JPH063912B2

JPH063912B2 - 多優先度通信システム

Info

Publication number: JPH063912B2
Application number: JP50101285A
Authority: JP
Inventors: エツチオルソン，ジーン; エイキユイ，デニス
Original assignee: Rosemount Inc
Current assignee: Rosemount Inc
Priority date: 1984-02-14
Filing date: 1985-02-13
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: EP0172884B1; WO1985003826A1; CA1231185A; EP0172884A1; DE3579874D1; JPS61501242A; EP0172884A4

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景１．発明の技術分野この発明は、多数のステーションによる共通通信経路(C
ommon Communication medium)の割り当て(allocation)
に関するものであり、特に、伝達されるメッセージのタ
イプ及び優先順位によって決まる割り当てに関する。

２．従来技術の説明多数のステーション間において、情報を伝達する“共通
通信経路”は、典型的には、同軸ケーブルバスとか、光
ケーブルバス、無線周波数チャンネル、マイクロウェー
ブチャンネルなどの形を取る。また、“ステーション”
とは、マイクロプロセッサー、制御装置、データロガ
ー、ディスプレイのような分散形データ処理装置とかプ
ロセス制御装置のような要素を含むものである。或るス
テーションは、情報を送信したり受信したりする意味で
能動的であり、また別のステーションは、情報をただ受
け取るだけの機能しか有していないという意味で受動的
である。

通信を確実にし、衝突をなるべく少なくするために、様
々なプロトコル（通信規約）が過去において実行されて
来た。或るタイプのプロトコルは、どのステーションが
そのデータパケットを、いつ送るのかということを決め
るために、ただ単に一つのステーションまたはセンター
制御装置を指定するのみであった。

しかしながら、このようなアプローチはその指定された
ステーションやセンター制御装置が故障したり、その通
信経路への接続がうまく行かなかったりした時は失敗を
招き易い。

“トークンパス”と称される他のタイプのプロトコルに
おいては、各ステーションは“トークン”を通すことに
よって、お互いに他のステーションに対して通信経路の
制御権を伝達するトークンは通常はデータパケットの一
部であり、そのトークンを受信し、通信経路を支配する
ステーションを識別する。トークンパスプロトコルにつ
いて問題が生じるのは、トークンが消失したり、何かの
きっかけで２つのトークンが生じたりまたステーション
の一部がトークンを受信しなかったりした場合である。
このような場合は、通信が一瞬の間途絶するので、かな
り複雑な回復の為の技術が必要となる。

他にも多数のプロトコルが、中央制御装置によらないで
通信経路の使用を割り当てるために用いられて来た。Ｂ
ＲＡＭ(Broadcasting Recognition Access Method)プロ
トコルの場合は、伝送される各パケットは、発信ステー
ションを識別する。各受信ステーションは、最終パケッ
トのローカルアドレスと発信アドレスの差に基づく、伝
送中断時間を設定する。最短の中断時間を有するステー
ションが最初に送信をする機会を有することになる。他
のステーションはそのステーションの送信を受信し、送
信が完了するまで、自身の送信を中断する。最後の送信
の発信アドレスは各ステーションの中断時間を計算する
ために使用される。

他のプロトコルの中でも、ＣＳＭＡ(Carrier Sense Mul
tiple Address)の場合、各ステーションは、最後の送信
の終了に続く送信の開始に対して、ランダムな遅延時間
を発生する。衝突が検知されると、メッセージは再送さ
れる。各ステーションは通信媒体において動きが検出さ
れている間は、決してその送信の開始は行なわない。

前記の方法はいずれも、メッセージ間の優先順位を変え
ることについては何の手立ても施されていない。それゆ
え、特に全ステーションが各メッセージに優先順位を付
けて伝送することが可能であるような場合に、低い順位
のメッセージが通信経路を拘束して優先順位の高いメッ
セージの伝送を遅らせることになる。このことは、臨界
化学プロセス、製造プロセス又は他の工業プロセスを制
御する分散されたプロセス制御システムにとっては、大
変重要である。

発明の概要この発明による通信システムにおいては、共通通信経路
の使用は、伝送されるパケットの優先順位に基づいて割
り当てられる。このような方法によって、最も優先度の
高いパケットは、常に他の低順位のパケットに対して優
先性を有する。また、このような方法によって、如何な
るステーションも、一つ又はそれ以上の優先度のより高
いパケットを他のステーションが有している時に、その
通信経路を独占することはできない。

この発明においては、通信経路中を伝送される各々のパ
ケットのタイプには、複数の優先順位レベルの一つが指
定される。また各々の優先レベルは、レベルの指定を受
けたパケットタイプと一致する通信経路アクセスプロト
コルを有する。好ましいアクセスプロトコルは最後のパ
ケットの終端から所定時間離れている異なる組の時間ス
ロットを提供する。

システムにおける各々のステーションは、通信経路に結
合された通信経路中の活動状態を検出する手段を含む。
この検出手段から得られる検出信号は、通信経路中を伝
送される各パケットの始まりと終りを示す。

また、各ステーションは、通信経路に結合された送信イ
ネーブル信号に応答してパケットを伝送するための送信
手段を含む。伝送されるパケットはパケット選択手段に
よって選択され、送信イネーブル信号を待って作動する
送信手段へ加えられる。

スロットタイム選択手段は、選択されたパケットが選択
されたパケットの優先順位の機能によって伝送されるよ
うにタイムスロットを選択する。前記検出信号が、通信
経路中を伝送される新しいパケットの始まりを示す前
に、選択されたタイムスロットが来る場合は、検出信号
に応動するタイマー手段が送信手段に対し、送信イネー
ブル信号を与える。

選択されたタイムスロットが到達し、送信イネーブル信
号が与えられた時は、送信手段は、選択されたパケット
を通信経路へ伝送する。一方、新しいパケットが、選択
されたタイムスロットの発生前に伝送されて来た時は、
そのシステム中にある他のステーションが通信経路を制
御する旨を示している。

そして、先のステーションが、その伝送を完了し、その
パケットが終了した時には、伝送されるべきパケットの
選択、そのパケットの優先順位に基づくタイムスロット
の選択及び前のパケットの終了からのタイミング動作の
各処理が繰り返される。

本発明は、異なった優先順位レベルが、これに対応して
配置されたタイムスロット配列の中でタイムスロットを
割当てる際に、複数の異なったアクセスプロトコルを使
用することを可能にする、という大きな利点を有するも
のである。

例えば、本発明の好ましい実施態様によれば、優先順位
レベルの一つは特別に与えられたタイムスロットを使用
するのに対して、他の優先順位レベルは、その優先順位
に対応する配列内にタイムスロットを割当てるために、
ＢＲＡＭのような回転順番プロトコルを使用する。

図面の簡単な説明第１図は、本発明によるデータ通信システムのブロック
ダイアグラムである。

第２図は、第１図で示されたデータパケットの内容を説
明するダイアグラムである。

第３図は、第１図のシステムにおける異なった優先順位
の各パケットのために割り当てられるタイムスロットを
説明するためのタイミングダイアグラムである。

第４図は、第１図のシステムにおける伝送サイクルを説
明するためのダイアグラムである。

第５図は、第１図のシステムにおける典型的なステーシ
ョンのブロックダイアグラムである。

実施例の詳細な説明第１図において、データ通信装置１０は、各ライン１６
Ａ〜１６Ｄによって共通通信経路１４に結合された複数
のステーション１２Ａ〜１２Ｄを含む。この説明の目的
のために、システム１０は分散されたプロセス制御シス
テムとして、またステーション１２Ａ〜１２Ｄはそのよ
うなプロセス制御システムにおけるステーションとして
説明される。しかしながら、他の実施例においては、シ
ステム１０はデータ処理システムや、オフィスオートメ
ーションシステム、音声通信システム、その他のシステ
ムであり、又ステーション１２Ａ〜１２Ｄはそのような
特定のタイプのシステム中の装置であることが認識され
よう。

