JPH09307512A - データ伝送方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、フローティングデータの伝送効率
を効果的に上げることを可能としたデータ伝送方法を提
供する。 【解決手段】 連続性を有するフローティングデータを
周期的に送信側から受信側に伝送するデータ伝送方法に
おいて、前回の送信対象のフローティングデータと、今
回の送信対象となるフローティングデータとの差を算出
する差計算ステップと、差計算ステップにより算出され
た差が所定値以上の場合、今回の送信対象となるフロー
ティングデータの固定小数点部分を一部省略することに
より、実際に送信する今回送信データの送信桁数を少な
くするデータ圧縮ステップとを有するデータ伝送方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フローティング
データ（浮動小数点型データ）を連続的に伝送する場合
のデータ伝送方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近代の通信、計算機技術の発達に伴い、
データ伝送は、頻繁にかつ極普通に行われるようになっ
ている。図１２はデータ伝送を行う典型的な装置構成を
示す図である。

【０００３】同図においては、データ送信装置８１とデ
ータ受信装置８２の間が伝送路８３で接続されている。
この伝送路８３はシリアル伝送路であってもパラレル伝
送路であっても構わないし、ローカル・エリア・ネット
ワーク（ＬＡＮ）でも構わない。同図では説明を簡単に
するため送信装置と受信装置を決めているが、一般には
装置は送信と受信の両方の役目を持っている。

【０００４】このような一般的なデータ伝送装置におい
て、フローティングデータの伝送も一般的に行われてい
る。このようなフローティングデータ伝送を図１３，図
１４を用いて説明する。

【０００５】図１３はフローティングデータ伝送を行う
データ伝送装置及びデータ受信装置を示す構成図であ
る。まず、データ伝送装置８１において、図示しないデ
ータ入力装置で取り込まれた入力信号は入力信号変換回
路８４を通り装置の内部データとして取り込まれる。こ
のときのデータがアナログ信号であれば、ここでＡＤ変
換される。なお、このデータは整数であることが多い。

【０００６】次に、データ加工部８５とエンコーダ部８
６は内蔵されたマイコン及びそのプログラムにより実現
されている。データ加工部８５は、入力信号変換回路８
４からの取り込まれた整数をフローティング形式のデー
タに変換したり、そのデータをスケール変換やフィルタ
リング処理などが施されたり、また蓄積などする。また
ここで送信タイミングが決められ、送信の時期になる
と、データはエンコード部８６に渡される。データの送
信されるタイミングは、例えば周期的なものであり、ま
た例えば入力信号に変化のあるときのみのタイミングで
あり、もしくはこれらの組み合わせのタイミングであ
る。

【０００７】エンコード部８６は、個々データまたはデ
ータの集合に識別番号をつけ、またサイズを付ける等す
る。エンコード部８６およびデータ受信装置８２のデコ
ード部の詳細機能については後述する。

【０００８】次に、エンコード部８６からのデータは変
調部８７に送られ、伝送路８３（回線）に適した信号に
変換される。データ受信装置８２側では、その信号は復
調部８８に入り、ここでマイコンの取扱い可能な信号に
変換される。

【０００９】デコード部８９は、エンコードされた信号
を解釈し、フローティングデータであることの認識や送
られてきたデータサイズなどの認識を行い、データ加工
部９０に当該データを引き渡す。

【００１０】データ加工部９０は、そのデータを蓄積
し、また、出力先毎に応じたデータの変換を行う。例え
ば出力先がＣＲＴの場合は、人間の認識できる文字デー
タに変換し、メータの場合は、フローティングデータを
整数に変換する。

【００１１】出力変換回路９１は、例えばＤＡ変換等の
出力先の使用状態に合わせた信号変換を行う。次にこの
データ伝送におけるフローティングデータの流れを示
す。

【００１２】図１４は送信側から受信側にかけてのフロ
ーティングデータの流れを示す図である。同図では、多
数のフローティングデータを一度にもしくは分割して送
る例を示している。

【００１３】同図（ａ）に示すデータ送信装置でのデー
タに、ヘッダー部，終結部が付加され、同図（ｂ）のよ
うになる。同図（ｂ）に示すように伝送路を流れるデー
タにおけるヘッダー部には、伝送されるデータの種別・
サイズ等のデータ，データの中身を表すデータ，伝送そ
のものを維持するための管理データ，フレームのはじめ
を表す識別符号等が入っている。また、終結部には、そ
のフレームの終わりを示す識別符号やフレームの正当性
を確認するためのチェックサム又はＣＲＣなどが入って
いる。

【００１４】そして、同図（ｃ）に示すように、受信装
置側でこのヘッダー部，終結部が削除されてデータ本体
が取り出される。このように従来は、単精度の４バイト
フローティングデータを送る場合、そのまま４バイトを
伝送していた。フローティングデータの伝送効率を上げ
るためには、例えば圧縮技術を用いて送信サイズを小さ
くすることが考えられる。

