JPH0637775A - トークン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のトークンが周回するトークリングで、
ステーションの優先度に応じて伝送フレーム１周期での
獲得トークン数を制限し、伝送領域の利用効率を高め、
かつ、全データ送信時間を短縮するトークン制御装置を
得る。 【構成】 マスター局からの設定情報を監視して指定の
自局のトークン数を設定する制御情報領域監視手段と、
データ送信時には上記設定された自局のトークン数を参
照し、同一伝送フレーム中の空きトークンを上記参照し
た自局のトークン数まで獲得制御するカウンタ・トーク
ン獲得制御手段を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ループ型ネットワー
クの伝送制御方法に関し、特にトークンリング全体で複
数のトークンが周回する方式（以下、マルチトークン方
式と呼ぶ）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、例えば特開昭６３−２４０１４
８号公報に示された従来のマルチトークン方式によるト
ークンリングの構成である。図７において、複数のステ
ーション７０ａ〜７０ｎ等７０が、伝送路７１を介して
ループ状に接続され、そのうちの一つ、例えば７０ａが
マスターステーションとなる。７２は伝送路上を矢印に
示す方向に周回する伝送フレームであり、この伝送フレ
ーム７２は先頭部に位置した同期パターン７４と、これ
に続くｎ個の伝送領域、７５、７６、７７とからなる。
各伝送領域７５、７６、７７にはそれぞれ一つずつトー
クン７３が割り当てられ、リング上を同時に複数のトー
クンが周回する。

【０００３】また、図８は従来のステーションの送信部
のみの伝送制御ブロック図である。図において、１は伝
送路、８２はトークン獲得制御部、３はデータパケット
送信完了制御部、８４はデータパケット送信制御部、５
は読み出し回路、８６は送信バッファ、８７は送信要求
部、８は内部バス９０を介して送信部に接続されたＣＰ
Ｕ、９と１０はセレクタ、９１はデータパケット送信許
可信号、９２は相対番号、９３はトークン送出要求信
号、９４は送信要求信号である。

【０００４】次に、ステーションでのデータの送信動作
について説明する。送信すべきデータパケットが準備で
きたステーション７０では、まずデータパケットを送信
バッファ８６に格納し、送信バッファ８６は送信する準
備ができたことを送信要求部８７に通知する。それに応
じて、送信要求部８７は送信要求９４をトークン獲得制
御部８２に送る。送信要求９４を受けてトークン獲得制
御部８２は、該ステーション７０を通過する伝送フレー
ム７２の中の各伝送領域７５、７６、７７を順次監視
し、最初に検出したトークン７３を獲得する。獲得した
ならば、データパケット送信制御部８４及びデータパケ
ット送信完了制御部３に対して、データパケット送信許
可信号９１と、該トークン７３を含む伝送領域が伝送フ
レーム７２上で占める位置（相対番号）９２を通知す
る。その後、データパケット送信制御部８４は、所定の
タイミングで読み出し回路５とセレクタ１０を動作さ
せ、通知された伝送領域を使用して送信バッファ８６内
のデータパケットを伝送路上に送信する。

【０００５】データパケットが送信されている期間中、
データパケット送信完了制御部３は、トークン獲得制御
部８２から通知された伝送領域を監視し、データパケッ
トのエンディングデリミタや、それに続く該データパケ
ットのレスポンス情報を検出する。検出された時、デー
タパケット送信完了制御部３は、送信要求部８７へ送信
完了を通知する。また、トークン獲得制御部８２に対し
て、トークン送出要求９３を通知し、これに応答してト
ークン獲得制御部８２は、セレクタ９を動作させ今まで
データを送信していた伝送領域にトークン７３を送出
し、データの送信動作が終了する。

【０００６】上記のような従来のマルチトークン方式で
は、伝送路上を周回している伝送フレームを複数の伝送
領域に分割し、上記各伝送領域にトークンを割り当てる
構成で、ステーションがデータを送出する際、ステーシ
ョンは通常、一つのトークンしか獲得できず、複数の上
記伝送領域の内一つの伝送領域しか占有できない。この
ため、上記伝送フレームの１回の周期で送れるデータ量
が制限されてしまう。これは伝送フレームを分割した伝
送領域の数（つまり、割り当てられたトークンの数）が
多くなればなるほど顕著となる。このため、一つのステ
ーションからデータを多量に送る場合、伝送時間が大き
くなってしまう。

