JPH10307803A - 並列分散制御におけるリアルタイム通信方式 - Google Patents
並列分散制御におけるリアルタイム通信方式Info
- Publication number
- JPH10307803A JPH10307803A JP9127876A JP12787697A JPH10307803A JP H10307803 A JPH10307803 A JP H10307803A JP 9127876 A JP9127876 A JP 9127876A JP 12787697 A JP12787697 A JP 12787697A JP H10307803 A JPH10307803 A JP H10307803A
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】複数の情報処理装置をリンクで結合して行
う並列分散制御方法において、リンクとして分離された
双方向のデータ通信線５と双方向のイベント通信線６で
構成されるレスポンシブ・リンク４を使用する並列分散
制御におけるリアルタイム通信方式。 【効果】データパケットに比べてそのサイズは極めて小
さいがリアルタイム制御には非常に重要な役割を果たす
イベントパケットを、データ通信線とは分離して設けて
あるイベント通信線を使用して通信するため、リンクで
結合した並列分散処理をハードリアルタイムで行うこと
ができる。
う並列分散制御方法において、リンクとして分離された
双方向のデータ通信線５と双方向のイベント通信線６で
構成されるレスポンシブ・リンク４を使用する並列分散
制御におけるリアルタイム通信方式。 【効果】データパケットに比べてそのサイズは極めて小
さいがリアルタイム制御には非常に重要な役割を果たす
イベントパケットを、データ通信線とは分離して設けて
あるイベント通信線を使用して通信するため、リンクで
結合した並列分散処理をハードリアルタイムで行うこと
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、各種ロボットの制御
やファクトリーオートメーション、ホームオートメーシ
ョン、オフィスオートメーション等の種々の並列分散制
御をリアルタイムで行えるようにした通信方式に関する
ものである。
やファクトリーオートメーション、ホームオートメーシ
ョン、オフィスオートメーション等の種々の並列分散制
御をリアルタイムで行えるようにした通信方式に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に通信データはパケットに分割さ
れて送受信されるが、マルチタスクシステムのように同
時に他の複数のシステムとデータをやり取りするような
場合の並列分散制御では従来複数の他のシステムとの間
を一種類の通信線で結合し、この通信線に時分割やＣＡ
ＭＡ／ＣＤ等の方式でセンサデータ、画像データ、音声
データ等の通常のデータパケットと制御用途等に使用す
るイベントパケットを共に混合して乗せて通信を行う方
法が取られてきた。
れて送受信されるが、マルチタスクシステムのように同
時に他の複数のシステムとデータをやり取りするような
場合の並列分散制御では従来複数の他のシステムとの間
を一種類の通信線で結合し、この通信線に時分割やＣＡ
ＭＡ／ＣＤ等の方式でセンサデータ、画像データ、音声
データ等の通常のデータパケットと制御用途等に使用す
るイベントパケットを共に混合して乗せて通信を行う方
法が取られてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、通常のデータ
のサイズは大きく、これに対してイベントのサイズはか
なり小さいのであるが、上記のような共有された通信線
を使用した従来の方式では大量のデータパッケトと、極
僅かではあるがリアルタイム制御用途には非常に重要な
イベントパケットが同一種類のパケットとしてひとつの
通信線上に存在することになり、並列分散制御を行うた
めに必要となるリアルタイム通信の障害となる。
のサイズは大きく、これに対してイベントのサイズはか
なり小さいのであるが、上記のような共有された通信線
を使用した従来の方式では大量のデータパッケトと、極
僅かではあるがリアルタイム制御用途には非常に重要な
イベントパケットが同一種類のパケットとしてひとつの
通信線上に存在することになり、並列分散制御を行うた
めに必要となるリアルタイム通信の障害となる。
【０００４】ここで、並列分散制御を行うためには、イ
ベント伝達のレイテンシ（遅れ）をできるだけ短く且つ
固定すること、及び時間制約の厳守が通信方式に対して
要求される。
ベント伝達のレイテンシ（遅れ）をできるだけ短く且つ
固定すること、及び時間制約の厳守が通信方式に対して
要求される。
【０００５】しかし、共有された通信線を用いた時分割
やＣＳＭＡ／ＣＤ等の方法を用いた従来の通信方式では
共有された通信線で通常のデータパケットとイベントパ
ケットを混合して送受信するため、その通信線を流れる
単位時間当たりのデータ量の変化によってイベント伝達
速度が動的に変動し、従ってイベント伝達時間を正確に
保証することができないので、並列分散制御に必要なリ
