JPH11261605A - 通信システムおよび通信システムにおけるデータ伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝送効率に優れ多重化処理の頻度を軽減した
通信システムおよび通信システムにおけるデータ伝送方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】 監視タイマ１３６によりイベントデータ
伝送フェーズを規定し、マスタ局１１０の同期フレーム
送信部１３２から、イベントデータ送信権の局アドレス
および送信先相手局アドレスを含む同期フレームをスレ
ーブ局１１１〜１１Ｎに同報送信し、スレーブ局１１１
〜１１１Ｎ側では同期フレーム受信部１４２によって同
期フレームを受信し、イベントデータ伝送フェーズ中に
おいて、イベントデータ送信権を持つ局が相手局を直接
指定してイベントデータを送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスタ局および複
数のスレーブ局を伝送手段を介して接続した通信システ
ムおよび該通信システムにおけるデータ伝送方法に係
り、特に、不定期的に発生する低優先度データの伝送を
効率良く行い、また、定期的に発生する高優先度データ
に低優先度データを多重化させる多重化処理の頻度を軽
減した通信システムおよび通信システムにおけるデータ
伝送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図５に示すようなマスタ局（ＳＴ
＃０）５１０および複数のスレーブ局（ＳＴ＃１〜ＳＴ
＃Ｎ）５１１〜５１Ｎを伝送路５５０を介して接続した
通信システムにおいて行われるデータ伝送方法として、
例えば以下に説明するようなものがある。マスタ局５１
０側では、固有に定められた伝送サイクルの周期にした
がって、同期フレームを伝送路５５０を介して複数のス
レーブ局５１１〜５１Ｎに同報送信し、一方、スレーブ
局５１１〜５１Ｎ側では、マスタ局５１０の同期フレー
ムの受信タイミングを基準として予め設定されている時
間経過の時点でデータを送出する。すなわち、各スレー
ブ局５１１〜５１Ｎが異なるタイミングでデータを送出
して、マスタ局５１０および複数のスレーブ局５１１〜
５１Ｎ間のデータ送受信を行うので、伝送路５５０上で
のデータ競合を起こすことなく、また、送出動作が平均
化されて行われるためにデータ送受信の処理負荷に偏り
が少ない等の特徴を有している。

【０００３】このような通信システムを、例えばＦＡシ
ステム等の分野に適用する場合には、複数のスレーブ局
５１１〜５１Ｎの各局はそれぞれ制御対象を含むか或い
は接続して、該制御対象に対して定期的に発生する入出
力処理データ（制御データ）を、マスタ局５１０および
複数のスレーブ局５１１〜５１Ｎ間で送受信している。
このように、スレーブ局５１１〜５１Ｎがマスタ局５１
０からの同期フレームを受信して入出力処理を行う制御
データ伝送では、伝送サイクルにおいて伝送を行う期間
と入出力処理を行う期間とは分離され、入出力処理を行
う期間に伝送は行われていなかった。

【０００４】伝送サイクルの後半に入出力処理の期間を
割り当てる第１従来例として、例えばＳＥＲＣＯＳ（Ｉ
ＥＣ１４９１）（ＩＥＣ；International Electrotechn
icalCommission：国際電気標準会議）があるが、このＳ
ＥＲＣＯＳの場合、スレーブ局５１１〜５１Ｎは、マス
タ局５１０からの同期フレームの受信タイミングで、デ
ータ更新（出力）用タイマとデータ読み出し（入力）用
タイマとを起動し、同期フレーム受信後これらデータ更
新（出力）用タイマおよびデータ読み出し（入力）用タ
イマがタイムアップに至るまで、予め定められたタイム
スロットで伝送を行い、タイマのタイムアップ後に入力
処理または出力処理を開始するようにしている。

【０００５】また、図６には、伝送サイクルの前半に入
出力処理の期間を割り当てる第２従来例のデータ伝送を
例示する説明図（タイムチャート）を示し、図７には、
通信システムにおける各局の機能的な構成を説明する構
成図を示す。なお、図６では、上側にマスタ局（ＳＴ＃
０）５１０から伝送路５５０上に送出されるフレームデ
ータが表記され、下側にはスレーブ局（ＳＴ＃１〜ＳＴ
＃Ｎ）５１１〜５１Ｎから伝送路５５０上に送出される
フレームデータが表記されている。マスタ局５１０側の
固定周期で発行される同期割り込みによって当該通信シ
ステムの伝送サイクルが規定され、該同期割り込み発行
のタイミングで同期フレームが伝送路５５０上に送出さ
れる。一方、スレーブ局５１１〜５１Ｎ側では、同期フ
レームの受信したタイミングで入出力処理（入出力制御
部７２６による同期制御処理）を開始し、該入出力処理
終了後に制御データの伝送を開始している。すなわち、
同期フレーム受信タイミング直後から、スレーブ未割付
チャネル（本来、スレーブ局（ＳＴ＃１）用およびスレ
ーブ局（ＳＴ＃２）用として割り付けられるチャネル）
をも含んだ期間に、入出力制御部７２６による同期制御
処理が行われ、その後、スレーブ割付のなされているチ
ャネルで、スレーブ局（ＳＴ＃Ｎ）５１Ｎまでの制御デ
ータ伝送がサイクリックに行われている。

