JPH0695686B2 - データ通信ユニットおよびデータ通信装置 - Google Patents

データ通信ユニットおよびデータ通信装置

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JPH0695686B2
JPH0695686B2 JP2223936A JP22393690A JPH0695686B2 JP H0695686 B2 JPH0695686 B2 JP H0695686B2 JP 2223936 A JP2223936 A JP 2223936A JP 22393690 A JP22393690 A JP 22393690A JP H0695686 B2 JPH0695686 B2 JP H0695686B2
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42Loop networks
    • H04L12/427Loop networks with decentralised control
    • H04L12/433Loop networks with decentralised control with asynchronous transmission, e.g. token ring, register insertion

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ループ状に形成された伝送経路に沿ってディ
ジタル直列信号によるデータ通信を行なうデータ通信装
置および該伝送経路上に配置されこのデータ通信を司る
データ通信ユニットに関するもの、特にリモートコント
ロールによるロボット,製造ライン,家庭用機器,表示
装置等の制御,簡易的なLAN(Local Area Networck)の
代用,互いに離れた位置にある多数の入出力装置を制御
するための通信等において、1つの通信ループ内に情報
の発信とコントロールを行う機能を有する複数の親局が
存在する場合にこれらの親局間の情報の発信及びコント
ロール機能の切り換えを確実かつ簡単に行なうことので
きる機能を備えたデータ通信装置,データ通信ユニット
に関するものである。
(従来の技術) ディジタル直列信号を発信しループ状に形成された伝送
経路を経由して自己が発信した信号を受け取る親局とし
ての機能と、他から発信されたループ状に形成された伝
送経路を経由して受信された信号を解釈して該信号に即
した動作を行なう支局としての機能を備えたデータ通信
ユニットが上記ループ状に形成された伝送経路上に複数
個配置されている場合に、親局としての機能を現在その
機能を担っているデータ通信ユニットから如何にして他
のデータ通信ユニットに受け渡すかという点に関し、従
来トークンリングと呼ばれる方法が国際標準として認め
られている(例えば、IEEE802.5参照)。
このトークンリングと呼ばれる方法は、トークン(発信
権)と呼ぶ信号を各データ通信ユニットが順番にもち回
るようにするものである。このトークンには、現在伝送
経路が空いているか否かを示す表示があり、空き状態
(フリー)を示すトークンが回わってきたときのみその
データ通信ユニットはデータの発信が可能となる。デー
タの発信とともにトークン上の表示をふさがり状態(ビ
ジー)にしておき、発信終了後に再び空き状態に戻す。
これにより伝送経路上に信号を乗せる発信可能な時点を
各データ通信ユニットに与えることによってデータの衝
突を避けることができる。
(発明が解決しようとする課題) しかしこのトークンリング方式を採用すると、フレーム
(データの集合の一単位)毎に常にトークンを伴う必要
があるため、そのトークンの分(通常約3バイト)だけ
フレームが長くなってその分データ通信速度の低下を招
くという問題やトークンを構成するためのハードウェア
が必要となってその分ハードウェアが複雑となるという
問題がある。さらに、データ通信の途中でトークンの紛
失が生じたり、無限巡回フレームが発生する場合があ
り、これらが生じると電源を切って再投入すること等を
行なう必要があり、データ通信の信頼性を著しく低下さ
せているという大きな問題もある。
本発明は、上記事情に鑑み、ループ状に形成された伝送
経路上に複数のデータ通信ユニットが配置されたデータ
通信装置において、トークンを使用せず、確実かつ簡易
にデータ発信の主導権を受け渡す機能を備えたデータ通
信装置、および該データ通信装置に用いられるデータ通
信ユニットを提供することを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するための本発明のデータ通信ユニット
は、 ディジタル直列信号が伝送される伝送経路上に配置され
るデータ通信ユニットであって、 受信信号を中継して中継信号を出力する中継器と、発信
信号を生成する発信器と、前記中継信号と前記発信信号
を切換えることにより該中継信号もしくは該発信信号を
送信信号として送信する送信制御器とを有し、 該送信制御器が、前記受信信号もしくは前記送信信号を
モニタし、該受信信号もしくは該送信信号の無信号状態
が第一の所定時間継続した場合に無信号検知信号を出力
する第一のタイマーと、前記発信信号の送信が終了した
後の第二の所定時間経過後にタイムアップする第二のタ
イマーと、前記発信信号を前記送信信号として送信する
ことを要求する発信要求信号が存在する場合に、前記無