通信経路１４は、好ましくは、ステーション１２Ａ〜１
２Ｄ間において、データパケットのような信号を搬送す
るための、平行軸ケーブル、光ガイド、無線またはマイ
クロウェーブ伝送路等である。又この実施例において
は、これらのデータパケットはシリアルデータである。

ステーション１２Ａ〜１２Ｄは分散されたプロセス制御
システムにおけるステーションであって、例えばマイク
ロプロセッサーを有する制御装置、データロガーやオペ
レーター入出力コンソール等である。各ステーション１
２Ａ〜１２Ｄはライン１８Ａ〜１８Ｄを通して入力を受
け、２０Ａ〜２０Ｄを通して出力を供給する。もちろ
ん、入力及び出力の特有のパターンや供給される入力及
び出力の数等は、各々のステーションの特有の性質に依
存する。以下の説明のために、ステーション１２Ａはオ
ペレータ入出力コンソールであり、ステーション１２Ｂ
〜１２Ｄは各々、マイクロプロセッサーを含むプロセス
制御装置であると仮定するものとする。

オペレータコンソールステーション１２Ａはライン１８
Ａを通してキーボード２２Ａから入力を受け取り、ライ
ン20Aを通して陰極線管（ＣＲＴ）モニター２４Ａへ出
力を供給する。制御ステーション１２Ｂ〜１２Ｄはライ
ン１８Ｂ〜１８Ｄを通してセンサー２２Ｂ〜２２Ｄから
入力信号を受け取る。このセンサー２２Ｂ〜２２Ｄから
の入力は、特定の行程の制御に際して制御装置１２Ｂ〜
１２Ｄが使用するプロセス変化量を表わす。制御装置ス
テーション１２Ｂ〜１２Ｄの出力はライン２０Ｂ〜２０
Ｄを通してプロセス制御装置24B〜２４Ｄへ供給される
プロセス制御信号の形態を取る。

システム１０の典型的な実施態様においては、センサー
２２Ｂ〜２２Ｄによって検知されるプロセス変化量は、
温度、圧力、その他の周知のプロセス変化量を含むもの
である。プロセス制御装置24B〜２４Ｄは、プロセス制
御信号によって駆動される、バルブ、モータ、その他の
デバイスを含む様々な形態を取る。各々の制御装置ステ
ーション１２Ｂ〜12Dは、各個別の複数のプロセス制御
装置を制御し、各個別の複数のセンサーから入力を受取
る。特定の制御ステーション（例えば１２Ｂ）によって
供給されるプロセス制御信号は、複数のプロセス変化量
の関数である。分散されたプロセス制御システムにおい
ては、プロセス変化量の一部は最初に他のステーション
（例えば、制御ステーション１２Ｃ又は12D）における
入力として受け取られる。データ通信システム１０は、
プロセス変化量や他のステーションへ出力を供給する際
に必要な他の情報及びデータが迅速に、効率的に、かつ
最小限の誤まり率で伝送されるように各ステーション12
A〜12D間の通信を行なう。

本発明の一つの実施態様においては、システム１０は、
決められた長さ（例えば０．２５秒）の伝送サイクルで
動作する。各伝送サイクルの間、各ステーション１２Ａ
〜１２Ｄは、データパケットの固有のパターンの伝送の
ために、サイクルの継続時間に基づいて、通信経路１４
へのアクセスを許される。データパケットの他のパター
ンは、該データパケットが伝送サイクルと無関係に発生
する時に使用される。

またシステム１０は、伝送の完了に必要なだけの長さの
伝送を個々のステーション１２Ａ〜１２Ｄに対して許容
し得るように、可変メッセージ長を用いる。この事によ
って、他のステーションは最小の遅延時間で通信経路１
４のアクセスを行なうことができ、したがって、全体の
システムの空き時間の総量を減少しかつシステム１０の
総合的効率を増大させることができる。

第２図はシステム１０の形式と関係なく、一般的なデー
タパケットの好ましい構成例を示している。第２図のよ
うに、全てのパケットはヘッダー、メッセージ主部と２
つの冗長性チェックコードを含む。

ヘッダー部はシステム１０の中でパケット通信に必要と
される共通の情報を含む。第２図に示されている様に、
ヘッダーはこれまでに伝送が首尾よく行なわれた最後の
ステーションのアドレス（以下、“ラストアドレス”と
いう。）、現在伝送中のステーションのアドレス（以
下、“現在アドレス”という）、もしポイント−ポイン
ト型のパケットであればそのパケットの宛先アドレス
（以下、“受信アドレス”という）アドレスデータの補
数（以下、“アドレス補数”という）、“パケットタイ
プ”、“バイト総数”の各々を含む。アドレス補数は、
ヘッダーの“ラストアドレス”部を確認するために用い
られるチェックコードである。各データパケットの長さ
はパケットのタイプによって、実質的に変化する。バイ
ト総数は、パケットの全体の長さをバイトで示すもので
あり、さらには受信ステーションに「データパケット
は、正しく受信された」という受信証の役割りをも果た
すものである。好ましい実施態様では、該ヘッダーはた
かだか８バイトの長さである。

データパケットのメッセージ主部は可変長である。好ま
しい実施態様ではメッセージ主部はたかだか１Ｋバイト
長までである。

各データパケットの最後部は３２ビットの水平冗長チェ
ックコード（以下、ＬＲＣという）と１６ビットの巡回
冗長チェックコード（以下、ＣＲＣという）である。こ
れらの冗長性チェックコードはパケットに含まれるデー
タの有効性を確め、受信ステーションへの伝送の終了を
知らせるものである。

複数の別々のメッセージを同一パケット内で、メッセー
ジ主部として送ることができる。データの完全性を確か
めるために、各パケットは、独立した４つのデータチェ
ックコード即ち、アドレスチェック、パケット長チェッ
ク、ＬＲＣチェック、それにハードウェアのＣＲＣチェ
ックを有する。この様なデータ構造は、信頼性が高いば
かりでなく、非常に効率的である。通信経路１４の高負
荷時においては、通信容量の９０％までがプロセスデー
タに対して有効である。なぜなら、少なくとも１０％は
オーバーヘッドのために必要だからである。

本発明のシステムによる成功的な実行例においては、合
衆国出願番号５８０１１２号に記載されている型の冗長
バス構造が使用されている。各ステーションと各バス上
の先のトラヒックの頻度によるバスの状態の品質評価の
ための、２つのバス間の自動的かつ交互の切替えを実行
するために、各データパケットは、次のデータパケット
を伝送している間にステーション１２Ａ〜１２Ｄによっ
て使用されるバスを選択するためのデータフィールドを
含む。以下の記載においては、各データパケットのメッ
セージ主部はバス又はチャンネル選択のためのフィール
ドを含むものと仮定する。しかしながら、このフィール
ドは本発明の操作のために必ずしも必要なものではな
い。

３つの異なったタイプのデータパケットが本発明のシス
テム１０には使用されている。これらは、“放送(Broad
cast)“ポイント−ポイント(Point-to-Point)”及び
“空き(IDLE)”である。放送タイプパケットは全てのス
テーションに送られ、そしてはっきりしたパケットの肯
定応答（ＡＣＫ）を必要としない。ポイント−ポイント
タイプパケットは固有の宛先に指定を受け、そして応答
のためのパケットを必要とする。空きタイプパケット
は、常にシステム１０が活動状態を維持するために、全
ての空き容量を吸収するものである。

