JPS61117944A - 多地点通信システムにおける同期方法 - Google Patents

多地点通信システムにおける同期方法

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JPS61117944A
JPS61117944A JP60246930A JP24693085A JPS61117944A JP S61117944 A JPS61117944 A JP S61117944A JP 60246930 A JP60246930 A JP 60246930A JP 24693085 A JP24693085 A JP 24693085A JP S61117944 A JPS61117944 A JP S61117944A
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JP
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station
address
communication system
multipoint communication
new
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JP60246930A
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グレン・アール．・シヤーウツド・ジユニア
ジエイムス・ビー．・ムーン
ゴードン・エイ．・モイル
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Spacelabs Medical Inc
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    • G06F12/0646—Configuration or reconfiguration
    • G06F12/0653—Configuration or reconfiguration with centralised address assignment
    • G06F12/0661—Configuration or reconfiguration with centralised address assignment and decentralised selection
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は多地点通信システムにおける同期方法、特に多
地点通信システムの患者モニタリング・モジュールにお
ける種々のプラグに対するアドレス割り当てのための同
期方法に関する。
［従来の技術とその問題点］ 昨今の患者モニタリングシステムにおいては、モニタさ
れるべき生理学上のパラメーターの数における融通性と
、そのようなパラメーターをモニタする手段を追加した
り取り外したりする際他のモニタを行っている機能を中
止することなく行えること、さらに、データを入力する
ノ＼−ドウエアの位置に関する融通性とコストについて
の要求がある。また、将来新たな容量をモニタシステム
の基本構成部に容易に統合することができることが重要
である。
この融通性を認識することの１つのアプローチはモジュ
ール影式の患者モニタリングシステムを通してなされる
。このようなシステムにおいて、モジュールにおけるプ
ラグの使用を用いることにより患者のパラメーターの異
なる組み合わせを変えることができるように、モニタ装
置は再構成替えができるようになっている。各プラグ・
イン・モジュールに、血圧、体温、心電図のようなモニ
タされるべきデータが入力され、各プラグ・イン・モジ
ュールはそれをディジタル化して処理を行い表示等のた
めにモニタ装置又はモニタリングシステム内のマスク・
プロセッサに送信するための準備を行う。さらに、全体
のモニタリングシステムは幾人かの患者のための多くの
モニタ装置を含み、各モニタ装置は複数のプラグ・イン
・モノニールを有する再構成可能なものとなっている。
病院の危篤患者治療室もしくは集中治療室内のモニタ装
置やプラグ・イン・モジュールはともに、多地点通信シ
ステムのような通信システムの中央局による監視及び制