【０００６】また、スレーブ局において行われるデータ
伝送動作を図７を参照して説明する。なお、図７中、７
１１はスレーブ局、７０１は制御対象、７２５は通信制
御部、７２６は入出力制御部、７２７は制御データ送受
信バッファ、７２８はイベントデータ送受信バッファで
あり、ＣＤ１〜ＣＤ４は制御データ、ＥＤ１〜ＥＤ４は
イベントデータである。まず、通信制御部７２５が伝送
路５５０を介してマスタ局５１０からの同期フレームを
受信すると、該同期フレーム受信のタイミングで入出力
制御部７２６に対して同期割り込みＳＩを発生する。次
に、入出力制御部７２６では、該同期割り込みＳＩをト
リガとして入出力処理を開始する。該入出力処理におい
ては、まず制御データ送受信バッファ７２７から制御情
報を読み出して制御対象７０１を制御する。この制御処
理の結果は、通信制御部７２５によってマスタ局５１０
に送信するために、入出力制御部７２６を介して制御デ
ータ送受信バッファ７２７に書き込まれる。通信制御部
７２５では、伝送サイクル毎に、制御データ送受信バッ
ファ７２７およびイベントデータ送受信バッファ７２８
からそれぞれ制御データＨおよびイベントデータＬを読
み出して、これらを多重化した送信電文を作成してマス
タ局５１０に送信している。また、受信電文を受信した
場合には、該受信電文を制御データＨおよびイベントデ
ータＬに分割して、それぞれ制御データ送受信バッファ
７２７およびイベントデータ送受信バッファ７２８に書
き込んでいる。さらに、伝送サイクル毎に伝送される制
御データＨに加えて不定期に発生する不定期のイベント
データＬの伝送を行う場合、一般に、上記第１従来例お
よび第２従来例のように、マスタ局５１０および複数の
スレーブ５１１〜５１Ｎ局間でサイクリックに行われる
データ（電文）の伝送では、制御データＨに多重化した
イベントデータＬを併せて１つの電文として伝送を行っ
ていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の通信システムおよび該通信システムにおけるデータ
伝送方法にあっては、伝送サイクルにおいてデータ伝送
期間と入出力処理期間とが分離されて入出力処理期間に
データ伝送を行っていないためデータ伝送効率が低下
し、またスレーブ局の接続可能数或いは伝送サイクルの
周期が制限されるという問題があった。また、制御デー
タと多重化したイベントデータとを併せて１つの電文と
して伝送していたため、イベントデータの多重化処理を
伝送サイクル毎に行う必要があり処理負荷がかかるとい
う問題点もあった。本発明は、上記従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、不定期的に発生する低優先度
データ（イベントデータ等）の伝送を効率良く行い、ま
た、定期的に発生する高優先度データ（制御データ等）
に低優先度データを多重化させる多重化処理の頻度を軽
減した通信システムおよび通信システムにおけるデータ
伝送方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る通信システムは、マスタ局
と複数のスレーブ局とを伝送手段を介して接続した通信
システムにおいて、前記マスタ局は、当該通信システム
における伝送サイクルの周期を規定する周期規定手段
と、不定期に発生する低優先度データを伝送する低優先
度データ伝送フェーズとして、起動およびタイムアップ
により前記伝送サイクルの周期内の所定期間を規定する
タイマと、同時に前記マスタ局および前記複数のスレー
ブ局の内の一つの局のみに与えられる前記低優先度デー
タの送信権を管理する低優先度データ送信権管理手段
と、前記低優先度データ送信権の情報を含む同期フレー
ムを前記複数のスレーブ局に同報送信すると共に、前記
タイマを起動する同期フレーム送信手段と、前記低優先
度データ伝送フェーズ中に、前記低優先度データ送信権
が自局にある場合は低優先度データを送信し、前記低優
先度データ送信権が他局にある場合は該他局からの低優
先度データを待って受信する第１低優先度データ送受信
手段と、前記タイマのタイムアップ後に、前記複数のス
レーブ局との間で定期的に発生する高優先度データをサ
イクリックに送受信する第１高優先度データ送受信手段
とを具備し、前記スレーブ局は、前記同期フレームを受
信する同期フレーム受信手段と、前記低優先度データ伝
送フェーズ中に、受信した同期フレームの情報に基づ
き、前記低優先度データ送信権が自局にある場合は低優
先度データを送信し、前記イベントデータ送信権が他局
にある場合または前記低優先度データの送信完了後は当
該スレーブ局宛のデータを待って受信する第２低優先度
データ送受信手段と、前記マスタ局の第１高優先度デー
タ送受信手段から高優先度データを受信して、自局の高
優先度データを前記マスタ局の第１高優先度データ送受
信手段に送信する第２高優先度データ送受信手段とを具
備するものである。