放送タイプパケットは固有の宛先アドレスを持たずＡＣ
Ｋも必要としない。異なった放送タイプパケットは次の
様なパケットを含むものである。

時間インターバル（ＴＩＣ）パケット：時間をシステム
１０と同期させる。

リンク放送（ＬＩＮＫBroadcast）パケット：プロセス
データが決まった形に組み立てられた(Preconfigured)
転送データからなる。

リンクリクエスト（ＬＮＲＱ）パケット：消失したリン
クメッセージの再送を要求する。

リンク応答（ＬＩＮＫReply）パケット：決まった形に
組み立てられたプロセスデータの再送によってＬＮＲＱ
パケットに応答を行なう。

拒絶（ＲＥＪＥＣＴ）パケット：伝送サイクル中の誤ま
った部分で受信されたＬＮＲＱパケットに対して応答す
るものである。

先に述べたように、システム１０は決められた伝送サイ
クル、例えば０．２５秒の周期で作動する。

ＴＩＣパケットの目的は、全ステーション１２Ａ〜１２
Ｄのクロックに同期するタイミング信号を供給する事で
ある。ステーション１２Ａ〜１２Ｄの中の或る特定の一
つのステーションのみはＴＩＣパケットの発生を行なう
義務を有する。一方、ステーション１２Ａ〜１２Ｄのど
のステーションもＴＩＣパケットを発生させる義務を有
するものと仮定できるが、それを発生する特定のステー
ションはシステム１０の構成によって選択されるもので
ある。

好ましい実施態様においては、ステーション１２Ａ〜１
２Ｄの内の少なくとも１つのステーションは高精度の実
時間クロックを有する。そして、正常な条件のもとで
は、この特別なステーションがＴＩＣパケットを供給す
る為に選ばれる。ＴＩＣパケットは通信経路１４中の通
信を支配することはない。ＴＩＣパケットは単に全ステ
ーション１２Ａ〜１２Ｄのクロックを同期させるに過ぎ
ない。

もし、ＴＩＣパケットを送信する義務を有する前記の特
別なステーションが故障した場合は、システム１０は、
他の１つのステーションが自動的にＴＩＣパケットを発
生する義務を自動的に引き受けるまで正常に動作を継続
する。

ＴＩＣパケットのメッセージ主部は、現在データフィー
ルド（決められたデータからの現在の時間経過を秒で示
す。）と、現在のオーバーライドマージン(override ma
rgin)データフィールド（通信経路１４の各チャンネル
についてのマニュアル選択されたトラヒック比を示
す。）と、データ有効性チェックフィールドとを含む。

リンク放送パケットは、ステーション１２Ａ〜１２Ｄ間
の決まった形に組み立てられた通信データを供給する。
このパケットはプロセス情報や、計算データ、中間結
果、１つのステーションから他のステーションへの出力
データ等を運ぶ。各ステーション１２Ａ〜１２Ｄは伝送
サイクル間の伝送に対して１個のリンク放送パケットを
用意するのが望ましい。

リンク放送パケットのメッセージ主部は、プロセス制御
データ値フィールド、バス品質評価フィールド（各チャ
ンネルの品質についての意見を分っために用いられ
る。）およびオーバライドマージンフィールドとを含ん
でいる。

各ステーションはメモリー中にリンクセンドテーブル(L
ink send table)とリンクレシーブテーブル(Link Recei
ve table)とを有している。リンクセンドテーブルは、
ステーションが送信すべき決まった形に組み立てられた
データのリストを有する。またリンクレシーブテーブル
は装置が受信すべき決まった形に組み立てられたデータ
のリストを有する。

伝送サイクルのスタート時に、各ステーション１２Ａ〜
１２Ｄは、リンク放送パケットの中で、どのデータを放
送すべきかを決定するテーブルを調べ、このデータを送
信バッファー中に集める。そして、送信の時が来た時
に、各ステーション１２Ａ〜１２Ｄは、リンク放送パケ
ットを送信する。

送信側のステーションは、リンク放送パケットに含まれ
るデータが、どこで必要になるのか、ということは関知
しない。それは、システム１０の中のどこかで必要であ
り、かつそのデータを送信しなければならない、という
ことを知っているだけである。ＡＣＫも要求されない。
リンク放送パケットの受信に対する責任を受信側ステー
ションが有している。

このことは要求されるＡＣＫメッセージの数を減少させ
る。

各ステーション１２Ａ〜１２Ｄはリンク放送パケットか
らのデータを受信バッファーの中に受け、送信側ステー
ションからのどのデータが必要であるかを決定するため
に、自身のリンクレシーブテーブルを読出す。受信側ス
テーションのリンクレシーブテーブルに書き込まれてい
るデータ項目は、ステーションのメモリ中のデータを更
新するために使用される。必要のないデータは無視され
る。

この処理は、システム１０の全てのステーション１２Ａ
〜１２Ｄがリンク放送パケットを送信し終えるまで続け
られる。以下に詳細に記載されるように、全てのリンク
放送パケットは伝送サイクルの６０％の部分で伝送され
る。

もし、伝送サイクルが６０％の個所に達し、或るステー
ション（例えば１２Ｄ）が他のステーションの一つ（例
えば１２Ａ）からのリンク放送パケットを今だに受けと
っていない場合、リンク放送パケットを受け取っていな
いステーション１２Ｄは、次の送信時にＬＮＲＱ（リン
クリクエスト）パケットを送信する。このＬＮＲＱパケ
ットに応答すべき該当ステーション（ここでは１２Ａ）
は、次のパケットでこれに応答しなければならない。そ
のパケットで応答がなされなかったら、応答は消失した
と見なされる。このプロトコルは、ＡＣＫメッセージに
常に含まれるオーバーヘッドを生ずることなく要求／応
答の通信技術の信頼性を向上させる。又これは各伝送サ
イクルにおいて、全てのリンクセンドテーブルの自動的
なチェックと更新を行なう。

リンク放送パケットを他のステーション（例えば１２
Ｄ）を受け取ってもらえなかったステーション（例えば
１２Ａ）は、ＬＮＲＱパケットに対して、２種類の応
答、即ちリンク応答パケットと拒絶パケットを応答する
ことができる。リンク応答パケットはＬＮＲＱパケット
が伝送サイクルのスタートより２０％以上の所で受け取
られた時にＬＮＲＱパケットに応答して伝送される。又
リンク応答パケットはリンク放送パケットと全く同じデ
ータを有している。しかしこれはＬＮＲＱパケットに応
答する時しか伝送されない。

拒絶パケットは、伝送サイクルのスタートより２０％以
内の所で受け取られたＬＮＲＱパケットに応答して伝送
される。拒絶パケットは、ＬＮＲＱパケットを送って来
たステーションに対し、求められているリンクデータ
は、今は、無効である旨を知らせるものである。

ポイント−ポイントタイプパケットは決まった形に組み
立てられない全ての通信データに用いられる。

前に述べられた放送タイプのパケットは全ての通信デー
タに対して決まった形に組み立てられた送信と受信テー
ブルを有していた。しかしながら、ランダムに生ずる通
信データ、例えば警報、オペレーターの変更、動向デー
タの要求、オペレーターの表示、報告データの要求、等
は予め決まった形に組み立てることはできない。このた
め、この通信データは、システム１０の中での異なった
タイプの処理を必要とする。

ポイント−ポイントタイプパケットと放送タイプパケッ
トとの間には、３つの相違点がある。第１点は、ポイン
ト−ポイントタイプがただ１つの受信ステーションを有
するということである。第２点は、ポイント−ポイント
タイプがＡＣＫを要求し、その代りに普通のデータを要
求することである。第３点は、ポイント−ポイントタイ
プパケットは伝送サイクルに同期しないということであ
り、このことによって、１つの伝送サイクル内で、２つ
のステーション間での複数のパケットの生起が可能とな
る。

システム１０は３種類のポイント−ポイントタイプパケ
ット、即ちポイント−ポイント（ＰＴＰＴ）パケット、
ポイント−ポイント肯定応答（ＡＣＫ）パケット、ポイ
ント−ポイントビジー（ＢＵＳＹ）パケットの各種類の
パケットを有している。

ＰＴＰＴパケットは、ステーション１２Ａ〜１２Ｄ間の
全ての通常のポイント−ポイント間伝送に用いられる。
PTPTパケットは、発信先−宛先識別データ、時系列情報
及び応用メッセージの各データを含んでいる。受信ステ
ーションは、次のパケット中にあるＰＴＰＴパケットに
対し、ＡＣＫ又はＢＵＳＹパケットの何れかで応答せね
ばならない。そうでなければ伝送は消失したものとみな
される。

