JPH06276200A - 通信システムの競合制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、バス形式の通信システムの競合制
御において、ある端末が送信を開始した後においても、
遅れて発生した優先度の高い端末の送信要求を実行でき
るようにすることを目的とする。 【構成】各端末の通信制御部に、他の端末がスタートビ
ットに続いて送信するデータを格納し、自己が送信しよ
うとするデータと比較・照合するデータ比較部を設け、
既に他の端末が先に送信を開始した後に送信要求が発生
した端末は、前記データ比較部に格納済みの受信データ
と今から送信しようとするデータを比較・照合し、それ
らのデータが一致している場合は、先に送信を行ってい
る端末の次送信ビットに同期してデータ送信を開始する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バス形式の通信システ
ムの競合制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、バス形式の通信システムの競合制
御方法には、ＣＳＭＡ／ＣＤ(CarrierSensed Multiple
Access with Collision Detection) 方式がある。この
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式は、伝送路上にデータを送信する前
に、伝送路上の空き状態を確認し、通信規約で定められ
た時間以上空き状態が持続した場合にのみデータを送信
でき、データ送信後は、２つ以上の端末から同時に伝送
路へデータが送信される競合を避けるため、データ送信
中も送信データと伝送路上のデータをビット単位に比較
・照合することで衝突検出を行い、これを検出した端末
は直ちに送信を停止し、優先順位の高い端末が勝ち残っ
てデータ送信を継続するようにしている。

【０００３】このＣＳＭＡ／ＣＤ方式を採用しているネ
ットワークの一例としてホームバスシステム（ＥＩＡＪ
規格・ＥＴ−２１０１）があげられる。このホームバス
システムでは、図６に示すパケットの優先コード（Ｐ
Ｒ）と自己アドレス（ＳＡ）において、前記の競合制御
を行っている。ホームバスシステムにおいて、例えば図
７のように２台の端末Ａ、Ｂが休止時間（Ｔｐ）経過
後、ほぼ同時に送信を開始したとする。端末Ａ、Ｂのビ
ット０（ｂ０）からビット３（ｂ３）までの情報は等し
いので両端末の送信ビットの衝突は起こらない。よっ
て、両端末が送信を続けることができるが、その後、端
末Ａ、Ｂのビット４（ｂ４）が異り、端末Ａは送信デー
タと伝送路上のデータが違うことから衝突を検出する。
その時点で、端末Ａは送信を中止し、端末Ｂが勝ち残っ
てビット５（ｂ５）以降の送信を続ける。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の方式によれば、
ほぼ同時に送信を開始した場合は、前述のような衝突検
出，優先制御が行われ、優先度の高い端末が勝ち残って
送信を続ける。しかし、ある端末が送信を開始してしま
うと、少し遅れて発生した他の端末の送信要求は、たと
えその優先度が高くても、先の送信が終了するまで待機
しなければならないという問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】複数の端末が共通伝送路
に接続され、ある端末が送信する時に、その端末が送信
したデータビットと伝送路上のデータビットを比較・照
合し、これらのデータが一致する時はデータの送信を継
続し、不一致の時はデータの送信を中止するようにした
競合制御を行う通信システムにおいて、各端末には、伝
送路の空き状態を監視するためのタイマ部と、他の端末
が送信したスタートビットを検出するためのスタートビ
ット検出部と、他の端末がスタートビットに続いて送信
するデータを格納し、自己が送信しようとするデータを
ビット単位で比較・照合するためのデータ比較部を設
け、既に他の端末が先に送信を開始した後に送信要求が
発生した端末は、前記データ比較部に格納済みの受信デ
ータと、今から送信しようとするデータを比較・照合
し、それらのデータが一致している場合は、先に送信を
行っている端末の次送信ビットに同期してデータ送信を
開始することを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明の競合制御方法によれば、ある端末が送
信を開始した後においても、競合制御の実施期間であれ
ば、遅れて発生した端末の送信要求を実行することがで
きる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、通信システムと
して従来例で述べたホームバスシステムを使った場合に
ついて、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に
よる競合制御方法を実施する通信システムの一構成例を
示す図、図２は本発明の動作を表すフローチャート、図
３は本発明の動作を表す信号波形図である。