【００１５】しかし、この圧縮は隣り合ったデータ間
（例えば図１４のデータ１とデータ２）で同じ様な値で
あれば圧縮率は高くなるが、データに関連が少ない場合
には、効果は少ない。また圧縮するにはハードウェアを
付加しなければならず、またソフト的に圧縮を行った場
合には、ＣＰＵ資源がかなり使われ、ハードウェアに負
担がかかる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来はハ
ードウェア的にもしくはソフトウェア的な負担の大幅な
増大なしに効率的にフローティングデータを送信するこ
とが困難であった。本発明は、このような実情を考慮し
てなされたもので、フローティングデータの伝送効率を
効果的に上げることを可能としたデータ伝送方法及び装
置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、連続性を有するフロー
ティングデータを周期的に送信側から受信側に伝送する
データ伝送方法において、前回の送信対象のフローティ
ングデータと、今回の送信対象となるフローティングデ
ータとの差を算出する差計算ステップと、差計算ステッ
プにより算出された差が所定値以上の場合、今回の送信
対象となるフローティングデータの固定小数点部分を一
部省略することにより、実際に送信する今回送信データ
の送信桁数を少なくするデータ圧縮ステップとを有する
データ伝送方法である。

【００１８】また、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する発明において、所定値は、今回の送信対象
となるフローティングデータの送信桁数を少なくした場
合であっても、桁数を少なくした当該フローティングデ
ータと、これと同桁数にしたときの前回送信データと間
で、差を生じる大きさの値であるデータ伝送方法であ
る。

【００１９】さらに、請求項３に対応する発明は、連続
性を有するフローティングデータを周期的に送信側から
受信側に伝送するデータ伝送方法において、受信側が有
する前回フローティングデータと同じ値の前回フローテ
ィングデータと、今回の送信対象となるフローティング
データとの差分値を算出する送信側における差分算出ス
テップと、差分値を送信するフローティングデータとし
て伝送するデータ伝送ステップと、差分値と受信側が有
する前回フローティングデータとを加算し、この加算値
を今回伝送されたフローティングデータとする受信側に
おけるフローティングデータ算出ステップとを有するデ
ータ伝送方法である。

【００２０】さらにまた、請求項４に対応する発明は、
連続性を有するフローティングデータを周期的に送信側
から受信側に伝送するデータ伝送装置において、前回の
送信対象のフローティングデータと、今回の送信対象と
なるフローティングデータとの差を算出する差計算手段
と、差計算手段により算出された差が所定値以上の場
合、今回の送信対象となるフローティングデータの固定
小数点部分を一部省略することにより、実際に送信する
今回送信データの送信桁数を少なくするデータ圧縮手段
とを有するデータ伝送装置である。

【００２１】一方、請求項５に対応する発明は、連続性
を有するフローティングデータを周期的に送信側から受
信側に伝送するデータ伝送装置において、受信側が有す
る前回フローティングデータと同じ値の前回フローティ
ングデータと、今回の送信対象となるフローティングデ
ータとの差分値を算出する送信側における差分算出手段
と、差分値を送信するフローティングデータとして伝送
するデータ伝送手段と、差分値と受信側が有する前回フ
ローティングデータとを加算し、この加算値を今回伝送
されたフローティングデータとする受信側におけるフロ
ーティングデータ算出手段とを有するデータ伝送装置で
ある。 （作用）したがって、まず、請求項１及び４に対応する
発明のデータ伝送方法及び装置においては、送信側から
受信側に、連続性を有するフローティングデータが周期
的に伝送されている。

【００２２】このデータ伝送に際して、まず、差計算ス
テップにおいて、前回の送信対象のフローティングデー
タと、今回の送信対象となるフローティングデータとの
差が算出される。

【００２３】次に、データ圧縮ステップにおいて、差計
算ステップにより算出された差が所定値以上の場合、今
回の送信対象となるフローティングデータの固定小数点
部分を一部省略することにより、実際に送信する今回送
信データの送信桁数が少なくされる。

【００２４】そして、上記データ伝送はこのように送信
桁数の少なくされたデータが送信されることになる。こ
れにより、前回今回の差が所定値以上で、変化の大きな
場合には、桁数の少ないデータが送信され、変化が少な
い場合には、送信対象となるフローティングデータがそ
のまま送信されるので、フローティングデータの伝送効
率を効果的に上げることができる。

【００２５】また、請求項２に対応する発明のデータ伝
送方法においては、請求項１に対応する発明と同様に作
用する他、所定値は、今回の送信対象となるフローティ
ングデータの送信桁数を少なくした場合であっても、桁
数を少なくした当該フローティングデータと、これと同
桁数にしたときの前回送信データと間で、差を生じる大
きさの値とされる。

【００２６】さらに、請求項３及び５に対応する発明の
データ伝送方法及び装置においては、送信側から受信側
に、連続性を有するフローティングデータが周期的に伝
送されている。

【００２７】ここで、まず、送信側の差分算出ステップ
において、受信側が有する前回フローティングデータと
同じ値の前回フローティングデータと、今回の送信対象
となるフローティングデータとの差分値が算出される。