ＡＣＫパケットはＰＴＰＴパケットが正しく受けとら
れ、受信ステーションの受信バッファーに記憶された時
のPTPTパケットに対応する正常な応答パケットである。

ＢＵＳＹパケットは、受信ステーションがＰＴＰＴパケ
ットを正しく受け取ったものの、その時に受信バッファ
ーが使えない、という時にＰＴＰＴパケットに対応して
送られるものである。ＢＵＳＹパケットを受け取った時
で、かつ再び送信されるべき時には、ＰＴＰＴパケット
の発信ステーションは、後で再送信するためのＰＴＰＴ
パケットを用意する。

各ポイント−ポイントタイプのパケットがどのようにし
て、システム１０の中で動作するかということを、実例
で説明する。３つの種類のポイント−ポイントタイプパ
ケットも、この実例で述べられる。

オペレータは、制御ステーション１２Ｃに対し、一つの
データを送りたいものとする。オペレーターはキーボー
ド22Aを通してデータをコンソールステーション１２Ａ
に入れる。

コンソールステーション１２Ａは、送信バッファーにメ
ッセージを一旦蓄積させＰＴＰＴパケットの送信するた
めの順番を待つ。その順番が来た時に、コンソールステ
ーション１２ＡはＰＴＰＴパケットを通信経路１４を介
して制御装置ステーション１２Ｃに伝送する。もしパケ
ットが正しく受信された時には制御装置ステーション１
２ＣはＡＣＫかBUSYパケットのどちらかで応答を行な
う。もし応答がＢＵＳＹパケットである場合、又はパケ
ットが受信されなかった場合には、コンソールステーシ
ョン１２Ａは、制御装置ステーション１２ＣによってＰ
ＴＰＴパケットが認識されるまで、これを間欠的に送り
続ける。

ＡＣＫパケットの送信の後、制御装置ステーション１２
Ｃは、次の折り返しの時に自動的にＰＴＰＴパケットを
応答のためにコンソールステーション１２Ａに伝送す
る。もし、コンソールステーション１２Ａからの最初の
ＰＴＰＴパケットがデータの要求であったとしたら、応
答のために送られるＰＴＰＴパケットは、その要求され
たデータである。もし、最初のＰＴＰＴパケットが組み
立て構成の変更であったとしたら、制御装置ステーショ
ン１２Ｃは、コンソールステーション１２Ａに対する受
信証として、組み立て構成の変更に基づく結果を含むＰ
ＴＰＴパケットを送り返す。制御装置ステーション１２
ＣがＰＴＰＴパケットの形で応答するために、コンソー
ルステーション１２Ａは、その１２ＣからのPTPTパケッ
トをＡＣＫパケットによって認識し、ＣＲＴモニター２
４Ａ上に、受信データを表示する。

最後のタイプのパケットは、ＩＤＬＥパケットタイプで
ある。ＩＤＬＥパケットはデータを含まない、という点
を除いて、その他は、放送タイプパケットと類似してい
る。

１２Ａ〜１２Ｄの各ステーションは、高い優先順位のパ
ケットを送る用意がない時は、ＩＤＬＥ、パケットを並
べる。

ＩＤＬＥパケットは、ＴＩＣパケット間において、シス
テム１０の時間同期を維持するために用いられる。さら
に、ＩＤＬＥパケットは、システム１０が、通信経路１
４の実績の統計値を集計するのを助ける、ちなみに、こ
の統計値は、前の関連出願でその特徴が述べられている
自動チャンネル切替え技術に用いられるものである。

本発明におけるシステム１０は、種々のステーション１
２Ａ〜１２Ｄによる通信経路１４へのアクセスを決定す
るための分離された中央制御装置を必要としない。その
代わりに、システム１０は、１２Ａ〜１２Ｄの各ステー
ションが通信経路１４へのアクセスを許される前に、前
のメッセージの終了からの可変遅延時間を含むタイミン
グ技術を必要とする。通信経路１４が空きの時は各ステ
ーションは、送信すべきパケットのタイプを見る。優先
順位が異なった時間遅延によってパケットに割当てられ
る。各パケットタイプは異なった範囲の遅延時間、即ち
タイムスロットを有する。遅延時間が短かい程、優先順
位は高くなる。言い換えると、高順位のパケットを有す
るステーションは、伝送の前に待つ時間は短かい。低順
位パケットを有する装置は送信までに長い時間を待つ。
この事は、高順位のパケットが低順位のパケットより前
に通信経路１４へアクセスすることを確実にする。も
し、ステーションが高順位と低順位のパケットを有する
場合は、ステーションは先ず高順位のパケットを伝送
し、次に、低順位のパケットを伝送する前に、通信経路
１４の制御権を他の高順位のパケットを有するステーシ
ョンへ譲る。

この発明の好ましい実施態様においては、パケットが指
定を受ける優先レベルは５段階である。

第１順位…ＡＣＫ，ＢＵＳＹ、拒絶及びリンク応答パケ
ット第２順位…ＴＩＣパケット第３順位…リンク放送及びＬＮＲＱパケット第４順位…ＰＴＰＴパケット第５順位…ＩＤＬＥパケット如何なる時でも、唯一つの局のみが第１順位のパケット
を持つ事ができ、そして他の唯一つの局のみが第２順位
のパケットを持つことができる。しかし、それより低順
位（すなわち、第３，第４，又は第５順位）のパケット
は、多数の局が同時に持つことができる。複数の局が同
一順位のパケットを持った場合は、通信経路１４へのア
クセスは定められたアクセスローテーションに基づいて
行なわれる。

第３図は優先順位を変えるための時間遅延又はタイムス
ロットの割当てを示す。第３図に示されているように、
前のパケットの終了後、各ステーションがそのパケット
について作動を行なう“応答時間”又は“準備時間”が
存在する。如何なる伝送のためのタイムスロットもこの
応答時間には食い込まない。好ましい実施態様ではこの
応答時間は約７００μ秒である。

最初の正規のタイムスロット、即ち１０μ秒の“スロッ
トチェック”タイムスロットは、後で詳細に説明される
スロット時間エラーチェックの補助のために用意され
た。

最初の正規のタイムアウトスロットはＡＣＫ，ＢＵＳ
Ｙ、拒絶それにリンク応答パケットのために用意された
第１順位スロットである。唯一局のみが与えられた時に
その様なパケットを送ることができ、そして、１個の１
０μ秒タイムスロットで十分である。

次のタイムスロットは、第１デッドスロットである。こ
の１０μ秒の持続時間のスロットは、第１順位と第２順
位のスロット間の十分な分離と余裕を与える。

第２順位スロットは第１デットスロットに続いており、
ＴＩＣパケットのために用意される。第２順位スロット
は、一つのステーションが一旦ＴＩＣパケット発生の役
目に引き受けると、ＴＩＣパケットのために用いられ
る。複数のステーションがＴＩＣ機能を求めて競り合っ
ている時には下記の第３順位のスロットが第２順位スロ
ットの代りに用いられる。第２順位スロットも第１順位
スロットと同じく単一の１０μ秒スロットである。何故
なら唯一つのステーションが一度でもＴＩＣパケットを
伝送すると、そのステーションはＴＩＣパケット発生ス
テーションとして確立されてしまうからである。

１０μ秒期間の第２デットスロットが第２順位スロット
の後に続く。この第２デッドスロットもその目的は余分
の余裕を与えるためである。

第３順位スロットが第２デッドスロットの後に続く第３
順位スロットの数はシステム１０のステーションの数と
同じである。第１図に示されている実施例では４つのス
テーション１２Ａ〜１２Ｄに対して、各々１０μ秒の４
つの第３順位スロットが形成される。第３順位スロット
はリンク、放送およびＬＮＲＱの各パケットのために用
意される。

第４順位スロットは、ＰＴＰＴパケットのために用意さ
れる。そしてその中の各スロットは各ステーションのた
めに用意される。（本発明の例では、４つの各ステーシ
ョン１２Ａ〜１２Ｄに対して、１０μ秒期間の４つの第
４順位スロットが形成される。）最後のタイムスロットは、第５順位スロットであり、こ
れは、ＩＤＬＥパケットのために用意される。１０μ秒
期間の一つのスロットは、各ステーション１２Ａ〜１２
Ｄのために提供される。