【０００７】一方、他のトークン方式として、トークン
の割当を全く廃止し、どのステーションからでも任意の
空きトークンに対して任意の数だけこれを獲得し、従っ
て任意の数だけ伝送領域を占有してデータを送れるよう
にした方式がある。この方式だと多量のデータを送るス
テーションが最初にトークンを獲得できる接続であれ
ば、データを連続して送れ、待たされることはない。送
信量が少ないステーションはトークンの獲得動作を行う
回数が少なく、従ってフレームあたりの全トークン平均
の利用効率が向上する。しかし、多量のデータを送るス
テーションが論理的に下流に接続され、その上流に他の
多量にデータを送るステーションが接続されていると、
下流のステーションはトークンを獲得する機会が少なく
なり、多量の送信データがステーションで待たされてオ
ーバーフローしてしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のマルチトークン
方式は以上のように構成されていたので、割当が固定の
マルチトークン方式では、多量のデータを送信するステ
ーションからのデータ伝送時間が長くなり、かつフレー
ム平均での伝送効率が低下するという課題があった。ま
たトークンのチャネルの割当をしないトークン方式で
は、全体の伝送効率は向上しても、論理的に上流のステ
ーションが優先され、下流のステーションは待たされて
必要な伝送ができなくなるという課題があった。

【０００９】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、マルチトークン方式において、全体のト
ラフィックの量と、優先度を勘案して、各ステーション
のフレーム中の割り当てトークンの数を可変にし、各ス
テーションがマスター局からの割り当て情報によりトー
クン獲得数を可変に設定して、伝送領域の利用効率を高
め、同時に各ステーションの伝送時間を短縮するトーク
ン制御装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係わるトーク
ン制御装置は、マスター局からの設定情報を監視して指
定の自局のトークン数を設定する制御情報領域監視手段
と、データ送信時には上記設定された自局のトークン数
を参照し、同一伝送フレーム中の空きトークンを上記参
照した自局のトークン数まで獲得制御するカウンタ・ト
ークン獲得制御手段を備えた。

【００１１】

【作用】この発明におけるトークン制御装置は、送られ
てきた設定情報により自局のトークン数を設定し、デー
タ送信時には、この自局の設定トークン数まで空きトー
クンを獲得しながら送信する。

【００１２】

【実施例】実施例１．図１は、この発明の一実施例を示
す、ステーション側の送信部の伝送制御ブロック図であ
る。図において、２はトークン獲得制御部、４はデータ
パケット送信制御部、６は送信バッファ、７は送信要求
部で、９４は送信要求信号で、カウンタＦ制御部のカウ
ンタＦの値を初期値ｔに設定する。９５はトークン連続
獲得要求信号である。さらに、９６はデータ量通知線
で、データ量を通知する。９７は連続獲得要求線で、複
数トークンが必要な場合に、通知をするためのものであ
る。９８は伝送領域制限線で、使用トークン数から使用
可能な伝送領域制限を通知する線である。９９はトーク
ン獲得最大数通知線で、設定された最大トークン数を通
知する。１００はトークン獲得通知線で、情報伝送のた
めに現在確保した空きトークンを知らせ、カウンタＦの
値をカウントダウンさせる。１１は制御情報領域監視部
であり、多局から送られてくる自端局に割り当てられた
トークン設定数を検出し、これをカウンタＦ制御部に通
知して獲得可能な最大トークン数を定める。１２はカウ
ンタＦ制御部で、設定トークン数になるまで空きトーク
ンを確保する毎にカウントダウンすると共に、後に述べ
るｔ１とｔ２の比較を行って使用トークン数の制御をす
る。１３は相対番号制御部であり、相対番号の小さい順
にデータを送出する制御を行う。１４は連続獲得判定部
で、送信すべきデータ量から複数のトークンが必要かど
うかを判定する。

【００１３】図２は、マスター局の新規付加部分を示す
図である。マスター局またはシステム全体情報量管理局
では、図１のＳＥＬ ９の前に図２の付加部分が設けら
れる。図１において、２１はトラヒック監視部、２２は
Ｍ判定部、２３はＭ設定・通知部、２０はセレクタであ
る。なお、本実施例でのシステム・ネットワークは、従
来例の図７と同様である。また図３は、図２に示すマス
ターステーションのトラヒック（システム全体の情報
量）を調べ、各ステーション（端局）にそのステーショ
ンの設定トークン数Ｍを通知をする動作を示すフローチ
ャート図である。図４はマスターステーションから各ス
テーション宛に設定Ｍを通知する伝送フレーム中の制御
情報領域４１の使用例を説明する伝送フレームの構成図
である。