御のために接続される。
上述のようなシステムにおいては、複数のモノニールが
ある１つのモニタ装置内のある場所からそれとは異なる
モニタ装置内のあるモジュールの位置に移動させる場合
が有り、通信システムに接続するためのモジュールやモ
ニタ装置にアドレスを割り当てるという方法におけろ融
通性が望まれている。
［発明の目的］ 本発明の目的は、各局が互いにンリアルデータリンクコ
ントロールバスによって接続されろ多地点通信システム
において、新しい複数の第２の局が同期するための方法
及び装置を提供することにあり、また、この新しい複数
の第２の局がこのシステムに結合するように、この新し
い復改の第２の局にバス・アドレスを動的に割り当てを
行うことを目的とする。
［発明の構成］ このシステムの第１の局は同期的に各ポール間隔の初め
に同時にすべての第２の複数の局にタイム・タグを放送
する。このシステムに結合する第２の各局は自動的にタ
イム・タグのカウント数を発生し、選択されたポール間
隔の初めのアドレスの初期化の間、上記第１の局からあ
るアドレスを要求される以前においてそのポール間隔だ
け待機する。
第２の各局は、あるカウント数を決めるための基礎を熟
成する唯一の複数ビットの一連番号が割り当てられる。
もし、２つ又はそれ以上の第２の局゛が同じポール間隔
の間にアドレスを要求した時各局は自動的に新しいカウ
ント数を発生し、この新しいカウント数に応答しである
時間だけ遅れてアドレスを要求する。好ましい実施例に
おいては、複数ビットの番号とは異なるサブセットのビ
ットが各カウント数を決定するために用いられる。
［実施例］ 第１図は本発明の好ましい一実施例を示す１００で示さ
れている患者モニタリング通信システムのブロック図で
ある。本システムは、第１の制御局１０２と、局１０４
，１０６及び１０８のような１局又は複数の第２の遠隔
局から構成される。
第１及び第２の局は、ライン１１２を介して第１の局か
ら供給されるクロックとともにシリアルデータリンクｌ
ｌＯによって互いに接続されている。
好ましい実施例においては、第１の局１０２は、ともに
インテルによって作られた８０４４形リモ一ト汎用周辺
インターフェイス（ＲＵＰＩ）１２０と８０１８６形主
プロセツサ１２２を備えている。
第１の局１０２は通信網における通信を制御するととも
に、ディスプレイ１２４上のデータの表示を制御する。
第１図の通信システムを利用する患者モニタ装置の一例
において、第２の局１０４、＋０６及び１０８の各局は
、８０４４形ＲＵＰ　Ｉとある患者とのインターフェイ
スを備えている。第２の局は、ある特定の患者の測定パ
ラメータをモニタするための個々のモジュールに対応し
ている。例えば１０４は心電図モジュールであり、一方
、１０６は体温モジュール、１０８は血圧モジュールで
ある。心電図モジュールにおいては、例えば、アナログ
信号は慰者に取り付けられた電極によって得られる。そ
のデータはディジタル化され心電図アルゴリズムによっ
て処理された後、データリンク１１０を介して表示され
る第１の局に送信するためのメツセージ゛どして準備さ
れる。第２の局はその信号をディジタル化及び処理を行
うために設けられたプロセッサを必要とする場合らある
し必要としない場合もある。
第１図のシステムにおいて、すべての通信は第１の局に
よって初期化され、一方、第２の局はその第２の局にア
ドレス指定されるデータのみを受信し、第１の局によっ
てポーリングされた時だけ送信を行う。好ましい実施例
においては、同期データリンク制御（Ｓ　Ｄ　Ｌ　Ｃ）
のプロトコルが第１図のシステムにおいて用いられる。
５ＤＬＣは、ＩＢＭによって作成された公知のプロトコ
ルである。（ＩＢＭの出版Ｎｏ、ＧＡ２７−３０９３−
２．ファイルＮｏ、ＧＥＮＬ−０９を参照のこと。）こ
の５ＤＬＣは、ビット割り当て方式　（ｂｉｔ　ｏｒｉ
ｅｎｔｅｄ）、全二重方式、ビット送信によるノリアル
方式、中央局制御方式、同期方式データ送信メツセージ
プロトコルを採用している。
第２図に示すように、５ＤＬＣ情報フレームは各メツセ
ージの最初と最後に送信されるフラグバイト２０２を備
えており、このフラグバイト２０２はメツセージのスタ
ートとメツセージの終了を表わす。スタート・フラグの
後の次のバイトは、あるメツセージが第１の局から送信
されて受信を行うのがどの特定のモジュールまたはモニ