信号検知信号をトリガとして前記送信信号を前記中継信
号から前記発信信号に切り換え、該発信信号の送信が終
了した時点から前記第二の所定時間前記送信信号を無信
号状態に維持し、この無信号状態の後に前記中継信号を
前記送信信号として送信する送信制御回路とを備えたこ
とを特徴とするものである。
ここで、中継器が受信信号に発信要求信号の有無の情報
を記録するようにしてもよい。
また、上記データ通信ユニットにおいて、前記受信信号
をモニタし、該受信信号に含まれるアドレス情報が自己
のアドレスと一致する場合に発信許可信号を出力する発
信許可信号発生器を備え、前記送信制御器が、前記発信
許可信号発生器から前記発信許可信号が出力された場合
にのみ前記送信信号を前記中継信号から前記発信信号に
切り換えるように構成してもよい。また、この場合に、
中継器が受信信号に発信要求信号の有無の情報および自
己のアドレスの情報を記録するように構成することが好
ましい。
さらに上記のデータ通信ユニットにおいて有信号状態と
無信号状態を区別するための方法の1つとして、前記送
信信号が有信号状態にある場合、所定の極性反転最大時
間内に必ず前記送信信号の極性が反転するように信号形
式が選択されており、前記所定の極性反転最大時間内に
極性の反転が生ずるか否かにより有信号状態と無信号状
態とを区別するように構成してもよい。
また、本発明のデータ通信装置は、上記のようにして有
信号状態と無信号状態との区別の行なわれたデータ通信
ユニットが、ループ状に形成された伝送経路の途中に複
数個接続されてなることを特徴とするものである。
ここで、前記伝送経路上にn個(nは2以上の正の整
数)の前記データ通信ユニットが存在するとき、これら
n個のデータ通信ユニットの各前記第一のタイマーが備
えた各前記第一の所定時間のうち最小の第一の所定時間
をTMmin,前記n個のデータ通信ユニットの各前記第二の
タイマーが備えた各前記第二の所定時間をTFi(i=1,
2,…,n),信号が前記伝送経路上を一周するに要する一
周時間をTLとしたとき、 TL<TFi<TL+TMmin が成立するように前記n個のデータ通信ユニットのそれ
ぞれが調整されていることが好ましい。
また、前記伝送経路上にn個(nは2以上の正の整数)
の前記データ通信ユニットが存在するとき、これらn個
のデータ通信ユニットの各前記第一のタイマーが備えた
各前記第一の所定時間をTMi(i=1,2,…,n),信号が
前記伝送経路上を一周するに要する一周時間をTL,前記
所定の極性反転最大時間をTPとしたとき、 |TMi−TMj|>TL かつ TMi>TP が、i≠j,i=1,2,…,n,j=1,2,…,nの全てについて成
立するように前記n個のデータ通信ユニットのそれぞれ
が調整されていることも好ましい態様である。
(作 用) 本発明のデータ通信ユニットは、上記第一および第二の
タイマーおよび上記送信制御回路により、発信信号の送
信が終了した時点から第二の所定時間送信信号を無信号
状態に維持し、その後中継信号を送信するようにしたた
め、この無信号状態を検知することにより伝送経路がフ
リー状態にあることがわかり、このデータ通信ユニット
を用いたデータ通信装置において、容易にデータの発信
権の授受が行なわれる。
ここで中継器が受信信号に発信要求信号の有無の情報を
記録するようにすると、このデータ通信ユニットを複数
個用いたデータ通信装置において、現在データの発信権
を得ているデータ通信ユニットで他のデータ通信ユニッ
トからデータの発信を要求している旨がわかり、自己の
発言権を放棄するか否かの参考とすることができる。
また、上記データ通信ユニットにおいて、上記発信許可
信号発生器を備え、発信許可信号が出力された場合にの
みデータの発信権を受け取るように構成すると、現在デ
ータの発信権を得ているデータ通信ユニットの方で次の
データ発信権をどのデータ通信ユニットに移行するかを
決定することができることとなる。この場合、データの
発信権を要求するデータ通信ユニットの方では、受信信
号に発信要求信号の有無の情報および自己のアドレスに
関する情報を記録した中継信号を生成すると、これによ
り現在データの発信権を得ているデータ通信ユニットの
方でどのデータ通信ユニットから発信要求があるかを知
ることができ、データ発信権をどのデータ通信ユニット
に移行するかを決定する際の参考とすることができる。
また、有信号状態にあるか無信号状態にあるかを区別す
るために、有信号状態では所定の極性反転最大時間内に
必ず極性の反転が生じる信号形式を採用すると、この所
定の極性反転最大時間内にに極性の反転が生じるか否か
により有信号状態と無信号状態とを区別することがで
き、この区別を容易かつ確実に行なうことができる。
また、このように構成されたデータ通信ユニットが、ル
ープ状に形成された伝送経路の途中に複数個(n個)接
続されてなるデータ通信装置において、 TL<TFi<TL+TMmin が成立するようにn個のデータ通信ユニットのそれぞれ
が調整することにより、伝送経路上の信号全てを無信号
状態にすることができるとともに、無信号状態が長くな
りすぎて二重発信を招く恐れもない。
さらに上記データ通信装置において、 |TMi−TMj|>TL かつ TMi>TP が、i≠j,i=1,2,…,n,j=1,2,…,nの全てについて成
立するようにn個のデータ通信ユニットのそれぞれを調
整することにより、特にnが3以上の場合に相前後して
複数のデータ通信ユニットの発信要求信号がオンされた