アルタイム通信の実現が困難であるとされている。
やＣＳＭＡ／ＣＤ等の方法を用いた従来の通信方式では
共有された通信線で通常のデータパケットとイベントパ
ケットを混合して送受信するため、その通信線を流れる
単位時間当たりのデータ量の変化によってイベント伝達
速度が動的に変動し、従ってイベント伝達時間を正確に
保証することができないので、並列分散制御に必要なリ
アルタイム通信の実現が困難であるとされている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこでこの発明では、並
列分散制御においてハードリアルタイム処理を実現する
ために、複数の情報処理装置をリンクで結合して行う並
列分散制御において、リンクとして分離された双方向の
データ通信線と双方向のイベント通信線で構成されるレ
スポンシブ・リンクを使用する並列分散制御におけるリ
アルタイム通信方式を提案するものである。
列分散制御においてハードリアルタイム処理を実現する
ために、複数の情報処理装置をリンクで結合して行う並
列分散制御において、リンクとして分離された双方向の
データ通信線と双方向のイベント通信線で構成されるレ
スポンシブ・リンクを使用する並列分散制御におけるリ
アルタイム通信方式を提案するものである。
【０００７】
【作用】即ち、この発明ではレスポンシブ・リンクは通
常のデータ通信線以外に専用のイベント通信線を持ち、
データ通信線は通常のデータを転送するために用い、イ
ベント通信線はイベントを転送する目的にのみ使用する
ものである。
常のデータ通信線以外に専用のイベント通信線を持ち、
データ通信線は通常のデータを転送するために用い、イ
ベント通信線はイベントを転送する目的にのみ使用する
ものである。
【０００８】このため、この発明ではパケットの大きさ
は固定長で、且つイベントパケットは通常のデータパケ
ットと比較すると非常に小さく、更にデータ通信線とイ
ベント通信線が分離されているので、通常のデータ通信
線がどんなに込み合っていたとしても、並列分散制御に
必要なイベントパケットはイベント通信線を通してリア
ルタイムで伝達することができる。
は固定長で、且つイベントパケットは通常のデータパケ
ットと比較すると非常に小さく、更にデータ通信線とイ
ベント通信線が分離されているので、通常のデータ通信
線がどんなに込み合っていたとしても、並列分散制御に
必要なイベントパケットはイベント通信線を通してリア
ルタイムで伝達することができる。
【０００９】また、この発明ではイベントが目的の情報
処理装置に対してリアルタイムに送れるように、データ
とイベントはそれぞれ独立にルーティングを行えるよう
にしてある。
処理装置に対してリアルタイムに送れるように、データ
とイベントはそれぞれ独立にルーティングを行えるよう
にしてある。
【００１０】また、複数の情報処理装置でひとつの通信
線を共有するシリアルバス方式では、同時に通信する装
置の台数によりバンド幅が動的に変化し、イベントの伝
達時間を保証することが困難であるので、この発明では
情報処理装置はレスポンシブ・リンクを介してpoint-to
-point（１対１）で結合される。
線を共有するシリアルバス方式では、同時に通信する装
置の台数によりバンド幅が動的に変化し、イベントの伝
達時間を保証することが困難であるので、この発明では
情報処理装置はレスポンシブ・リンクを介してpoint-to
-point（１対１）で結合される。
【００１１】このためこの発明では、レスポンシブ・リ
ンクがデータ通信線とイベント通信線に分離して構成さ
れており、またデータとイベントが独立にルーティング
されており、それぞれのパケットサイズは固定長で、更
に情報処理装置間の結合がpoint-to-pointであることか
ら、イベント伝達時間を正確に保証することが可能であ
り、並列分散制御に必要不可欠であるリアルタイム通信
を行うことができる。
ンクがデータ通信線とイベント通信線に分離して構成さ
れており、またデータとイベントが独立にルーティング
されており、それぞれのパケットサイズは固定長で、更
に情報処理装置間の結合がpoint-to-pointであることか
ら、イベント伝達時間を正確に保証することが可能であ
り、並列分散制御に必要不可欠であるリアルタイム通信
を行うことができる。
【００１２】なお、ひとつのイベントは、パケットの宛
先情報、内部状態、割り込み優先順位情報を含む割り込
みレベル、作業内容情報を含む割り込みベクトルから構
成されるが、この発明においては、イベント通信線は次
のようなイベントの伝達にのみ用いるものとする。(a)
モジュール間割り込み、(b) モジュール間同期、(c)モ
ジュール間ステータス伝達
先情報、内部状態、割り込み優先順位情報を含む割り込
みレベル、作業内容情報を含む割り込みベクトルから構
成されるが、この発明においては、イベント通信線は次
のようなイベントの伝達にのみ用いるものとする。(a)
モジュール間割り込み、(b) モジュール間同期、(c)モ
ジュール間ステータス伝達
【００１３】
【実施例】以下、この発明を図示の実施例に基づいて詳
細に説明すると、図１はこの実施例で使用する各レスポ
ンシブ・コントローラを示すものであり、レスポンシブ