タ装置であるか、もしくは、第１の局に受信されるある
メツセージの送信を行うのがどの特定のモノニールまた
はモニタ装置であるかを識別する８ビツトのアドレスバ
イト２０４である。アドレスバイト２０４に続いて、コ
ントロールバイト２０６が送信される。コントロールバ
イトは、データリンク制御を行うために設けられる。情
報送信、監視及びアンナンバード（ｕｎｎｕｍｂｅｒｅ
ｄ）コントロールバイトの３つのフォーマットが定義さ
れる。
この３つのフォーマットはすべて、Ｐ／Ｆビットを含ん
でいる。第１の局が送信中である時、そのＰ／Ｆビット
はポールビット（Ｐ）と呼ばれ、その時ｌにセットされ
、第２の局が応答しなければならないことを意味する。
もし、第２の局が送信中であるとき、そのビットはファ
イナル・ビット（Ｆ）であり、メツセージの現在送信中
のブロックが最後のブロックであることを示し、その時
そのビットｈ＜＋にセットされる。
情報コントロールバイト内におけるフィールドは、送信
されるフレーム数と確認応答（ａｃｋｎｏｖｌｅｄｇｍ
ｅｎｔ）がなされる前に凌数のフレームが送信される時
における受信されるべき次のフレーム数を示すために用
いられる。監視コントロールバイトは該リンクの監視の
ためリンクの状態と制御情報を供給するために用いられ
、一方、アンナンバード（ｕｎｎｕｍｂｅｒｅｄ）のフ
ォーマットは多くのリンク制御の目的のために用いられ
る。
コントロールバイトに続いて、メツセージ２０８が送信
される。これは、任意のビット長であることが可能であ
るが、好ましい実施例においては、８ビツト整数倍の数
である。エラー検査はエンド・フラグの前に設けられる
１６ビツト２１０によって行われる。巡回冗長検査（Ｃ
ＲＣ）がアドレス。
コントロール及び情報の各フィールドの内容について行
われる。
送信端でメツセージ２０８の前と後ろに加えられるすべ
てのビットが受信端で取り除かれるので５ＤＬＣプロト
コルは、ユーザに対してトランスペアレントである。例
えば第２の局＋０４は、第２の局１０４における６１１
図の解析されたデータを８０４４形ＲＵＰ　Ｉへ出力し
、該データが入力されたのと同じ方法で第１の局におけ
るプロセッサによって該データが受信される。Ｓ　Ｄ　
Ｌ　Ｃは、上述のインテルによって設計され製造された
８゜４４形ＲＵＰ　Ｉのような分離されたハードウェア
・インターフェイスによって通常実行される。８０４４
形ＲＵＰ　Ｉは、ＲＵＰ　Ｉに供給されたソフトウェア
を用いることにより第１と第２の局に対してトランスペ
アレントに上述のすべての機能を実行する。
本発明の璽要な概念は、５ＤＬＣのノード（局）のアド
レスが予め決められることを要求することなしに通信網
におけるあるノード（局）を初期化する。（すなわち、
新しいモジュールはモニタ装置を加える）ためのシステ
ムＩＯＱの能力及び通信網のノードのすべてのノードに
対する時間的同期を行う能力についてである。８０４４
形ＲＵＰＩに備えられた５ＤＬＣの放送モードによって
、以上の能力の両方が可能とされる。アンナンバード・
コントロール・フォーマットを用いることにより、第１
の局は、通信網上のすべての第２の局の装置に同時に送
信することができる。放送モード中に用いられるアドレ
ス・バイトはＯＦ　Ｆ’　Ｉ−１である。局アドレスに
続くコントロール・フィールドはデータ・リンク制御を
行うために用いられる。
上記アンナンバードの放送を受信した時第２の局は、確
信応答信号を送信しない。
上述の放送の概念を利用することによって、（午前０時
から計時される）時刻が３１．２５ｍ５ｅｃ毎に“タイ
ム・タグ放送”の方法によって同期化される。
５ＤＬＣアドレス０ＦＦＨに対するこれらの各放送はそ
の５ＤＬＣのアドレスにかかわらず各第２の各ノード（
局）によって受信される。これらの各放送の情報フィー
ルド２０８は午前０時からの１秒のＩ／３２を単位とす
る時間を示す２４ビツトから構成される時刻の値を含ん
でいる。第２の各局から戻されるリアルタイムのデータ
は入力されたデータ中の特定された１秒の１７３２を単
位とする時間を示すタイム・タグ値の複写された値とと
もに入力される。
通信網の全体のタイミングは第３図において示されてい
る。各１秒は３０４で示すように３２錫のポール間隔に
分かれている。タイムタグの放送は、各ポール間隔の最