ときであってもTMiの短い順に優先順位づけられて優先
順位の高い順位にデータの発信権を獲得することがで
き、2つ以上のデータ通信ユニットからの同時発信を確
実に防止することができる。
(実 施 例) 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。
第10図は、本発明のデータ通信装置の一例を表わした概
略図である。
M1,M2,…,Mi,Mnは本発明のデータ通信ユニットの一例で
ある親局を表わしており、S1,S2,…,Smは本発明のデー
タ通信ユニットの中継器の役割りのみを担い自らはデー
タの発信を行なわない支局を表わしている。これらの親
局,支局にはそれぞれ1つもしくは複数のIO装置(例え
ばリレー,D/A変換器,スイッチ,各種センサ等)が接続
されており、データ発信権のある親局(ここでは代表さ
せて親局Miとする)からの発信信号に基づいて他の親局
Mj(j≠i)や支局Sk(k=1,2,…,m)に接続された出
力装置を駆動し、あるいはこれらの親局Mjや支局Skに接
続された入力装置から入力された信号に基づいて親局Mi
から発信された発信信号、即ち親局Mjあるいは支局Skの
受信信号が該親局Mjや支局Skで書き換えられて該親局Mj
や支局Skから送信される。このようにして伝送経路Rを
一巡して発信権のある親局Miに信号が戻り、この親局Mi
ではこの戻ってきた信号が調べられ発信したデータが正
常に一巡してきたか否か、所定のIO装置の入出力の状態
等が認識される。
第11図は、この実施例で用いられるデータの一単位とし
てのフレームが並んでいる様子を模式的に示した図であ
る。
この図に示すように伝送経路R上には常に連続したフレ
ームが送受信されているものとする。この各フレーム
は、IO装置をアクセスするための発信情報フレーム、IO
装置をアクセスすることのないいわばアイドリング状態
において用いられるダミ情報フレーム、および信号の極
性の反転の行なわれない無信号状態にある無信号フレー
ムのいずれかであり、これらのフレームは発信権のある
親局Miで生成されて発信され、その親局Miに戻ることで
そのフレームの伝送は終了する。(尚、第10図,第11図
に示した構成の詳細については、親局が一つだけ存在す
る場合に関し、特願平2-170641参照)。
第12図は、本実施例いで用いられるデータ形式を示した
図である。ただしNRZ(None Return to Zero)は、比較
のために示したデータ形式であり、ここでは用いられな
い。このNRZはLレベルが信号‘0',Hレベルが‘1'に単
純に対応しているデータ形式であり、この場合、例えば
信号‘0'のみだ多数連続する有効な信号の場合、この信
号はLレベルのままとなり、本実施例では無信号状態と
判定される結果を招いてしまうこととなる。
そこでここでは、RE(Phase Encording)信号、あるい
はFM(Frequency Madulation)信号が用いられる。PE信
号は図に示すように、1ビット信号の中央で極性が反転
する信号であり、その極性反転の前後がLレベル−Hレ
ベルの場合信号‘0',Hレベル−Lレベルの場合信号‘1'
となる。このPE信号を用いると1ビット信号内に必ず極
性反転が生じるとともに直流成分がなくなり、したがっ
てこのPE信号はデータ通信に有利なデータ形式である。
またFM信号は例えば信号‘0'の場合1回だけ極性が反転
し、信号‘1'の場合は2回極性が反転するように構成さ
れたデータ形式であり、この場合も例えば信号‘0'のみ
が連続したとしても1ビット毎に必ず極性が反転するこ
ととなる。尚ここではPE信号とFM信号とを例示したが、
これらに限られず例えばMFM(Modified FM)等所定の期
間内に必ず極性の反転が生じるようなデータ形式であれ
ばよいことはもちろんである。
第1図は、本発明のデータ通信ユニットの一例である親
局を示した回路ブロック図である。
伝送経路を経由して送信されてきた信号は、この親局M
の受信信号RVSとして入力端子1から入力される。この
受信信号RVSは中継器2に入力される。この中継器2で
はこの受信信号RVSを解読し、必要に応じてこの親局M
に接続されている図示しないIO装置をアクセスし、この
IO装置をアクセスしたことに伴う情報を受信信号RVSに
書き込んで中継信号RLSを生成しデータセレクタ3に送
る。データセレクタ3がこの中継信号RLSを出力するよ
うセットされているときはこの中継信号RLSがこの親局
Mの送信信号SDSとして出力端子4から伝送経路の下流
側に送信される。
またこの親局Mの内部に備えられたもしくはこの親局M
とは別体に構成された発信源コンピュータ21(第1図で
は、この発信源コンピュータ21は親局Mとは別体のもの
として描かれている)は、発信情報の供給と発信要求信
号の管理を行なう。発信源コンピュータ21から出た発信
情報は発信権獲得後にパラレル又はシリアル信号の形式
で発信器5にCOMとして送られる。発信器5は通常この
発信情報を一時発信器内部のバッファメモリーに蓄えた
後所定のフレーム形式のディジタル直列信号ORSに変換
する。発信権を獲得し発信情報を送信したい時は、まず
発信源コンピュータ21はラッチ回路6の▲▼端子に
向けて発信要求信号RTSを出力する。この状態で他の親
局がデータの発信権を放棄してこの親局Mにデータの発
信権が移行してくるまで待機している。尚、本実施例で
はデータセレクタ3とラッチ回路6との組合せが、本発