・コントローラ１はプロセッサ、メモリシステム、複数
のレスポンシブ・リンクI/F 、及びI/O カードバスI/F
から構成される共通のマザーボード２、粒度の小さなI/
O （センサ、モータ等）を制御しシステム依存性を吸収
するI/O カード３から構成され、この実施例ではレスポ
ンシブ・コントローラ１はできるだけ小型化し、I/O の
近傍にそのI/O を制御するレスポンシブ・コントローラ
１を配置できるようにしてある。
細に説明すると、図１はこの実施例で使用する各レスポ
ンシブ・コントローラを示すものであり、レスポンシブ
・コントローラ１はプロセッサ、メモリシステム、複数
のレスポンシブ・リンクI/F 、及びI/O カードバスI/F
から構成される共通のマザーボード２、粒度の小さなI/
O （センサ、モータ等）を制御しシステム依存性を吸収
するI/O カード３から構成され、この実施例ではレスポ
ンシブ・コントローラ１はできるだけ小型化し、I/O の
近傍にそのI/O を制御するレスポンシブ・コントローラ
１を配置できるようにしてある。
【００１４】なお、図２はこの実施例で使用するレスポ
ンシブ・コントローラ１のダイヤグラムを示すものであ
るが、レスポンシブ・コントローラ１のプロセッサには
画像処理などに有効である高速な浮動小数点演算性能を
有し且つイベント処理性能の良い富士通製SPARClite(MB
86934)を用い、メモリシステムにはリアルタイム画像処
理に十分なメモリバンド幅を確保するために64bit幅の
シンクロナスDRAM(10ns)を用い、レスポンシブ・リンク
は高速性と応答性を実現するために素子としてECLを主
に用い且つ耐ノイズ性能を向上させるために図３のよう
に差動方式を用い、さらに一つのレスポンシブ・コント
ローラ1当たりレスポンシブ・リンク４を合計４チャネ
ル有している。
ンシブ・コントローラ１のダイヤグラムを示すものであ
るが、レスポンシブ・コントローラ１のプロセッサには
画像処理などに有効である高速な浮動小数点演算性能を
有し且つイベント処理性能の良い富士通製SPARClite(MB
86934)を用い、メモリシステムにはリアルタイム画像処
理に十分なメモリバンド幅を確保するために64bit幅の
シンクロナスDRAM(10ns)を用い、レスポンシブ・リンク
は高速性と応答性を実現するために素子としてECLを主
に用い且つ耐ノイズ性能を向上させるために図３のよう
に差動方式を用い、さらに一つのレスポンシブ・コント
ローラ1当たりレスポンシブ・リンク４を合計４チャネ
ル有している。
【００１５】４は、各レスポンシブ・コントローラ１間
を結合するレスポンシブ・リンクで、レスポンシブ・リ
ンク４は図３に示すように、それぞれ分離された双方向
のデータ通信線５と双方向のイベント通信線６とから構
成されている。
を結合するレスポンシブ・リンクで、レスポンシブ・リ
ンク４は図３に示すように、それぞれ分離された双方向
のデータ通信線５と双方向のイベント通信線６とから構
成されている。
【００１６】この実施例のようにデータ通信線５と共に
専用のイベント通信線６を対にしたレスポンシブ・リン
ク４によってレスポンシブ・コントローラ１間を接続す
ることにより、通信のレスポンシブ性をハードウェア的
にサポートしている。
専用のイベント通信線６を対にしたレスポンシブ・リン
ク４によってレスポンシブ・コントローラ１間を接続す
ることにより、通信のレスポンシブ性をハードウェア的
にサポートしている。
【００１７】次に、レスポンシブ・コントローラ１を用
いてロボットシステムの構築例を図４を用いて示すと、
(1) 機能別I/O カード３をマザーボード２に挿着してそ
の機能を有するレスポンシブ・コントローラ１を構成す
る。(2) 同様に必要な種類と数の機能別レスポンシブ・
コントローラ１を構成する。(3) 各レスポンシブ・コン
トローラ１をロボットの必要部分に配置し、レスポンシ
ブ・リンク４を用いてロボットシステムに適合したトポ
ロジで各レスポンシブ・コントローラ１を結合する。
いてロボットシステムの構築例を図４を用いて示すと、
(1) 機能別I/O カード３をマザーボード２に挿着してそ
の機能を有するレスポンシブ・コントローラ１を構成す
る。(2) 同様に必要な種類と数の機能別レスポンシブ・
コントローラ１を構成する。(3) 各レスポンシブ・コン
トローラ１をロボットの必要部分に配置し、レスポンシ
ブ・リンク４を用いてロボットシステムに適合したトポ
ロジで各レスポンシブ・コントローラ１を結合する。
【００１８】レスポンシブ・リンク４による各レスポン
シブ・コントローラ１の結合形態とデータとイベントの
ルーティングを図５を用いて更に詳しく説明すると、そ
れぞれが情報処理装置を構成する各々のレスポンシブ・
コントローラ1A、1B、1C、1Dがレスポンシブ・リンク４
を介してpoint-to-pointで結合され、例えばレスポンシ
ブ・コントローラ1Bはレスポンシブ・コントローラ1Aか
ら来たデータパケットａとイベントパケットｂを同時に
独立してそれぞれレスポンシブ・コントローラ1Cと1Dに
ルーティングすることができる。
シブ・コントローラ１の結合形態とデータとイベントの
ルーティングを図５を用いて更に詳しく説明すると、そ
