JPH063910B2

JPH063910B2 - 複数の装置相互間のデ−タ伝送システム

Info

Publication number: JPH063910B2
Application number: JP60293249A
Authority: JP
Inventors: 義高井上; 敏和香月; 二郎飯村
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPS62154932A

Description

【発明の詳細な説明】発明の要約複数の装置が送受信伝送ラインで接続されており、一定
の周期で同期信号が与えられる。各装置は、この同期信
号を基準として上記一定の周期内で複数のタイム・スロ
ットを作成する。これらのタイム・スロットのうちの１
つは同期信号用、他の１つは制御信号送受用、残りのタ
イム・スロットは各装置に割当てられたデータ信号送受
用である。制御信号送受用タイム・スロットにおいて、
任意の装置間の接続が試みられる。接続された装置は、
データ信号送受用タイム・スロットにおいてデータ信号
を相互に送受する。

目次（１）発明の背景 (1.1)技術分野 (1.2)従来技術（２）発明の概要 (2.1)発明の目的 (2.2)発明の構成と効果（３）実施例の説明 (3.1)システム全体の構成および動作の概要 (3.2)装置の構成 (3.3)同期確立処理（初期処理） (3.4)電文フォーマット (3.5)接続および交信処理 (3.6)衝突検出（１）発明の背景 (1.1)技術分野この発明は、複数の装置相互間のデータ伝送システムに
関し、さらに詳しくは、構内電話交換システムその他の
ローカル・ネットワークにおいて、複数の端末機間で音
声データを含むディジタル・データを相互に送受するた
めのシステムに関する。

(1.2)従来技術複数の装置相互間のデータ伝送システムには、スター形
ネットワーク・システム、ループ形ネットワーク・シス
テムなどがその典型的なものとして利用されている。

しかしながら、これらの従来のシステムにおいては、い
ずれも接続、交信のための主制御装置が必要であり、主
制御装置に接続された複数の端末機は主制御装置を介し
て相互にデータ伝送を行なう。端末機の数がきわめて少
ない場合であっても主制御装置の設置は不可避であるか
ら、設備投資費用が嵩むという問題がある。

また、これら従来のシステムでは、主制御装置に端末機
の数だけ通信のためのインターフェイスを設ける必要が
あるので、この点においても主制御装置の構成が複雑に
なり高価となることは避けられない。

さらに、スター形システムにおいては、すべて端末機は
主制御装置と別個の伝送ラインで接続されるので、総伝
送ライン長がきわめて長くなる。ループ形システムにお
いても、送信ラインと受信ラインとが必要である。

（２）発明の概要 (2.1)発明の目的この発明は、従来のような主制御装置が不要であってし
かも総伝送ライン長を短くすることのできる複数の装置
相互間のデータ伝送システムを提供することを目的とす
る。

(2.2)発明の構成と効果この発明による複数の装置相互間のデータ伝送システム
は、送受信兼用伝送ラインにより接続され、あらかじめ
識別符号が付けられた複数の装置と、一定の周期で同期
信号を送信する手段とから構成されている。そして、各
装置は、同期信号を基準として、上記一定の周期内で、
装置数よりも少なくとも２つ以上多い数で分割された複
数のタイム・スロットを作成する手段を備えている。各
タイム・スロットの時間長は、通信される信号の最初か
ら終わりまでの持続時間に装置間最大伝搬遅延時間の２
倍の時間を加えたものを含む長さである。また、これら
のタイム・スロットの１つが送信装置と受信装置との間
の通信信号の同期を行うための同期信号用、他の１つが
データ通信開始を要求する装置から送信される接続要求
信号もしくはデータ通信開始を要求された装置から送信
される接続完了信号、またはデータ通信終了を要求する
装置から送信される開放要求信号もしくはデータ通信終
了を要求された装置から送信される開放完了信号、およ
びデータ通信開始または終了を要求する装置の識別符号
とデータ通信開始または終了を要求される装置の識別符
号を含む制御信号の送受信用、そして残りのタイム・ス
ロットがデータ送信用となっている。さらに、各装置
は、同期信号を送信する装置においては、同期信号用タ
イム・スロットに同期して開かれ、このタイム・スロッ
トの時間の経過後に閉じられる第１のゲート、同期信号
を受信する装置においては、同期信号用タイム・スロッ
トに同期して開かれ、このタイム・スロットの時間の経
過後に閉じられる第２のゲート、制御信号を送信すると
きに、制御信号送受信用タイム・スロットに同期して開
かれ、このタイム・スロットの時間の経過後に閉じられ
る第３のゲート、制御信号を受信する状態のときに、制
御信号送受信用タイム・スロットに同期して開かれ、こ
のタイム・スロットの時間の経過後に閉じられる第４の
ゲート、データを送信するときに、装置の識別符号ごと
にデータ送信用としてあらかじめ割当てられているデー
タ送信用タイム・スロットに同期して開かれ、このタイ
ム・スロットの時間の経過後に閉じられる第５のゲー
ト、制御信号の送受により通信すべき相手装置が定まっ
たのち、データを受信すべき状態のときに、相手装置に
割当てられているデータ送信用タイム・スロットに同期
して開かれ、このタイム・スロットの時間の経過後に閉
じられる第６のゲート、ならびにデータ通信開始を要求
するときに第３のゲートを開いて制御信号を伝送ライン
に送信し、上記一定の周期で第４のゲートを開いて制御
信号を伝送ラインから取込み、制御信号の送受により通
信すべき装置が定まったのち、第５のゲートを開いて、
送信すべきデータを伝送ラインに送出しまたは第６のゲ
ートを開いて伝送ラインからデータを取込むように、お
よびデータ通信終了を要求するときに第３のゲートを開
いて制御信号を伝送ラインに送信し、上記一定の周期で
第４のゲートを開いて制御信号を伝送ラインから取込
み、制御信号の送受により通信を終了するように、制御
する手段備えている。