【０００９】また、請求項２に係る通信システムにおけ
るデータ伝送方法は、マスタ局と複数のスレーブ局とを
伝送手段を介して接続した通信システムにおいて、前記
マスタ局のタイマにより所定の伝送サイクル周期内の一
定期間を低優先度データ伝送フェーズとして規定して不
定期に発生する低優先度データの伝送を行う通信システ
ムにおけるデータ伝送方法であって、前記マスタ局に管
理されて同時に該マスタ局および前記複数のスレーブ局
の内の一つの局のみに与えられる前記低優先度データの
送信権の情報を含む同期フレームを、前記マスタ局から
前記複数のスレーブ局に同報送信すると共に、前記タイ
マを起動する同期フレーム送信ステップと、前記スレー
ブ局が前記同期フレームを受信する同期フレーム受信ス
テップと、前記低優先度データ伝送フェーズ中に、前記
マスタ局は、前記低優先度データ送信権が自局にある場
合は低優先度データを送信し、前記低優先度データ送信
権が他局にある場合は該他局からの低優先度データを待
って受信し、前記スレーブ局は、前記低優先度データ送
信権が自局にある場合は低優先度データを送信し、前記
低優先度データ送信権が他局にある場合または前記低優
先度データの送信完了後は当該スレーブ局宛のデータを
待って受信する低優先度データ送受信ステップと、前記
低優先度データ伝送フェーズ終了後に、前記マスタ局と
前記複数のスレーブ局間で、定期的に発生する高優先度
データをサイクリックに送受信する高優先度データ送受
信ステップとを具備するものである。

【００１０】本発明の通信システムおよび通信システム
におけるデータ伝送方法では、マスタ局において、周期
規定手段により当該通信システムにおける伝送サイクル
の周期を規定し、タイマにより不定期に発生する低優先
度データを伝送する低優先度データ伝送フェーズとし
て、当該タイマの起動およびタイムアップにより伝送サ
イクルの周期内の所定期間を規定するようにし、また低
優先度データ送信権管理手段によって、同時にマスタ局
および複数のスレーブ局の内の一つの局のみに与えられ
る低優先度データの送信権を管理する。そして、データ
伝送は次のようにして行われる。まず、同期フレーム送
信手段（同期フレーム送信ステップ）により、同時にマ
スタ局および複数のスレーブ局の内の一つの局のみに与
えられる低優先度データの送信権の情報を含む同期フレ
ームをマスタ局から複数のスレーブ局に同報送信すると
共に、タイマを起動し、次に、同期フレーム受信手段
（同期フレーム受信ステップ）によりスレーブ局が同期
フレームを受信し、低優先度データ送受信ステップで
は、低優先度データ伝送フェーズ中に、マスタ局は第１
低優先度データ送受信手段により、低優先度データ送信
権が自局にある場合は低優先度データを送信し、低優先
度データ送信権が他局にある場合は該他局からの低優先
度データを待って受信し、またスレーブ局は第２低優先
度データ送受信手段により、低優先度データ送信権が自
局にある場合は低優先度データを送信し、低優先度デー
タ送信権が他局にある場合または低優先度データの送信
完了後は当該スレーブ局宛のデータを待って受信し、さ
らに、高優先度データ送受信ステップでは、低優先度デ
ータ伝送フェーズ終了後に、マスタ局の第１高優先度デ
ータ送受信手段と複数のスレーブ局の第２高優先度デー
タ送受信手段間で、定期的に発生する高優先度データを
サイクリックに送受信するようにしている。このよう
に、伝送サイクルの内、例えば伝送サイクルの前半の従
来はスレーブ局における同期制御処理にのみ使用してい
た期間を、マスタ局のタイマによって規定される低優先
度データ伝送フェーズとして、該同期制御処理が行われ
ると共に、送信権をもつ局から所定の宛先局へ不定期的
に発生する低優先度データ（イベントデータ等）の伝送
も行われ、また、定期的に発生する高優先度データ（制
御データ等）に低優先度データを多重化させる多重化処
理の頻度も軽減されるので、データ伝送の効率を向上さ
せることができる。なお、スレーブ局の低優先度データ
伝送フェーズは同期フレームの受信タイミングを基準と
され、該受信タイミングで低優先度データ（イベントデ
ータ等）の伝送を行うので、スレーブ局側に低優先度デ
ータ伝送フェーズを規定するためのタイマを具備する必
要はない。

【００１１】また特に、送信権情報を含んだ同期フレー
ムにより低優先度データ送信権を得た局は、送信先の局
を直接指定して低優先度データ（イベントデータ等）を
伝送することができ、一のスレーブ局と他のスレーブ局
間で低優先度データ（イベントデータ等）を伝送する際
に、マスタ局による中継動作が不要となり、データ伝送
効率を向上させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の通信システムおよ
び通信システムにおけるデータ伝送方法の実施の形態に
ついて、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明
の一実施形態に係る通信システムの構成図である。な
お、本実施形態では、ＦＡシステム等の分野に適用する
事例を示し、マスタ局には計算機が、複数のスレーブ局
の各局にはそれぞれ制御対象が接続された構成を示して
いるが、本発明の適用はこの構成に限定されるものでは
ない。また、同図は１階層のネットワーク構成となって
いるが、複数段の階層を備えた階層構造のネットワーク
システムにおいて、各階層ネットワークのマスタ局およ
びスレーブ局の関係を持つ各局に適用することも可能で
ある。図１において、本実施形態の通信システムは、計
算機１００に接続されているマスタ局（ＳＴ＃０）１１
０、並びに、それぞれ制御対象１０１〜１０Ｎに接続さ
れている複数のスレーブ局（ＳＴ＃１〜ＳＴ＃Ｎ）１１
１〜１１Ｎを備え、これらが伝送路１５０を介して接続
され、マスタ局１１０およびスレーブ局１１１〜１１Ｎ
間でポーリングセレクティング方式で制御伝送が行われ
る通信システムである。ここで、ＳＴ＃０，ＳＴ＃１〜
ＳＴ＃Ｎはマスタ局およびスレーブ局の番号を表す。