【００２８】次に、データ伝送ステップにおいて、差分
値が送信する上記フローティングデータとして伝送され
る。そして、受信側のフローティングデータ算出ステッ
プにおいて、差分値と受信側が有する前回フローティン
グデータとが加算され、この加算値が今回伝送されたフ
ローティングデータとされる。

【００２９】上記送信する差分値は、今回の送信対象と
なるフローティングデータよりも少ない桁数とすること
が容易に実現可能なので、フローティングデータの伝送
効率を効果的に上げることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 （発明の第１の実施の形態）本来、フローティングデー
タは、１点につき４バイトが必要である。この内訳は、
約１バイトの指数部と約３バイトの固定小数点部であ
る。

【００３１】しかし、一般に計測したアナログ値または
計装に用いるようなアナログ値は値に連続性があり、値
の変化の大きい時には精度をあまり必要としないことが
多い。そこで本方法は、この点に着目し、値の変化の大
きい時には伝送バイト数を削減するものである。

【００３２】プロセスのデータを送る場合は通常、定周
期に送るか、データがある変化範囲を超えた場合に送る
方法がとられる。この様な伝送において、アナログデー
タが急激に変化している場合、つまり現在値より数％以
上変化している様な場合、その変化量に対しての更に数
十％（元の値の０．００１のオーダー）の誤差は問題と
ならない。

【００３３】そこで、本データ送信方法では、変化が大
きい時は２バイトのフローティングデータフォーマット
を定義し、送信する。変化が少ない時は４バイト全デー
タを送信する。またデータ受信側では、２バイトデータ
から得られる単なる４捨５入による近似値でなく、送信
側で実際に経たはずである値を採用するようにする。こ
れにより、現実と外れた値を取らないように調整する。

【００３４】図１は本発明の実施の形態に係るデータ伝
送方法を用いたデータ伝送装置の一例を示す構成図であ
る。このデータ伝送システムは、データ伝送装置１とデ
ータ受信装置２と、これらを接続する伝送路３とによっ
て構成される。また、図１に示すデータ伝送装置１〜デ
ータ受信装置２間の接続構成は、代表的なデータ伝送シ
ステムの例を示したものに過ぎず、この伝送路８３はシ
リアル伝送路であってもパラレル伝送路であっても構わ
ないし、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）で
も構わない。同図では説明を簡単にするため送信装置１
と受信装置２を決めているが、一般には装置は送信と受
信の両方の役目を持っている。

【００３５】図１に示すように、このデータ送信装置
は、プロセス機器等の外部機器からの入力信号をＡ／Ｄ
変換等する入力信号変換回路１１と、この変換された信
号をさらに４バイトのフローティングデータ等に加工す
るデータ加工部１２と、加工された４バイトフローティ
ングデータを圧縮する圧縮部１３と、圧縮部１３からの
データをエンコードするエンコード部１４と、エンコー
ドされたデータを変調し伝送路２に出力する変調器１５
とによって構成されている。

【００３６】なお、入力信号変換回路１１と、データ加
工部１２と、変調器１５とは従来技術の図１３で述べた
入力信号変換回路８４と、データ加工部８５と、変調器
８７と同様に構成され、同様に動作するので以下詳細説
明を省略する。また、エンコード部１４も通常のエンコ
ード動作においては図１３のエンコード部８６と同様に
動作する。

【００３７】圧縮部１３は、データ加工部１２から出力
された４バイトのフローティングデータをそのまま，す
なわち４バイトで、もしくは２バイトに加工してエンコ
ード部に出力する。その判定は、１つ前のデータとの差
があらかじめ設定された所定値以上になるか否かで行わ
れる。図２に圧縮部１３の構成を示す。

【００３８】図２は本実施の形態における圧縮部１３の
詳細構成を示すブロック図である。同図において、デー
タ加工部１２からの４バイトフローティングデータは、
判定部１３ａ，差計算部１３ｂ，レジスタ１３ｃ，選択
部１３ｄ，２バイト加工部１３ｅに入力される。

【００３９】レジスタ１３ｃには１つ前に入力されたデ
ータが保存されており、新たなデータ入力と共に、その
１つ前のデータを差計算部１３ｂに出力し、新たなデー
タを保存する。

【００４０】差計算部１３ｂでは、データ加工部１２か
ら直接入力された４バイトフローティングデータと、レ
ジスタ１３ｃから入力された４バイトフローティングデ
ータとの差を求めて判定部１４ａに出力する。

【００４１】判定部１３ａは、データ加工部１２から直
接入力された４バイトフローティングデータと、差計算
部１３ｂからの前回値との差を用いて、４バイトフロー
ティングデータを４バイトで送出するか２バイト分のみ
を送出するかを判定する。