好ましくは、同期信号を送信する手段を一の装置に含ま
せておく。この場合には、一の装置のタイム・スロット
作成手段は送信されるべき同期信号を基準としてタイム
・スロットを作成する。他の装置のタイム・スロット作
成手段は、一の装置から送信された同期信号を受信する
ことによってこの受信した同期信号を基準としてタイム
・スロットを作成する。

データ通信開始を要求する装置（通信要求側装置）は、
第３のゲートが開いているときに、接続要求信号、自装
置の識別符号、および通信相手の装置の識別符号を含む
制御信号を伝送ラインに送出する。

他の装置は、第４のゲートが開いているときに、接続要
求信号とこれら識別符号を含む制御信号を伝送ラインか
ら取り込む。これら他の装置は、制御信号に含まれた通
信相手の装置の識別符号が自装置のものであれば、自装
置が通信を要求されている装置（通信被要求側装置）で
あることになるので、通信要求側装置に返信を行う。

通信被要求側装置が通信可能の状態にあれば、この装置
は、第３のゲートが開いているときに、通信要求側装置
に接続完了信号を含む制御信号を送信する。通信被要求
側装置が、既に他の装置と通信中などにより通信できな
い状態の場合は、ビジー信号を含む制御信号を送信す
る。

通信要求側装置は、第４のゲートが開いているときに、
制御信号送受信用タイム・スロットの制御信号を取り込
む。この信号に、接続完了信号が含まれていれば、以
後、自装置に予め割当てられているデータ送信用タイム
・スロットを用いて、データを送信する。また、通信要
求側装置は、通信被要求側装置に割当てられているデー
タ送信用タイム・スロットからデータを受信する。この
ようにして通信が行われる。

通信を終了するときは、通信要求側装置または通信被要
求側装置の一方が、制御信号に開放要求信号を含めて送
信し、この信号を受信した他の一方の装置が、制御信号
に開放完了信号を含めて送信する。このようにして通信
が終了する。

この発明によると、複数の装置は送受信用兼用伝送ライ
ンで接続されているから、従来のスター形システムに比
べて総伝送ライン長がきわめて短くなり、ループ形シス
テムに比べてもその1/2となる。

また、この発明では従来のように交換ないしは接続機能
をもった主制御装置は不要であり、単に一定周期の同期
信号を発生する手段を設ければ足りる。同期信号発生手
段も少なくともいずれか１つの装置に組込むことが可能
である。

各装置がそれぞれ接続機能をもっているから、主制御装
置を設けることなく、少なくとも３台の装置があればシ
ステムの構築が可能であり、必要に応じて順次、接続す
る装置の数を増加させていくこともできる。

さらにこの発明によると、同期信号が発生する各周期に
おいて装置が相互に交信することが可能であるからリア
ル・タイムのデータ送受が確保されており、任意の装置
間の交信が可能である。

（３）実施例の説明 (3.1)システム全体の構成および動作の概要第１図はこの発明によるデータ伝送システムの全体的な
構成を概略的に示している。

第１図(A)において、ｎ台の装置が２線式マルチドロッ
プ方式によって相互に接続されている。ｎ台の装置を接
続する２本の伝送ラインは送受信兼用である。これらの
装置は、たとえば電話機、その他のコンピュータによっ
て制御される端末機であり、便宜的に１，２，…，ｉ，
…，ｋ，…，ｎの番号が付けられている。

ｎ台の装置はそれぞれライン・インターフェイス（Ｉ／
Ｆ）を備えており、このラインＩ／Ｆを介して相互に交
信をする。装置１のラインＩ／Ｆが同期信号Ｓを送出す
る機能をもっている点を除いて、すべてのラインＩ／Ｆ
は全く同じ構成である。

装置１が同期信号Ｓを発生することは装置１が通信の主
導権を持っていることを意味するものではない。この同
期信号発生機能のみを装置１から全く切り離して、第１
図(B)に示すよう同期信号発生装置10をラインに接続し
てもよい。このようにすることにより、ｎ台の装置は相
互の交信に関して全く同じ機能をもち、通信方式におい
て全く平等であると位置づけることができる。

以下の説明では便宜上、装置１が同期信号Ｓの発生機能
をもっているものとする。

第２図は、システム全体のタイミング関係を示してい
る。装置１は、一定時間Ｔの間隔で、ライン上に同期信
号Ｓを送出するとともに、周期Ｔを（ｎ＋２）個に分割
することにより、周期Ｔ内に、同一時間長の連続する
（ｎ＋２）個のタイム・スロットＴＳ_ｘ（ｘはｓ，ｃ，
１，２，…，ｉ，…ｋ，…，ｎ）をつくる。他の装置２
〜ｎは、装置１から送信された同期信号Ｓを受信し、受
信した同期信号Ｓに基づいてそれぞれの装置の中で同じ
ように、同一時間長の連続する（ｎ＋２）個のタイム・
スロットＴＳ_ｘを作成する。後述するように同期信号Ｓ
は特定のビット・パターンを有しているので、各装置２
〜ｎはこの信号Ｓを検出することが可能である。各装置
２〜ｎにおける一連のタイム・スロットＴＳ_ｘは、装置
１におけるそれを基準にすると、信号の伝搬時間だけ位
相が遅れたものとなる。

第１番目のタイム・スロットＴＳ_ｓはｎ台の装置間の同
期確立用であって（同期チャネル）、上述の同期信号Ｓ
がこのタイム・スロットＴＳ_ｓで送受される。

第２番目のタイム・スロットＴＳ_ｃはｎ台の装置中の少
なくとも２台の装置を相互に接続する、または接続を切
離すためのものである（制御チャネル）。このタイム・
スロットＴＳ_ｃにおいて、たとえば或る１つの装置が他
の１つの装置をアドレス指定して接続要求を出し、それ
以後の周期Ｔのタイム・スロットにおいて該当する他の
装置が該当する或る装置に接続完了で応答すれば、これ
らの２つの装置は相互に接続され、交信が可能な状態と
なる。接続状態にある２つの装置を切離す場合にも同じ
ように行なわれるが、詳細については後述する。このタ
イム・スロットＴＳ_ｃで送受される信号は制御信号Ｄ_ｃ
と呼ばれる。