【０００８】図１において、（Ａ，Ｂ，Ｃ）は伝送路
（１０）に接続される端末で、それぞれ同一の構成を持
ち、送信データを伝送路上の符号に変換する送信回路部
（２０）と、伝送路上の符号を受信データに変換する受
信回路部（３０）と、本発明の競合制御方法を実行する
通信制御部（４０）と、アプリケーション実行部（５
０）とから構成される。

【０００９】前記通信制御部（４０）は、データの送信
を制御する送信制御部（４３）と、受信動作を制御する
受信制御部（４５）と、伝送路（１０）上の休止時間
（Ｔｐ）および休止時間（Ｔｐ）−同期回復監視時間
（Ｔｆ）をカウントするタイマ部（４７）と、他の端末
が送信を開始したスタートビット（ＳＴ）を検出するス
タートビット検出部（４８）と、送信データと受信デー
タを比較するデータ比較部（４９）と、前記構成要素
（４３〜４９）による通信制御全体を処理する制御部
（４１）とからなり、例えばシングルチップマイクロコ
ンピュータで構成される。尚、通信制御部（４０）とア
プリケーション実行部（５０）を１つのシングルチップ
マイクロコンピュータで構成してもよい。

【００１０】図５は、伝送路（１０）上の符号としてＡ
ＭＩ(Alternate Mark Inversion)を用いたときの伝送路
（１０）上の信号と、通信制御部（４０）と送信回路部
（２０）または受信回路部（３０）間でやりとりする信
号との関係を示す図である。ここでまず、端末Ｃが伝送
路（１０）上にデータを送信しているとする。この時、
端末Ａおよび端末Ｂは、受信回路部（３０）を介して受
信制御部（４５）でデータを受信する（ステップ１０１
のＹＥＳ，１０２）とともに、タイマ部（４７）にも受
信データを入力し、パルスが入力されるごとにタイマを
クリアする。

【００１１】また、受信制御部（４５）は受信したデー
タが自己宛のパケットであるかを判定し（ステップ１０
７）、自己宛であれば誤り検出等の受信処理を行い、パ
ケットデータを制御部（４１）に渡し、制御部（４１）
は肯定応答（ＡＣＫ）を送信制御部（４３），送信回路
部（２０）により伝送路（１０）上に送信するととも
に、受信パケットデータをアプリケーション実行部（５
０）に渡す（ステップ１０８）。

【００１２】そして、端末Ｃと送信相手との通信完了後
は、タイマ部（４７）にはパルス入力が無くなり、休止
時間（Ｔｐ）−同期回復監視時間（Ｔｆ）の計測を行う
（ステップ１１０）。尚、Ｔｆは各端末間のクロックや
処理時間などのバラツキを吸収するための余裕時間であ
る。次に、端末Ｃが伝送路（１０）上にデータを送信
中、または端末Ｃのデータ送信完了後の（Ｔｐ−Ｔｆ）
時間中に、端末Ａに送信要求が発生したとする。

【００１３】この時端末Ａは、タイマ部（４７）で（Ｔ
ｐ−Ｔｆ）時間をカウントし（ステップ１１０）、その
ことをスタートビット検出部（４８）に知らせ、伝送路
（１０）上を監視し（ステップ１１１のＹＥＳ，１１
２）、休止時間（Ｔｐ）経過までスタートビットを検出
しなかった場合（ステップ１１２のＮＯ，１１３のＹＥ
Ｓ）は競合する端末はないと判断し、送信回路部（２
０）にデータを渡し、図３に示すように伝送路（１０）
上にスタートビット（ＳＴ）から送信を始め（ステップ
１１４，１１５）、同時にデータ比較部（４９）で送信
データと受信データをビット単位で比較・照合し（ステ
ップ１１６）、伝送路（１０）上のデータと送信データ
が一致する間（ステップ１１６のＮＯ）はデータを送信
し続ける（ステップ１１５，１１６のＮＯ，１１７のＹ
ＥＳ）。