【００４２】２バイト分のみ送出する場合には、フロー
ティングデータの固定少数点部を２バイト分少なくする
ようにしてデータ圧縮をする。これに対する判定部１３
ａのデータ圧縮判定基準としては、このように固定少数
点部を２バイト分少なくしても前回に比し値に変化が得
られるほど大きな前回値との差がある場合に、２バイト
圧縮を行うように判定する。

【００４３】また、判定部１３ａは、その判定結果をエ
ンコード部１４及び選択部１３ｄに送出する。２バイト
加工部１３ｅは、データ加工部１２から受け取った４バ
イトフローティングデータを２バイトに加工する。その
ときの様子を図３（ｂ）に示す。

【００４４】図３は本実施の形態のフローティングデー
タの構造を示す図である。同図（ａ）はＩＥＥＥ規格の
４バイトフローティングデータの構造を示している。

【００４５】つまり、４バイトの場合、符号１ビット、
指数部８ビット、固定少数点部２３ビットからフローテ
ィングデータが表現されている。これに対し、同図
（ｂ）に示すように、２バイトのデータに加工された場
合には、符号１ビット、指数部８ビット、固定少数点部
７ビットからフローティングデータが表現される。した
がって、固定少数点部７ビットでデータの変化を表現で
きるほど変化が大きいときのみ、２バイトで送る意味を
有することになる。

【００４６】２バイト加工部１３ｅは、差計算部１３ｂ
からの前回値との差を受信し、その値より対象データが
増加中であるか減少中であるかを判定して、増減の何れ
かに基づいて４バイトフローティングデータを２バイト
のフローティングデータに加工する。

【００４７】この加工処理基準を図４及び図５を用いて
説明する。図４は本実施の形態における基本的なデータ
加工基準を示す図である。同図（ａ），（ｂ）は、時間
とデータ値の関係についてデータ送信時点付近を拡大し
た図であり、同図（ａ）はデータ値が増大している場合
であり、同図（ｂ）はデータ値が減少している場合であ
る。なお、２バイトに圧縮したデータでは各図の一点鎖
線の位置のデータしか表現することができないものとす
る。

【００４８】同図（ａ）の増加時では破線で示した送信
時点での送信したい現実のデータ値は黒丸印の値である
が、２バイトフローティングデータではこれだけの精度
が出ず、それに近い値で伝送することになる。この場
合、実際に伝送されるデータは破線と一点鎖線交点の値
で黒丸に近い値である白丸か星のデータを送ることにな
る。増加中の場合は白丸の方を選ぶ。

【００４９】これは増加中の場合、低い方（白丸）を選
択すれば、過去の三角の時点で通過しているはずなの
で、必ず過去に存在した値を採用することになり、たと
え当該データ送信直後に増加が止まった場合でも、存在
しない嘘のデータを送信することにならないからであ
る。

【００５０】実際の処理としては、増加時には４バイト
フローティングデータ固定小数点部の下位側ビット（図
４（ａ）において黒丸を表すために、ｋと（ｋ＋１）の
間を表現するためのデータ）を切り捨てる。

【００５１】一方、減少の場合も同様な考え方で、過去
に現実に存在した値、すなわち図４（ｂ）中の白丸を採
用することになる。この場合の処理としては固定小数点
部の下位ビットを切り上げる。

【００５２】このようにして２バイト加工部１３ｅは、
４バイトフローティングデータから２バイトフローティ
ングデータを作成する。データの増減についてのより具
体的な取り扱いについて図５を用いて説明する。

【００５３】図５は伝送すべきデータの変化の様子を示
す図である。同図（ａ）にデータの単調な変化の例を示
している。図中の送信時点を示す破線と変化データ値を
示す実線との交点の値がデータ受信装置側に伝送したい
値になる。このように単調に変化する場合は、図４で示
した基準通りに２バイトフローティングデータ変換を行
う。

【００５４】一方、同図（ｂ）は複雑なデータ変化の例
を示している。このように前回送信と今回送信との間に
ピークが存在するような変化の場合、図の一点鎖線の示
すように、前回と今回の値の間を直線的にデータが変化
したように見なして処理を行う。すなわち両者の差を考
え取り増加しているか減少しているかのみで判断を行
う。

【００５５】このように取り扱えば、一点鎖線の直線で
示すデータは実際のデータの中に必ず１回以上存在する
はずであり、時間的な誤差があるだけで、虚偽のデータ
とはならないと見なせるからである。

【００５６】２バイト加工部１３ｅは、このようにして
加工した２バイトフローティングデータを選択部１３ｄ
に出力する。選択部１３ｄには、データ加工部１２から
の４バイトのフローティングデータと、２バイト加工部
１３ｅからの４バイトフローティングデータの双方が入
力されている。そして、判定部１３ａの指示にしたがっ
て、何れか一方をエンコード部１４に出力する。

【００５７】エンコード部１４は、送信データをエンコ
ードする。識別付加部１４ａにより送信フレーム内のヘ
ッダー部後ろに、データ圧縮したか否か、すなわちフロ
ーティングデータを４バイト形式で送信するか，２バイ
ト形式で送信するかを示す圧縮識別コードを付加する。
なお、圧縮識別コードは、１ビットであるのでフレーム
サイズに与える影響は小さい。