他のタイム・スロットＴＳ_１〜ＴＳ_ｎはデータの送受信
のために用いられる（データ・チャネル）。タイム・ス
ロットＴＳ_ｉは装置_ｉがデータを送信するための時間帯
である。このとき装置ｉと接続された装置はこの送出さ
れたデータを受信する。たとえば、装置ｉと装置ｋとが
接続され相互に交信するときには、タイム・スロットＴ
Ｓ_ｉにおいて装置ｉがデータ信号Ｄ_ｉを送出して装置ｋ
がこれを受信し、タイム・スロットＴＳ_ｋにおいて装置
ｋがデータ信号Ｄ_ｋを送出し装置ｉがこれを受信する。
これによって、データの全二重通信、音声の双方向同時
通話が実現される。

上記各信号Ｓ，Ｄ_ｃ，Ｄ_１，〜Ｄ_ｎはそれぞれ同一ビッ
ト数、たとえば後述するように10ビットで構成される。
これらの信号の時間長をτ_ｂとする。

上述したように、各装置１〜ｎにおけるタイム・スロッ
トの位相は伝搬時間だけ相互にずれている。また、各装
置１〜ｎから送出された信号は同一ライン上にのる。各
装置１〜ｎから送出された信号が伝搬時間による遅延の
ために伝送ライン上で相互に重ならないようにするため
に、各タイム・スロットにはガード・タイムτ_ｇが設け
られている。最も伝送距離の長い２つの装置における伝
搬時間を最大伝搬遅延時間τ_ｄとする。異なるタイム・
スロットの間において異なる装置から送出された信号が
互いに重ならないようにするための条件は、タイム・ス
ロットの時間長を［ＴＳ_ｘ］°として、次式で与えられ
る。

［ＴＳ_ｘ］＝τ_ｂ＋τ_ｇ＞２・τ_ｄ＋τ_ｂ …(1) これより、２・τ_ｄ＜τ_ｇ …(2) となる。第(2)式の条件を満足するような時間長のガー
ド・タイムτ_ｇを設ければよいことが分る。

第３図は、２つの装置間での信号の送受信タイミングと
各信号のビット構成を示している。ここでは、装置ｉか
ら装置ｋにデータ信号Ｄ_ｉが伝送される様子が拡大して
図示されている。送信側装置ｉでは、そのタイム・スロ
ットＴＳ_ｉに同期して（タイム・スロットＴＳ_ｉのスタ
ートに同期して）データ信号Ｄ_ｉが送出される。しかし
ながら、伝搬遅延時間は交信を行なう装置相互間の距離
によって変わるので、受信側装置ｋでは、信号Ｄ_ｉはそ
のタイム・スロットＴＳ_ｉ内で到着はするが、受信タイ
ミングの位相がタイム・スロットＴＳ_ｉ内で変化する、
すなわち非同期となる。そこで、受信タイミングが非同
期である場合に対処しうるように、信号Ｄ_ｉのビット列
ｄ_１〜ｄ_８の前にスタート・ビットＳＴを、後にストッ
プ・ビットＳＰをそれぞれ付加した調歩同期方式が採用
されている。したがって、データ・ビットが８ビットで
構成されるとすると、信号Ｄ_ｉは10ビットとなる。

データ信号以外の他の信号、すなわち同期信号Ｓおよび
制御信号Ｄ_ｃも同じように調歩同期方式のビット構成と
なっている。

第４図は同期信号Ｓの構成の一例を示している。すべて
のデータ・ビットｄ_１〜ｄ_８は１であり、このビット列
の前後にスタート・ビットＳＴとストップ・ビットＳＰ
がある。このように同期信号Ｓは特定のビット・パター
ンをもっている。

(3.2)装置の構成第５図は、上述の装置１〜ｎの構成の一例を示してい
る。すべての装置のハードウェア構成は全く同じである
から、第５図は１つの装置のみを示している。この装置
はディジタル・データの送受信に適するものである。

タイム・スロットの作成、接続制御、送信データの作
成、受信データの解読、上位ＣＰＵとの交信等々の処理
はＣＰＵ20、好ましくはマイクロプロセッサによって行
なわれる。このＣＰＵ20には、そのプログラムを格納し
たＲＯＭ21、制御に必要なデータたとえばその装置の番
号や送信すべきデータ、受信したデータなどを記憶する
ＲＡＭ22、タイム・スロット・ゲート信号発生回路23、
上位ＣＰＵとのインタフェース26、制御信号Ｄ_ｃの送、
受信バッファ34,33およびデータ信号Ｄ_ｉの送、受信バ
ッファ36,35が各種バスを介して接続されている。

タイム・スロット・ゲート信号発生回路23は、ＣＰＵ20
の制御のもとに、後述するタイミングでゲート制御信号
Ｇ１〜Ｇ６を発生するものである。

同期信号検出回路31は上述した特定ビット・パターン
（第４図）を検出するもので、たとえば８つのビット・
データｄ_１〜ｄ_８を入力とするＡＮＤ回路を含んでい
る。同期信号発生回路32は上記と同じ特定ビット・パタ
ーンの同期信号Ｓを発生するものである。

同期信号発生回路32、制御信号送信バッファ34およびデ
ータ送信バッファ36は、それぞれゲート２，４および６
を介して並直変換回路24にバス接続され、さらにこの回
路24を経て伝送ラインに接続されている。同様に、同期
信号検出回路31、制御信号受信バッファ33およびデータ
受信バッファ35は、それぞれゲート１、３および５を介
して直並変換回路25にバス接続され、さらにこの回路25
を経て伝送ラインに接続されている。

第６図はアナログ・データの交信に適した装置の例を示
しており、ここでは音声を送受できる装置が図示されて
いる。音声の送受のために、音響／電気変換器である電
話器29、電話器29からのアナログ信号をコード化または
ディジタル化（たとえばＰＣＭコード化）するとともに
ディジタル信号をアナログ音声信号に変換するためのコ
ーディック（CODEC,A-D/D-Aインタフェースまたは符号
／復号回路）27、およびダイヤル信号の送出、音声電流
の増幅等の機能をもつ加入者回路28が設けられている。
コーディック27はデータ送、受信バッファ36,35とバス
接続されているとともに回路28に接続されている。加入
者回路28はＣＰＵ20にバス接続されている。電話器29は
この回路28を介してコーディック27と接続されている。

