JPH10198628A - バス変換器の過負荷状態検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過負荷状態の発生を迅速かつ確実に事前にオ
ペレータが認識できるバス変換器の過負荷状態検出装置
を提供すること。 【解決手段】 上位バス１０と下位バス２０との間に設
けられ、両バス間の伝送速度の相違や通信プロトコルの
相違を吸収するバス変換器３０において、上位バス側か
ら下位バス側に送信された中継フレームを一時記憶する
上位バス側受信バッファ３２と、この上位バス側受信バ
ッファに記憶された中継フレームを読み込んで中継管理
バッファ３５に一時記憶し、下位バスの通信プロトコル
に変換する中継タスク部３４と、この中継タスク部で変
換された送信フレームを当該下位バスに送信する送信管
理部３６と、当該上位バス側受信バッファ又は中継管理
バッファに一時記憶される中継フレームの個数を管理し
て、所定のしきい値を超過したときは過負荷状態検出信
号を出力する受信バッファ記憶量管理部５０とを具備し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上位バスと下位バ
スとを接続して、両バス間での伝送速度の相違や通信プ
ロトコルの相違を吸収するバス変換器に関し、特に通信
負荷が増大して通信エラーが頻発する前にオペレータに
事前通知をする場合の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、例えば特開平７−６１２９
号公報等で、上位バスと下位バスとを接続して、両バス
間での伝送速度の相違や通信プロトコルの相違を吸収す
るバス変換器を提案している。このようなバス変換器に
おいては、伝送速度の相違や通信プロトコルの相違を吸
収するため、内部に通信パケットをある程度バッファリ
ングすることができる。通常の操作・監視等にオペレー
ションにおいては、バス変換器及び伝送速度の遅いバス
側の制御局の処理能力内で行われている。しかし、処理
能力の上限近くで定常運転されているようなシステムで
は、少し通信量を増やしただけで過負荷状態に陥ること
があり、操作・監視に影響がでることがある。

【０００３】今、通信処理量が増大し処理限界量を超え
た過負荷状態となったとする。すると、バス変換器内部
のバッファに通信パケットが滞留する時間が増大し、バ
ッファも常に満杯の状態となってくる。このような状態
では、応答時間タイムアウトや受信バッファビジー等の
通信エラーが多発する可能性がある。このような、過負
荷状態の発生には二つの態様がある。図２は、バス変換
器が律速となる場合の過負荷状態の説明図である。上位
バスの伝送速度が早く下位バスの伝送速度が遅いとす
る。上位バス側から大量の通信要求があると、バス変換
器の処理限界量を超過して、過負荷状態に陥る。図３
は、下位バス側伝送速度が律速となる場合の過負荷状態
の説明図である。下位バスの通信負荷が異常に高い場合
や、下位バスに接続された特定通信局に対して通信が集
中した場合に生ずるもので、下位側の処理能力が低下し
てバス変換器の処理能力を下回った場合に過負荷状態に
陥る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来は、過負
荷状態の判断にあたり、バス変換器ＣＰＵの稼働率を上
位バス側の監視者用局（オペレータズ・ステーション）
に表示して、監視者が判断していたので、バス変換器経
由の通信が通信エラーの多発で途絶えて初めて過負荷状
態に陥ったことに気付くなど、過負荷状態の発生を認識
するのに時間がかかるという課題があった。また下位バ
ス側伝送速度が律速となる場合の過負荷状態では、バス
変換器ＣＰＵの稼働率には余裕があるにも拘らず、通信
エラーが多発することがあり、バス変換器ＣＰＵの稼働
率を監視しているだけでは過負荷状態の発生予測が困難
であるという課題があった。本発明は上述の課題を解決
したもので、過負荷状態の発生を迅速かつ確実に事前に
オペレータが認識できるバス変換器の過負荷状態検出装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、上位バス１０と下位バス２０との間に設けら
れ、両バス間の伝送速度の相違や通信プロトコルの相違
を吸収するバス変換器３０において、上位バス側から下
位バス側に送信された中継フレームを一時記憶する上位
バス側受信バッファ３２と、この上位バス側受信バッフ
ァに記憶された中継フレームを読み込んで中継管理バッ
ファ３５に一時記憶し、下位バスの通信プロトコルに変
換する中継タスク部３４と、この中継タスク部で変換さ
れた送信フレームを当該下位バスに送信する送信管理部
３６と、当該上位バス側受信バッファ又は中継管理バッ
ファに一時記憶される中継フレームの個数を管理して、
所定のしきい値を超過したときは過負荷状態検出信号を
出力する受信バッファ記憶量管理部５０とを具備するこ
とを特徴としている。