１つのパケットの各伝送の終了に際して、各ステーショ
ン１２Ａ〜１２Ｄは、応答時間を測る第１タイマーをス
タートさせ、伝送すべきパケットを組み立てる。各ステ
ーション１２Ａ〜１２Ｄは伝送すべきパケットの中から
最高順位のパケットを、先ず選び出し、優先順位に基づ
く特定のタイムスロットと、伝送ローテーションにおけ
る特定のステーション１２Ａ〜１２Ｄの位置を選択す
る。第２タイマーは、特定のステーションのタイムスロ
ットが到達した時に終了するような、遅延時間を与える
ように設定されている。もし、そのステーションのタイ
ムスロットに達する前に、他のステーションが伝送を始
めないのなら、そのステーションはそのパケットの伝送
を開始する。この様にして、第１順位のパケットは常に
第２順位のパケットに先行して伝送され、第２順位のパ
ケットは、常に第３順位のパケットに先行し、以下同様
である。

第１順位と第２順位の双方のタイムスロットの場合は、
如何なる時でも、第１順位のパケットを有する単一のス
テーションと所定の時間に第２順位パケットを有する単
一ステーションのみが存在する。しかしながら、第３，
４，５順位のパケットについては、複数のステーション
が同一順位のパケットを持つことになる。好ましい実施
態様によれば、第３，４，５順位のタイムスロットに対
して、ステーション１２Ａ〜１２Ｄに割当てられるタイ
ムスロットの順番は、伝送サイクルの中で、各ステーシ
ョン１２Ａ〜１２Ｄが等しい機会でパケットを伝送でき
るよう、各伝送に伴なって回転される。第３，４，５順
位のタイムスロット中において、ステーションのタイム
スロット割当てのための回転を行なう、特に好都合な技
術は“放送認識アクセス法”(Broadcast Recognition A
ccess Method)略してＢＲＡＭである。

第３，４，５順位に対するＢＲＡＭタイムスロット割当
て法によれば、各ステーション１２Ａ〜１２Ｄは回転順
番(rotation queue)によって位置を割当てられる。回転
順番の中では、各ステーション１２Ａ〜１２Ｄへ割当て
られる位置は、伝送が生起する毎に変化する。順番の一
番前のステーションがそのパケットを伝送し終ると、次
には順番の最後へまわされ、同時に他のステーションは
タイムスロットを一つだけ繰り上がる。このことは、周
期性の原理によって、伝送経路１４への最初のアクセス
を確実にする。

第３，４，５順位における各スロットの割当ては次の規
則に従って行なわれる。或るステーション（例えば１２
Ａ）が第３順位のパケット（例えばリンク放送パケッ
ト）の伝送を終えると、次には、第３、第４および第５
順位の中の最後のスロットを指定される。他の全てのス
テーションもこのようにして、ＢＲＡＭプロトコルに従
って、各優先順位の中で、それらのタイムスロットに適
合させる。よって、この例では、ステーション１２Ｂは
第３，４，５順位において、最初のタイムスロットへ繰
り上がる。もし、第１順位と第２順位のメッセージが存
在せず、ステーション１２Ｂが第３順位のメッセージを
持っていたとしよう。その場合は、他の全てのステーシ
ョンが伝送を行なう前にそのタイムスロットが到達し、
それによって１２Ｂはそのリンク放送パケットを伝送す
る。一旦、その伝送が完了したならば、ステーション１
２Ｂは、第３，４，５順位の中の最後のタイムスロット
へ引継がれ、他の各ステーションは、１タイムスロット
だけ繰り上がる。それゆえ、ステーション１２Ｃが第
３，４，５順位における回転順位のトップに上る。

もし、回転順番のトップのステーションが伝送予定の第
３順位パケットを持っていなかったら、回転順番の最初
のタイムスロットはパケットの伝送をすることなく終了
する。そして、回転順番の次のステーションが、該当す
るタイムスロットに到達し、そしてもし、第３順位のパ
ケットをそのステーションが持っていたら、その伝送を
開始する。

この処置は伝送すべき第３順位パケットを有するステー
ションがなくなるまで続けられる。そして、第４順位の
タイムスロットが到達したならば、その処理は全ての第
４順位のパケットを送り終えるまで続けられる。最後
に、もし、他のパケットが伝送される必要がないなら、
第５順位のタイムスロットが各伝送後に到達し、その第
５順位のタイムスロットの最初のステーションは、ＩＤ
ＬＥパケットを伝送する。

本発明は実際には、もっと多数のステーションが使用さ
れるのであるが、その好ましい実施態様によれば、第３
順位において、残ったパケットがいずれも第３順位のパ
ケットでない場合は、いつでも各ステーションはＰＴＰ
Ｔパケットを第４順位から第３順位へ繰り上げることが
できる。このことは、ＰＴＰＴパケットを第３順位のタ
イムスロットへ移すことを許し、その結果、伝送の時間
遅れを減少せしめる。第４順位タイムスロットは残る
が、使用されない。しかしどれかのステーションが正規
の第３順位パケット（リンク放送またはＬＮＲＱパケッ
ト）を伝送したならば、ＰＴＰＴパケットは第４順位の
パケットのタイムスロットへ戻される。

ＢＲＡＭ以外の多くのプロトコルが、本発明の優先順位
の実行のために変形使用が可能であることに注意すべき
である。これらのプロトコルはＣＳＭＡ、継続的ＣＳＭ
Ａ（PersistentＣＳＭＡ），ＣＳＭＡ／ＣＤ（例えばイ
ーサーネット）又は固定順位タイムアウト（例えばハイ
パーチャンネル）等である。本発明では、異なったプロ
トコルを、異なった優先順位の各々に対応する様々なス
テーションによる伝送のための異なった順序の設定のた
めに使用することが可能である。例えば、或る優先順位
レベルはＢＲＡＭに基づいて、伝送の順序を指定するこ
とができ、他の優先順位レベルは、ステーションによる
伝送の順序を決めるためにＣＳＭＡ／ＣＤを使用するこ
とができる。

第４図は、システム１０における伝送サイクルの構成を
示す。同図に示されているように、各伝送サイクルは５
つの区間(subperiod)に分割される。第１区間は１サイ
クル周期の０％から始まって１０％まで続く。第２区間
は１０％から２０％までである。第３区間はそのサイク
ル周期の２０％から６０％までである。第４区間は、サ
イクル周期の６０％から９０％まで続く。そして、最後
の第５区間は、そのサイクル周期の９０％から最終まで
である。

各ステーション１２Ａ〜１２Ｄは内部クロックを有して
いるので、各ステーション１２Ａ〜１２Ｄは、新しい伝
送サイクルの始まりを知っている。ステーションのクロ
ックが、新しいサイクルの始まりを示す時は、ステーシ
ョン１２Ａ〜１２Ｄはその伝送サイクルの間に伝送すべ
き全てのリンクデータの収集を開始し、ＴＩＣパケット
に注目する。

ＴＩＣパケットは、伝送サイクルのスタートを確認しシ
ステム１０の全てのステーション１２Ａ〜１２Ｄを同期
させる。

第３区間の間に、リンク放送パケットの伝送が可能化さ
れる。各ステーション１２Ａ〜１２Ｄは、第３区間の間
にリンク放送パケットの伝送を要求される。

もし、第４区間の始まりの時点で、或るステーションが
システム１０の他のステーションからのリンク放送パケ
ットを受け取らなかったならば、そのステーションはリ
ンク放送パケットの再送を要求する旨のＬＮＲＱパケッ
トを送る。LNRQパケットへの応答は、第１順位のパケッ
トであるところのリンク応答パケットである。第４区間
の終りまでに、全てのＬＮＲＱとリンク応答パケットの
伝送は完了されねばならない。

ＰＴＰＴ，ＡＣＫ，ＢＵＳＹ，ＩＤＬＥの各パケットは
伝送サイクル中の如何なる点でも生起できる。ＡＣＫと
BUSYパケットは第１順位であり、ＰＴＰＴパケットに応
答して、伝送サイクル中の如何なる時でも生起する。