明にいう送信制御回路の一例として観念される。
この親局の発信権の獲得は以下のようにして行なわれ
る。
送信信号SDS(ここでは中継信号RLSと同一)が向信号検
知タイマー7の入力端子TIに入力され、送信信号SDSの
極性の変化が所定時間TM(本発明にいう第一の所定時
間)に渡って生じなかった場合にその出力端子TOからラ
ッチ回路6の入力端子LIに向けて無信号検知信号TOが出
力される。尚、ここでは簡単のため、回路内の各端子を
表わす記号と、その端子に入力される信号を表わす記号
とで同一の記号を用いることがある。この無信号検知信
号TOがラッチ回路6の入力端子LIに入力されると、発信
要求信号RTSがそのラッチ回路6に既に入力されている
場合は、ラッチ回路6の出力端子LOからデータセレクタ
3のセレクト端子Sに切換信号LO入力され、この切換信
号LOが入力されることによりこれまで出力してきた中継
信号RLSに代え、発信器5で生成された発信信号ORSが出
力されるようにデータセレクタ3が切り換わる。またこ
の切換信号LOがそのままもしくは加工されて発信エネー
ブル信号として発信器5および発信源コンピュータ21に
入力され、これにより発信器5および発信源コンピュー
タ21で発信信号ORSを送信するタイミングを知り、ただ
ちに発信信号ORSが送信信号SDSとして親局Mから送信さ
れる。
この親局Mからの発信信号ORSの送信を終了させる時に
は、発信源コンピュータ21は出力されていた発信要求信
号RTSをオフし、これによりラッチ回路6がリセットさ
れ、ラッチ回路6からデータセレクタ3に向けて出力さ
れていた切換信号LOがオフされる。このときデータセレ
クタ3では信号の出力を発信信号ORSから中継信号RLSに
切り換えようとするが、この切換信号LOがオフされた情
報は送信停止タイマー8(本発明にいう第二のタイマー
に対応する)にも入力されこの入力のタイミングから所
定時間TF(本発明にいう第二の所定時間)だけ送信停止
タイマー8の出力端子TFOからデータセレクタ3の端
子に極性変化禁止信号TFOが出され、この所定時間TFの
間はデータセレクタ3から出力される信号の極性の反転
が禁止され(通常はHレベル又はLレベルに出力信号が
固定される。)、この所定時間TFの後、中継信号RLSが
データセレクタ3から出力される。この所定時間TF極性
の反転が禁止される無信号状態を生成することによりこ
の親局Mが発信権を放棄した旨を他の親局に知らせるこ
とができ、他の親局では発信要求がある場合には上記と
同様にして発信権の獲得が行なわれる。また、中継器2
において発信要求信号RTSの有無の情報を記録した中継
信号RLSを生成するようにすると、現在発信権を所有し
ている親局で他の親局から発信要求がある旨を知ること
ができ、発信権放棄の参考とすることができる。
尚、上記実施例では、データセレクタ3,ラッチ回路6,無
信号検知タイマー7,および送信停止タイマー8の組合せ
が、本発明にいう送信制御器の一例と観念される。
また、上記例では送信信号SDSを無信号検知タイマー7
に入力して送信信号SDSの極性反転が所定時間TM以上行
なわれなかった場合を検知するようにしたが、送信信号
SDSに代え、図に破線で示すように受信信号RVSを入力し
て、受信信号RVSの極性の変化を検知するようにしても
よい。この場合の所定時間TMの定数は送信信号SDSを入
力した場合と異なる場合もあるが、これらの定数につい
ては送信信号SDSを入力するか受信信号RVSを入力するか
に応じて適切に選択される。
また無信号検知タイマー7で送信信号SDSをモニタする
か受信信号RVSをモニタするかに拘らず、図に破線で示
す発信許可信号発生器8を備えてもよい。この発信許可
信号発生器8は受信信号RVSを入力し、この受信信号RVS
の発信権の受け渡し先としてこの親局Mのアドレスが記
録されているか否かを解読し、この親局Mのアドレスが
記録されている場合にラッチ回路6のLD端子に向けてて
発信許可信号を出力する回路である。この場合ラッチ回
路6では発信要求信号RTSと無信号検知信号TOとが揃っ
ても発信許可信号が入力されない場合は、このラッチ回
路6からは切換信号LOが出力されない。このように構成
すると、現在発信権を所有している親局が発信権を放棄
する場合に、その親局から送信される発信信号に発信権
を次の受け渡し先のアドレスを記録して送信することが
できる。この場合、中継器2において受信信号RVSにIO
装置をアクセスした情報のみでなくこの親局Mから発信
要求がある旨、およびこの親局Mのアドレスを記録した
中継信号RLSを生成するように構成すると、現在発信権
を所有している親局ではどの親局から発信要求があるか
を知ることができ、発信権の次の受け渡し先の決定に際
し参考にすることができる。
第2図は、第1図に示した送信制御器(データセレクタ
3,ラッチ回路6,無信号検知タイマー7,および送信停止タ
イマー8の組合せ)の構成例を示した回路図である。
送信信号SDS(もしくは受信信号RVS)が無信号検知タイ
マー7の入力端子TIから入力されると、この入力信号TI
は二手に分かれ、一方は遅延回路7aを経由して他方は直
接に排他的論理和回路(XOR)7bに入力され、このXOR7b
の出力がカウンタ7cのリセット信号として用いられる。
またこの無信号検知タイマー7は周期がTcのクロックパ
ルスを発生させるクロックパルス発生器7dを備えてお
り、このクロックパルスはカウンタ7cのクロック端子CK