初を示している。このタイムタグの放送は、第１の局の
８０４４形ＲＵＰ　Ｉへの外部割り込みによって初期化
されろ。最初の０．６ｍ５ｅｃ（６００ａｓｅｃ）の間
、アドレスの初期化が次のように行われる。このアドレ
スの初期化については詳細後述される。このタイムタグ
の放送と任意の新しい局の初期化応答に続いて、第１の
局のＲＵＰＩＩ２０は、ライン＋２４を介して８０１８
６形ＣＰＵ１２２へ割り込み信号を出力する。この割り
込み信号は、メモリー！２８から第１の局の８０４４形
ＲＵＰ　Ｉへのデータを転送するために、８０１８６形
ＣＰＵ　ｔ　２２へ割り込みをかける。次の３　、０　
ａｓｅｃの間、データは通信網に送信される■つのパケ
ットとともにパケット毎に転送され、一方、次のデータ
が８０１８６形メモリー１２８から第１の局の８０４４
杉ＦＬＵＰ　１１２０に転送される。ある“最後のパケ
ット“又は許可された送信間隔の完了を受信すると、第
１の局の８０４４形ＲＵＰ［Ｉ２０は、８０４４形ＲＵ
Ｐ１１２０から８０１８６形主メモリーへデータを転送
するため、ＤＭＡチャンネル１２６を人力モードにする
ために池の割り込み信号を８０１８６形主メモリーに出
力する。この時第１の局８０４４形ＲＵＰ　Ｉは首尾よ
く送信されたデータパケットの数を示すためにあるデー
タパケットを８０！８６形主メモリーに転送し、次の２
６．８５ｍ５ｅｃの藺、第２の局に対してポーリングを
開始する。第１の局の８０４４形ＲＵＰ　Ｉは、アドレ
スの割り当て、各局の状態及び各局によって要求された
クリティカル・フレームの数を示すオン・チップＲＡＭ
上のステータス・テーブルを維持する。
受信された同期の終了時もしくは第２のすべての局が送
信すべきデータがないと意志表示したとき、第１の局の
８０４４形ＦＬＵＰ　ｌは、８０１８６杉受信バツフア
における有効データの終わりを表示するために、８０１
８６形ＤＭＡチャンネルを介しである°最後のパケット
”を転送する。
第４図において、第１の局のＲＵＰ１１２２１こよって
実行されるアドレス割り当てのプログラムの詳細につい
て記述されている。第４図の左側のフローチャートは、
第１の局のＲＵＰ１１２０によって実行されるプログラ
ム・ステップを示し、一方、右側のフローチャートは例
えば第２局１０４．１０６及び１０８のＲＵＰ　Ｉによ
って実行されるプログラム・ステップを示している。
立ち上げ時において、新しいモジュールがあるモニタ装
置にプラグ・インされたり、又はあるモニタ装置がその
通信網に新たに接続される時、新しいモジュールはその
モジュールに割り当てられる２４ビツト構成の１つの一
連番号に基礎をおく番号Ｎを計算する。第４図における
４θ２を参照する。通信網上において動作可能な、各モ
ジュール又は第２の局の各装置に上記のある番号が割り
当てられる。好ましい実施例においては、その計算は非
常に簡単であって、新しいモジュールは上記一連番号の
最後４ビツトを選択し、ナンノ（−Ｎとしてその４ビツ
トを用いる。従って、Ｎは０から１５までの範囲となる
。第１の局は連続的に１秒間に３２回タイムラグ４０４
を放送する。各タイム・タグの放送の後、第１の局は４
０６において、アドレスの割り当てを要求する新しいモ
ジュールから入力される新しいノードメツセージを受信
するため各ポール間隔の最初の０　、６　ｍ５ｅｃの間
の予め決められｒ；Ｉｉ！Ｒ期の間侍機している。その
新しいノードのメツセージはまた、めるアンナンバード
・コントロール・フィールドのフォーマットを宵してお
り、新しいモジュールの唯一の一連番号を含んでいる。
上記の間、その新しいモジュールはある５ＤＬＣのアド
レスＯＯＨを仮定し、５ＤＬＣフレーム上におけるアド
レスＯＯＨを用いて新しいノード・アドレスの要求４１
０のための予め決められた周期の間以内に応答するまで
Ｎ回のタイムタグ又はＮ回のポール間隔の間４０Ｂにお
いて待機する。
もし、４１２において応答が上記時間内に第１の局に上
って受信されたとき、第１の局のＲｔＪＰＩは４１４に
おいて次の可能なアドレスを調べ、４１６においてモジ
ュールに出力されるＩ（ゲットにおけるアドレスＯＯＨ
を用いて、該可能なアドレスを第２の局に送信する。第
１の局からの応答メツセージは、新しいモジュールの唯
一の一連番号を新しいモジュールにおうむ返しに送信さ