【００１３】マスタ局（ＳＴ＃０）１１０は、通信制御
部１２１、入出力制御部１２２、高優先度データ送受信
バッファ１２３および低優先度データ送受信バッファ１
２４を備えて構成されている。なお、図中、ＣＤ０１〜
ＣＤ０４は定期的に発生する高優先度データ（制御デー
タ）であり、ＥＤ０１〜ＥＤ０４は不定期的に発生する
低優先度データ（イベントデータ）である。また、マス
タ局１１０の通信制御部１２１は、制御部１３１、同期
フレーム送信部１３２、高優先度データ送受信部１３
３、低優先度データ送受信部１３４、周期タイマ１３
５、監視タイマ１３６および送信権管理部１３７を備え
た構成となっている。また、スレーブ局（ＳＴ＃１〜Ｓ
Ｔ＃Ｎ）１１１〜１１Ｎは、それぞれ通信制御部１２
５、入出力制御部１２６、高優先度データ送受信バッフ
ァ１２７および低優先度データ送受信バッファ１２８を
備えて構成されている。なお、図中、ＣＤ１１〜ＣＤ１
４は高優先度データ（制御データ）であり、ＥＤ１１〜
ＥＤ１４は低優先度データ（イベントデータ）である。
また、各スレーブ局１１１〜１１Ｎの通信制御部１２５
は、制御部１４１、同期フレーム受信部１４２、高優先
度データ送受信部１４３および低優先度データ送受信部
１４４を備えた構成となっている。

【００１４】次に、本実施形態の特徴的な構成要素の機
能について説明する。なお、以下の説明では、定期的に
発生する高優先度データを制御データとし、不定期的に
発生する低優先度データをイベントデータとして表記す
る。したがって、高優先度データを伝送するフェーズは
制御データ伝送フェーズであり、低優先度データを伝送
するフェーズはイベントデータ伝送フェーズとなる。ま
ずマスタ局１１０において、制御部１３１は、同期フレ
ーム送信部１３２、高優先度データ送受信部１３３、低
優先度データ送受信部１３４、周期タイマ１３５、監視
タイマ１３６および送信権管理部１３７の各構成要素の
制御を司る。また、周期タイマ１３５は、当該通信シス
テムにおける伝送サイクルの周期を規定する周期規定手
段として機能し、同期フレーム送信時に起動され、固定
周期の伝送サイクルを刻む。また、監視タイマ１３６
は、起動およびタイムアップにより伝送サイクルの周期
内の所定期間を、イベントデータを伝送するイベントデ
ータ伝送フェーズとして規定する。なお、本実施形態で
は、同期フレーム送信時に起動されイベントデータ送信
終了後にタイムアップするが、このイベントデータ伝送
フェーズの間に、スレーブ局１１１〜１１Ｎの入出力制
御部１２６による同期制御処理がなされるようになって
いる。また、送信権管理部１３７は、同時にマスタ局１
１０およびスレーブ局１１１〜１１Ｎの内の一つの局の
みに与えられるイベントデータの送信権を管理する低優
先度データ送信権管理手段として機能する。

【００１５】同期フレーム送信部１３２は、同期フレー
ムをスレーブ局１１１〜１１Ｎに同報送信する。ここ
で、同期フレームには、イベントデータ送信権を持つ局
アドレス情報を含んでいる。また、第１低優先度データ
送受信部１３４では、イベントデータ伝送フェーズ中
に、イベントデータ送信権の局アドレスが自局アドレス
と一致した場合は、送信先に相手局アドレスを直接指定
してイベントデータを送信し、イベントデータ送信権が
他局にある場合は該他局からのイベントデータを待って
受信する。さらに、第１高優先度データ送受信部１３３
では、監視タイマ１３６のタイムアップ後（すなわち、
制御データ伝送フェーズ中）に、複数のスレーブ局１１
１〜１１Ｎとの間で定期的に発生する制御データをサイ
クリックに送受信する。

【００１６】他方、スレーブ局１１１〜１１Ｎにおい
て、制御部１４１は、同期フレーム受信部１４２、高優
先度データ送受信部１４３および低優先度データ送受信
部１４４の各構成要素の制御を司る。また、同期フレー
ム受信部１４２は、イベントデータ伝送フェーズ中にマ
スタ局１１０からの同期フレームを受信する。また、第
２低優先度データ送受信部１４４では、受信した同期フ
レームの情報に基づき、イベントデータ送信権の局アド
レスが自局アドレスと一致した場合には、送信先に相手
局アドレスを直接指定してイベントデータを送信し、イ
ベントデータ送信権が他局にある場合またはイベントデ
ータの送信完了後は、当該スレーブ局宛のデータを待っ
て受信する。なお、制御部１４１においては、同期フレ
ームの受信タイミングで入出力制御部１２６に対して同
期割り込みＳＩ１をかけ、入出力制御部１２６に同期制
御を実行させる。さらに、第２高優先度データ送受信部
１４３では、マスタ局１１０の第１高優先度データ送受
信部１３３から制御データを受信して、自局の制御デー
タをマスタ局１１０の第１高優先度データ送受信部１３
３に送信する。