【０００６】本発明の構成によれば、過負荷状態となる
と伝送速度の早い上位バスと伝送速度の遅い下位バス間
での中継フレームが、上位バス側受信バッファ又は中継
管理バッファに滞留する。そこで、受信バッファ記憶量
管理部５０で上位バス側受信バッファ又は中継管理バッ
ファでの中継フレーム滞留状態を監視して、過負荷状態
を早期に検出して、上位バスや下位バスに接続される通
信局で通信エラーが頻発するのを防止している。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて、本発明を説明
する。図１は本発明の一実施例を示す構成ブロック図で
ある。図において、上位バス１０は伝送速度が早く、マ
ンマシンインターフェイスのように画像・音声等の多量
の情報が各通信局間で授受されている。下位バス２０は
伝送速度が遅く、現場側に設置される制御局のような定
周期で検出端や操作端の情報を収集する局が接続されて
いる。バス変換器３０は、上位バス１０に接続された局
と下位バス２０に接続された局とを接続するもので、情
報の授受に必要な伝送速度の相違を吸収したり、通信プ
ロトコルの相違を吸収する演算処理を行う。

【０００８】バス変換器３０は、通信ファームウェアと
通信ドライバの二層構造となっている。開放形システム
間相互接続ＯＳＩの階層構成に準じて説明すると、通信
ファームウェアは回線の電気・物理制御を行う物理層
と、フレームの誤りのない伝送制御を行うデータリンク
層、並びに中継制御を行うネットワーク層の機能の一部
を有している。通信ドライバは、中継制御を行うネット
ワーク層の機能の一部と、データ転送制御を行うトラン
スポート層、並びにデータの送信権の管理やデータ送受
信同期等の制御を行うセション層の機能を有している。

【０００９】受信バッファ３１は、上位バス１０側の通
信ファームウェアに設けられたもので、上位バス１０側
から送られた中継フレームを一時記憶する。受信バッフ
ァ３２は、上位バス１０側の通信ドライバに設けられた
もので、中継タスク部３４に渡すためのバッファで、中
継フレームの仕分けも行って中継タスク部３４での対処
を容易にする。中継タスク部３４は、中継フレームの通
信プロトコル変換を行うもので、上位バス１０側から下
位バス２０側に通信プロトコル変換をしたり、逆に下位
バス２０側から上位バス１０側に通信プロトコル変換を
する。

【００１０】送信管理バッファ３６は、下位バス２０側
の通信ドライバに設けられたもので、中継フレームを下
位バス２０側に送信してから正常に相手局に渡ったか、
若しくは下位バス２０側に送出されたかの管理を行い、
併せて相手局からの応答フレームと中継フレームの対応
関係を管理している。送信バッファ３７は、下位バス２
０側の通信ファームウェアに設けられたもので、下位バ
ス２０側に送信する中継フレームを一時記憶して、送信
する順番が来るまで待機する。受信バッファ３８は、下
位バス２０側の通信ファームウェアに設けられたもの
で、下位バス２０側から送信された応答フレームを一時
記憶して、送信管理バッファ３６を介して中継タスク部
３４に引き渡す。

【００１１】送信管理バッファ４０は、上位バス１０側
の通信ドライバに設けられたもので、中継フレームを上
位バス１０側に送信してから正常に相手局に渡ったか、
若しくは上位バス１０側に送出されたかの管理を行う。
送信バッファ４１は、上位バス１０側の通信ファームウ
ェアに設けられたもので、上位バス１０側に送信する中
継フレームを一時記憶して、送信する順番が来るまで待
機する。