ＰＴＰＴとＩＤＬＥパケットは各々第４と第５順位であ
る。これらのパケットは、伝送を待っているそれより高
順位のパケットが存在しない場合に限り生起する。

第２区間において、リンクパケット（リンク放送、リン
ク応答、ＬＮＲＱパケット）が受信可能である。しかし
ながらどのリンクパケットの送信も、第３区間の前には
可能化されない。このことは、第２区間において受信さ
れたリンクパケットが、或るステーションが伝送サイク
ルの始まりの時点に関して、他のステーションとわずか
に同期がとれていない、ということを表わしている。

第４図に示されている伝送サイクルは、パケットの肯定
応答（ＡＣＫ）に占有されないために大変効率的であ
る。ACKの代わりに、リンク放送パケットの受信確認の
義務は受信ステーション自身に負わされる。もし、１２
Ａ〜１２Ｄのいずれかのステーションが、他のいずれか
のステーションからのリンク放送パケットを受け取った
場合は、受信を確認する必要性を要しない。このよう
に、たとえ全てのステーションがリンク放送パケットを
受け取った場合でも、それらのステーション間でＡＣＫ
を送り合うというような競争は存在しない。もしも、或
るステーションが他のステーションからのリンク放送パ
ケットを受け取りそこなった場合にはそれらのステーシ
ョンは第４区間においてＬＮＲＱパケットを送れば良
い。第４区間の最初において、ＬＮＲＱパケットの伝送
が開始される。ＬＮＲＱパケットは放送型なので、ただ
一つのステーションだけが、他の受け取らなかった全て
のステーションを代表してＬＮＲＱパケットを送れば良
い。それらのステーションはＬＮＲＱか、それへの応答
であるリンク応答パケットを受け取ったなら、それらの
ＬＮＲＱパケットをキャンセルする。

第５図は、システム１０のステーション１２Ａ〜１２Ｄ
の代表例とし、ステーション１２Ａのブロックダイヤグ
ラムを示す。この実施態様では、ステーション１２Ａ
は、送信器３０、受信器３２、エネルギー検知器３４、
データプロセッサー３６、クロック発生器３８、第１タ
イマー４０、第２タイマー４２、第３タイマー４４及び
第４タイマー４６を含む。

データプロセッサー３６は、ライン１８Ａの入力データ
を取り込み、ライン２０Ａに出力データを出し、通信経
路１４上のデータパケット中にある伝送すべき情報を並
べ換えたりする。

好ましい実施態様によれば、データプロセッサー３６
は、マイクロプロセッサー、プログラム及びデータ蓄積
装置及び該データプロセッサー３６をライン１８Ａとラ
イン１８Ｂおよびステーション１２Ａの他の機器とイン
ターフェースするのに必要な入出力インターフェース装
置を含むマイクロプロセッサをベースとする、データ処
理装置である。

受信装置３２はデータパケットを受け取り解読した上、
一時的に受信バッファ（図示せず）に蓄積する。又受信
装置32は、受け取ったデータパケットの有効性を判定す
るためのエラー解読機能を実行する。その機能は、第２
図に示すようなＬＲＣ及びＣＲＣ冗長性チェックフィー
ルド及びパケットヘッダーに含まれるバイト総数フィー
ルドとアドレス補数フィールドのデータに基づいて行な
われる。

有効パケットからの情報は受信装置３２によってデータ
プロセッサー３６へ供給される。受信データはデータプ
ロセッサー３６によって蓄積データの更新をするために
使われたり、時には送信装置３０によって通信経路１４
に送られるデータパケットを組み立て直したりするのに
使用される。

プロセッサー３６はまた、送信装置３０によって伝送さ
れるデータの組み立て及び配列を行ない、送信装置３０
内の送信バッファー（図示せず）に供給する。送信装置
３０はデータプロセッサー３６から受け取ったデータを
伝送のための適当な形式へのフォーマットを行ない、タ
イマー４２からの送信イネーブル信号を待つ。送信装置
が可能化されると、送信バッファーに蓄積された情報に
基づくデータパケットを送り出す。

通信経路１４中の伝送が終了する時には、エネルギー
（又は活動状態）検知器３４の出力が変化する。これは
第１及び第２タイマー４０，４４を能動化し、これらの
タイマーはクロック発生器３８からのクロックパルスを
数え始める。第１タイマー４０は、応答時間期間（一つ
の実施態様では700μ秒である）を計測する。この応答
時間期間内に、受信装置３２は受け取った最終データパ
ケットを解読し、データプロセッサー３６へ情報を供給
する。この情報は伝送すべき最終のステーションのアド
レスや、パケットのタイプの表示、第１順位のステーシ
ョン１２Ａからの応答が要求されているかどうか、とい
った事項が含まれる。

応答時間期間の間、データプロセッサー３６は、伝送す
べきデータを組み立て、伝送すべきパケットのタイプを
決定し、次の伝送のために最高順位パケットを選択す
る。データプロセッサー３６は、この決定と、伝送すべ
き最後のステーションに関連するステーション１２Ａの
位置に基づいて、次の伝送において、ステーション１２
Ａに対し与えられるタイムスロットを決定する。例え
ば、もし最高順位のパケットがリンク放送パケットであ
る場合、データプロセッサー３６はステーション１２Ａ
が与えられるタイムスロットを第３順位スロットの中か
ら選ぶ。プロセッサー３６は、それから第２タイマー４
２に対し、選択されたタイムスロットが生起する時に終
了するような時間を与える値を設定させる。好ましい実
施態様によれば、第１タイマー４０と第２タイマー４２
とはカウントダウン型のタイマーである。第１タイマー
４０がゼロに達した時に７００μ秒の応答時間は終了
し、その出力は第２タイマー４２に対し、データプロセ
ッサー３６によって決定されるタイムスロットに応じて
終了する遅延時間の計数を開始させる。もし、ステーシ
ョン１２Ａが他のステーションからの伝送を受信する前
に、第２タイマー４２が計数を完了すると、このタイマ
ーは送信イネーブル信号を送信装置３０に供給し、それ
によって送信装置３０に蓄積されていたデータパケット
は通信経路１４へ伝送される。

第２タイマー４２の遅延時間がデータプロセッサー３６
によって決定されるため、異なったプロトコルによる広
範囲なタイムスロットの異なる配分が可能である。前に
述べたように、好ましい実施態様においては、第１順位
と第２順位のパケットは絶体的に決定されたタイムスロ
ットを有しているのに対して、第３，４，５順位のパケ
ットはＢＲＡＭに基づく回転するスロット配分を有す
る。

もし第２タイマー４２がカウントを終了する前にエネル
ギー検知器３４によって通信経路１４中に活動状態が検
出された時は、エネルギー検出器の出力は変化し、第１
タイマー４０をリセットする。これは第２タイマー４２
の作動開始を停止させ、タイマー４２の計数動作と送信
装置３０へのイネーブル信号の供給を取り止める。

第２タイマー４２の計数完了前に、通信経路１４中に伝
送が検出されたら、受信装置３２は再びその伝送を受信
し、解読し、データプロセッサー３６へ解読した情報を
供給する。その伝送が終了した時は、エネルギー検知器
３４の出力は再び変化し、第１タイマー４０を作動させ
て新しい応答時間期間をスタートさせる。

この処理は、伝送すべきパケットと一番高い順位のパケ
ットの優先順位に従う新しいタイムスロットを決めるプ
ロセッサー３６によって繰り返され、第２タイマー４２
に新しいスロットのための時間遅延値を与える。この処
理はステーション１２Ａが、システム１０の全てのステ
ーション中で最も短かい遅延時間（最も早いタイムスロ
ット）を有するまで続く。その時、その第２のタイマ４
２は最初に計測を終り、ステーション１２Ａは経路１４
に伝送を行なう。