に入力される。このカウンタ7cの出力端子Qnはこの無信
号検知タイマー7の出力端子TOに接続されている。
第3図は、第2図に示す無信号検知タイマー7の動作を
示したタイムチャートである。
この無信号検知タイマー7の入力信号TIは極性の反転の
ある信号区間と極性の反転のない無信号区間とに区別さ
れ、信号区間ではこの極性の反転を利用して、入力信号
TIと該入力信号TIをわずかに遅らせた遅延信号TIDとのX
OR演算を行なうことによりカウタ7cのリセット端子Rに
リセットパルスを入力し続け、これによりカウンタ7cの
出力端子Qnからは出力信号(無信号検知信号TO)が出力
されない状態に保持される。また無信号区間ではリセッ
ト端子Rにリセットパルスが入力されなくなるため、こ
のカウンタ7cではクロックパルスCKのカウントを開始
し、リセットパルスが最後に入力された時点から所定時
間TM経過後にカウンタ7cの出力端子Qnから無信号検知信
号TOが出力される。
第2図に戻り、説明を続ける。
このカウンタ7cの出力端子Qnから出力された無信号検知
信号TOはラッチ回路6に入力される。このラッチ回路6
はD型フリップフロップであり、この無信号検知信号TO
はこのD型フリップフロップ6のクロック端子CKに入力
される。このD型フリップフロップ6のD端子は電源電
圧に保持されているため、発信要求信号RTSが端子に
入力されている場合、無信号検知信号TOが入力された時
点でこの無信号検知信号TOがラッチされ、Q端子からラ
ッチ信号(切換信号LO)が出力される。この切換信号LO
はデータセレクタ3のS端子に入力され、これによりそ
れまでこのデータセレクタ3から出力されていた中継信
号RLSに代え、発信信号ORSがこのデータセレクタ3から
出力される。発信信号の送信が終了するに際し前述した
ように発信要求信号RTSがオフされ、これによりD型フ
リップフロップ6がリセットされ、切換信号LOがオフと
なってデータセレクタ3は中継信号RLSを出力するよう
に切り換わる。ただしこの切換信号LOがオンからオフと
なると送信停止タイマー8を構成する遅延回路8a,イン
バータ8b,およびAND回路8cによりトリガパルスが生成さ
れ、このトリガパルスがモノマルチバイブレータ8dに入
力されて、このモノマルチバイブレータ8dの時定数で定
まる所定時間TFだけワンショット信号TFOが出力され、
この信号TFOがデータセレクタ3の端子に入力されて
出力Yを所定の論理レベルに固定化し、これによりデー
タセレクタ3からは所定時間TFだけ無信号状態を表わす
極性の反転しない信号が出力される。
第4図は、第1図,第2図に示す無信号検知タイマー7
に送信信号SDSが入力されるように構成した場合の親局
Mのタイムチャートである。
発信源コンピュータ21からは第4図に示すような発信要
求信号RTSが出力される。ここではこの発信要求信号RTS
のオン(Hレベル)が発信要求のあることを表わしてい
る。この発信要求がある場合において、無信号検知タイ
マー7の入力信号TI即ち送信信号SDSが、他の親局が発
信した他局発信信号に続き、その親局が発信権を放棄し
たことを表わす無信号状態に変化したとする。このと
き、無信号状態に変化した時点から所空時間TM経過後に
無信号検知信号TOが出力されてラッチ回路6のLI端子に
入力される。これによりこのラッチ回路6からは無信号
検知信号TOがラッチされた切換信号LOが出力され、この
切換信号LOがデータセレクタ3のS端子に入力される。
これによりデータセレクタ3ではそれまで入力端子Aに
入力されていた中継信号RLSを出力していたことに代
え、入力端子Bに入力される発信信号ORSを出力するよ
うに切換えが行なわれる。またこの切換信号LOは発信エ
ネーブル信号として発信器5および発信源コンピュータ
21に入力され、これにより発信器5および発信源コンピ
ュータ21ではデータ発信のタイミングを知ることがで
き、データセレクタ3の切換えの後の最初のフレームの
先頭からこの親局Mで生成された発信信号ORSがこの親
局から送信される。発信源コンピュータ21は、この親局
Mから送信すべき発信信号ORSを終了させる時は、発信
要求信号RTSをオフし、これにより前述したようにして
送信信号SDSは所定時間TFだけ無信号状態となりその後
中継信号RLSに切り換わる。この送信信号SDSと、受信信
号RVSとを対比すると、他の親局から発信された信号を
受信する場合は受信信号RVSが先行し、この親局Mにお
ける中継遅れ時間Trだけ遅れて送信信号SDSとして送信
される。またこの親局で発信信号を送信した場合は、ル
ープ状に形成された伝送経路(第10図参照)を信号が一
周する一周時間TLだけ遅れてこの親局Mに受信される。
尚、送信停止タイマー8の出力(第2図に示すモノマル
チバイブレータ8dの出力)は例えば第4図に示す所定時
間TFのパルス幅をもったワンショット信号である。尚、
自らが発信した無信号状態により、時刻tにおいて無信
号検知出力TOが発せわれるが、この時点では発信要求信
号RTSがオフされているため、ラッチ回路6からは切換
信号LOは出力されない。
第5図は、無信号検知タイマー7に受信信号RVSが入力
されるように構成した場合のタイムチャートである。こ
の図に示すように無信号検知タイマー7に受信信号RVS
を入力するようにしても第4図に示す送信信号SDSを入
力した場合とほとんど同様のタイムチャートとなり、こ
れにより無信号検知タイマー7には送信信号SDSに代え