【００５８】一方、図１に示すように、データ受信装置
は、復調器２１と、デコード部２２と、復元部２３と、
データ加工部２４と、出力信号変換回路２５とによって
構成されている。

【００５９】なお、復調器２１と、データ加工部２４
と、出力信号変換回路２５とは、従来技術の図１３で述
べた復調器８８と、データ加工部９０と、出力信号変換
回路９１と同様に構成され、同様に動作するので以下詳
細説明を省略する。また、デコード部２２も通常のデコ
ード動作においては図１３のデコード部８９と同様に動
作する。

【００６０】デコード部２２は、復調器２１から受け取
ったデータをデコードするが、受信フレームに圧縮識別
コードが含まれている場合には、その内容を読み取って
その旨を復元部２３に通知する。

【００６１】復元部２３は、受信したフローティングデ
ータが２バイトに圧縮されていた場合、これを４バイト
の形式に復元する。このとき復元すべき固定小数点部の
下位２バイトをすべて０にすることにより復元を行う。

【００６２】なお、請求項における各ステップは、本実
施形態の上記構成のうち以下の構成における各動作にて
実施される。まず、差計算ステップは、例えばレジスタ
１３ｃと差計算部１３ｂとが行う動作によって実現され
る。

【００６３】また、データ圧縮ステップは、例えば判定
部１３ａと、２バイト加工部１３ｅと、選択部１３ｄと
が行う動作によって実現される。次に、以上のように構
成された本発明の実施の形態に係るデータ伝送方法を用
いたデータ伝送装置の動作について図６，図７を用いて
説明する。

【００６４】図６は本実施の形態におけるデータの全体
的な流れを示す図である。一方、図７は本実施の形態に
おけるデータ処理の流れを示す図である。まず、図６
（ａ）に示すようなデータ送信装置１での４バイトのフ
ローティングデータは、圧縮，エンコードの過程を経て
（図６（ｂ））ヘッダー部，圧縮識別が付加され、伝送
路に流される（図６（ｃ））。

【００６５】次にデータ受信装置２で受信されたデータ
は、デコード，復元され（図６（ｄ））、４バイトのフ
ローティングデータとして取り出される（図６
（ｅ））。なお、同図は２バイトに圧縮される場合を例
示しているが、４バイトのまま伝送される場合でも同様
な過程を経て伝送される。

【００６６】次に、２バイトに圧縮される場合のフロー
ティングデータが各過程において、どの様な状態になる
かを図７を用いて例示する。まず、データ送信装置１に
おける元データ（図７（ａ））における固定小数点部の
下位２バイトが切り上げか切る捨てにより取り去れられ
る。上記したように、ここで、切り上げられるのはデー
タが減少過程にあるときで、切り捨てられるのでデータ
が増加過程にある場合である。

【００６７】さらに、２バイトへの圧縮がされるのは、
上記したように、固定小数点部の下位２バイトよりも上
位のビット部分で値の変化があるときである。このよう
に圧縮された伝送路上での２バイトデータを図７（ｂ）
に示す。

【００６８】そして、図７（ｃ）に示すように、データ
受信装置２において、圧縮されたフローティングデータ
は４バイトに復元されるが、このとき下位２バイトには
すべて０が入力される。

【００６９】上述したように、本発明の実施の形態に係
るデータ送信方法及び装置によれば、前回フローティン
グデータと今回フローティングデータとを比較して、そ
の差が所定値以上のときは、２バイトにして送信し、所
定値未満のときは４バイトのまま送信するようにしたの
で、フローティングデータの伝送効率を効果的に上げる
ことができる。

【００７０】このように、変化が大きいときは、従来の
データの流れと比べて、伝送時のデータを少なくするこ
とができる。また、フローティングデータを２バイトに
圧縮する際、実際に経た値をとるような基準で切り上
げ、切り捨てを行うので、現実と合わない値を取ること
がなく、上記効果に加え、現実的なデータ伝送を実現す
ることができる。 （発明の第２の実施の形態）第１の実施の形態で説明し
たようなプロセスデータ等を連続的でかつ短い間隔で送
信する場合、各データ間での時間的関連性は高いので、
本方法ではこの点に着目してデータの圧縮を行う。

【００７１】つまり、送信側で受信側からの受信確認が
とれる場合、もしくは初期状態を一致させることができ
る場合には、受信側の現在持っているデータが送信側で
わかるので、そのデータと今回値とを比較し、差分デー
タを２バイトフローティングフォーマットで送信する方
法である。

【００７２】本実施の形態に用いる装置の全体構成は、
圧縮部及び復元部を除き、従来技術で説明した図１３の
データ送信装置８１及びデータ受信装置８２と同様に構
成されており、また同様に動作する。また、圧縮部及び
復元部は、第１の実施の形態の場合と同様にそれぞれデ
ータ加工部８５〜エンコード部８６間及びデコード部８
９〜データ加工部９０間に設けられている。