他の構成は、上位ＣＰＵとのインタフェース26が設けら
れていないことを除いて、第５図に示すものと同じであ
るので、同一物には同一符号が付けられている。

第７図は、タイム・スロット・ゲート信号発生回路23の
具体的構成の一例を示している。同期信号検出回路31か
ら出力される同期信号検出信号（装置２〜ｎの場合）、
またはＣＰＵ20から同期信号発生回路32に与えられる同
期信号発生指令信号がＯＲ回路49を経てカウンタ59にス
タート信号として与えられ、これによってカウンタ59は
零から計数を開始する。同期信号発生指令信号または同
検出信号とカウンタ59の計数出力との関係が第８図に示
されている。カウンタ59は、上記の周期Ｔ内で（ｎ＋
２）個に時分割されたタイム・スロットの番号（Ｔ
Ｓ_ｓ，ＴＳ_ｃ，ＴＳ_１，ＴＳ_２…など）を表わす計数出
力を発生するものである。この計数出力は一致回路51〜
56にそれぞれ与えられる。

一方、上記の一致回路51〜56にそれぞれ設定値レジスタ
41〜46が設けられている。これらのレジスタにはＣＰＵ
20によって、対応するゲートを開くべきタイム・スロッ
トの番号を表わす計数値に対応する値があらかじめ設定
される。レジスタ41〜46の出力は対応する一致回路51〜
56にそれぞれ送られる。

したがって、カウンタ59の計数出力とレジスタの設定値
とが一致したタイム・スロットにおいて、対応する一致
回路からその一致信号としてゲート制御信号（Ｇ１〜Ｇ
６のいずれか）が発生する。たとえば、第８図に示すよ
うに、レジスタ46に1010という設定値が設定されると、
タイム・スロットＴＳ_４においてゲート制御信号Ｇ６が
発生する。

タイム・スロット・ゲート信号発生回路23にはさらに、
ゲート１と２について、これらのゲートを強制的にかつ
持続的に閉じさせるためにデコーダ47および48が設けら
れている。ＣＰＵ20によって、ゲート１の強制閉鎖指令
が与えられると、デコーダ47がこれを解読してロー・レ
ベルの信号を発生し、ＡＮＤ回路57の一方の入力端子を
ロー・レベルとするので、いかなる場合にもゲート制御
信号Ｇ１は送出されない。同じように、ゲート２の強制
閉鎖指令がＣＰＵ20によって与えられると、デコーダ48
がこれを解読して、ＡＮＤ回路58を閉じ、ゲート制御信
号Ｇ２の出力を禁止する。

(3.3)同期確立処理（初期処理）上述したように装置１はシステム全体の同期をとるため
に同期信号Ｓを作成して送出する機能をもっている。こ
の装置１は同期信号Ｓを受信する必要はない。したがっ
て、装置１における動作、とくにＣＰＵ20の処理の手順
は第９図に示されるようになる。

電源が投入されると、まず装置１自体のイニシャル処理
が行なわれる（ステップ101）。そして、同期信号Ｓの
受信は不要であるから、ゲート１を閉じるためにその強
制閉鎖指令がデコーダ47に与えられるので、ゲート回路
57は常に閉じ、ゲート制御信号Ｇ１が出力されることは
ない（ステップ102）。この状態は永続的に持続する。

また、ＣＰＵ20によってレジスタ42に設定値0000（タイ
ム・スロットＴＳ_ｓに対応）がプリセットされるととも
に、ＣＰＵ20から同期信号発生指令が発生し同期信号発
生回路32およびカウンタ59に与えられる。これによって
カウンタ59は計数動作を開始し、タイム・スロット・シ
ーケンスに対応した計数出力を発生する。レジスタ42の
設定値とカウンタ59の計数値が一致したときに一致回路
52からゲート制御信号Ｇ２が出力され、これによってゲ
ート２が開く。同期信号発生指令によって同期信号発生
回路32は同期信号Ｓを発生し、これはそのとき開いてい
るゲート２を通して並直変換回路24から伝送ラインに送
出される（ステップ103）。

この時点からあらかじめ定められた周期Ｔが経過すると
（ステップ104）、同じようにゲート２が開かれ同期信
号Ｓが送出される（ステップ103）。カウンタ59をリン
グ・カウンタにしておけば、ＣＰＵ20が最初の動作指令
（同期信号発生指令）を与えるだけで、このカウンタが
自走することにより、上述の動作が周期Ｔごとに繰返さ
れていく。そして、カウンタ59の計数値が0000になった
ときに、カウンタの計数出力の立上り（または立下り）
によって同期信号発生回路32にトリガを与え同期信号Ｓ
を発生させるようにする。

装置１以外の他の装置２〜ｎは同期信号Ｓを送出するこ
とはなく、装置１からの同期信号Ｓを受信してこれに同
期したタイム・スロット・シーケンスを作成する。した
がって、他の装置２〜ｎにおける動作は第10図に示され
るようになる。

装置自体のイニシャル処理がまず行なわれる（ステップ
111）。このイニシャル処理によってカウンタ59はリセ
ット状態に置かれ、その計数出力は0000を表わす。レジ
スタ41に設定値0000が設定されることにより、一致回路
51からゲート制御信号Ｇ１が発生し、ＡＮＤ回路57を経
て（このときデコーダ47の出力はハイ・レベルにある）
送出されるので、ゲート１は開いた状態に保たれる。ま
た、ＣＰＵ20からゲート２の強制閉鎖指令がデコーダ48
に与えられるので、デコーダ48の出力はロウ・レベルに
なり、ゲート回路58が閉じるので、ゲート制御信号Ｇ２
は出力されることはなく、ゲート２は永続的に閉じられ
る（ステップ112）。