受信信号RVSを入力してもよいことがわかる。尚、第5
図に示すタイムチャートの構成は第4図に示すタイムチ
ャートの構成とほぼ同様であるため、説明は省略する。
第6図は、第1図に破線で示す発信許可信号発生器9
と、この発信許可信号発生器9と接続された送信制御器
(データセレクタ3,ラッチ回路6,無信号検知タイマー7,
および送信停止タイマー8の組合せ)を表わした回路図
である。
受信信号RVSには、現在発信権を所有している親局が指
定した、発信権を次に譲り渡す親局のアドレスが記録さ
れている。この受信信号RVSは発信許可信号発生器9の
再生器9aと比較タイミング信号発生器9bとに入力され
る。この再生器9aは、入力された受信信号RVSが例えば
第12図に示すPE信号に変調されている場合にこれをNRZ
信号に復調する復調器と、この復調された信号をパラレ
ル信号に変換するためのシフトレジスタとの組合せで構
成されており、その出力端子P1,P2,…,Pmから現在発信
権を所有している親局により指定された発信権を次に譲
り渡すべき親局のアドレスが出力される。この出力信号
P1,P2,…,Pmは比較器9cの入力端子X1,X2,…,Xmに入力さ
れる。一方この親局Mのアドレスはスイッチ群9dにより
設定されており、このスイッチ群9dにより設定されたア
ドレスは比較器9cの入力端子Y1,Y2,…,Ymに常時入力さ
れている。比較タイミング信号発生器9bは、再生器9aの
出力端子P1,P2,…,Pmに発信権を次に譲り渡すべき親局
のアドレスの最終ビットが出力されるタイミングでパル
スを発する回路であり、このパルスが比較器9cのEN端子
に入力され、このパルスが入力された時点で比較器9cの
入力端子X1,X2,…,Xmから入力された信号と入力端子Y1,
Y2,…,Ymから入力された信号とが比較されこれらの信号
が一致する場合にCO端子から一致信号が出力される。こ
の一致信号COはD型フリップフロップ9eに入力されてラ
ッチされ、このラッチされた信号がD型フリップフロッ
プ6(ラッチ回路6)のD端子に入力される。第2図に
示す送信制御器とこの第6図に示す送信制御器との唯一
の相違点は、第2図に示す送信制御器ではD型フリップ
フロップ6(ラッチ回路6)のD端子には常に電源電圧
が印加されていることに対し、この第6図に示す送信制
御器では一致信号COがラッチされた信号がD型フリップ
フロップ6(ラッチ回路6)のD端子に印加されている
ことである。したがって、第6図に示す送信制御器で
は、D型フリップフロップ6に発信要求信号RTSが入力
されており、かつ一致信号COのラッチ出力が入力されて
いる場合に限り、無信号検知信号TOが入力された場合に
切換信号LOが出力されることとなり、したがって現在発
信権を所有している親局が発信権の次の受け渡し先とし
てこの親局を指定した場合にのみ、この親局に発信権が
受け渡されることとなる。尚、第6図の他の回路構成要
素については第2図に示した回路構成要素と同一である
ため、第2図で用いた番号と同一の番号を付し説明は省
略する。
次に、無信号検知タイマー7によって作られる所定時間
TM、および送信停止タイマー8によって作られる所定時
間TFの適正値について考察する。
第7図は、第10図に示すデータ通信装置における信号の
遅れ時間を表わした図である。ここでは親局Mwが現在発
信権を所有しており、親局Mwが発信権を放棄した場合に
親局Myより上流側にある任意の親局Mx,親局Myより下流
側にある任意の親局Mzのいずれにも発信権が受け渡され
ずに親局Myが発信権を得ることのできる条件について考
察する。
ここで各親局Mw,Mx,My,Mz内における中継遅れ時間を、
それぞれTrw,Trx,Try,Trzとし、親局Mwから親局Mx,親局
Mxから親局My,親局Myから親局Mz,親局Mzから親局Mwに信
号が伝送されるに要する伝送時間をそれぞれTwx,Txy,Ty
z,Tzwとし、同様に親局Mwから親局Mx,親局Myから親局M
w,親局Myから親局Mxに信号が伝送されるに要する伝送時
間をそれぞれTwx,Tyw,Tyxとする。通常親局同士は同一
仕様のハードウェアで構成されているので、任意の親局
から発信された信号が伝送経路を一周して元の親局に戻
るまでの一周時間TL、中継遅れ時間Tr(Trw,Trx,Try,Tr
z等)はどの親局についてもほぼ同一の値であると見な
すことができる。
第8図は、送信信号が無信号検知タイマーに入力される
場合における、各親局Mw,Mx,My,Mzの送信信号,受信信
号を表わしたタイムチャートである。ここで信号区間は
Hレベル,無信号区間はLレベルで表示されている。ま
た、必要に応じて上記で定義した中継遅れ時間Trw,Trx,
Try,Trz、送信遅れ時間Twx,Txy,Tyz,Tzw,Twx,Tyw,Tyx、
一周時間TL記入されている。さらにこの第8図に記入さ
れている他の信号は以下のように定義される。
TMw,TMx,TMy,TMz ;各親局Mw,Mx,My,Mzの無信号検知タイマーが有する所
定時間TM TFw,TFx,TFy,TFz ;各親局Mw,Mx,My,Mzの送信停止タイマーが有する所定
時間TF TNw,TNx,TNy,TNz ;親局Mwが発信を停止した直後の各親局Mw,Mx,My,Mzの
無信号区間 Tsy ;親局Myの送信停止タイマーが有する所定時間TFyが終
了した後、信号の極性変化が最初に生じるまでの遅れ時
間 ここで先ず各親局の送信停止タイマーが有する所定時間