第４タイマー４６は伝送サイクルを計時する。第４図に
示されるように、データプロセッサー３６は伝送サイク
ルを５つの区間に分割するために伝送サイクル時間を用
いる。伝送のためにデータプロセッサー３６によって選
択された特定のタイプのデータパケットは伝送サイクル
の現在の区間に従う。

システム１０は、経路１４上のパケット間の正確な時間
間隔の決定に強く依存する。わずか１０μ秒の変動がパ
ケットを間違ったスロットで伝送させ、パケットの衝突
を生じたり望ましくない伝送順位の変動を生じたりす
る。各ステーションにおけるクロックの速い遅いがパケ
ットを位置させるための誤まったスロットを決定ずけ
る。例えば、ステーション１２Ａのクロックが他のどの
ステーションのクロックよりも速く走っているとする
と、送信装置３０は、本来より早く送信イネーブル信号
を受取ることになる。このことは２つのステーションの
タイムスロットに重なりを生じさせる。

パスアクセスにおけるシステム１０の安全性は、ステー
ション１２Ａ〜１２Ｄがそのタイムスロットを受け取っ
たパケットを送信した相手側のタイムスロットとの比較
によって、それ自身のクロックの正確性を確立すること
によって強化される。

システム１０においては、全ステーション１２Ａ〜１２
Ｄはラストアドレスが各パケットのヘッダーに含まれて
いるために最後のステーションのアドレスを知ってい
る。さらに全ステーション１２Ａ〜１２Ｄは、現在アド
レスがヘッダーに含まれていることによって、現在のス
テーションのアドレスをも知っている。又全ステーショ
ンは送られて来たデータパケットのタイプも、ヘッダー
中の確認によって知っている。

この情報によって、各ステーション１２Ａ〜１２Ｄは、
伝送したばかりのデータパケットについて予測されるタ
イムスロットを計算することができ、（全ステーション
12A〜12Dはタイムスロットを決めるのに同じルールを用
いるので）、それを実際のタイムスロットと比較するこ
とができる。もし、或るステーションが伝送のためのタ
イムスロットの位置に関して他のステーションとの不一
致を繰り返すと、そのステーションは、そのクロックが
誤まっていると結論づけ、伝送のローテーションを降り
る。

第５図に示された好ましい実施態様においては、前に述
べたところのスロットエラーの検知は、１つのデータパ
ケットの終りから次のデータパケットの始まりまでの時
間を計測する第３タイマー４４を用いて行なうことがで
きる。第３タイマー４４は、第１タイマー４０の計時終
了によって作動される。第３タイマー４４は、通信経路
１４上にエネルギーが再び検知されるまでクロック発生
器３８からのクロックパルスに基づいてカウントを続け
る。第３タイマー４４に含まれている値は、エネルギー
検知器３４の出力が再び変化する時、或るデータパケッ
トの終りから次のデータパケットの始めまでの時間を表
わす。

受信装置３２は新しいデータパケットを解読し、データ
プロセッサー３６に、最後のアドレス、現在のアドレス
及びメッセージのタイプを表わすデータを供給する。プ
ロセッサー３６はその情報から、もしクロック発生器の
出力が、送信ステーションのクロックと同期していたと
したら、第３タイマーの値はどのような値をとるべきで
あるかということを判断する。もしも、このようにして
引き出された値と、第３タイマーからの値との比較結果
が、所定の量よりも大きく異なっているとしたら、プロ
セッサー３６はスロットタイムエラーを表示する。これ
らのスロットタイムエラーは監視され、もしもスロット
タイムエラーが複数のステーションから発生すれば、プ
ロセッサー３６はクロック発生器３８が、エラーを起こ
していると結論づけ、通信経路１４への伝送を中止す
る。それゆえ、このような方法で、ステーションは、ど
ちらのクロックが正しいかということについて、実質的
に“投票”を行なう。もし、複数のステーションがクロ
ック発生器３８が故障であることをデータプロセッサー
３６へ通知して来たなら（タイムスロットエラーを通し
て）、プロセッサー３６はクロック発生器３８は、他の
ステーションによって“投票”に負けたと考え、伝送を
中止する。

他の実施態様においては、予測遅延時間値を算出する必
要性は、各データパケットのヘッダー部に、送信ステー
ションにより使用された遅延時間を含ませることによ
り、除かれる。この遅延時間値は受信装置３２によって
解読され、データプロセッサー３６によって第３タイマ
ー４４からの時間値と比較される。

結論ずけると、本発明のシステムは、分散されたプロセ
ス制御又はデータ処理システムにおける分散されたステ
ーション間の最も効率的なデータ通信を提供する。最も
重要なパケットは常に低順位のパケットより前に伝送さ
れながらも、最小の遅延時間が使われる。