【００１７】次に、本実施形態の通信システムにおける
データ伝送方法について図２を参照して説明する。図２
は本実施形態の通信システムにおけるデータ伝送を例示
するタイムチャートである。なお、図２では、上側にマ
スタ局（ＳＴ＃０）１１０から伝送路１５０上に送出さ
れるフレームデータが表記され、下側にはスレーブ局
（ＳＴ＃１〜ＳＴ＃Ｎ）１１１〜１１Ｎから伝送路５５
０上に送出されるフレームデータが表記されている。ま
た、上述のように、伝送サイクルはマスタ局１１０の周
期タイマ１３５によって固定周期に規定され、その伝送
サイクルの前半の一定期間が監視タイマ１３６によりイ
ベントデータ伝送フェーズとして規定され、残り後半の
期間が制御データ伝送フェーズとなっている。また、図
２では、イベントデータの送信局は伝送サイクル当たり
１局に限定されている。また、図中、フレームデータ中
の「ＳＴ＃１，ＳＴ＃ｊ，ＳＴ＃Ｎ」はスレーブ局の番
号を表し、図２はスレーブ局ＳＴ＃ｊにイベントデータ
送信権が与えられている伝送サイクルを例示している。
さらに図２中において、「同期」は同期フレームを、
「Ｔ」はイベントデータ送信権を、「Ｃ」はマスタ局１
１０からのスレーブ用伝送コマンドを、「Ｒ」はスレー
ブ局１１１〜１１Ｎからのスレーブ用伝送データ（レス
ポンス）を、「Ｈ」は制御データを、「Ｌ」はイベント
データをそれぞれ表す。

【００１８】まず、イベントデータ伝送フェーズでは、
同期フレーム送信ステップにおいては、イベントデータ
送信権Ｔを含む同期フレームを、マスタ局１１０から複
数のスレーブ局１１１〜１１Ｎに同報送信すると共に、
監視タイマ１３６を起動する。そして、同期フレーム受
信ステップでは、各スレーブ局１１１〜１１Ｎが該同期
フレームを受信する。次に、低優先度データ送受信ステ
ップでは、マスタ局１１０は、イベントデータ送信権が
自局にある場合は送信先を指定してイベントデータＬを
送信し、イベントデータ送信権が他局にある場合は該他
局からの自局宛イベントデータＬを待って受信し、他
方、スレーブ局１１１〜１１Ｎは、イベントデータ送信
権が自局にある場合（スレーブ局ＳＴ＃ｊ）は送信先を
直接指定してイベントデータＬを送信し、イベントデー
タ送信権が他局にある場合（ＳＴ＃ｊ以外のスレーブ
局）またはイベントデータＬの送信完了後は当該スレー
ブ局宛のデータを待って受信する。また、この期間中
に、各スレーブ局１１１〜１１Ｎの制御部１４１は、入
出力制御部１２６に対して同期割り込みＳＩ１をかけ、
入出力制御部１２６に同期制御を実行させる。さらに、
監視タイマ１３６がタイムアウトすると、イベントデー
タ伝送フェーズから制御データ伝送フェーズに移行し
て、高優先度データ送受信ステップにおいて、マスタ局
１１０と複数のスレーブ局１１１〜１１Ｎ間で、定期的
に発生する制御データＨを、従来通りのポーリングセレ
クティング方式により、各スレーブ（ＳＴ＃１〜ＳＴ＃
Ｎ）用チャネルを用いてサイクリックに送受信する。

【００１９】次に、マスタ局１１０の通信制御部１２１
およびスレーブ局１１１〜１１Ｎの通信制御部１２５に
おけるより詳細な動作を図３および図４を参照して説明
する。ここで、図３はマスタ局１１０の通信制御部１２
１の動作を説明する状態遷移図であり、図４はスレーブ
局１１１〜１１Ｎの通信制御部１２５の動作を説明する
状態遷移図である。なお、図３および図４中、長方形に
囲まれたＭＳ０〜ＭＳ７およびＳＳ０〜ＳＳ４は状態
を、楕円形に囲まれたＭＣ０〜ＭＣ７４およびＳＣ０〜
ＳＣ４１は遷移条件をそれぞれ表し、状態の（長方形内
に）斜線の施されたものはイベントデータ（低優先度デ
ータ）に関する処理の実行を表している。