TFが満たすべき条件について考察する。
この図からわかるように、親局Mwの送信停止タイマーが
有する所定時間TFwは、伝送経路上の全ての位置におい
て無信号状態が実現すること、および無信号状態の二重
発信を防止する観点から TL<TFw<TNw …(1) である必要がある。ここで図からわかるように、 TNw≒TMy+TL …(2) である(後述の(5)式参照)。各親局の無信号検知タ
イマーが有する所定時間TMのうちの最小値をTMminとし
たとき、TMy≧TMminであるから、(1)式が確実に成立
する条件は、 TL<TFw<TMmin+TL …(3) となる。ここで親局Mwはこのデータ通信装置内のどの親
局であってもよいことから、全ての親局Mi(i=1,2,
…,n)について、 TL<TFi<TMmin+TL …(4) が成立することが送信停止タイマーが満足すべき条件で
ある。
次に各親局の無信号検知タイマーの有する所定時間TMが
満たすべき条件について考察する。
ここで、 TNw=(Twy+Try)+TNy+(Tyw+Trw) =TNy+Try+TL =TMy+(Tsy+Try)+TL ≒TMy+TL …(5) TNx=(Txy+Try)+TNy+(Tyx+Trx) =TNy+Try+TL =TMy+(Tsy+Try)+TL ≒TMy+TL …(6) TNy=TMy+Tsy+TL ≒TMy+TL …(7) TNz=TNy≒TMy+Tsy …(8) となる。親局Myが発信信号を送信し始めた後、その発信
信号が他の親局に到達する前に他の親局が発信信号の送
信を開始してしまわないための条件は、 TMw>TNw …(9) TMx>TNx …(10) TMz>TNz …(11) の全てを満たすことである。ここで、(9)〜(11)式
より、 TMw−TMy>TL …(12) TMx−TMy>TL …(13) TMz−TMy>0 …(14) となり、したがって TMi−TMy>TL …(15) ただしi=1,2,…,n;i≠y が成立することが二重発信を防止するための条件とな
る。この(15)式からわかるように、任意の2つの親局
Mi,Mjの無信号検知タイマーの有する所定時間をTMi,TMj
としたとき、 |TMi−TMj|>TL …(16) 成立することが二重発信を防止するための条件となる。
また、所定時間TMiは無信号状態を作り出すものである
ため、当然に極性反転最大時間TPよりも大きくなければ
ならず、したがって TMi>TP …(17) も満たす必要がある。
第9図は、受信信号が無信号検知タイマーに入力される
場合における、各親局Mw,Mx,My,Mzの送信信号,受信信
号を表わした第8図と同様のタイムチャートである。
第8図の場合と同様に考察すると、親局Mwの送信停止タ
イマーが有する所定時間TFwは、 TL<TFw<TL+TNw=TL+TMy …(18) を満たす必要があり、また TMy≧TMmin …(19) であるから、すべての親局について TL<TF<TMmin+TL …(20) を満たす必要がある。この(20)式は無信号検知タイマ
ーに送信信号を入力した場合における(4)式と同一で
ある。
また、各親局の無信号検知タイマーの有する所定時間TM
が満たすべき条件については、 TNw=TNy−(Try+Tyw)+(Tsy+Tyw) =TNy+(Tsy−Try) =TMy+(Tsy−Try) ≒TMy …(21) TNx=(Txy+Trx)+(TNy+Tsy)+Tyx =TNy+TL+Tsy =TMy+TL+Tsy ≒TMy+TL …(22) TNz=TNy−(Try+Tyz)+(Tsy+Tyz) =TNy+(Tsy−Try) =TMy+(Tsy−Try) ≒TMy …(23) であるから、親局Myが発信信号の送信を始めた後、他の
親局が発信信号を送信しないための条件、 TMw>TNw …(24) TMx>TNx …(25) TMz>TNz …(26) は、それぞれ、 TMw−TMy>0 …(27) TMx−TMy>TL …(28) TMz−TMy>0 …(29) したがって受信信号を無信号検知タイマーに入力した場
合も、送信信号を無信号検知タイマーに入力した場合と
同様、 TMi−TMy>TL がi≠y,i=1,2,…,nの全ての親局について成立するこ
とが条件となる。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明のデータ通信装置
は、これを構成する各データ通信ユニットにおいて送信
信号を発信信号から中継信号に戻す際に所定時間無信号
状態を作り出すようにしたため、複数のデータ通信ユニ
ット間のデータの発信権の移行が確実かつ容易に行なわ
れることとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のデータ通信ユニットの一例である親
局を示した回路ブロック図、 第2図は、第1図に示した送信制御器の構成例を示した
回路図、 第3図は、第2図に示す無信号検知タイマーの動作を示
したタイムチャート、 第4図は、第1図,第2図に示す無信号検知タイマーに
送信信号が入力されるように構成した場合の親局Mのタ
イムチャート、 第5図は、無信号検知タイマーに受信信号が入力される
ように構成した場合の親局Mのタイムチャート、 第6図は、第1図に破線で示す発信許可信号発生器と、
この発信許可信号発生器に接続された送信制御器を表わ
した回路図、 第7図は、第10図に示すデータ通信装置における信号の