【００１４】まず、マスターステーションのトラヒック
制御方法について説明する。図２において、マスタステ
ーションのトラヒック監視部２１は、図３のフローチャ
ートで示すように、伝送フレームが到着するのを待ち、
伝送フレームが到着したならば制御情報領域４１を監視
し、各ステーションの現在設定されているトークン設定
最大数Ｍと使用伝送領域数Ｄを把握する。トラヒック監
視部２１は、使用伝送領域数ＤをＭ判定部２２へ、トー
クン設定最大数ＭをＭ設定・通知部２３に通知する。使
用伝送領域数Ｄを通知されたＭ判定部２２は、使用伝送
領域数ＤからＭ変更するかどうかを判定し、変更する場
合はどう変更するかをＭ設定・通知部２３へ通知する。
伝送領域数がある一定値以上の場合はＭを小さくし、一
定値以下ではＭを大きくする。Ｍ判定部２２から通知を
受けたＭ判定・通知部２３はＭを設定し、セレクタ２０
を動作させ、図４の伝送フレーム中の制御情報領域４１
に決定したトークン設定最大数Ｍを書き込み、各スレー
ブステーションに通知する。また、トークン設定最大数
Ｍを変更する必要がないと判断した場合、制御情報領域
４１の内容はそのままにして各スレーブステーションに
通知する。これで図３に示すマスターステーションのト
ラヒック監視とＭ通知動作は終わる。

【００１５】次に各ステーション（端局）側の動作を説
明する。その前に、各スレーブステーション（端局）の
構成中で、従来のステーションの構成と異なる部分につ
いて整理し、説明する。本実施例のステーション側の特
徴は、マスタ局からの制御情報４１を監視して最大トー
クン数を指示する制御情報領域監視部１１を設けたこ
と、トークン獲得制御部２とカウンタＦ制御部１２によ
る可変設定トークンｔと比較しての空きトークンの獲得
数を制御するようにしたことである。これに付随して、
データパケット送信制御部４には、相対番号を複数記憶
したり、伝送領域数を制御したり、相対番号の小さい順
に送出制御する機能が付加されている。送信バッファ６
には、データ量を監視し、一度に送信する量が多くて複
数の伝送領域を使用する必要があるときは、そのデータ
量を通知する機能が付加されている。さらに送信要求部
７では、トークンを連続獲得するかどうかの判定と、連
続獲得が必要な場合に要求信号を生成する機能が付加さ
れている。

【００１６】トークン設定最大数Ｍを通知された各スレ
ーブステーションでは、トークン獲得最大数ｔをトーク
ン設定最大数Ｍに対する相対的な値で、優先度に応じて
設定する。例えば、Ｍ，Ｍ−１，Ｍ−２等のように設定
しておく。各ステーションのトークン獲得制御部２は、
順次通過する伝送フレーム中の制御情報領域４１の内容
（トークン設定最大数Ｍ）を読みとる。トークン獲得制
御部２は、読みとったトークン設定最大数Ｍにしたがっ
て、上記例のようにトークン獲得最大数ｔを設定する。
但し、ｔ＜１のときｔ＝１とする。トークン獲得制御部
２は、データ送信の際、新たに設定された上記トークン
獲得最大数ｔまでトークンを獲得できる。

【００１７】また、トークン設定最大数Ｍを通知された
ステーションがデータ送出中の場合について説明する。
変更前のトークン獲得最大数をｔ１とし、変更後のトー
クン獲得最大数をｔ２とする。トークン獲得制御部２
は、ｔ１とｔ２を比較し、ｔ１＞ｔ２の場合、ｔ１−ｔ
２個のトークンを解放し、現在使用中の伝送領域をｔ１
−ｔ２個放棄し、データパケット送信制御部４は、ｔ２
個の伝送領域を使用してデータを送出する。ｔ１＜ｔ２
の場合、トークン獲得制御部２は、ｔ２−ｔ１個のトー
クンが獲得でき、新たにｔ２−ｔ１個の伝送領域が使用
でき、データパケット送信制御部４は、ｔ２個の伝送領
域を使用してデータを送出する。