【００２０】まず、図３において、マスタ局（ＳＴ＃
０）１１０は、電源投入／リセット（ＭＣ０）により、
初期化処理を行うINITIAL状態（ＭＳ０）に遷移する。
この初期化処理では、マスタ局１１０内のハードウェア
およびソフトウェアについての初期化が行われ、特に伝
送サイクルを規定する周期タイマ１３５はこの時に起動
する。INITIAL状態（ＭＳ０）で初期化処理が完了する
（ＭＣ０１）と、周期タイマ１３５のタイムアップを待
つWAIT＿TOVR1状態（ＭＳ１）に遷移する。そして、WAI
T＿TOVR1状態（ＭＳ１）で周期タイマ１３５のタイムア
ップを検出する（ＭＣ１２）と、同期フレーム送信処理
を行うSEND＿SYNC状態（ＭＳ２）に遷移する。この同期
フレーム送信処理では、イベントデータ送信権の局アド
レスを更新して同期フレームを送信すると共に、イベン
トデータ送信フェーズを規定する監視タイマ１３６を起
動する。SEND＿SYNC状態（ＭＳ２）で、同期フレーム送
信が完了してイベントデータ送信権の局アドレスが自局
アドレスと一致しなかった場合（ＭＣ２３）には、イベ
ントデータ送信権を持つスレーブ局からのイベントデー
タの受信を待つWAIT＿LDATA状態（ＭＳ３）に遷移す
る。ここで、受信したスレーブ局からのイベントデータ
が自局宛の場合は該イベントデータを受信し、他のスレ
ーブ局宛の場合には該イベントデータを廃棄する。こう
して、WAIT＿LDATA状態（ＭＳ３）でイベントデータの
受信が完了する（ＭＣ３４）と、監視タイマ１３６がタ
イムアップしてイベントデータ伝送フェーズの終了を待
つWAIT＿TOVRL状態（ＭＳ４）に遷移する。また、SEND
＿SYNC状態（ＭＳ２）で、同期フレーム送信が完了して
イベントデータ送信権の局アドレスが自局アドレスと一
致した場合（ＭＣ２７）には、イベントデータの送信処
理を行うSEND＿LDATA状態（ＭＳ７）に遷移する。このS
END＿LDATA状態（ＭＳ７）でイベントデータ送信が完了
する（ＭＣ７４）と、イベントデータ伝送フェーズ終了
待ちのWAIT＿TOVRL状態（ＭＳ４）に遷移する。

【００２１】WAIT＿TOVRL状態（ＭＳ４）で、監視タイ
マ１３６のタイムアップを検出する（ＭＣ４５）と、ス
レーブ局（ＳＴ＃１）１１１に制御データを送信するSE
ND＿HDATA状態（ＭＳ５）に遷移する。該制御データの
送信後（ＭＣ５６）には、スレーブ局（ＳＴ＃１）１１
１からの制御データの受信を待つWAIT＿HDATA状態（Ｍ
Ｓ６）に遷移する。スレーブ局（ＳＴ＃１）１１１から
の制御データ受信が完了する（ＭＣ６５）と、再びSEND
＿HDATA状態（ＭＳ５）に遷移する。すなわち、マスタ
局１１０は、SEND＿HDATA状態（ＭＳ５）およびWAIT＿H
DATA状態（ＭＳ６）をＮ回繰り返して全てのスレーブ局
（ＳＴ＃１〜ＳＴ＃Ｎ）１１１〜１１Ｎ分の制御データ
の送受信を行う。そして、全スレーブ局（ＳＴ＃１〜Ｓ
Ｔ＃Ｎ）１１１〜１１Ｎ分の制御データの受信が完了す
る（ＭＣ６１）と、周期タイマ１３５のタイムアップを
待つWAIT＿TOVR1状態（ＭＳ１）に遷移して、１伝送サ
イクルを終了する。

【００２２】次に、図４において、各スレーブ局（ＳＴ
＃１〜ＳＴ＃Ｎ）１１１〜１１Ｎは、電源投入／リセッ
ト（ＳＣ０）により、初期化処理を行うINITIAL状態
（ＳＳ０）に遷移する。この初期化処理では、各スレー
ブ局１１１〜１１Ｎ内のハードウェアおよびソフトウェ
アについての初期化が行われる。INITIAL状態（ＳＳ
０）で初期化処理が完了する（ＳＣ０１）と、マスタ局
１１０からの同期フレームの受信を待つWAIT＿SYNC状態
（ＳＳ１）に遷移する。そして、WAIT＿SYNC状態（ＳＳ
１）でマスタ局１１０からの同期フレームを受信して、
該同期フレーム内のイベントデータ送信権の局アドレス
が自局アドレスと一致した場合（ＳＣ１２）には、イベ
ントデータの送信処理を行うSEND＿LDATA状態（ＳＳ
２）に遷移する。このSEND＿LDATA状態（ＳＳ７）でイ
ベントデータ送信が完了する（ＳＣ２３）と、自局宛デ
ータの受信を待つWAIT＿RECV状態（ＳＳ３）に遷移す
る。また、WAIT＿SYNC状態（ＳＳ１）で、同期フレーム
内のイベントデータ送信権の局アドレスが自局アドレス
と一致しなかった場合（ＳＣ１３）には、WAIT＿RECV状
態（ＳＳ３）に遷移する。

【００２３】自局宛データの受信を待つWAIT＿RECV状態
（ＳＳ３）では、受信データがマスタ局１１０または他
のスレーブ局からのイベントデータである場合（ＳＣ３
３）には、受信後も状態遷移を行わず、受信データがマ
スタ局１１０からの制御データである場合（ＳＣ３４）
にのみ、制御データをマスタ局１１０に送信するSEND＿
HDATA状態（ＳＳ４）に遷移する。そして、SEND＿HDATA
状態（ＳＳ４）で制御データの送信が終了する（ＳＣ４
１）と、WAIT＿SYNC状態（ＳＳ１）に遷移して、次の伝
送サイクルの同期フレームの受信待ちとなる。