この状態で、装置１から送出され、伝送ライン、直並変
換回路25、およびゲート１を経て入力する同期信号Ｓを
待つ。そして、検出回路31が同期信号Ｓを検出する（ス
テップ113）ことによってカウンタ59が計数動作を開始
する。検出した同期信号Ｓに同期したタイム・スロット
・シーケンスを表わす計数値がカウンタ59から順次出力
されていく。カウンタ59の計数出力が0000以外の値とな
ると、設定値レジスタ41に設定されている設定値0000と
一致しなくなるので、一致回路51の出力はロー・レベル
となり、これにともないＡＮＤゲート57の出力Ｇ１もロ
ー・レベルとなり、ゲート１は閉じられる。最初の同期
信号Ｓの検出がＣＰＵ20に与えられると、ＣＰＵ20は、
タイム・スロット・シーケンスの最後のタイム・スロッ
トＴＳ_ｎに対応する設定値をレジスタ41に与える。カウ
ンタ59の計数値がこの設定値に一致すると、ゲート制御
信号Ｇ１が出力されゲート１が開き、次の同期信号Ｓが
検出されるとカウンタ59は再び零から計数を開始する。
そして、再び、カウンタ59の計数出力値と設定値レジス
タ41の設定値とが一致しなくなるので、上述したのと同
様に、ゲート１は閉じられる。このようにして装置２〜
ｎにおいては、周期Ｔごとにゲート１が開閉され、装置
１から送られる同期信号Ｓを受信するごとにその同期信
号Ｓに同期したタイム・スロット・シーケンスが作成さ
れる（ステップ114）。また、装置２〜ｎでは、ＣＰＵ2
0によって同期信号Ｓの前方保護および後方保護の処理
も行なわれる（ステップ115）。

(3.4)電文フォーマット制御信号Ｄ_ｃによって送受される制御電文およびデータ
信号Ｄ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）によって送受されるデータ電文
のフォーマットとしては種々の形式のものを採用するこ
とができるが、一例としてＨＤＬＣ（ハイ・レベル・デ
ータ・リンク・コントロール）と呼ばれるフォーマット
が用いられた場合について簡単に説明しておく。

このＨＤＬＣのフレーム形式は第11図(A)に示されてお
り、開始フラグ(F)フィールド（８ビット）、アドレス
(A)フィールド（８ビット）、制御（コントロール：
Ｃ）フィールド（８ビット）、情報(I)フィールド（任
意ビット数）、検査（フレーム・チェック・シーケン
ス；ＦＣＳ）フィールド（16ビット）および終止フラグ
（Ｆ）フィールド（８ビット）から構成されている。

開始フラグ・フィールドおよび終止フラグ・フィールド
はフレームの始まりと終りとを識別するためのものであ
る。また開始フラグによりＣＲＣ（サイクリック・リダ
ンダンシィ・チェック）方式による伝送エラーの検査が
開始され、終止フラグによりこの検査が終る。

アドレス・フィールドは交信相手局のアドレスを指定す
るために用いられる。たとえば装置ｉが装置ｋと交信し
ようとする場合には、装置ｉから装置ｋに送られる制御
電文のアドレス・フィールドには装置（交信相手局）ｋ
のアドレス（番号ｋなど）が設定され、この制御電文に
対して装置ｋが装置ｉに応答する場合にはその応答制御
電文のアドレス・フィールドには装置ｉのアドレスが設
定される。

装置ｉと装置ｋとの接続が完了したのち両装置ｉとｋと
の間でデータ電文の送受を行なう場合には、データ電文
のアドレス・フィールドはＨＤＬＣ手順の規約に従う。
データ電文では必ずしもアドレス・データは必要ではな
い。なぜなら、接続が完了したのちにおいては特定のタ
イム・スロットにより形成されるデータ・チャネルは２
つの装置間で１：１の関係で結ばれているからである。

制御フィールドは、自局から相手局への呼びかけ、相手
局から自局への呼びかけに対応する応答の区別に用いら
れる。これはＨＤＬＣの規約の中では、ホール（Ｐ）、
ファイナル（Ｆ）、その他で示されている。

情報フィールドは制御電文とデータ電文とにおいて異な
った様相を呈する。

制御電文においては情報フィールドは常に16ビットで構
成され、第11図(B)に示されるように、各ビットがそれ
ぞれ特定の意味をもっている。すなわち、最初の８ビッ
トｂ₁₁〜ｂ₁₈は自局のアドレスを表わしている。続く８
ビットのうちの第１ビットｂ₂₁は接続要求を、第２ビッ
トb₂₂は開放要求（接続の切離し要求）を、第５ビット
ｂ₂₅は接続完了を、第６ビットｂ₂₆は開放完了を、第７
ビットｂ₂₇はビジー（他局と交信中）をそれぞれ表わし
ている。情報フィールドに自局（送信局）のアドレスが
含まれているので、相手局（受信局）は送信局のこのア
ドレスに対応して受信すべきタイム・スロットの位置
（番号）を知ることができる。

このような制御電文はＵＩ(Unnumbered In-formation)
フレームを構成するので、以下単にＵＩコマンドまたは
ＵＩレスポンスと呼ぶことにする。

データ電文においては、情報フィールドには送信すべき
データが組込まれる。したがって、このフィールドのビ
ット数はデータの長さによって変化する。

検査フィールドには、フレーム内のすべての２進ビット
の表現する数値を、エラー検査のためにＣＲＣ方式によ
り送信側が算術的に計算した結果が設定される。受信側
では自局で同様の計算を行ない送られてきた検査フィー
ルドの値と比較照合して、伝送エラー等が発生したかど
うかをチェックする。

上述したように制御信号Ｄ_ｃはスタート・ビットおよび
ストップ・ビットを含めて10ビット（実質的には８ビッ
ト）で構成される。これに対して制御電文は第11図から
も分るように64ビットで構成されている。第12図に示さ
れるようにタイム・スロット・シーケンスは周期Ｔで繰
返されるので、制御電文は８つの制御信号Ｄ_c1〜Ｄ_c8に
分割され、これらが８周期にわたって連続的に伝送され
ることにより１つの制御電文が送受信されることにな
る。すなわち、第１番目の制御信号Ｄ_c1は開始フラグ・
フィールドの８ビットのデータの前後にスタート・ビッ
トＳＴとストップ・ビットＳＰが付加されることにより
構成される。次の周期のタイム・スロットＴＳ_ｃでは、
アドレス・フィールドの８ビットのアドレス・データと
ビットＳＴ，ＳＰとが制御信号Ｄ_c2として送出される。
以下、同じようにして第３〜第８番目の周期のタイム・
スロットＴＳ_ｃで送出される制御信号Ｄ_c3〜Ｄ_c8に制御
電文中の各種データが８ビットずつ編集される。