れぞれが情報処理装置を構成する各々のレスポンシブ・
コントローラ1A、1B、1C、1Dがレスポンシブ・リンク４
を介してpoint-to-pointで結合され、例えばレスポンシ
ブ・コントローラ1Bはレスポンシブ・コントローラ1Aか
ら来たデータパケットａとイベントパケットｂを同時に
独立してそれぞれレスポンシブ・コントローラ1Cと1Dに
ルーティングすることができる。
【００１９】
【発明の効果】以上要するに、この発明によればデータ
パケットに比べてそのサイズが極めて小さいがリアルタ
イム制御には非常に重要な役割を果たすイベントパケッ
トを、データ通信線とは分離して設けられたイベント通
信線を使用して通信するため、リンクで結合した並列分
散処理をハードリアルタイムで行うことができる。
パケットに比べてそのサイズが極めて小さいがリアルタ
イム制御には非常に重要な役割を果たすイベントパケッ
トを、データ通信線とは分離して設けられたイベント通
信線を使用して通信するため、リンクで結合した並列分
散処理をハードリアルタイムで行うことができる。
【図１】 この発明で使用するレスポンシブ・コントロ
ーラの分解斜視図
ーラの分解斜視図
【図２】 同上のレスポンシブ・コントローラのダイヤ
グラム
グラム
【図３】 この発明で使用するレスポンシブ・リンクの
内部説明図
内部説明図
【図４】 同上のレスポンシブ・コントロールで構成さ
れたロボットシステム
れたロボットシステム
【図５】 レスポンシブ・リンクによる各レスポンシブ
・コントローラの結合形態とデータとイベントのルーテ
ィングの説明図
・コントローラの結合形態とデータとイベントのルーテ
ィングの説明図
１、1A、1B、1C、1D はレスポンシブ・コントローラ ２はマザーボード ３はI/O カード ４はレスポンシブ・リンク ５はデータ通信線 ６はイベント通信線
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の情報処理装置をリンクで結合して
行う並列分散制御において、リンクとして分離された双
方向のデータ通信線と双方向のイベント通信線で構成さ
れるレスポンシブ・リンクを使用することを特徴とする
並列分散制御におけるリアルタイム通信方式。 - 【請求項２】 レスポンシブ・リンクにおけるデータ通
信線とイベント通信線を独立してルーティングを行う請
求項１記載の通信方式。 - 【請求項３】 情報処理装置間をレスポンシブ・リンク
を介して１対１で結合した請求項１記載の通信方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9127876A JPH10307803A (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 並列分散制御におけるリアルタイム通信方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9127876A JPH10307803A (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 並列分散制御におけるリアルタイム通信方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10307803A true JPH10307803A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=14970835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9127876A Pending JPH10307803A (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 並列分散制御におけるリアルタイム通信方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10307803A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6901074B1 (en) | 1998-12-03 | 2005-05-31 | Secretary Of Agency Of Industrial Science And Technology | Communication method and communications system |
-
1997
- 1997-05-01 JP JP9127876A patent/JPH10307803A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6901074B1 (en) | 1998-12-03 | 2005-05-31 | Secretary Of Agency Of Industrial Science And Technology | Communication method and communications system |
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