【００１８】図５はスレーブステーションの、上記で説
明したカウンタ制御部１２の初期設定が終わった後の、
カウンタＦの変更動作を説明するフローチャート図であ
る。送信すべきデータパケットが準備できたステーショ
ン７０では、データパケットを送信バッファ６に格納
し、送信バッファ６は送信する準備ができたことを送信
要求部７に通知する。それに応じて、送信要求部７は送
信要求９４をトークン獲得制御部２に送る。トークン獲
得制御部２が送信要求９４を受けた時（ステップ５
０）、カウンタＦの値を初期値ｔに設定する（ステップ
５１）。また、送信要求部７は送信バッファ６のデータ
量を見て、複数のトークン（この例の場合ｔ個）獲得が
必要と判断したならば、トークン連続獲得要求９５をト
ークン獲得制御部２に送る。トークン獲得制御部２は送
信要求９４に応じて、ステーション７０を通過する伝送
フレーム７２中の各伝送領域７５、７６、７７から順番
にトークン７３を探索し（ステップ５２）、最初に発見
したトークン７３を獲得し、トークン獲得制御部２がデ
ータパケット送信制御部４へデータパケット送信許可信
号９１及び獲得したトークン７３を含む伝送領域が伝送
フレーム７２上で占める位置（相対番号）９２を通知す
る。また、トークンを獲得した時カウンタＦの値を１減
少させる（ステップ５３）。そして、データパケット送
信制御部４は、所定のタイミングで読み出し回路５とセ
レクタ１０を動作させ、送信バッファ６内のデータパケ
ットを伝送フレーム７２中の所定の領域（例えば伝送領
域７５とする）に送出する。

【００１９】次に、トークン獲得制御部２はトークン連
続獲得要求信号９５に応じて（ステップ５４）、最初に
獲得したトークンを含む伝送フレームと同一周期の伝送
フレーム７２中の各伝送領域７６、７７を続いて監視す
る（ステップ５５）。上記伝送領域７６、７７からトー
クン７３が見つかったならば、トークン獲得制御部２は
それを獲得し、データパケット送信制御部４にデータパ
ケット送信許可信号９１及び相対番号９２を通知する。
また、トークンを獲得した時カウンタＦの値を１減少さ
せる（ステップ５６）。データパケット送信制御部４
は、通知された伝送領域（例えば伝送領域７６とする）
に続いてデータパケットを送信する。カウンタＦの値が
０になるまで続いて上記伝送フレーム中の各伝送領域７
７からトークンを探索し、獲得する（ステップ５７）。
そして上記動作を繰り返し、データパケットを送信す
る。もし、最初に獲得したトークンを含む伝送フレーム
７２と同一周期の伝送フレーム中でトークンがｔ個より
少ない数（例えばｓ（＜ｔ）個）しか獲得できない場合
（ステップ５５のＮＯの場合）は、そのｓ個の伝送領域
を使って次周期もデータを伝送し続ける。

【００２０】以上のように、各ステーションではマスタ
局から指定されたＭにしたがってカウンタＦ制御部のカ
ウンタ初期値を設定し、以後、この設定トークン値の範
囲内で伝送領域を占有できるようにしたので、各ステー
ションの送信データ量と優先度に応じた伝送領域の割り
当てが可能となる。さらに、これはシステム運用の時間
とともに変化させることもできる。従って、従来の固定
割り当て方式と違って伝送路の利用効率を向上させ、ま
た、トークンを全く自由に利用させていた従来方式とも
違って、真に優先度が高く送信量の多いステーションを
優遇してシステム運用の効率をも向上させることができ
る。

【００２１】実施例２．上記実施例１では、最初に獲得
したトークンを含む伝送フレームと同一周期の伝送フレ
ーム中で、トークンがトークン獲得最大数ｔより少ない
数（例えばｓ）しか獲得できない場合は、次周期もその
ｓ個の伝送領域を使ってデータを伝送し続けるようにし
ているが、本実施例では、上記のように上記伝送フレー
ム中でトークン獲得最大数より少ない数しかトークンを
獲得できなかった場合、データ送出が完了しない限り次
周期もトークンを探索し続けるようにする。

【００２２】図６は実施例２を実現するカウンタＦの動
作を示すフローチャートである。ステーション（端局）
の構成は図１と同様である。トークン獲得制御部の動作
が、次周期にわたって保持される。次に、図１、図６を
用いて実施例２における送信動作を説明する。ステップ
５０からステップ５４までは実施例１の図２の同一符号
を付した部分と同様の動作をするので説明は省略する。