【００７３】そこで、本実施形態では圧縮部及び復元部
の構成についてのみ説明し、その他の構成部分の説明は
省略する。図８は本発明の第２の実施の形態に係るデー
タ伝送方法を用いたデータ送受信装置の圧縮部及び復元
部を示す構成図である。

【００７４】同図に示すように圧縮部３１は、入力Ｃｉ
と出力Ｃｏを持ち、差計算部３２と、２バイト化部３３
と、復元部３４とによって構成されている。差計算部３
２は、データ加工部８５から入力するデータＣｉと復元
部３４から入力する前回値（これは受信装置側のその時
点で持っている値に等しい）との差を算出し、２バイト
化部３２に出力する。

【００７５】２バイト化部３３は、差分データを２バイ
ト化し、その値をエンコード部８６及び復元部３４に出
力する。ここで、差分データが正のときは、フローティ
ングデータの固定小数点部の下位２バイトを切り捨て、
差分データが負のときは、固定小数点部の下位２バイト
を切り上げる。その後当該下位２バイトを捨てる。

【００７６】このときの２バイト化する基準の考え方
は、第１の実施の形態の場合と同様である。なお、特に
図示しないが、エンコード部８６は、この残りの２バイ
トのデータをエンコードし、変調器８７にて伝送させ
る。

【００７７】図８（ｂ）に示す復元部３４は、入力Ｒｉ
と出力Ｒｏを持ち、４バイト化部３５と、和計算部３６
と、レジスタ３７とによって構成されている。４バイト
化部３５は、入力される２バイトフローティングデータ
を４バイトに復元する。このとき、２バイトデータの符
号が正であったら、下位２バイトのデータ拡散で、ここ
に０を入れる。符号が負の場合はここの全ビットを１に
する。

【００７８】和計算部３６は、当該４バイト化された今
回値の差分データと、前回値が保存されているレジスタ
３７からの値との和を計算し、その結果をレジスタ３７
に入力する。

【００７９】レジスタ３７は、前回値を保存しており、
その保存値を和計算部３６及び差計算部３２に出力す
る。また、和計算部３６から新たな値が入力されると、
これを新たな前回値とする。

【００８０】一方、図８（ａ）に示す復元部４１は、圧
縮部３１に設けられた復元部３４と同様に構成されてお
り、４バイト化部４２と、和計算部４３と、レジスタ４
４とからなっている。また、入力Ｒｉと出力Ｒｏとを有
している。

【００８１】この復元部４１は、復元部３４と同様に動
作する。また、レジスタ４４，３７の初期値を合わせ、
その後、復元部３４とおける演算と同じ演算を継続させ
ることで、レジスタ４４の値は、レジスタ３７と同じも
のとなっている。

【００８２】なお、上記圧縮部３１及び復元部４１の構
成は、１データ分の処理を扱う場合の構成を示し、複数
のデータを扱うときは、レジスタ等が複数設けられるこ
とになる。

【００８３】なお、請求項における各ステップは、本実
施形態の上記構成のうち以下の構成における各動作にて
実施される。まず、差分算出ステップは、例えば圧縮部
３１が行う動作によって実現される。

【００８４】また、フローティングデータ算出ステップ
は、例えば復元部４１が行う動作によって実現される。
次に、以上のように構成された本発明の実施の形態に係
るデータ伝送方法を用いたデータ伝送装置の動作につい
て図９を用いて説明する。

【００８５】なお、この方式では、初回にデータ送信装
置のレジスタとデータ送信装置のレジスタの値が一致さ
せる、いわゆるイコライズ処理が行われる。また、確実
なデータ演算を行うために、伝送途中段階にて送信側か
ら受信側に正確に届いたことを確認することが必要であ
り、データ届いたことを確認してから初めて圧縮部内に
ある復元部３４の処理を起動する。

【００８６】図９は本実施の形態のデータ伝送方法にお
けるデータ処理の流れを示す図である。まず、データ送
信装置１において今回値Ｃｉと受信側前回値Ｒｏ（図９
（ａ），図９（ｂ））の差分が計算されて（図９
（ｃ））、２バイト化される。

【００８７】この２バイト化されたデータは、エンコー
ド部８６でエンコードされ変調器８７にて変調されて伝
送路上に伝送路データ（図９（ｄ））として出力され
る。一方、データ受信装置側では、受信データをデコー
ドし、復元部４１にて復元する。ここで、復元部では２
バイトデータを４バイト化する。この時、２バイトデー
タの符号が正であったら、下位２バイトのデータ拡散
で、ここに０を入れる。符号が負の場合はここの全ビッ
トを１にする（図９（ｅ））。

【００８８】これを差分データとしてレジスタに保存し
てある現在の保持値，すなわち前回値（図９（ｆ））と
加算し、新しい保持値とすると共に、この値を今回値
（図９（ｇ））として出力する。