れる。
アドレス割り当てが適当な新しいモジュールに対してな
されたことを確かめるｒ二めに上記応答メツセージが新
しいモジュールにおける新しいモジュールの唯一の一連
番号と、比較される。第２の局は４１ｇにおいて、アド
レスを記憶し、それ以後のすべての通信において、その
アドレスを使用する。同時に第２の局は、第１の局に対
して確認応答信号を送信する。
第１の局は４２０において上記確認応答信号を待ってい
るが、らし４２２においてその時間内に上記確認応答信
号が受信されないとき、４２４においてそのモジュール
は削除される。
もし２つの新しいモジュールが同時にアドレスを要求し
たときは、第１の局において信号衝突が生じ、ＣＲＣエ
ラーが発生される。０　、６１ｓｅｃの間隔以内の予め
決められた周期の時間が経過した後、４２６においてタ
イムアウトが生じ、その衝突しているモジュールは、４
０２においてそれらの一連番号における４ビツトの次の
隣接するセットに基礎をおく新しい番号Ｎを発生する。
このプロセス：ｉそのモジュールがあるアドレスをｆ尋
るまで続けられろ。
このアドレス割り当て方法を用いた場合、その衝突の確
率は、１６のｎ乗に反比例して減衰する。
ここで、ｎはモジュールがアドレスを得ることを試みた
回数である。従って、第１回めの試みにおける衝突の確
率は１６の１乗につき１回生じる、すなわち１／１６と
なる。第２回めの試みにおける確率は五６の２乗につき
１回生じる、すなわち１／２５６となり、以下同様であ
る。１６回めの試みを行った場合、衝突の確率は１６の
１６乗につき１回生じる、すなわち、１／１６．７７７
・２１６となる。
Ｎを計算することの代替方法としては、乱数発生器の初
期値として唯一のモジュールの一連番号を使うことが考
えられる。第２０ノード（局）に最初に電源を印加する
とき、そのシーケンスの最初の乱数Ｎかモジュール３２
として計算される。
第１の試みの時衝突が生じれば、乱数のシーケンスの次
の反復が、新しいノードのメツセージを用いてタイム・
タグの放送に再び応答するまでに待機す■きポール間隔
がいくらあるかということを決定するために用いられろ
。
〔発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、新しい複数の第
２の局が上記多地点通信システムに結合するように、こ
の新しい複数の第２の局にバス・アドレスを動的に割り
当てを行うステップを備えたので、複数のモジュールを
あ、る１つのモニタ装置のある場所からそれとは興な４
モニタ装置内のあるモジュールの位置に移動させても容
易に第２の局の該モジュールのアドレスの割り当てを行
うことができる。従って、モニタ装置内のモジュールの
構成替えを容易に行うことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す患者モニタリング通信
システムのブロック図、第２図は第１図の通信システム
において用いられる同期データリンク制御（Ｓ　Ｄ　Ｌ
　Ｃ）のプロトコルのフレームを示す図、第３図は第１
図の通信ンステムにおいて用いられる全体のタイミング
を示す図、第４図は第１図の通信システムに接続される
患者のモニタ装置及びモジュールのアドレス割り当ての
ためのプログラムのフロー・チャートである。 【００・・・患者モニタリング通信システム１０２・第
１の局、 １０４．１０６．１０Ｂ・第２の局、 １１０・・・シリアル・データ・リンク、４０２・・・
一連番号の４ビツトから番号Ｎを計算するステップ、 ４０４・・・タイム・タグのパケットを放送するステッ
プ、 ４０６・・・タイムアウトの応答に対して待機するステ
ップ、 ４０８・・・Ｎ回めのタイム・タグかどうか判断するス
テップ、 ４１０・・・アドレス要求を行うステップ、４１２・・
・タイム・アウトかどうか判断するステップ、 ４１４・・・次に可能なアドレスを調べるステップ、４
１６・・アドレス割り当てのパケットをモノニールに送
信するステップ、 ４１８・・・アドレスを記憶し確認応答信号を送信する
ステップ、 ４２０・・・確認応答信号に対して待機するステップ、 ４２２・・タイム・アウトかどうかを判断するステラ　
　　　プ、 ４２４・・・モジュールを削除するステップ。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）第１の局と複数の第２の局がシリアル・データ・