【００１４】一方、端末Ｂは、送信制御部（４３），タ
イマ部（４７），スタートビット検出部（４８）によ
り、（Ｔｐ−Ｔｆ）時間は伝送路（１０）上が空き状態
であり（ステップ１１０のＹＥＳ，１１１のＮＯ）、そ
の後にある端末がスタートビットを送信したことを検出
し（ステップ１０１のＹＥＳ）、その後の受信データを
順次データ比較部（４９）に格納していく（ステップ１
０２）。

【００１５】その後、伝送路（１０）上に優先コード
（ＰＲ）のビット２（ｂ２）が送信されている時に、端
末Ｂに送信要求が発生したとする（ステップ１０４のＹ
ＥＳ）。この時端末Ｂは、今から伝送路（１０）上に送
信しようとしている優先コード（ＰＲ）データのビット
０〜ビット２（ｂ０〜ｂ２）と、既にデータ比較部（４
９）に格納している受信データのビット０〜ビット２
（ｂ０〜ｂ２）を比較し（ステップ１０５）、これが一
致している場合（ステップ１０５のＹＥＳ）は送信制御
部（４３），送信回路部（２０）により、図３に示すよ
うに、先に伝送路（１０）上に送信されている信号に同
期して、優先コード（ＰＲ）のビット３（ｂ３）から送
信を開始する（ステップ１０６）。

【００１６】その後、競合制御実施期間では、端末Ａ，
端末Ｂとも両者が送信する優先コード（ＰＲ）のビット
３（ｂ３）から順次データ比較部（４９）で送信データ
と受信データを比較・照合して衝突検出を行いながら送
信を続ける（ステップ１１５〜１１７）。ビット３（ｂ
３）は端末Ａ，端末Ｂとも同じデータであるため、両者
とも次のビット４（ｂ４）を送信する（ステップ１１６
のＹＥＳ，１１７，１１５）。

【００１７】ここでビット４（ｂ４）として、端末Ａは
データ「１」を、端末Ｂはデータ「０」を送信すると、
伝送路（１０）上は端末Ｂが送信したデータの信号にな
るため、図３に示すように、端末Ａはデータ比較部（４
９）でデータの衝突を検出して以後のデータ送信を停止
し（ステップ１１６のＹＥＳ，１１９）、以後受信動作
に専念する（ステップ１０７〜１０９）。端末Ｂはその
まま競合制御を行いながらデータの送信を継続し（ステ
ップ１１６のＮＯ，１１７，１１５）、競合制御実施期
間が過ぎれば（ステップ１１７のＮＯ）端末Ｂが勝ち残
り、相手アドレス（ＤＡ）以降のデータを送信する（ス
テップ１１８）。

【００１８】このように、ある端末が送信を開始した後
においても、遅れて発生した端末の送信要求を実行し、
優先度の高い端末の送信を勝ち残らせることができる。
図３において、例えば端末Ｂが今から送信しようとして
いる優先コード（ＰＲ）のビット１（ｂ１）が「０」だ
とすると、既にデータ比較部（４９）に格納している受
信データのビット１（ｂ１）と違うため、端末Ｂはビッ
ト３（ｂ３）以降の送信は行わず、受信動作に専念する
（ステップ１０５のＮＯ）。

【００１９】上記実施例では優先コード（ＰＲ）におけ
る動作を説明したが、ホームバスシステムの場合、伝送
路（１０）上のデータの競合制御を自己アドレス（Ｓ
Ａ）まで行うことになっており、優先コード（ＰＲ）お
よび自己アドレス（ＳＡ）において上記実施例と同様の
動作を行う。よって極端な例をあげれば、端末Ａが前記
同様先に送信を開始し、優先コード（ＰＲ）に続いて自
己アドレス（ＳＡ）のビット６（ｂ６）まで送信した時
点で端末Ｂに送信要求が発生し、端末Ｂが今から送信し
ようとする優先コード（ＰＲ）と自己アドレス（ＳＡ）
のビット６（ｂ６）までが、全て既にデータ比較部（４
９）に格納されているデータと同じだとすると、端末Ｂ
は自己アドレス（ＳＡ）のビット７（ｂ７）から送信を
開始するため、端末Ａと端末Ｂの間で自己アドレス（Ｓ
Ａ）のビット７（ｂ７）のみによって前記同様の競合制
御を実施し、ビット７（ｂ７）に「０」を送信した端末
が勝ち残ることになる。