【００８９】このように本方法では、送信側の４バイト
フローティングデータのうち常の２バイトの差分データ
を送信し、受信側に保存された前回値を用いて４バイト
フローティングデータを復元しているが、この２バイト
フローティングフォーマットの伝送であっても、伝送を
重ねるに連れて送信側と受信側の４バイトフローティン
グデータが一致することを図１０及び図１１を用いて説
明する。

【００９０】図１０は本実施形態において伝送を重ねる
に連れて送受信側のデータが一致する様子を示す図であ
る。同図（ａ）は、縦軸としてフローティングデータそ
のものを線形で表示しており、同図（ｂ）は、縦軸とし
て送受信側の４バイトフローティングデータのを対数表
示したものである。

【００９１】まず、図１０（ａ）において、グラフ上の
で実線は送信側のデータ、一点鎖線は受信側のデータを
示す。破線は送信タイミングを示す。図１０（ａ）のａ
時点ではデータの差が無く、ｂ点で送信側のデータが変
化したとする。この時、送信側と受信側でデータの差が
生じる。次にｃ点の伝送時点からデータが一致の方向に
向かっていく。

【００９２】このグラフは、線形表示なので、実線と一
点鎖線は一致したように見えるが、これはグラフがリニ
アだからその差を表現しにくいからである。この２つの
データの差を、最大の差を１とした時の片対数で表した
グラフが下の図１０（ｂ）である。ここで実線は差を表
わしている。

【００９３】図１０（ｂ）のａ時点の差は０なので実線
は無限大である。ｂ時点で１になる。ｃ時点の送信で固
定小数点部が７ビットの２バイトフローティングデータ
が送られるので、誤差は２^-7以下になるはずである。こ
のグラフでは調度２^-7になったと仮定して説明する。更
に次の伝送時点であるｄ時点では、２^-7以下の２つのデ
ータの差を上記と同様に送るので、差は前回の差の更に
２^-7以下、つまり２^-14 以下になる。

【００９４】同様にｅ時点では２^-21 以下になり、ｆ時
点では２^-28 以下になるはずであるが、元々のデータは
４バイトフローティングデータであり、固定小数点部分
は２３ビットなので２^-23 以下の差は存在しないので、
この時点で送信側と受信側のデータの差は無くなる。対
数グラフでは無限大になる。

【００９５】以上の考え方を、図１１に示す具体例で説
明する。図１１は時間経過と共に送受信側の差がなくな
る様子を示す具体例を示す図である。

【００９６】この例は、一般的な考え方を説明するた
め、１０進３桁の場合で説明する。ここで、データ送信
装置が送信する差分データは１桁分であるとし、収束の
様子を見るために送信側の値の変化は１回のみとする。

【００９７】まず、初期状態において、送信側と受信側
の値は共に１．００であったとする。次に送信側の値が
２．１３に変化したとする（図１０ｂに相当）。

【００９８】送信側は値変化後の第１回目の送信を行う
が、このときの差分データは「１」である。これによ
り、受信側の値は、１．００から２．００となる。次
に、送信側は値変化後の第２回目の送信を行うが、この
ときの差分データは「０．１」である。これにより、受
信側の値は、２．００から２．１０となる。

【００９９】さらに、送信側は値変化後の第３回目の送
信を行うが、このときの差分データは「０．０３」であ
る。これにより、受信側の値は、２．１０から２．１３
となる。

【０１００】以上により、３回の差分データの伝送で送
信側と受信側の値が一致した。つまり、フローティング
データの固定小数点部の桁数により、何回のデータ伝送
で送受信側のデータが一致するかが決まる。

【０１０１】したがって、この方法により、所定桁数
（２バイト）の差分データを伝送することによって、フ
ローティングデータの固定小数点部の桁数が何桁あろう
とも、すなわち４バイトフローティングデータの場合の
みでなく例えば８バイトフローティングデータの場合等
でも，収束までの回数は異なるものの，送信側と受信側
の値を確実に一致させることができる。

【０１０２】上述したように、本発明の実施の形態に係
るデータ送信方法及び装置によれば、前回フローティン
グデータと今回フローティングデータの差分を求め、そ
の差分値のみを送信し、受信側で前回データと当該差分
値からフローティングデータを得るようにしたので、送
信データは差分値のみで済み、フローティングデータの
伝送効率を効果的に上げることができる。

【０１０３】このように、従来のデータの流れと比べ
て、伝送時のデータを少なくなくできる。また、図１
０，１１で説明したように、永久に２バイトフローティ
ングデータのまま伝送していても、複数回の送信を重ね
ることで４バイト分の情報が正確に伝わる。したがっ
て、所定バイトの伝送にて何バイトのフローティングデ
ータをも正確に伝送することが可能である。例えば８バ
イトフローティングデータであっても、上記したように
２バイトの差分データ送信で正確な伝送を行うことがで
きる。