【００２４】以上詳しく説明したように。本実施形態の
通信システムでは、マスタ局１１０において、周期タイ
マ１３５により当該通信システムにおける伝送サイクル
の周期を規定し、監視タイマ１３６により不定期に発生
するイベントデータを伝送するイベントデータ伝送フェ
ーズとして、監視タイマ１３６の起動およびタイムアッ
プにより伝送サイクル周期内の所定期間を規定するよう
にし、また送信権管理部１３７によって、同時にマスタ
局１１０および複数のスレーブ局１１１〜１１Ｎの内の
一つの局のみに与えられるイベントデータの送信権を管
理する。そして、データ伝送は次のようにして行われ
る。まず、マスタ局１１０の同期フレーム送信部１３２
により、イベントデータ送信権の局アドレス情報を含む
同期フレームを、マスタ局１１０から複数のスレーブ局
１１１〜１１Ｎに同報送信すると共に、監視タイマ１３
６を起動し、次に、スレーブ局１１１〜１１１Ｎの同期
フレーム受信部１４２によって同期フレームを受信し、
そしてイベントデータ伝送フェーズ中において、マスタ
局１１０は第１低優先度データ送受信部１３４により、
イベントデータ送信権が自局にある場合はイベントデー
タを送信し、イベントデータ送信権が他局にある場合は
該他局からのイベントデータを待って受信し、またスレ
ーブ局１１１〜１１Ｎは第２低優先度データ送受信１４
４により、イベントデータ送信権が自局にある場合はイ
ベントデータを送信し、イベントデータ送信権が他局に
ある場合またはイベントデータの送信完了後は当該スレ
ーブ局宛のデータを待って受信し、さらに、イベントデ
ータ伝送フェーズ終了後の制御データ伝送フェーズにお
いては、マスタ局１１０の第１高優先度データ送受信部
１３３とスレーブ局１１１〜１１Ｎの第２高優先度デー
タ送受信部１４３間で、定期的に発生する制御データを
サイクリックに送受信する。

【００２５】このように本実施形態の通信システムで
は、伝送サイクルの前半、すなわち従来はスレーブ局１
１１〜１１Ｎにおける同期制御処理にのみ使用していた
期間を、マスタ局１１０の監視タイマ１３６によって規
定されるイベントデータ伝送フェーズとして、イベント
データ送信権をもつ局から所定の宛先局へ不定期的に発
生するイベントデータの伝送が行われ、また、定期的に
発生する制御データにイベントデータを多重化させる多
重化処理の頻度も軽減されるので、データ伝送の効率を
向上させることができる。なお、スレーブ局１１１〜１
１Ｎのイベントデータ伝送フェーズは同期フレームの受
信タイミングを基準とされ、該受信タイミングでイベン
トデータの伝送を行うので、スレーブ局１１１〜１１Ｎ
側にイベントデータ伝送フェーズを規定するためのタイ
マを具備する必要はない。また特に、本実施形態の通信
システムでは、伝送サイクル毎にマスタ局１１０からス
レーブ局１１１〜１１Ｎに同報送信される同期フレーム
に、イベントデータ送信権情報を含み、イベントデータ
送信権を得た局は、送信先の局を直接指定してイベント
データを伝送することにより、一のスレーブ局と他のス
レーブ局間でイベントデータを伝送する際に、マスタ局
１１０による中継動作が不要となり、データ伝送効率を
向上させることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の通信シス
テムおよび通信システムにおけるデータ伝送方法によれ
ば、伝送サイクルの内、例えば伝送サイクルの前半の期
間をマスタ局のタイマによって規定される低優先度デー
タ伝送フェーズに、送信権をもつ局から所定の宛先局へ
不定期的に発生する低優先度データ（イベントデータ
等）の伝送を行うことができ、また定期的に発生する高
優先度データ（制御データ等）に低優先度データを多重
化させる多重化処理の頻度も軽減されるので、システム
におけるデータ伝送効率を向上させ得る通信システムお
よび通信システムにおけるデータ伝送方法を提供するこ
とができる。

【００２７】また特に、伝送サイクル毎にマスタ局から
複数のスレーブ局に同報送信される同期フレームに、低
優先度データ送信権情報を含めることとしたので、低優
先度データ送信権を得た局は、送信先の局を直接指定し
て低優先度データ（イベントデータ等）を伝送すること
ができ、一のスレーブ局と他のスレーブ局間で低優先度
データ（イベントデータ等）を伝送する際に、マスタ局
による中継動作が不要となり、システムにおけるデータ
伝送効率を向上させ得る通信システムおよび通信システ
ムにおけるデータ伝送方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る通信システムの構成
図である。