遅れ時間を表わした図、 第8図は、送信信号が無信号検知タイマーに入力される
場合における、各親局の送信信号,受信信号を表わした
タイムチャート、 第9図は、受信信号が無信号検知タイマーに入力される
場合における、各親局の送信信号,受信信号を表わした
タイムチャート、 第10図は、本発明のデータ通信装置の一例を表わした概
略図、 第11図は、本実施例で用いられるデータの一単位として
のフレームが並んでいる様子を模式的に示した図、 第12図は、本実施例で用いられるデータ形式を示した図
である。 1……入力端子、2……中継器 3……データセレクタ、4……出力端子 5……発信器 6……ラッチ回路(D型フリップフロップ) 7……無信号検知タイマー 8……送信停止タイマー 9……発信許可信号発生器 21……発信源コンピュータ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディジタル直列信号が伝送される伝送経路
    上に配置されるデータ通信ユニットであって、 受信信号を中継して中継信号を出力する中継器と、発信
    信号を生成する発信器と、前記中継信号と前記発信信号
    を切換えることにより該中継信号もしくは該発信信号を
    送信信号として送信する送信制御器とを有し、 該送信制御器が、前記受信信号もしくは前記送信信号を
    モニタし、該受信信号もしくは該送信信号の無信号状態
    が第一の所定時間継続した場合に無信号検知信号を出力
    する第一のタイマーと、前記発信信号の送信が終了した
    後の第二の所定時間経過後にタイムアップする第二のタ
    イマーと、前記発信信号を前記送信信号として送信する
    ことを要求する発信要求信号が存在する場合に、前記無
    信号検知信号をトリガとして前記送信信号を前記中継信
    号から前記発信信号に切り換え、該発信信号の送信が終
    了した時点から前記第二の所定時間前記送信信号を無信
    号状態に維持し、この無信号状態の後に前記中継信号を
    前記送信信号として送信する送信制御回路とを備えたこ
    とを特徴とするデータ通信ユニット。
  2. 【請求項2】前記中継器が、前記受信信号に前記発信要
    求信号の有無の情報を記録することにより前記中継信号
    を生成するものであることを特徴とする請求項1記載の
    データ通信ユニット。
  3. 【請求項3】前記受信信号をモニタし、該受信信号に含
    まれるアドレス情報が自己のアドレスと一致する場合に
    発信許可信号を出力する発信許可信号発生器を備え、前
    記送信制御器が、前記発信許可信号発生器から前記発信
    許可信号が出力された場合にのみ前記送信信号を前記中
    継信号から前記発信信号に切り換えるものであることを
    特徴とする請求項1記載のデータ通信ユニット。
  4. 【請求項4】前記中継器が、前記受信信号に前記発信要
    求信号の有無の情報および自己のアドレスの情報を記録
    することにより前記中継信号を生成するものであること
    を特徴とする請求項3記載のデータ通信ユニット。
  5. 【請求項5】前記送信信号が有信号状態にある場合、所
    定の極性反転最大時間内に必ず前記送信信号の極性が反
    転するように信号形式が選択されており、前記所定の極
    性反転最大時間内に極性の反転が生ずるか否かにより有
    信号状態と無信号状態とを区別するように構成されてい
    ることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項記
    載のデータ通信ユニット。
  6. 【請求項6】請求項5記載のデータ通信ユニットが、ル
    ープ状態に形成された伝送経路の途中に複数個接続され
    てなることを特徴とするデータ通信装置。
  7. 【請求項7】前記伝送経路上にn個(nは2以上の正の
    整数)の前記データ通信ユニットが存在するとき、これ
    らn個のデータ通信ユニットの各前記第一のタイマーが
    備えた各前記第一の所定時間のうち最小の第一の所定時
    間をTMmin,前記n個のデータ通信ユニットの各前記第二
    のタイマーが備えた各前記第二の所定時間をTFi(i=
    1,2,…,n),信号が前記伝送経路上を一周するに要する
    一周時間をTLとしたとき、 TL<TFi<TL+TMmin が成立するように前記n個のデータ通信ユニットのそれ
    ぞれが調整されていることを特徴とする請求項6記載の
    データ通信装置。
  8. 【請求項8】前記伝送経路上にn個(nは2以上の正の
    整数)の前記データ通信ユニットが存在するとき、これ
    らn個のデータ通信ユニットの各前記第一のタイマーが
    備えた各前記第一の所定時間をTMi(i=1,2,…,n),
    信号が前記伝送経路上を一周するに要する一周時間を
    TL,前記所定の極性反転最大時間をTPとしたとき、 |TMi−TMj|>TL かつ TMi>TP が、i≠j,i=1,2,…,n,j=1,2,…,nの全てについて成
    立するように前記n個のデータ通信ユニットのそれぞれ
    が調整されていることを特徴とする請求項6または7記
    載のデータ通信装置。
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