    バスを介して共に接続されている多地点通信システムに
    おける同期方法において、 上記システムに接続する新しい第２の局に対してアドレ
    スを動的に割り当てるステップを備えたことを特徴とす
    る多地点通信システムにおける同期方法。
  2. （２）各ポール間隔の初めにおけるアドレスの初期化の
    位相中においてすべての上記第２の局に対して同時にタ
    イム・タグを同期的に放送するステップと、 上記システムに接続する上記新しい第２の各局のための
    タイム・タグ・カウント数を自動的に決定するステップ
    と、 上記選択されたポール間隔の上記アドレスの初期化の位
    相中において上記第１の局からアドレス割り当てが要求
    される前に、上記カウント数のポール間隔の間待機する
    ステップと、 上記第２の局に対してアドレスの割り当てを行うステッ
    プとをさらに備えた特許請求の範囲第１項記載の多地点
    通信システムにおける同期方法。
  3. （３）同一のポール間隔中において２局又はそれ以上の
    第２の局がアドレス割り当ての要求を行った時新しいタ
    イム・タグ・カウント数を自動的に決定するステップを
    さらに備えた特許請求の範囲第１項記載の多地点通信シ
    ステムにおける同期方法。
  4. （４）各第２の局にそれぞれ唯一の複数ビットの一連番
    号を予め割り当てを行うステップと、上記第１のカウン
    ト数を基礎として上記複数ビットの一連番号の予め決め
    られた第１のサブセットを選択するステップと、 新しい第２の局の各局がアドレス割り当てを受信するま
    で２局又はそれ以上の第２の局等によって同時にアドレ
    ス要求が生じた時、第２のカウント数を基礎として上記
    複数ビットの一連番号の予め決められた第２のサブセッ
    トを選択するステップとを備えた特許請求の範囲第３項
    記載の多地点通信システムにおける同期方法。
  5. （５）上記予め決められた複数ビットの一連番号の上記
    サブセットが上記カウント数を備えていることを特徴と
    する特許請求の範囲第４項記載の多地点通信システムに
    おける同期方法。
  6. （６）各第２の局にそれぞれ唯一の複数ビットの一連番
    号を予め割り当てするステップと、 上記カウント数を基礎として使用するための乱数列を発
    生するために乱数発生器の初期値として上記一連番号を
    使用するステップとを備えたことを特徴とする特許請求
    範囲第３項記載の多地点通信システムにおける同期方法
    。
  7. （７）唯一のアドレスが上記第１の局によって割り当て
    られるまで上記新しい第２の局の各局が予め決められた
    アドレスを仮定することを特徴とする特許請求の範囲第
    ２項記載の多地点通信システムにおける同期方法。
JP60246930A 1984-11-08 1985-11-01 多地点通信システムにおける同期方法 Pending JPS61117944A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US669289 1984-11-08
US06/669,289 US4638313A (en) 1984-11-08 1984-11-08 Addressing for a multipoint communication system for patient monitoring

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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US (1) US4638313A (ja)
EP (1) EP0180990A3 (ja)
JP (1) JPS61117944A (ja)
CN (1) CN85108163A (ja)
AU (1) AU4942285A (ja)
CA (1) CA1272261A (ja)
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