【図２】実施形態の通信システムにおけるデータ伝送を
例示するタイムチャートである。

【図３】マスタ局の通信制御部の動作を説明する状態遷
移図である。

【図４】スレーブ局の通信制御部の動作を説明する状態
遷移図である。

【図５】従来の通信システムにおけるデータ伝送方法を
説明するための通信システムの構成図である。

【図６】伝送サイクルの前半に入出力処理の期間を割り
当てる第２従来例のデータ伝送を例示する説明図（タイ
ムチャート）である。

【図７】通信システムにおける各局の機能的な構成を説
明する構成図である。

【符号の説明】

１００ 計算機 １０１〜１０Ｎ 制御対象 １１０（ＳＴ＃０） マスタ局 １１１〜１１Ｎ（ＳＴ＃１〜ＳＴ＃Ｎ） 複数のスレー
ブ局 １２１ 通信制御部 １２２ 入出力制御部 １２３ 高優先度データ送受信バッファ １２４ 低優先度データ送受信バッファ １２５ 通信制御部 １２６ 入出力制御部 １２７ 高優先度データ送受信バッファ １２８ 低優先度データ送受信バッファ １３１ 制御部 １３２ 同期フレーム送信部（同期フレーム送信手
段） １３３ 高優先度データ送受信部（第１高優先度デー
タ送受信手段） １３４ 低優先度データ送受信部（第１低優先度デー
タ送受信部手段） １３５ 周期タイマ（周期規定手段） １３６ 監視タイマ（タイマ） １３７ 送信権管理部（低優先度データ送信権管理手
段） １４１ 制御部 １４２ 同期フレーム送信部（同期フレーム送信手
段） １４３ 高優先度データ送受信部（第２高優先度デー
タ送受信部手段） １４４ 低優先度データ送受信部（第２低優先度デー
タ送受信部手段） １５０ 伝送路（伝送手段） ＣＤ０１〜ＣＤ０４ 制御データ（高優先度データ） ＥＤ０１〜ＥＤ０４ イベントデータ（低優先度デー
タ） ＣＤ１１〜ＣＤ１４ 制御データ（高優先度データ） ＥＤ１１〜ＥＤ１４ イベントデータ（低優先度デー
タ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスタ局と複数のスレーブ局とを伝送手
   段を介して接続した通信システムにおいて、 前記マスタ局は、 当該通信システムにおける伝送サイクルの周期を規定す
   る周期規定手段と、 不定期に発生する低優先度データを伝送する低優先度デ
   ータ伝送フェーズとして、起動およびタイムアップによ
   り前記伝送サイクルの周期内の所定期間を規定するタイ
   マと、 同時に前記マスタ局および前記複数のスレーブ局の内の
   一つの局のみに与えられる前記低優先度データの送信権
   を管理する低優先度データ送信権管理手段と、 前記低優先度データ送信権の情報を含む同期フレームを
   前記複数のスレーブ局に同報送信すると共に、前記タイ
   マを起動する同期フレーム送信手段と、 前記低優先度データ伝送フェーズ中に、前記低優先度デ
   ータ送信権が自局にある場合は低優先度データを送信
   し、前記低優先度データ送信権が他局にある場合は該他
   局からの低優先度データを待って受信する第１低優先度
   データ送受信手段と、 前記タイマのタイムアップ後に、前記複数のスレーブ局
   との間で定期的に発生する高優先度データをサイクリッ
   クに送受信する第１高優先度データ送受信手段と、を有
   し、 前記スレーブ局は、 前記同期フレームを受信する同期フレーム受信手段と、 前記低優先度データ伝送フェーズ中に、受信した同期フ
   レームの情報に基づき、前記低優先度データ送信権が自
   局にある場合は低優先度データを送信し、前記イベント
   データ送信権が他局にある場合または前記低優先度デー
   タの送信完了後は当該スレーブ局宛のデータを待って受
   信する第２低優先度データ送受信手段と、 前記マスタ局の第１高優先度データ送受信手段から高優
   先度データを受信して、自局の高優先度データを前記マ
   スタ局の第１高優先度データ送受信手段に送信する第２
   高優先度データ送受信手段と、を有することを特徴とす
   る通信システム。
2. 【請求項２】 マスタ局と複数のスレーブ局とを伝送手
   段を介して接続した通信システムにおいて、前記マスタ
   局のタイマにより所定の伝送サイクル周期内の一定期間
   を低優先度データ伝送フェーズとして規定して不定期に
   発生する低優先度データの伝送を行う通信システムにお
   けるデータ伝送方法であって、 前記マスタ局に管理されて同時に該マスタ局および前記
   複数のスレーブ局の内の一つの局のみに与えられる前記
   低優先度データの送信権の情報を含む同期フレームを、
   前記マスタ局から前記複数のスレーブ局に同報送信する
   と共に、前記タイマを起動する同期フレーム送信ステッ
   プと、 前記スレーブ局が前記同期フレームを受信する同期フレ
   ーム受信ステップと、 前記低優先度データ伝送フェーズ中に、前記マスタ局
   は、前記低優先度データ送信権が自局にある場合は送信
   先を指定した低優先度データを送信し、前記低優先度デ
   ータ送信権が他局にある場合は該他局からの低優先度デ
   ータを待って受信し、前記スレーブ局は、前記低優先度
   データ送信権が自局にある場合は送信先を指定した低優
   先度データを送信し、前記低優先度データ送信権が他局
   にある場合または前記低優先度データの送信完了後は当
   該スレーブ局宛のデータを待って受信する低優先度デー
   タ送受信ステップと、 前記低優先度データ伝送フェーズ終了後に、前記マスタ
   局と前記複数のスレーブ局間で、定期的に発生する高優
   先度データをサイクリックに送受信する高優先度データ
   送受信ステップと、を有することを特徴とする通信シス
   テムおけるデータ伝送方法。