データ電文もこれと全く同じように、それを構成する全
ビット・データが連続する６つ以上のデータ信号Ｄ
_ij（ｉ＝１〜ｎ，ｊ＝１〜ｍ，ｍ≧６）に８ビットずつ
に分割されて送信される。情報フィールドのビット数は
送信すべきデータ長に応じて定められるので、データ信
号Ｄ_ijの数もこれに応じて変わる。

(3.5)接続および交信処理第５図または第６図において、交信する２つの装置の相
互接続のために、ゲート３および４がゲート制御信号Ｇ
３およびＧ４によってそれぞれ開閉制御される。これら
のゲート３，４の制御は、どの装置においても同じよう
に行なわれる。

いずれか他の装置から送信されたＵＩコマンドを受信す
るために、ゲート３は各周期ごとにタイム・スロットＴ
Ｓ_ｃに同期してこのタイム・スロットＴＳ_ｃの間だけ開
かれる。これは、第７図において、レジスタ43にタイム
・スロットＴＳ_ｃを表わすカウンタ59の計数値に対応す
る設定値をＣＰＵ20がプリセットすることにより実現さ
れる。伝送ラインを伝送されているＵＩコマンド（一連
の制御信号Ｄ_ｃ）があれば、それは直並変換回路25およ
び開いているゲート３を通って受信バッファ33にストア
される。ＣＰＵ20はこの受信バッファ33にストアされた
ＵＩコマンドを解読して、自局にあてられたものであれ
ば後述するように必要なＵＩレスポンス（一連の制御信
号Ｄ_ｃ）を送出する。自局が他の装置を発呼するために
ＵＩコマンドを送出するか、または受信したＵＩコマン
ドに対してＵＩレスポンスで応答する場合には、送信バ
ッファ34にこれらのコマンドまたはレスポンスを編集
し、タイム・スロットＴＳ_ｃと同一タイミングでゲート
４を開いて、編集された電文を構成する制御信号Ｄ_ｃを
各周期ごとに送出する。この信号は並直変換回路24でシ
リアルな信号に変換されて伝送ラインに現われる。ゲー
ト４の開放も上述と同じやり方で行なわれる。

タイム・スロットＴＳ_ｃは全装置１〜ｎが共通に使用す
るために、２つ以上の装置から送出された制御信号Ｄ_ｃ
が重なる（衝突する）ことがありうる。このために、後
述のようにして衝突検出を行ない、衝突した場合に対処
する。

ＵＩコマンドとそれに対するＵＩレスポンスの交信によ
って２つの装置が相互に接続されると、データの送受信
に移る。このときには、ゲート制御信号Ｇ５，Ｇ６によ
るゲート５，６の開閉制御が行なわれる。ゲート５，６
の開閉制御動作はすべての装置１〜ｎにおいて全く同じ
やり方で行なわれる。すなわち、レジスタ45（図示
略）、46への所定の設定値の設定によって実現される。

上述したように、装置ｉと装置ｋとの間のデータの送受
信においては、タイム・スロットＴＳ_ｉとＴＳ_ｋとが固
定される。装置ｉが装置ｋにデータを送信する場合に
は、装置ｉのＣＰＵ20は送信バッファ36に、編集した送
信データ電文をストアし、タイム・スロットＴＳ_ｉに同
期してこのタイム・スロットＴＳ_ｉの間だけゲート６を
開き、各周期ごとに編集されたデータ電文を構成するデ
ータ信号Ｄ_ｉを並直変換回路24を経てラインに送出す
る。装置ｋにおいても、タイム・スロットＴＳ_ｉに同期
してゲート５を開き、伝送ライン上の装置ｉから送出さ
れたデータ信号Ｄ_ｉを直並変換回路25を経て受信バッフ
ァ35に取込む。

第13図および第14図を参照して、接続処理およびデータ
送受信処理について全体的に説明する。第13図は発信側
の装置（装置ｉとする）の動作の流れを、第14図は受信
側の装置（装置ｋとする）の動作の手順をそれぞれ示し
ている。

装置ｉが装置ｋに送信すべきデータをもっているとする
と（ステップ121）、装置ｉでは、アドレス・フィール
ドに装置ｋのアドレスを、情報フィールドの最初の８ビ
ットに自局ｉのアドレスを、続く８ビットのうち第１ビ
ットｂ₂₁に「接続要求」（１をセット）をそれぞれ設定
したＵＩコマンドを編集して、タイム・スロットＴＳ_ｃ
のタイミングでこれを制御信号Ｄ_ｃとして送出する（ス
テップ122）。

他のすべての装置はタイム・スロットＴＳ_ｃでゲート３
を開いて制御信号Ｄ_ｃをウォッチングしている。装置ｋ
が自局（装置ｋ）のアドレスをアドレス・フィールドに
含みかつ「接続要求」のビットをもった制御信号Ｄ_ｃを
受信したとすると（ステップ141）、現在、自局が他の
装置と交信中（ビジー）であるかどうかをチェックする
（ステップ142）。ビジーでなければ、アドレス・フィ
ールドに相手局ｉのアドレスを、情報フィールドの最初
の８ビットに自局ｋのアドレスを、続く８ビットのうち
の第５ビットｂ₂₅に「接続完了」（１をセット）をそれ
ぞれセットしたＵＩレスポンスを編集して、タイム・ス
ロットＴＳ_ｃのタイミングで送出する（ステップ14
3）。ビジーの場合には、第７ビットｂ₂₇を１にしたＵ
Ｉレスポンスを送出する（ステップ147）。