【００２３】トークン獲得制御部２に送信要求部７から
トークン連続獲得要求９５が通知されているならば（ス
テップ５４）、データ送出が完了して、トークン送出要
求９３をデータパケット送信完了制御部３がトークン獲
得制御部２に通知していないことを確認し（ステップ５
５のＮＯの場合）、最初に獲得したトークンを含む伝送
フレームと同一周期の伝送フレームの中からトークンを
探索する（ステップ５６）。トークンを獲得したなら
ば、カウンタＦの値を１減少させる（ステップ５７）。
カウンタＦの値が０になるまで（ステップ５８）上記伝
送フレーム中のトークンを探索し、ステップ５５からス
テップ５８までを繰り返す。上記伝送フレーム中でトー
クン獲得最大数ｔまで獲得できなかった場合は（ステッ
プ５６のＮＯの場合）、次周期に移って（ステップ５
９）トークンを探索する。但し、トークン探索中にデー
タ送出を完了して、トークン送出要求９３をデータパケ
ット送信完了制御部３がトークン獲得制御部２に通知し
ていたならば、トークン探索を完了する（ステップ５５
のＹＥＳの場合）。また、データパケット送信制御部４
では、トークン獲得制御部２から通知されたいくつかの
相対番号９２の小さい順に、各伝送領域に送信バッファ
６内のデータパケットをセレクタ１０と読み出し回路５
を動作させて送出する。

【００２４】以上のような送信動作の結果、各ステーシ
ョンでは同一の伝送フレームで複数の伝送領域にデータ
を送信できる。

【００２５】実施例３．上記実施例では、トークン獲得
最大数をマスタステーションからの制御情報中の数値Ｍ
（最大設定数）で指定し、各ステーションではこれを検
出して各ステーション毎に設定するようにした。本実施
例では、運用中に可変にカウンタＦの初期設定値を変更
せず、定められた運用の期間、例えば毎朝等にマスタ局
当からの情報に基づいてＦ値を設定する。さらに、Ｆ値
の指示は電話等によるものであってもよく、その場合、
Ｆ値の設定は手動設定の数値を設定するものであっても
よい。いったんＦ値が設定された後のステーションでの
送信動作は、上記実施例１、実施例２で説明した図５、
図６のフローチャートで説明した動作となる。

【００２６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、マスタ
ー局からの設定情報を監視して、トークン数を設定する
制御情報領域監視手段と、データ送信時には上記設定ト
ークン数を参照し、空きトークンを設定トークン数まで
獲得制御するカウンタ・トークン獲得制御手段を備えた
ので、伝送フレームの複数の伝送領域の中から複数のト
ークンを獲得して、そのステーションデータ送出量を増
加させて、伝送時間を短縮できる効果がある。また、ト
ラヒック量が少ないとき、優先度の高いステーションは
十分な使用伝送領域数が得られるので、伝送領域使用率
の向上につながる効果があり、トラヒック量が多いと
き、優先度の高いステーションは使用伝送領域数が抑え
られるので、未使用伝送領域数が増加し、優先度の低い
ステーションのトークン待ち時間の短縮ができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例であるステーションの送信
部の構成図である。

【図２】この発明の一実施例であるマスターステーショ
ンの送信付加部の構成図である。

【図３】図２のマスターステーションの動作フローチャ
ート図である。

【図４】伝送フレームの構成図である。

【図５】この発明の実施例１による獲得できるトークン
の残り数を示すカウンタＦの動作を示すフローチャート
図である。

【図６】この発明の実施例２によるカウンタＦの動作を
示すフローチャート図である。

【図７】従来のマルチトークン方式によるトークンリン
グのネットワーク構成図である。

【図８】従来のステーションの送信部の伝送制御ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

２ トークン獲得制御部 ４ データパケット送信制御部 ６ 伝送バッファ ７ 送信要求部 １１ 制御情報領域監視部 １２ カウンタＦ制御部 １３ 相対番号制御部 １４ 連続獲得判定部 ２１ トラヒック監視部 ２２ Ｍ判定部 ２３ Ｍ設定通知部 ４１ 制御情報領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスター局からの設定情報を監視して指
   定の自局のトークン数を設定する制御情報領域監視手段
   と、 データ送信時には上記設定された自局のトークン数を参
   照し、同一伝送フレーム中の空きトークンを上記参照し
   た自局のトークン数まで獲得制御するカウンタ・トーク
   ン獲得制御手段を備えたトークン制御装置。