバッファに記憶されている前記計算済みフレームを前記応答フレームとして送信する送信処理と
を前記組込み装置に実行させる通信プログラム。
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-
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