装置ｉは上述のＵＩコマンドを送出したのちは、タイム
・スロットＴＳ_ｃに同期してゲート３を開き、装置ｋか
らのＵＩレスポンスを待っている。アドレス・フィール
ドに装置ｉのアドレスが設定されたＵＩレスポンスを受
信すると、装置ｉはそのレスポンスを解読して情報フィ
ールドの最初の８ビットに相手局ｋのアドレスが、続く
８ビットのうちの第５ビットｂ₂₅に１がセットされてい
るか、それとも第７ビットに１がセットされているかを
判別する（ステップ124,125）。

装置ｋからのＵＩレスポンスが「接続完了」を表わして
いるときには、自局すなわち装置ｉに割当てられたタイ
ム・スロットＴＳ_ｉに同期してゲート６を開き、必要な
データを送信する。

「接続完了」のＵＩレスポンスを送出した装置ｋは装置
ｉとの交信に備えて、タイム・スロットＴＳ_ｉに同期し
てゲート５を開き、装置ｉからのデータ電文の到来を待
っている。

このようにして、タイム・スロットＴＳ_ｉにおいて、装
置ｉから装置ｋへのデータの送信が行なわれる（ステッ
プ126,144）。

このとき、装置ｋから装置ｉに送るべきデータがあれ
ば、制御信号を用いて接続処理をした上で、タイム・ス
ロットＴＳ_ｋを利用してこのデータの送信を行なうこと
もできる。

装置ｉにおいて、装置ｋに送るべきすべてのデータの送
出が終了すると（ステップ127）、装置ｉは装置ｋのア
ドレス（アドレス・フィールド）と自局ｉのアドレスお
よび「開放要求」（第２ビットｂ₂₂）（情報フィール
ド）をセットしたＵＩコマンドをタイム・スロットＴＳ
_ｃのタイミングで送出する（ステップ128）。

装置ｋはこの「開放要求」ＵＩコマンドを受信すると
（ステップ145）、「開放完了」（第６ビットｂ₂₆）を
セットしたＵＩレスポンスを送出し（ステップ146）、
処理を終える。装置ｉにおいては、装置ｋからのこのＵ
Ｉレスポンスを受信すると（ステップ129）、同様に処
理が終る。

装置ｉが装置ｋからの「ビジー」ＵＩレスポンスを受信
したときには（ステップ124）、相手ビジー処理に進む
（ステップ130）。このときには、この時点では装置ｉ
は装置ｋと交信することはできない。

相手ビジー処理とは、データ交信の場合には一定時間後
に再度接続要求を出す処理を意味し、電話システムでは
電話器において「話中音」を発生させるとともに必要な
らば一定時間後に再度接続要求を出す処理を指す。

この発明によるシステムをローカル電話交換システムに
適用した場合には、第６図で既に説明したようにＰＣＭ
コード化された音声データが装置間で送受される。電話
交換システムでは、音声データをバッファ等に長い間保
持しておくことは不可能であるから、迅速な交信が必要
である。たとえば、周期Ｔを125μＳ、各タイム・スロ
ットを10.417μＳにそれぞれ設定すると、10台の電話機
の間でこのシステムの適用が可能となる。音声は８ＫHz
ごとにサンプリングされるので、１／8000＝125μＳと
なり、１サンプリング・データを125μＳごとに送受信
すればよい。もちろん、タイム・スロットＴＳ_ｉにおい
て装置ｉから装置ｋへ、タイム・スロットＴＳ_ｋにおい
て装置ｋから装置ｉに音声を送ることができるので、双
方向の通話が可能なのはいうまでもない。

上記実施例では、ｎ台の装置のすべてが同期信号発生機
能をもっているので、同期信号を発生している装置がダ
ウンしたとしても、これに代って他の装置が同期信号を
発生してシステムにおける交信を継続することが可能で
ある。

また、この発明によるシステムにおいては、１つの装置
が複数の装置に同時にデータを送るようにすることも可
能である。たとえばＨＤＬＣにおけるグローバル・アド
レスをアドレス・フィールドにセットすれば、１つの装
置は他のすべての装置と接続可能となる。１つの装置が
任意の数の装置と接続する場合には、１つの装置はそれ
ぞれの装置に対して接続要求を出せばよい。

(3.6)衝突検出第15図は衝突検出回路の一例を示している。装置から送
出される信号は並直変換回路24でシリアルな信号に変換
されたのちライン・ドライバ61を経て伝送ラインに送り
出される。伝送ライン上の信号はライン・レシーバ62で
受信されたのち直並変換回路25に入力する。ライン・ド
ライバ61の入力側（Ａ点）とライン・レシーバ62の出力
側（Ｂ点）は排他的論理和回路ＥＯＲ63に接続されてい
る。ＥＯＲ63の出力側（Ｃ点）は微分回路64に接続され
ているとともにＤＴフリップフロップ66のデータ入力端
子Ｄに接続されている。微分回路64では入力信号の立上
りが検出され、その検出信号によってカウンタ65がリセ
ットされる。カウンタ65は、たとえば10進カウンタであ
って、リセット信号によって零から計数を開始する。カ
ウンタ65の或る計数出力（計数値Ｃ_Ｎ、たとえば５）を
表わす信号がＤＴフリップフロップ66のタイミング入力
端子Ｔに送られる。カウンタ65に与えられるクロック・
パルスとしては、信号の１ビット長の10倍の速度をもつ
ものとする。ＤＴフリップフロップ66の出力信号Ｑが衝
突検出信号となる。

第16図は、この衝突検出回路の動作を示しており、
（Ａ）は衝突の生じていない場合を、（Ｂ）は信号の衝
突が生じている場合をそれぞれ示している。

第16図（Ａ）を参照して、装置からライン・ドライバ61
を経て伝送ラインに送出される信号は、ライン・レシー
バ62にも入力する。したがって、Ａ点とＢ点とにはほぼ
同じ波形の信号が現われるが、これらの信号はライン・
ドライバ61とライン・レシーバ62の遅延時間tdだけ位相
がずれている。この位相ずれがＥＯＲ63によって検出さ
れ、その検出信号の微分回路64によって検出された立上
りによってカウンタ65がリセットされるので、カウンタ
65は計数を開始する。カウンタ65の計数値がＣ_Ｎとなる
とＤＴフリップフロップ66のタイミング入力端子Ｔにパ
ルスが与えられる。しかしながら、この時点ではＣ点の
信号（データ入力Ｄ）はロウ・レベルになっているの
で、ＤＴフリップフロップ66はセットされない。