【００２０】もちろん、上記実施例の端末Ｂで競合制御
実施期間後に発生する送信要求は、既に伝送路（１０）
上に送信されているデータ受信完了後（ステップ１０３
のＮＯ，１０７〜１０９）の（Ｔｐ−Ｔｆ）時間経過後
にあらためて実行する（ステップ１１０，１１１のＹＥ
Ｓ）。ホームバスシステムでは、相手アドレス（ＤＡ）
以降に発生した送信要求は、現通信が完了後に実行する
ことになる。

【００２１】尚、伝送路（１０）に接続される端末全て
で本発明の競合制御方法を実施する必要はなく、特に優
先度が重要な端末のみに本発明の競合制御方法を採用
し、その他の端末は従来の競合制御方法としてもよい。
例えば前記実施例の端末Ａ，Ｃは従来の競合制御方法
を、端末Ｂは本発明の競合制御方法を持つ端末の場合で
も、前記実施例は同様に動作し、端末Ｂが勝ち残ること
ができる。

【００２２】ここまではホームバスシステムを例にして
説明したが、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式を競合制御方法とする
その他のシステムにも適応できる。また、ここまではホ
ームバスシステムの伝送路（１０）上の符号であるＡＭ
Ｉを例にあげて説明したが、伝送路（１０）上の符号は
ＡＭＩ以外を用いてもよい。図４にＮＲＺ(Non Return
to Zero)符号を用いた場合の例を示すが、各端末の通信
制御部（４０）の動作は上述したものと変わらない。

【００２３】また、上述した実施例では、競合する端末
が２台の場合について説明したが、３台以上であっても
各端末の動作は変わりなく、本発明の競合制御方法が実
施される。

【００２４】

【発明の効果】本発明の競合制御方法によれば、ある端
末が送信を開始した後においても、競合制御実施期間で
あれば、遅れて発生した端末の送信要求を実行すること
ができ、その後は従来通りの競合制御によって優先度の
高い端末が勝ち残って送信を続けることができる。

【００２５】よって、優先度の高い端末は、ある端末の
送信よりも後に送信を始めても勝ち残ることができるた
め、優先度の高い端末からのデータを少ない待ち時間
で、より優先的に伝送することができる。また、本発明
の競合制御方法は、従来の競合制御方法と共存すること
ができるため、従来の競合制御方法を持つ端末で構成さ
れる通信システムに、本発明の競合制御方法を持つ端末
を混在させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の競合制御方法を実施する通信システム
の一構成例を示す図である。

【図２】本発明の動作を表すフローチャートである。

【図３】本発明の動作を表す信号波形図である。

【図４】伝送路上の符号がＮＲＺの場合の信号波形図で
ある。

【図５】伝送路上の符号にＡＭＩ符号を用いた場合のデ
ータ変換を示す図である。

【図６】ホームバスシステムで使用されるパケットの基
本フォーマットである。

【図７】従来の方式を説明するための信号波形図であ
る。

【符号の説明】

（１０） 伝送路、 （Ａ，Ｂ，Ｃ） 端末、 （２０） 送信回路部、 （３０） 受信回路部、 （４０） 通信制御部、 （４７） タイマ部、 （４８） スタートビット検出部、 （４９） データ比較部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の端末が共通伝送路に接続され、あ
   る端末が送信する時に、その端末が送信したデータビッ
   トと伝送路上のデータビットを比較・照合し、これらの
   データが一致する時はデータの送信を継続し、不一致の
   時はデータの送信を中止するようにした競合制御を行う
   通信システムにおいて、 各端末には、伝送路の空き状態を監視するためのタイマ
   部と、 他の端末が送信したスタートビットを検出するためのス
   タートビット検出部と、他の端末がスタートビットに続
   いて送信するデータを格納し、自己が送信しようとする
   データをビット単位で比較・照合するためのデータ比較
   部を設け、 既に他の端末が先に送信を開始した後に送信要求が発生
   した端末は、前記データ比較部に格納済みの受信データ
   と、今から送信しようとするデータを比較・照合し、そ
   れらのデータが一致している場合は、先に送信を行って
   いる端末の次送信ビットに同期してデータ送信を開始す
   ることを特徴とする通信システムの競合制御方法。