【００１２】受信バッファ記憶量管理部５０は、上位バ
ス側受信バッファ３２又は中継管理バッファ３５に一時
記憶される中継フレームの個数を管理して、所定のしき
い値を超過したときは過負荷状態検出信号を出力する。
このしきい値は、上位バス側受信バッファ３２又は中継
管理バッファ３５の総記憶容量に対する使用比率、例え
ば８０％とし、この使用比率を超過する時間が一定時
間、例えば３秒継続したときに、過負荷状態検出信号を
出力する。稼働率管理部６０は、バス変換器３０の演算
処理装置の稼働率を管理して、所定のしきい値を超過し
たときは過負荷状態検出信号を出力するもので、汎用の
μプロセッサには稼働率監視装置が付設されていること
から、これをバス変換器の過負荷状態検出に用いてい
る。

【００１３】このように構成された装置の動作について
説明する。図１において、通信フレームの流れは図中矢
印で表されており、矢印内の番号順に通信フレームはバ
ッファ間でコピーされたり、回線上に流れたりする。以
下、矢印内の番号順に説明する。先ず、では上位バス
１０側の通信局より下位バス２０側の通信局宛の中継フ
レームをバス変換器３０が受信する。受信した通信フレ
ームは、上位バス１０側の通信ファームウェアに設けら
れた受信バッファ３１に格納される。では、通信ドラ
イバは、通信ファームウェアからの受信割り込みを受け
て、通信ドライバ内の受信バッファ３２に受信した通信
フレームを取り込み、中継タスク部３４に通知する。

【００１４】では、中継タスク部３４は、受信バッフ
ァ３２から中継フレームを読みだして、中継管理バッフ
ァ３５に格納する。では、中継タスク部３４は、中継
フレームを下位バス２０用の通信プロトコル用に変換
し、下位側の通信ドライバに送信要求を出す。では、
通信ドライバは送信管理バッファ３６に送信フレームを
格納後、下位バス２０側の通信ファームウェアに対して
送信要求を出す。では、通信ファームウェアは、送信
バッファ３７に格納された送信フレームを、下位バス２
０側の通信局に対して送信する。

【００１５】では、送信先の通信局から応答フレーム
が返信され、受信バッフア３８に格納される。では、
下位バス２０側の通信ドライバは、送信管理バッファ３
６から送信フレームに対する応答フレームに相当するも
のを捜す。では、送信管理バッファ３６に格納されて
いる通信局情報を基礎として、中継タスク部３４に応答
フレームを返して、送信管理バッファ３６は今回の中継
フレームに対して応答フレームが正常に受信できたこと
を確認する。（１０）では、中継タスク部３４は、応答
フレームを上位バス１０用の通信プロトコル用に変換
し、上位側の通信ドライバに送信要求を出す。（１１）
では、応答フレームを送信管理バッファ４０から送信バ
ッファ４１に移す。（１２）では、上位バス１０側の通
信ファームウェアが、応答フレームを上位バス１０側の
通信局に送信する。

【００１６】続いて、過負荷状態を検出する動作につい
て説明する。上位バス１０側からバス変換器３０の処理
能力を超えるような通信要求があった場合、バス変換器
３０の上位バス１０側の受信バッファ３２が徐々にオー
バーフロー状態となり、上位バス１０側の送信元の通信
局では、受信バッファのビジーエラーが発生するように
なる。このような過負荷状態を検出するために、稼働率
管理部６０のＣＰＵ負荷率信号を用い、例えば１分間の
ＣＰＵ負荷率の移動平均を用いる。なお、ＣＰＵ負荷率
が高くなっても、受信バッファ３２が完全なオーバーフ
ロー状態に至るまでは、まだ余裕のある状態である。

【００１７】下位バス２０側に多数の通信局が接続され
ていたり、ある特定の通信局に通信が集中するような場
合、バス変換器３０の処理量には余裕があっても過負荷
状態となりうる。このような状態では、中継管理バッフ
ァ３５が常に満杯の状態となり、従って上位バス１０側
の送信元の通信局では、通信応答タイムアウトエラーが
発生するようになる。このような下位バス２０側の過負
荷状態を検出するために、受信バッファ記憶量管理部５
０を設けて、上位バス側受信バッファ３２又は中継管理
バッファ３５に一時記憶される中継フレームの個数を管
理して、所定のしきい値を超過したときは過負荷状態検
出信号を出力する。