第16図（Ｂ）において、装置から送出される信号（Ａ点
の信号）に加えて他の装置から送出された信号が伝送ラ
イン上を伝搬していると、これらの信号が重覚された形
で伝送ライン上には信号が現われ、これより少し遅れた
信号波形がＢ点に現われる。したがって、Ａ点の信号と
Ｂ点の信号とのＥＯＲ演算結果（Ｃ点）には幅の広い信
号が現われることがある。Ｃ点の信号がハイ・レベルで
ある間にカウンタ65の出力がＤＴフリップフロップ66に
与えられると、このＤＴフリップフロップ66がセットさ
れるので、信号の衝突が検出される。

このように衝突が検出されたということは、他の装置が
送信中ということを意味するので、その装置はチャネル
が空になるまで待機する。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）および（Ｂ）は、この発明の実施例におけ
るデータ伝送システムの全体的な構成の例を概略的にそ
れぞれ示すブロック図である。第２図は、システム全体のタイミング関係を示すタイム
・チャートである。第３図は、２つの装置間での信号の送受信タイミングと
各信号のビット構成を示すものである。第４図は、同期信号のビット構成を示している。第５図および第６図は、装置のハードウェア構成の例を
それぞれ示すブロック図である。第７図は、タイム・スロット・ゲート信号発生回路の具
体的構成の一例を示すブロック図、第８図はその動作を
示すタイム・チャートである。第９図および第10図は同期確立処理を示すフロー・チャ
ートであり、第９図は同期信号を送出する装置の、第10
図は他の装置の動作をそれぞれ示している。第11図（Ａ）および（Ｂ）はＨＤＬＣ電文フォーマット
を示すものである。第12図は、電文を複数の周期にわたって送受する様子を
示している。第13図および第14図は、２つの装置間での接続および交
信処理を示すもので、第13図は発信側の動作を、第14図
は受信側の動作をそれぞれ示している。第15図は、衝突検出回路の具体的構成の一例を示すブロ
ック図、第16図（Ａ），（Ｂ）はその動作を示す波形図
である。 20…ＣＰＵ、 23…タイム・スロット・ゲート信号発生回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送受信兼用伝送ラインにより接続され、あ
らかじめ識別符号が付けられた複数の装置と、一定の周
期で同期信号を送信する手段とから構成され、各装置は、同期信号を基準として、上記一定の周期内で、装置数よ
りも少なくとも２つ以上多い数で分割された複数のタイ
ム・スロットであって、各タイム・スロットの時間長
は、通信される信号の最初から終わりまでの持続時間に
装置間最大伝搬遅延時間の２倍の時間を加えたものを含
む長さであり、これらのタイム・スロットの１つが送信
装置と受信装置との間の通信信号の同期を行うための同
期信号用、他の１つがデータ通信開始を要求する装置か
ら送信される接続要求信号もしくはデータ通信開始を要
求された装置から送信される接続完了信号、またはデー
タ通信終了を要求する装置から送信される開放要求信号
もしくはデータ通信終了を要求された装置から送信され
る開放完了信号、およびデータ通信開始または終了を要
求する装置の識別符号とデータ通信開始または終了を要
求される装置の識別符号を含む制御信号の送受信用、そ
して残りのタイム・スロットがデータ送信用である、そ
のようなタイム・スロットを作成する手段、同期信号を送信する装置において、同期信号用タイム・
スロットに同期して開かれ、このタイム・スロットの時
間の経過後に閉じられる第１のゲート、同期信号を受信する装置において、同期信号用タイム・
スロットに同期して開かれ、このタイム・スロットの時
間の経過後に閉じられる第２のゲート、制御信号を送信するときに、制御信号送受信用タイム・
スロットに同期して開かれ、このタイム・スロットの時
間の経過後に閉じられる第３のゲート、制御信号を受信する状態のときに、制御信号送受信用タ
イム・スロットに同期して開かれ、このタイム・スロッ
トの時間の経過後に閉じられる第４のゲート、データを送信するときに、装置の識別符号ごとにデータ
送信用としてあらかじめ割当てられているデータ送信用
タイム・スロットに同期して開かれ、このタイム・スロ
ットの時間の経過後に閉じられる第５のゲート、制御信号の送受により通信すべき相手装置が定まったの
ち、データを受信すべき状態のときに、相手装置に割当
てられているデータ送信用タイム・スロットに同期して
開かれ、このタイム・スロットの時間の経過後に閉じら
れる第６のゲート、ならびにデータ通信開始を要求するときに第３のゲートを開いて
制御信号を伝送ラインに送信し、上記一定の周期で第４
のゲートを開いて制御信号を伝送ラインから取込み、制
御信号の送受により通信すべき装置が定まったのち、第
５のゲートを開いて、送信すべきデータを伝送ラインに
送出しまたは第６のゲートを開いて伝送ラインからデー
タを取込むように、およびデータ通信終了を要求すると
きに第３のゲートを開いて制御信号を伝送ラインに送信
し、上記一定の周期で第４のゲートを開いて制御信号を
伝送ラインから取込み、制御信号の送受により通信を終
了するように、制御する手段、を備えている、複数の装置相互間のデータ伝送システム。
【請求項２】同期信号を送信する手段が一の装置に含ま
れており、一の装置のタイム・スロット作成手段は送信されるべき
同期信号を基準としてタイム・スロットを作成するもの
であり、他の装置のタイム・スロット作成手段は、一の
装置から送信された同期信号を受信することによってこ
の受信した同期信号を基準としてタイム・スロットを作
成するものである、特許請求の範囲第１項に記載の複数
の装置相互間のデータ伝送システム。