【０１０４】さらに、本方法の場合、第１の実施形態で
用いた圧縮識別を不要とすることができる。送信するデ
ータ桁数を切り替える必要がないからである。なお、上
記各実施形態は、４バイトフローティングデータを伝送
する場合で説明したが、本発明はこれに限定されること
はなく、例えば８バイトフローティングデータ等何バイ
トのフローティングデータの伝送にも適用できる。ま
た、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものでな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが
可能である。

【０１０５】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、フ
ローティングデータの伝送効率を効果的に上げることが
できるデータ伝送方法及び装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るデータ伝送方法を用
いたデータ伝送装置の一例を示す構成図。

【図２】同実施の形態における圧縮部の詳細構成を示す
ブロック図。

【図３】同実施の形態のフローティングデータの構造を
示す図。

【図４】同実施の形態における基本的なデータ加工基準
を示す図。

【図５】伝送すべきデータの変化の様子を示す図。

【図６】同実施の形態におけるデータの全体的な流れを
示す図。

【図７】同実施の形態におけるデータ処理の流れを示す
図。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係るデータ伝送方
法を用いたデータ送受信装置の圧縮部及び復元部を示す
構成図。

【図９】同実施の形態のデータ伝送方法におけるデータ
処理の流れを示す図。

【図１０】同実施の形態において伝送を重ねるに連れて
送受信側のデータが一致する様子を示す図。

【図１１】同実施の形態において時間経過と共に送受信
側の差がなくなる様子を示す具体例を示す図。

【図１２】データ伝送を行う典型的な装置構成を示す
図。

【図１３】フローティングデータ伝送を行うデータ伝送
装置及びデータ受信装置を示す構成図。

【図１４】送信側から受信側にかけてのフローティング
データの流れを示す図。

【符号の説明】

１…データ伝送装置 ２…データ受信装置 ３…伝送路 １２…データ加工部 １３…圧縮部 １３ａ…判定部 １３ｂ…差計算部 １３ｃ…レジスタ １３ｄ…選択部 １３ｅ…２バイト加工部 １４…エンコード部 ２２…デコード部 ２３…復元部 ３１…圧縮部 ３２…差計算部 ３３…２バイト化部 ３４…復元部 ４１…復元部 ４２…４バイト化部 ４３…和計算部 ４４…レジスタ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続性を有するフローティングデータを
   周期的に送信側から受信側に伝送するデータ伝送方法に
   おいて、 前回の送信対象のフローティングデータと、今回の送信
   対象となるフローティングデータとの差を算出する差計
   算ステップと、 前記差計算ステップにより算出された前記差が所定値以
   上の場合、前記今回の送信対象となるフローティングデ
   ータの固定小数点部分を一部省略することにより、実際
   に送信する今回送信データの送信桁数を少なくするデー
   タ圧縮ステップとを有することを特徴とするデータ伝送
   方法。
2. 【請求項２】 前記所定値は、前記今回の送信対象とな
   るフローティングデータの送信桁数を少なくした場合で
   あっても、桁数を少なくした当該フローティングデータ
   と、これと同桁数にしたときの前回送信データと間で、
   差を生じる大きさの値であることを特徴とする請求項１
   記載のデータ伝送方法。
3. 【請求項３】 連続性を有するフローティングデータを
   周期的に送信側から受信側に伝送するデータ伝送方法に
   おいて、 前記受信側が有する前回フローティングデータと同じ値
   の前回フローティングデータと、今回の送信対象となる
   フローティングデータとの差分値を算出する前記送信側
   における差分算出ステップと、 前記差分値を送信するフローティングデータとして伝送
   するデータ伝送ステップと、 前記差分値と前記受信側が有する前回フローティングデ
   ータとを加算し、この加算値を今回伝送されたフローテ
   ィングデータとする前記受信側におけるフローティング
   データ算出ステップとを有することを特徴とするデータ
   伝送方法。
4. 【請求項４】 連続性を有するフローティングデータを
   周期的に送信側から受信側に伝送するデータ伝送装置に
   おいて、 前回の送信対象のフローティングデータと、今回の送信
   対象となるフローティングデータとの差を算出する差計
   算手段と、 前記差計算手段により算出された前記差が所定値以上の
   場合、前記今回の送信対象となるフローティングデータ
   の固定小数点部分を一部省略することにより、実際に送
   信する今回送信データの送信桁数を少なくするデータ圧
   縮手段とを有することを特徴とするデータ伝送装置。
5. 【請求項５】 連続性を有するフローティングデータを
   周期的に送信側から受信側に伝送するデータ伝送装置に
   おいて、 前記受信側が有する前回フローティングデータと同じ値
   の前回フローティングデータと、今回の送信対象となる
   フローティングデータとの差分値を算出する前記送信側
   における差分算出手段と、 前記差分値を送信するフローティングデータとして伝送
   するデータ伝送手段と、 前記差分値と前記受信側が有する前回フローティングデ
   ータとを加算し、この加算値を今回伝送されたフローテ
   ィングデータとする前記受信側におけるフローティング
   データ算出手段とを有することを特徴とするデータ伝送
   装置。