【００１８】尚、過負荷状態検出信号は、システム管理
タスクのようにバス変換器３０内部に統一されたタスク
を設けて上位バス１０側の通信局に出力してもよく、ま
た受信バッファ記憶量管理部５０や稼働率管理部６０に
分散して設けてもよい。好ましくは、過負荷状態検出信
号が不必要に多発されるのを防止するため、過負荷状態
検出信号の送出後は一定時間が経過するまで次の過負荷
状態検出信号が送信されるのを防止するとよい。アラー
ムが一時的に大量通信されても、オペレータは対応に困
るし、かといってオペレータがアラームを見落とすこと
があるので、一定時間毎に過負荷状態検出信号を送信し
うるように構成することは有用である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
ス変換器３０の過負荷状態を事前に検出して通知するよ
うにしたので、例えばオペレータは不要な画面の消去等
の操作を迅速に行うことができ、通信エラーの発生等に
よって操作・監視に影響が及ぶことを未然に防止できる
という効果がある。さらに、受信バッファ記憶量管理部
５０を設けて下位バス２０側の過負荷状態も検出できる
ようにしたので、ＣＰＵ稼働率を監視しているだけでは
判らない過負荷状態の発生も事前に把握できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図２】バス変換器が律速となる場合の過負荷状態の説
明図である。

【図３】下位バス側伝送速度が律速となる場合の過負荷
状態の説明図である。

【符号の説明】

１０ 上位バス ２０ 下位バス ３０ バス変換器 ５０ バッファ記憶量管理部 ６０ 稼働率管理部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上位バス（１０）と下位バス（２０）との
   間に設けられ、両バス間の伝送速度の相違や通信プロト
   コルの相違を吸収するバス変換器（３０）において、 上位バス側から下位バス側に送信された中継フレームを
   一時記憶する上位バス側受信バッファ（３２）と、 この上位バス側受信バッファに記憶された中継フレーム
   を読み込んで中継管理バッファ（３５）に一時記憶し、
   下位バスの通信プロトコルに変換する中継タスク部（３
   ４）と、 この中継タスク部で変換された送信フレームを当該下位
   バスに送信する送信管理部（３６）と、 当該上位バス側受信バッファ又は中継管理バッファに一
   時記憶される中継フレームの個数を管理して、所定のし
   きい値を超過したときは過負荷状態検出信号を出力する
   受信バッファ記憶量管理部（５０）と、 を具備することを特徴とするバス変換器の過負荷状態検
   出装置。
2. 【請求項２】前記送信管理部は、フレームを送信してか
   ら正常に相手局に渡ったか、若しくはバスに送出された
   かの管理をすることを特徴とする請求項１記載のバス変
   換器の過負荷状態検出装置。
3. 【請求項３】前記受信バッファ記憶量管理部のしきい値
   は、前記上位バス側受信バッファ又は中継管理バッファ
   の総記憶容量に対する使用比率と、この使用比率の継続
   時間であることを特徴とする請求項１記載のバス変換器
   の過負荷状態検出装置。
4. 【請求項４】請求項１記載のバス変換器は、当該バス変
   換器の演算処理装置の稼働率を管理して、所定のしきい
   値を超過したときは過負荷状態検出信号を出力する稼働
   率管理部（６０）を具備することを特徴とする請求項１
   記載のバス変換器の過負荷状態検出装置。
5. 【請求項５】請求項１記載のバス変換器は、 当該下位バス側から当該送信フレームに対する応答とし
   て送られる応答フレームを一時記憶する下位バス側受信
   バッファ（３８）と、 この下位バス側受信バッファに記憶された応答フレーム
   を読み込んで中継管理バッファに一時記憶し、上位バス
   の通信プロトコルに変換する前記中継タスク部と、 この中継タスク部で変換された上位側送信フレームを当
   該上位バス側に送信する上位側送信管理部（４０）と、 を具備することを特徴とする請求項１記載のバス変換器
   の過負荷状態検出装置。