本発明は、好ましい実施態様の参照によって説明をされ
たが、当該技術分野の当業者であれば、この発明の趣旨
と技術範囲を逸脱しない範囲内で形状と細部に変更を加
え得るものであることが認識されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−204655（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−110370（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のステーション間で、異なる優先度の
情報パケットを伝送するために共通通信媒体の使用を割
り当てるためのシステムであって、各ステーションは、通信媒体上に送信されたパケットを受信するために、通
信媒体に結合された受信手段と、通信媒体の活動状態を検出し、活動状態の関数として検
出信号を発生するために、通信媒体に結合された検出手
段と、ステーションによって送信可能なパケットの優先度の関
数として送信すべきパケットを選択するパケット選択手
段と、パケットの優先度の関数としてパケットの送信開始タイ
ムスロットを選択するタイムスロット選択手段と、検出信号とタイムスロット選択手段の出力に基づき、送
信手段に送信イネーブル信号を発生するタイマー手段
と、送信イネーブル信号に基づき、通信媒体上にパケットを
送信するために、通信媒体に結合された送信手段とを含
むことを特徴とする多優先度通信システム。
【請求項２】各々の優先順位が、前回のパケットの最後
から、送信されるパケットの優先順位に依存する時間間
隔をおいて配置された複数のタイムスロットの異なる集
合を有することを特徴とする請求範囲第１項に記載の多
優先度通信システム。
【請求項３】タイムスロット選択手段は、送信されるパ
ケットの優先順位に対応する前記集合の中からタイムス
ロットを選択することを特徴とする請求範囲第２項記載
の多優先度通信システム。
【請求項４】各パケットの終りにおいて、各ステーショ
ンが送信のためにタイムスロットを選択し、送信手段
は、前回のパケットの終りと現在のパケットのタイムス
ロットとの間の時間遅延の関数である第１時間値を得る
ことができるデータを、各パケットの一部として送信す
る特許請求の範囲第１項記載の多優先度通信システムに
おいて、各ステーションが、受信した現在のパケットに含まれるデータから第１時間
値を得る手段と、第２時間値を発生させるために、前回のパケットの終り
と現在のパケットの始めとの間の時間遅延の関数である
時間間隔を計測する手段と、もし第１時間値と第２時間値とが所定の関係を有してい
ない時に、スロットエラー信号を発生するために前記第
１時間値と第２時間値とを比較する手段とを含むことを
特徴とする請求範囲第１項記載の多優先度通信システ
ム。
【請求項５】各パケットがそのパケットを伝送するステ
ーションの番号を含むことを特徴とする請求範囲第１項
記載の多優先度通信システム。
【請求項６】所定数の異なるステーションから送信され
たパケットに基づいてスロットエラーを検出したステー
ションによる伝送を禁止する手段をさらに含むことを特
徴とする請求範囲第５項記載の多優先度通信システム。
【請求項７】各パケットがさらに前回のパケットを伝送
したステーションの番号を含み、第１時間値を得る手段
が、前回と現在のパケットを送信したステーションの番
号に基づく第１時間値と、全ステーションがスロットタ
イムを決定する所定のアクセスプロトコルを得ることを
特徴とする請求範囲第５項記載の多優先度通信システ
ム。
【請求項８】各ステーションがさらにクロック信号を供
給する手段と、前回のパケットの終りから、そのステー
ションの選択されたスロットタイムまでの時間間隔をク
ロック信号に応じて計測する手段とを含み、時間間隔を
計測する手段は、第１と第２の時間値の不一致が送信ス
テーションと受信ステーションのクロック手段からのク
ロック信号の周波数の不一致を表わすように、クロック
信号に応答することを特徴とする請求範囲第７項記載の
多優先度通信システム。
【請求項９】各ステーションが前回のパケットの終りの
後の選択されたタイムスロットに基づいてパケットを伝
送するところの特許請求の範囲第１項記載の発明におい
て、各パケットは選択されたタイムスロットを表わすデ
ータを含み、かつ各ステーションがさらに、前回のパケットの終りと現在のパケットの始めとの間の
時間の関数である計測された時間値を供給する手段と、現在のパケットが選択されたタイムスロットに近い所で
送信開始されたのかどうかを判断するために、現在のパ
ケットに含まれているデータに基づいて得られた時間値
と前記計測された時間値とを比較する手段とを含むこと
を特徴とする請求範囲第１項記載の多優先度通信システ
ム。
【請求項１０】選択されたタイムスロットの近くで送信
開始されなかった複数の受信パケットの関数として、比
較手段がタイマー手段に対し、パケットの送信を可能化
することを妨げることを特徴とする請求範囲第９項記載
の多優先度通信システム。
【請求項１１】比較手段が、選択されたタイムスロット
の外側で送信開始されたパケットの関数として、スロッ
トエラー信号を供給するようにしたところの請求範囲第
９項記載の多優先度通信システム。
【請求項１２】複数のステーションに共有され、少なく
とも２つの異なったタイプの情報パケットを運ぶために
共通通信媒体の使用を割り当てるための、少なくとも１
つのアクセスプロトコルを有するところの請求の範囲第
１項記載の多優先度通信システムにおいて、各ステーシ
ョンはパケットを受信し、またサイクル周期を有する伝
送サイクルの間にパケットを伝送する機会を有すると共
に、伝送サイクル周期を複数の不連続な区間に分割する手段
と、パケットタイプと現在の区間に基づいて、送信手段によ
って送信されるべきパケットを選択する手段とを含むこ
とを特徴とする請求範囲第１項記載の多優先度通信シス
テム。
【請求項１３】送信及び受信手段が第１の区間の間に第
１のタイプのパケットを送信及び受信し、送信及び受信
手段が第２の区間の間に第２のタイプのパケットを送信
及び受信し、各第１タイプの情報パケットは、発信ステ
ーションと少くとも１つの予め選択された受信ステーシ
ョンとを有するところの請求範囲第１２項記載の多優先
度通信システム。
【請求項１４】第１の区間において予定された、第１の
タイプのパケットの受信に失敗した少くとも１つの予め
選択された受信ステーションが、第２の区間の始めにお
いて、予定された第１のタイプの情報パケットの送信を
要求する第２のタイプのパケットを伝送するところの請
求範囲第１３項記載の多優先度通信システム。
【請求項１５】第２の区間において、第２のタイプのパ
ケットに応答する第１のタイプのパケットは、アクセス
プロトコルに従って最高優先順位を有する請求範囲第１
４項記載の多優先度通信システム。
【請求項１６】第１と第２のタイプのパケットが伝送さ
れない排他的な第３の区間において伝送するための第３
のタイプのパケットをさらに含むところの請求範囲第１
５項記載の多優先度通信システム。
【請求項１７】分割を行なう手段を同期化するために、
同期パケットが、サイクル周期の始まりの付近で選択さ
れたステーションから伝送されるところの請求範囲第１
２項記載の多優先度通信システム。
【請求項１８】パケットのタイプが、決められた形のデ
ータを含むリンク放送パケットと、或るステーションか
らそのステーションのリンク放送パケットに含まれるデ
ータを繰返すリンク応答パケットを伝送するように要求
するリンク要求（ＬＮＲＱ）パケットとを含み、伝送サイクルの選択された区間において各ステーション
がリンク放送パケットを伝送し、選択された区間の終り
までにリンク放送パケットを受信しなかったステーショ
ンは、次に続く区間の間にＬＮＲＱパケットを伝送する
ようにした請求範囲第１２項記載の多優先度通信システ
ム。
【請求項１９】パケットのタイプは、全てのステーショ
ンの伝送サイクルを同期化させる為に、伝送サイクルの
最初の区間において、１つの選択されたステーションに
よって伝送される時間インターバル制御（ＴＩＣ）パケ
ットを含むところの請求範囲第１８項記載の多優先度通
信システム。
【請求項２０】パケットのタイプは、特定のステーショ
ンに宛てられたポイント−ポイントタイプパケットを含
み、ポイント−ポイントタイプパケットはどの区間にお
いても伝送されることが許されているところの請求範囲
第１８項記載の多優先度通信システム。
【請求項２１】パケットは、第１の優先順位を有する第
１優先順位タイプパケットと第１優先順位より下位の第
２の優先順位を有する第２優先順位タイプパケットを含
み、第１優先順位パケットは第１のアクセスプロトコル
に従って伝送を可能化され、第２優先順位タイプパケッ
トは、第２のアクセスプロトコルに従って伝送を可能化
されるところの請求範囲第１項記載の多優先度通信シス
テム。
【請求項２２】第１のアクセスプロトコルは、第１優先
順位タイプパケットの送信を開始するための１つの固定
されたタイムスロットを含むところの請求範囲第２１項
記載の多優先度通信システム。
【請求項２３】第２のアクセスプロトコルは、直前に伝
送を行なったステーションは最後の順番のスロットに割
り当てられるような回転待行列であるところの請求範囲
第２１項記載の多優先度通信システム。
【請求項２４】ステーションの間でパケットを運ぶため
の共通通信媒体へ結合された複数のステーションを有
し、各ステーションは各パケットの終りにおいて伝送の
ためのタイムスロットを選択する多ステーション通信シ
ステムにおいて、各ステーションは、前回のパケットの終りと現在のパケットのタイムスロッ
トとの間の時間遅延の関数である第１時間値が引き出さ
れ得るデータを各パケットの一部として伝送する手段
と、受信した現在のパケットに含まれるデータから第１時間
値を引き出す手段と、第２時間値を発生させるために前
回のパケットの終りと現在のパケットの始めとの間の時
間遅延の関数である時間間隔を計測する手段と、もし第１と第２の時間値とが所定の関係を有していない
場合に、スロットエラー信号を発生するために、第１時
間値と第２の時間値とを比較する手段とを含むことを特
徴とする多優先度通信システム。
【請求項２５】パケットを送受信するための共通通信媒
体へ結合された複数のステーションを有し、各ステーシ
ョンは前回のパケットの終了後の選択されたタイムスロ
ットに基づいてパケットを伝送し、各パケットは選択さ
れたタイムスロットの表示を含む多ステーション通信シ
ステムにおいて、各ステーションは、各ステーションが通信媒体上でパケットを検出し、受信
し、送信するために各ステーションを通信手段へ結合す
るための結合手段と、前回のパケットの終りと現在のパケットの始めとの間の
時間の関数である、計測された時間値を供給するための
タイマー手段と、現在のパケットがその選択されたタイムスロットの近く
で送信開始されたものであるかどうかを判定するため
に、現在のパケットに含まれる表示に基づいて引き出さ
れた時間値と計測された時間値とを比較する手段とを含
むことを特徴とする多優先度通信システム。
【請求項２６】複数のステーションによって共有され、
少なくとも２つの異なったタイプの情報パケットを運ぶ
ために共通通信媒体の使用を割り当てるための少なくと
も１つのアクセスプロトコルを有し、各ステーションは
パケットを受け取り、サイクル周期を有する伝送サイク
ルの間にパケットを伝送する機会を有する多ステーショ
ン通信システムにおいて、各ステーションはさらに、アクセスプロトコルに従って通信媒体上にパケットを送
信するための、通信手段へ結合された送信手段と、通信媒体からパケットを受け取るために、通信媒体に結
合された受信手段と、伝送サイクル周期を複数の不連続
な区間に分割する手段と、パケットタイプと現在の区間に基づいて送信手段により
送信されるパケットを選択する手段とを含むことを特徴
とする多優先度通信システム。